專利名稱：用于受控的邊緣中斷處生產的打磨器和方法
技術領域：
本發明涉及用于受控的邊緣中斷處生產的打磨器和方法。
背景技術：
參見圖1，在渦輪葉輪/轉子/盤10的制造期間，軸線對稱的凹槽12徑向地轉入凸緣的下側中。隨后的線性機加工(鉆孔)操作產生了軸向楔形榫槽形狀14。這兩個特征相交會在狹槽14的底部產生孔16。產生的孔的邊緣是銳利的，必需打磨該邊緣使得它被倒角。
過去，銳邊采用鉛筆形打磨器徒手進行打磨。隨后，工具得到發展，如GE能量服務機構的現場維修文獻FRD-2003-1002中示出，其公開的內容在此作為參考進行結合，并且在圖2中示意的示出。
此工具由位于專用工具夾持器(桿)22中的90度頭部刀具20組成。該90度頭部工具是由NSK美國公司提供的、用于1/16英寸柄刀具的標準工具。該專用工具夾持器(桿)22被開發為接納用于受控邊緣中斷處生產的標準工具。
參見圖2，專用工具夾持器或者桿22具有橫過縱軸定義的橫穿孔24，和側面開口槽26。帶托架工具20與工具桿22和貫穿橫穿孔24的90度頭部軸向對齊，并且通過固定到桿22上的適當的固定板28所保持。因此，切削刀片(沒有在圖2中示出)從相對于帶狹槽側面的桿22的側面被裝載并且突出。該切削刀片成形類似于銑刀，并且該工具與銑刀用在平坦的表面(例如臺面)上類似地使用在集管的表面上。
發明內容
通過相對于桿的中心軸線偏置切削裝置的驅動軸，其中切削裝置容納在桿中，從而能夠容納更大尺寸的筒夾和軸承，可提供根據本發明的示例的實施例更穩固的裝置。
因此，本發明實施為一種打磨工具，其包括主體；沿著所述主體長度的至少一部分限定的驅動軸孔，所述驅動軸孔具有平行于所述主體的縱向中心軸并且從其橫向偏移地設置的軸線；大致橫向于所述縱向軸線延伸而至少部分通過所述主體以與所述驅動軸通道相交的橫向孔；貫穿所述主體的所述驅動軸通道設置的驅動軸；和設置在所述橫向孔中的橫向頭部裝置，以用于可選擇地容納和保持刀具和通過所述驅動軸被驅動用于旋轉所述刀具。
本發明還實施為一種打磨楔形榫槽的冷卻孔邊緣的方法，其包括提供一種工具，其包括主體，沿著所述主體長度的至少一部分限定的驅動軸孔，所述驅動軸孔具有平行于所述主體的縱向中心軸并且從其橫向偏移地設置的軸線；大致橫向于所述縱向軸體限定而至少部分通過所述主體以與所述驅動軸通道相交的橫向孔，貫穿所述主體的所述驅動軸通道設置的驅動軸；和設置在所述橫向孔中的橫向頭部裝置，以用于可選擇地容納和保持刀具和通過所述驅動軸被驅動用于旋轉所述刀具；固定刀具到所述橫向頭部裝置上；可操作地連接轉矩電機到所述驅動軸上；插入所述主體到楔形榫槽里，使得主體設置在楔形榫槽的基部中，并且刀具設置為鄰近被打磨的邊緣；致動該電機；和圍繞并且沿著該邊緣移動刀具以對其進行打磨。
本發明的這些和其它目的和優點，通過對結合附圖的本發明當前優選示例實施例的下面更加詳細描述的仔細研究而得到充分認識和理解，其中；圖1是在楔形榫槽中的冷卻狹槽表面的透視圖；圖2是示出將傳統的打磨工具組裝到工具夾持器桿的部分截面的示意分解視圖；圖3是示出了根據本發明的示例的實施例的工作臺工具裝置正視圖；圖4是示出了根據本發明的另一個示例的實施例的現場工具裝置正視圖；和圖5是圖3和4的打磨工具部分的放大視圖。
具體實施例方式
如上所述，傳統地設置用于打磨葉輪的冷卻狹槽的90度頭部刀具20是用于1/16英寸柄刀具的標準工具。雖然比鉛筆狀的打磨器更容易控制，傳統工具裝置缺乏穩固性，其中主要的故障模式就是破裂的柄，由于磨損造成的支架的松動，和不良表面光潔度。
從圖1的內容可理解到，傳統工具桿22的直徑由楔形榫基部18的直徑所限制，在該楔形榫基部中工具桿被引導圍繞孔16的銳邊緣。發明者認識到傳統裝置的軸向對齊的工具和桿，以及楔形榫基部的受限直徑將工具限制為1/16英寸的筒夾。1/16英寸工具具有小的驅動軸軸承和小的刀具支承軸承，加上薄弱的1/16英寸筒夾。發明者還認識到1/8英寸筒夾工具可更剛性而產生更穩固的裝置。相關的更大軸承意味著更少的熱量產生和隨之而來的更少的磨損。更大的支承軸承也產生更加剛性的工具。而且，1/8英寸的筒夾顯著比先前的1/16英寸的筒夾更堅固。
如上所述的，裝置的尺寸必須受到在楔形榫頭基部處的直徑的限制，但是發明者認識到通過偏置驅動軸，1/8英寸工具可容納在所需封裝殼體(由楔形榫槽的基部18所限定)中。而且，對軸承和裝配順序實施的仔細選擇會產生強度和緊湊性。在這方面，在示出的示例實施例中，橫向頭部部件從刀具側裝載并且通過卡環保持。
而且，為了提供更佳的工具剛性，減少部件和增加裝置的穩固性，根據本發明的示例的實施例，打磨工具已經集成到細長的桿中，從而消除先前提供的兩部分的打磨工具加上桿裝置。這消除了由于磨損在工具桿支架中先前的松動問題。隨著更佳的工具剛性和更堅硬的刀具柄，在減少的刀具震顫和刨削情況下，材料去除過程能夠更好的控制。更大柄的刀具也會導致更長的工具壽命。
整體的打磨器和桿的兩個示例的實施例將在此示出。在制造(工作臺)期間，一個示例的實施例30可被使用，而可提供另一個實施例130在現場使用。在這些示例的實施例中，打磨工具裝置32(其是打磨器和桿的集成)是相同的，但支承把手34，134不同。示例的工作臺工具30在圖3中描述出，示例的現場工具130在圖4中描述出，并且圖5是相應的工具所共有的打磨工具裝置32的放大視圖。
如圖3和4所示，提供用于傳統的打磨工具的轉矩電機36可有利地用于驅動刀具頭部。而且，在示出的例子中，減速器38可插入在轉矩電機36和打磨工具裝置32之間。如圖5示出，打磨工具裝置32包含90度偏置頭部主體40，用于容納刀具和它的驅動軸。為了容納1/8英寸柄刀具42，90度偏置頭部主體40具有驅動軸容納通道44，其中心線D與主體40的中心線M偏移。在這方面，應當理解到偏置頭部的直徑(外徑)由刀具42在其中運行的楔形榫槽14的基部18的直徑所限制。設置在楔形榫槽16外面的諸如減速器38和轉矩電機36部件不會受到如此限制。因此，相對于主體40的中心軸線M偏置用于驅動軸殼體46和驅動軸48的通道44允許其容納1/8英寸柄刀具42，其不僅比1/16英寸柄刀具(未示出)更厚而且具有更長的軸。
用于容納和驅動1/8英寸刀具的刀具裝置的部件也較大。在這方面，當采用1/8英寸而不是1/16英寸筒夾時，不僅是筒夾更大，而且由驅動軸48的偏置提供的額外空間允許最大尺寸的球軸承50接近于刀具42，這降低了熱量產生并且增加了剛度。在示例的實施例中，從相對切削面的側面開始，切削裝置包括波浪形的盤簧54，球軸承52，標準NSK驅動齒輪56，球軸承50(如上所述)和固定卡環58。在這方面，對軸承和裝配順序進行仔細選擇以帶來強度和緊湊性。更進一步，在這方面，橫向頭部部件從刀具側裝載并且由卡環58保持，但是在常規的裝置中，橫向頭部部件從與切削面相對的側面上裝載。
更大的刀具裝置也意味著比用于1/16英寸刀具更大的驅動軸48和因此更大的軸承50，52。更大的軸承裝置意味著更少的熱量產生，其等同于更少的磨損。
在示出的示例的實施例中，鎖緊螺母64和操縱桿66還進一步提供在打磨工具主體的一端。這些部件對于工作臺工具30是可選的，但是在示出的實施例中，一個這樣的操縱桿被示出插入在減速器38和主體40之間。現場工具130被示出為在打磨工具的任一端具有操縱桿。操縱桿便于工具在相對于工具中心線M的軸向的和旋轉運動兩者上的操作。
固定到工作臺工具30的主體40的末端的是支承把手34，以便于打磨工具裝置32相對于被打磨的冷卻孔進行受控的兩手操作。在示出的示例的實施例中，通過接合和螺紋連接限定在連接處68上的互補的螺紋部件，支承把手34固定到主體40的末端。支承把手可整體地被包括作為主體的一部分，但是可拆卸支承把手容許把手類型在認為必需或者合乎需要時，并且取決于工具是用于工作臺還是現場應用而發生改變。例如，可更換的支承把手允許使用不同的把手材料，例如，塑料，鋁，鈦，碳纖維等等，以降低工具的總重量并且減少人體工程學應力。支承把手還可選擇是滾花的，如在圖4中的76所示。在這方面，滾花是個人的偏好問題。而且，支承把手能夠安裝有皮帶或者支柱或者其它允許的技術，或者可以制出到機器人機械手的固定部分。這些對于定制和技術應用的順應能力是可拆卸的、可互換的把手的另一個優點。
如圖4所示，現場工具實施例結合有一個改進的支承把手134。在示出的例子中，現場使用的支承把手134具有穿過其限定的孔70，螺紋錨桿72(例如內六角有頭螺釘)通過該孔被設置。提供分離的錨桿會將控制把手66方位與支承把手76統一功能性分開。在示出的示例實施例中的保持桿借助于在它們的接合處168的螺紋固定件連接到主體上。而且，在示出的實施例中，O形環74插入到支承把手的桿和孔壁之間，以在裝配/拆卸期間減少緊固件掉出的可能性。最后，操縱桿66和鎖緊螺母64被裝配到支承把手134的自由端上。在這方面，使用雙操縱桿提高穩定性以及人體工程學的有效性。諸如扭鎖的控制桿固定件(未示出)的替代方法能夠應用在與鎖緊螺母策略矛盾的情況下。
因此，應該理解到在此描述的工具是電驅動的直角驅動打磨器，其利用例如1/8英寸筒夾尺寸以實現剛度。包裝已經優化以用于通向有限空間。它能用于槽式銑刀和毛刺。它適用于OEM(初始設備制造)和現場應用(已裝配轉子)兩者上，以產生渦輪葉輪空氣冷卻狹槽的平滑連續的過渡部分。隨著更高的工具剛性和更堅硬的刀具柄，在減少的刀具震顫和刨削情況下，材料去除過程能夠更好地被控制。更大柄的刀具也會導致更長的工具壽命。
雖然本發明已經結合當前最實際和優選實施例進行了描述，需要理解的是本發明不限于在此公開的實施例，相反，本發明意圖覆蓋包含在所附的權利要求的精神和范圍內的不同的修改和等同的結構。
部件目錄渦輪葉輪/轉子/盤10軸線對稱的凹槽 12楔形榫狹槽 14孔 16楔形榫基部 1890度頭部刀具20工具保持器(桿) 22橫向孔 24側面開口槽 26固定板 28工作臺工具30；現場工具130打磨工具裝置32支承把手34，134轉矩電機36減速器 3890度偏置頭部主體401/8英寸柄刀具 42驅動軸容納通道 44中心線 D中心線 M驅動軸殼體 46驅動軸 48球軸承 50球軸承 52波浪形盤簧 54標準NSK驅動齒輪 56卡環58較大的軸承 60，62鎖緊螺母64操縱桿 66接合處 68
孔 70螺紋錨桿72O形環 74。
權利要求
1.一種打磨工具(30，130)，包括主體(40)；沿著所述主體長度的至少一部分限定的驅動軸孔(44)，所述驅動軸孔具有平行于所述主體的縱向中心軸線M并且從其橫向偏移地設置的中心軸線D；大致橫向于所述縱向軸線限定而至少部分通過所述主體以與所述驅動軸通道相交的橫向孔；布置為延伸通過所述主體的所述驅動軸通道的驅動軸(48)；和設置在所述橫向孔中的橫向頭部裝置(50，52，54，56，58)，以用于選擇性地容納和保持刀具和用于通過所述驅動軸被驅動來旋轉所述刀具。
2.如權利要求1所述的打磨工具，其中所述橫向頭部裝置包含用于容納1/8英寸刀具(42)的1/8英寸筒夾。
3.如權利要求1所述的打磨工具，還包括可操作地連接到所述驅動軸的轉矩電機(36)。
4.如權利要求1所述的打磨工具，還包括可拆卸地固定到所述主體末端上的支承把手(34，134)。
5.如權利要求4所述的打磨工具，其中所述支承把手選擇性地、可操作地連接到所述主體，以便于與其中心軸線軸向對齊。
6.如權利要求5所述的打磨工具，其中所述支承把手具有穿過其被限定的孔(70)，用于可選擇地容納固定桿(72)，并且其中所述固定桿可選擇性地連接到所述主體，以固定所述支承把手到其上。
7.一種打磨楔形榫槽(14)的冷卻孔(16)的邊緣的方法，包括提供一種工具(30，130)，其包括主體(40)；沿著所述主體長度的至少一部分限定的驅動軸孔(44)，所述驅動軸孔具有平行于所述主體的縱向中心軸線M并且從其橫向偏移地設置的中心軸線D；大致橫向于所述縱向軸線限定而至少部分通過所述主體以與所述驅動軸(48)通道相交的橫向孔；布置為延伸通過所述主體的所述驅動軸通道的驅動軸；和設置在所述橫向孔中的橫向頭部裝置(50，52，54，56，58)，以用于選擇性地容納和保持刀具和用于通過所述驅動軸被驅動來旋轉所述刀具；固定刀具(42)到所述橫向頭部裝置上；可操作地連接轉矩電機(36)到所述驅動軸上；插入所述主體到楔形榫槽(14)里，使得主體設置在楔形榫槽的基部中，并且刀具設置為鄰近被打磨的邊緣；致動電機(36)；和圍繞并且沿著該邊緣移動刀具以打磨該邊緣。
8.如權利要求7所述的方法，其中所述橫向頭部裝置包含1/8英寸筒夾，并且其中所述固定包括固定1/8英寸刀具(42)到所述橫向頭部裝置上。
9.如權利要求7所述的方法，還包括提供支承把手(34，134)并且固定支承把手到工具主體(40)的末端。
10.如權利要求9所述的方法，其中所述支承把手具有穿過其被限定的孔(70)，用于選擇性地容納固定桿，并且其中所述固定桿連接到所述主體上。
全文摘要
穩固的打磨裝置被提供用于打磨在楔形榫槽中的冷卻孔，通過相對于桿的中心軸線偏置切削裝置的驅動軸，桿中容納切削裝置，從而能夠容納較大尺寸的筒夾。
文檔編號B24B23/08GK101081492SQ20071010819
公開日2007年12月5日 申請日期2007年5月30日 優先權日2006年5月30日
發明者J·欽, L·P·溫奇爾, J·P·斯坦利, J·M·哈奇, D·R·奈爾遜 申請人:通用電氣公司