JPS6052232A - 緊締ブロツクからワ−クを分離するための方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は鋳造又は射出成形された緊締ブロックからワー
クを分離するための方法であって、工作機械での加工中
にワークを負荷なしに保持するために該ワークを緊締ゾ
Ｆツク内に部分的に埋設して、該ワークと緊締ブロック
を１つの緊締ユニットに形成し、この際に緊締グロック
材料の熱膨張係数をワーク材料の熱膨張係数よシも大き
く設定する形式のものと、その方法全実施するための装
置とて関する。

従来の技術 力０工中に工作機械上のワーク、特に研削機」二の被研
削ワークに機械的負荷と延いては変形が発生ずるのを防
ぐために、ワークを緊締ブロック内に鋳込み、このブロ
ックが補助部材としてワークの緊締及び位置決めの際に
働き、ワーク全加工作業中に負荷なしに十分に保持せし
めることは公知である。緊締ゾロツクと、加工のために
該緊締ブロック内に鋳込まれたワークとが一緒になって
緊締ユニットを形成している。この緊締ユニットの製造
のためにはワークが鋳型の中にそう人され、続いてこの
鋳型が緊締ブロックの材料と一諸に鋳造される。緊締ブ
ロックの材料は、その熱膨張係数がワーク′＠眉の熱膨
張係数よシも太きいように選定されている。従って鋳型
内で初めは流体状の緊締ブロック材Ｐ）が冷却される際
にこの緊締ブロックがワーク上に焼はめされ、それによ
ってワークが緊締ブロック内に遊びなしに固定保持され
る。この場合、ワークの加工されるべき面は緊締ブロッ
クの外側に位置している。このようにして研削機での加
工のために準備される典型例として（ｄタービン羽根が
ある。タービン羽根用の材料としてはニッケル・ベース
合金が、その高い要求を満たすものとして考えられる。

このタービン羽根を保持すべき緊締ブロックの製造材料
として（ｄ亜鉛又は亜鉛合金が考えられ、その熱膨張係
数は、タービン羽根の製造のために用いられるニッケル
・ベース合金の熱膨張係数よシも大きく、従って緊締ブ
ロックが鋳込温度から室温に冷却される際に、タービン
羽根の上に固定的に洸ばめされる。

特に問題となるのは緊締ブロックからワークを分離する
工程である。このためにドイツ連邦共和国特許出願公告
第２８２２８２８号明細書によれば、緊締ブロックが、
その特別な破断個所に沿って２つに創ることができる形
状になっている。このためにはその緊締ブロックの予め
所定の個所に、緊締ブロック分割るべさ機械的な負荷が
与えられる。この方；宍の欠点は、当該の機械的負荷の
作用が必ずしも緊締ブロックに限足され得す、従って緊
締ブロック内に保持されたワークも負荷されて［２まい
不利な変形を受ける可能性があることである。特に例え
ばタービン羽根などの傷つき易いワークにおいて（鍵上
記のような変形によって、例えそれが１０００分の１ミ
リの範囲内であう一〇も不良品となう一〇し捷い得る。

更に緊締ブロックの２つ割りのために必要な圧力とその
２つ割りの際に生じる相対運動とによって、緊締ブロッ
クの材料がワーク上に移って残留してしまい、それによ
って当該ワークの後洗浄又は付加的加工が必要となって
しまう。

発明が解決しようとする問題点 本発明は上記の公知の分離方法における、ワークへの負
荷と延いては変形発生及びワークへの緊締ブロック材料
の転移という問題点を解決し、加工作条のために緊締ブ
ロック内に鋳込まれたワークを残留物なしにかつワーク
を変形させる機械的負荷なしに、該緊締ブロック、から
分離可能とする方法と装置を提供しようとするものであ
る。

問題点を解決するための手段（方法） 上記の問題点全解決するための不発ＤＪ］の方法におけ
る手段は、緊締ブロックを、所定の材料特性温度におい
て脆性化する材料から製造し、ワークの加工後に前記緊
締ユニットを少なくともとの緊締ブロック材料の脆性化
温度１で冷却し、この冷却時に緊締ブロックとワークと
の相異ゑる熱膨張係数に基づいて生じる内部応力を用い
て、緊締ブロックをワークからきれいに分離することで
ある。

緊締ユニットが緊締ブロックの脆性化温度１で冷却され
る際に、該緊締ブロックがワークよシも強力に収縮する
ので、当該緊締ゾロツク内には、ワークからの該ブロッ
クの分離全引起し得る高い機械的な内部応力が生せしめ
られる。

実施態様（方法） 上記の機械的な内部応力がワークからの緊締ブロックの
分離のためにまだ不十分な場合のために、本発明によれ
ば更に、当該の少なくとも所定の脆性化温度まで冷却さ
れた緊締ブロックに外部から機械的負荷を与えて、ワー
クからの分ＩＷｆｆｌ　ｋ惹起ぜしめることが提案され
ている。このためにはその所定の脆性化温度まで冷却さ
れた緊締ブロックを衝撃的に打撃又は衝突するだけで十
分である。また所定の脆性化温度まで冷却された緊締ゾ
ロツクの表面のみに、ワークからの分離の惹起のために
亀裂を形成することも可能である。緊締ブロックの脆性
化温度までの緊締ユニットの冷却のみでは該ワークから
ブロックを分離するのに不十分な場合は、当該の脆性化
温度まで冷却された緊締ゾロツクに外部から軽く機械的
負荷を与えて、ワークからの分σ１１（を惹起せしめる
ことで十分である。これによってワークが修正加工なし
に、次の加］二ヲ施されたｐ又は所定の目的に応じて使
用されることが可能である。緊締ブロックは低温におけ
る分離によって、残留物なしにワークから分ｌｉｇされ
得る。この場合ワークの変形をもたらすような機械的負
荷（は生ぜず、何故なら緊締ブロックが所定の脆性化温
度捷で冷却される際に生じる収縮がワークへの全面的な
圧力上昇を形成するからである。

緊締ブロック製造のための材料としては亜鉛又？よ亜鉛
合金が有利であるが、他の合金、例えば鉛又はアンチモ
ン又は錫等をベースにした合金で、低温において脆性化
しかつワーク材料よりも大きな熱膨張係数を有するもの
も使用可能である。ワークがタービン羽根である場合、
このワークはニッケル又はニッケル・ベース合金小ら成
ｐ１低温でも脆性化しないので、該ワークは緊締ユニッ
トの匹温処理後にも無傷で当該の温度まで冷却されると
有利である。

本発明による方法は全自動で運転ソミ施可能でろる。本
発明ではこのために連続する緊締ユニットをそのワーク
加工後に自動的に工作機械から冷却装置へ順次搬送し、
この冷却装置によって緊締ブロックの分離のために該緊
締ユニットを、少なくとも当該緊締ブロック材料の脆性
化温度まで冷却し、この緊締ブロックの分離後にワーク
と後続加工のために搬出することが提案されている。

問題点を解決するための手段（装置） 材とが配属されており、この搬送部材によって工作機械
内でのワーク加工作業後に前記緊締ユニットが捕捉され
て冷却装置内に（般送され、そして少なくとも緊締ブロ
ック材料の脆性化温度まで冷却された後にワークが当該
冷却装置から搬出されることである。

緊締ブロックとワークとの材料が、その冷却時に生じる
内部応力がワークからの緊締ブロックの分離のために十
分となるように選択されている場合には、一般的にとの
緊締ブロックは既に冷却装置内できれいに分離され得る
。この場合はその緊締ブロックから解放されたワークの
みが冷却装置から搬出される。そして分離された各緊締
ブロックは別個に冷却装置から取り出され、場合によっ
ては再使用のために供給される。

実施態様（装置） 冷却時に緊締ブロック内に生じる内部応力がワークの自
動的な分離を惹起するにｔｄ、不十分な場合もある。こ
のような場合のために本発明によれば、冷却装置内か又
はその後方に、少なくとも脆性化温度まで冷却され／ζ
緊締プ【：Ｉツクを機械的に負荷するための当付は部；
１′Ａが配設さｈているとよい、この癌付は部材（・ま
、冷却さ十した緊締ユニットの搬送路内に可動な打′Ｊ
ト工具として形成可能である。また当付は部材が、冷却
された緊締ユニットの搬送路内に突入する当付は縁部と
して形成されてもよく、これによって冷却装置から搬出
された緊締ユニットが当伺げ縁部に対してぶつけられ、
この結果緊締ブロックがワークから分離される。更に本
発明によれば当付は部材として、冷却された緊締ユニッ
トの表面に亀裂を生ぜしめる工具が配設されてもよい。

冷却装置としては、液状の窒素で満７’Ｕされた冷却浴
が配設されると有利である。

実施例 第１図には工作機械として慣用の研削機１が示さｆｔで
いる。この研削機が機械ベッド２上にＸ方向で摺動可能
な送り台３を有し、この送り台３の上に更にＺ方向で摺
動可能なテーブル４が支承されている。このテーブル４
は図示されていないホルダ内に緊締ユニット６を保持し
てお９、第２図から分るよう１肥この緊締ユニット６は
緊締ブロック７と該ブロック内に埋め込まれたワーク８
とから成っている。このワークとして第２図にはタービ
ン羽根が示されている。

研削機１は機械支柱９を有し、この支柱９にｌ」、研削
といし車１１を有する研削スピンドルがＹ方向で支承さ
れている。

本発明によれば研削機１に急冷浴１２としての冷却装置
が配属されている。第１図に鎖線で示された搬送部材１
３によってこのＩ［削機１　ト急冷浴１２とが接続され
ている。

急冷浴１２の後には、搬送部材１３の運動路内に可動な
ハンマ１４としての打ち、付は部拐が配設されている。

このハンマ１４は軸線１７を中心に旋回可能なアングル
レバ−１８の一方のアーム１６に配設されており、他方
のアーム１９は制御可能な運転機構として配置された電
磁駆動装置２２の操作部材２１に枢着されている研削機
１内でのタービン羽根（ワーク）８の加工のために当該
ワークは、第２図に示された形状又は他のよシ単純な形
状をも有し得る緊締ブロック７に鋳込まれる。この羽根
の材料と緊締グロックの材料との熱収縮係数が相賢なっ
ているので、鋳込温度が室温まで冷される際に緊締フゝ
ロックがタービン羽根上に固く焼ばめされ、それによっ
てタービン羽根ｌは当該緊締ブロック内に固く締め込ま
れる。この緊締ブロック７を以ってタービン羽ｔｌｙＪ
、（ｄ研削・機１内の所定の位置にもたらされる。ワー
クの加工、即ち図示の列で；はタービン羽根の脚部又は
ヘッドの加工後に、タービン羽根８と緊締ブロック７と
から成る緊締ユニット６が研削機１から取り外されて搬
送部材１３を介して急冷浴１２内にもたらされる。この
急冷浴１２は有利には、−１９６℃の沸騰温度を有する
液状の窒素−と有している。

そしてとの緊締ユニット６が少なくとも緊締ブロック材
料の脆性化温度まで冷却されることによって該緊締ブロ
ック７は脆性化せしめられろ。同時にこの緊締ブロック
７ばこの冷却によって、当該ブロックよりも少なく収縮
するタービン羽根北に更に収縮圧着され、それによって
緊締ブロック内には、機械的な内部応力が生じ、該緊締
ブロックに適切な材料と形状とを選択すればこの応力に
よって直接にワーク８からのその脆性化した緊締ブロッ
ク７の分離が生せしめられ得る。搬送部材１３によって
、緊締ブロック７から解離されたこのタービン羽根８の
みが急冷浴１２から搬出される。このきれいに分離され
た緊締ブロック部材は第１図には示されＣいないが、別
個に急冷浴から除去されて次の使用に向けて供給される
。

冷却時に緊締ブロックγ内に生じる内部応力が、該ブロ
ックをタービン羽根８から分９ｉ１［さぜるのに不十分
な場合のために、急冷浴１２の後方にハンマ１４として
形成された打ち利は部ｌＩＪが配設されている。緊締ユ
ニット６が急冷浴１２を介して緊締ブロック材料の脆性
化温度よて冷却されてハンマ１４の範囲に達つずろと即
Ｊ（ｉ／：に電磁駆動装置２２が作動されて、軸線１７
全中心にしたアングルレバ−１８の旋回によってハンマ
１４が緊締ブロックγに対して当てｆ＼」げられ、これ
によって該緊締ブロック７がその内部応力に基づいて割
れる。この低温にもたらされた緊締ブロック７をタービ
ン羽根８から切り離すては、該緊締ブロック７に〕・ン
マ１４を軽く当て付けるだけで十分である。こうしてそ
の加工されたタービン羽根８を更に別の後加１を行なう
必要なく供給可能なように、緊締ブロックから確実に分
離することが可能である。緊締ブロック７はタービン羽
根から残留物なしに解離され、この緊締ブロック７の分
離によってタービン羽根に変形が生じるようなことはな
い。

効果 本発明によれば緊締ブロックを負荷なしにワークから分
離することが可能である。緊締ブロックの分離作用中の
ワーク−＼の変形発生の心配（はない。更にワークから
の緊締ブロックの分離（は完全に残留物なしに行なわれ
、従ってワークから緊締ブロック材料の残りを除去する
ための後加工は不要となる。分離きれた緊締ゾロツク部
材はそのまま再使用のために供給可能である。更に本発
明による方法を実施するための装置は極めて簡単な構造
を有し、当該方法を全自動的に実施可能である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の１実施例を示すものであって、第１図は
本発明による装置の略示図、第２図はワークとしてのタ
ービン羽根と緊締ブロックとから成る、緊締ユニットの
典型的な例を示した斜視図である。 １・・・研削機、２・・・機械ベッド、３　送り台、４
・・・テーブル、６・・・緊締ユニット、７・・・緊締
ブロック、８・・ワーク、９・・・機械支柱、１１・・
・イｉＪｉ削といし車、１２・・・急冷浴、１３・・搬
送部イＡ１１４・・ハンマ、１６．１９・・レバーアー
ム、１７・・ｍ線、ｉｓ・・アングルレバ−１２１，・
・操作部材、２２・・・電磁駆動装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　鋳造又は射出成形された緊締ブロックからワーク
   を分離するための方法であって、工作機械での加工中に
   ワークを負荷なしに保持するために該ワークを緊締ブロ
   ック内に部分的に埋設して、該ワークと緊締ブロックと
   を１つの緊締ユニットに形成し、この際に緊締フゝロッ
   ク材料の熱膨張係数をワーク材料の熱膨張係数よシも大
   きく設定する形式のものにおいて、緊締ブロックを、所
   定の材料特性温度において脆性化する材料から製造し、
   ワークの加工後に前記緊締ユニットを少なくともこの緊
   締ブロック材料の脆性化温度まで冷却し、この冷却時に
   緊締ブロックとワークとの相異なる熱膨張係数に基づい
   て生じる内部応力を用いて、緊締ブロックをワークから
   きれいに分離することを特徴とする、緊締ブロックから
   ワークを分離するための方法。 ２、少なくとも所定の脆性化温度まで冷却された緊締ブ
   ロックに外部から機械的負荷を与えて、ワークからの分
   離を惹起せしめる、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ６、　少なくとも所定の脆性化温度まで冷却された緊締
   ブロックと、打撃又は衝突によって衝撃的に負荷する、
   特許請求の範囲第２項記載の方法。 ４、少なくとも所定の脆性化温度まで冷却された緊締ブ
   ロックの表面に、ワークからの分離の惹起のために亀裂
   を特徴する特許請求の範囲第２項又は第６項記載の方法
   。 ５、　亜鉛又は亜鉛ダイカストから成る緊締ブロックを
   用いる、特許請求の範囲第１項から第４項までのいずれ
   か１項記載の方法。 ６、　緊締ユニットを液状窒素の温度まで冷却する、特
   許請求の範囲第１項から第５項才でのいずれか１項記載
   の方法。 Ｚ　連１続する緊締ユニットをそのワーク加工後に自動
   的に工作機械から冷却装置へ順次搬送し、この冷却装置
   によって緊締ブロックの分：’ｆｆｎのために該緊締ユ
   ニットを、少なくとも当該緊締ブロック材料の脆性化温
   度丑で冷却し、との緊締ブロックの分離後にワークを、
   後続加工のために搬出する、特許請求の範囲第１項から
   第６項寸でのいずれか１項記載の方法。 ８、鋳造又は射出成形された緊締ブロックからワークを
   分離するための装置であって、工作機械での加工中にワ
   ーク全負荷なしに保持するために該ワークが緊締ブロッ
   ク内に部分的に埋設されて、該ワークと緊締ブロックと
   が１つの緊締ユニットに形成されており、この際に緊締
   ブロック材料の熱膨張係数がワーク材料の熱膨張係数よ
   りも大きく設定さ、Ｉｔてお９、更に緊締ブロックが、
   所定の材料特性温度において脆性化する材料から製造さ
   れておシ、ワークの加工後に緊締ユニットが少なくとも
   前記緊締ブロック材料の脆性化温度まで冷却され、この
   冷却時に緊締ブロックとワークとの相異なる熱膨張係数
   に基づいて生じる内部応力を用いて、緊締ブロックがワ
   ークか材（１３）とが配属されており、この搬送部材（
   １３）によって工作機械内でのワーク加工作業後に前記
   緊締ユニット（６）が捕捉されて冷却装置（１２）内に
   搬送され、そして少なくとも緊締ブロック材料の脆性化
   温度まで冷却された後にワーク（８）が当；亥冷却装置
   （１２）から搬出されることを特徴とする、緊締ブロッ
   クからワークと分離するための装置。 ９　冷却装置（１２）内か又はその後方に、少なくとも
   脆性化温度まで冷却された緊締ブロック（７）を機械的
   に負荷するための当付は部材（１４）が配設されている
   、特許請求の範囲第８項記載の方法。 １０　当付は部材が、冷却された緊締ユニット（６）の
   搬送路内に可動な打撃工具（１４）として形成されてい
   る、特許請求の範囲第９項記載の方法。 且　当付は部材が、冷却された緊締ユニットの搬送、路
   内に突入する当付は縁部と１−て形成されている、特許
   請求の範囲第９項記載の方法１２゜当付は部材が、冷却
   された緊締ユニット（６）の表面に亀裂を生ぜしめる」
   ：うに形成されている、特許請求の範囲第９項から第１
   １項寸でのいずれか１項記載の方法。 １３　冷却装置（１２）として、液状の窒素で晶たされ
   た冷却浴が配設さ几ている、特許請求の範囲第８項から
   第１２項までのいずれか１項記載の方法。