CS228592B1

CS228592B1 - Body of a machine element

Info

Publication number: CS228592B1
Application number: CS438682A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Ing Langer; Jindrich Ing Spacek; Karel Voda; Albert Ing Csc Kosecek
Original assignee: Langer Zdenek; Jindrich Ing Spacek; Karel Voda; Albert Ing Csc Kosecek
Priority date: 1982-06-14
Filing date: 1982-06-14
Publication date: 1984-05-14

Abstract

Těleso strojního dílce s vrstevnatě uspořádanými základními díly vzájemně mezi sebou převážně neriozebíratelně spojenými. Účelem vynálezu je odstranit nevýhody spojené s konstrukcí a výrobou tvarově členitých nebo odlehčených strojních dílců o různé hmotnosti. Uvedeného účelu se dosáhne podle vynálezu tím, že těleso, strojního dílce je vytvořeno orientovaným vrstvením základních monolitních dílů, plošných i prostorově zakřivených, nad sebou tak, až se vytvoří profilově a rozměrově odpovídající budoucí těleso strojního dílce. Mezi základní díly mohou být vloženy redukované díly pro odlehčení budoucího tělesa. V částech plochy základního dílu mohou být vytvořeny aretační výstupky pro snadnější orientované vrstvení základních dílů, které mohou být vzájemně přesunuté alespoň o jednu rozteč aretačních výstupků.The body of the machine part with layered arrangement basic parts with each other largely non-releasably linked. The purpose of the invention is to eliminate the disadvantages associated with design and production of shape-broken or lightweight machine parts o different weights. This purpose is achieved according to the invention by being a machine the member is formed by oriented layering basic monolithic parts even spatially curved, one above the other it is profiled and dimensionally matched future machine body. Reduced between the base parts can be inserted parts for relieving the future body. In parts of the base part area they can locking projections for easier oriented layering of basic parts that can be moved together at least one pitch of the locking lugs.

Description

(54) Tělesu strojního dílce(54) Machine body

Těleso strojního dílce s vrstevnatě uspořádanými základními díly vzájemně mezi sebou převážně neriozebíratelně spojenými. Účelem vynálezu je odstranit nevýhody spojené s konstrukcí a výrobou tvarově členitých nebo odlehčených strojních dílců o různé hmotnosti. Uvedeného účelu se dosáhne podle vynálezu tím, že těleso, strojního dílce je vytvořeno orientovaným vrstvením základních monolitních dílů, plošných i prostorově zakřivených, nad sebou tak, až se vytvoří profilově a rozměrově odpovídající budoucí těleso strojního dílce.The body of the machine part with the basic parts arranged in a layer-like manner, mainly non-releasably connected to each other. The purpose of the invention is to eliminate the disadvantages associated with the construction and manufacture of shaped and lightweight machine parts of different weight. This object is achieved according to the invention in that the body of the machine part is formed by oriented lamination of the basic monolithic parts, both flat and spatially curved, one above the other until a profile and dimensionally corresponding future body of the machine part is formed.

Mezi základní díly mohou být vloženy redukované díly pro odlehčení budoucího tělesa. V částech plochy základního dílu mohou být vytvořeny aretační výstupky pro snadnější orientované vrstvení základních dílů, které mohou být vzájemně přesunuté alespoň o jednu rozteč aretačních výstupků.Reduced parts can be inserted between the base parts to relieve the future body. Locking tabs may be provided in portions of the surface of the base member for easier oriented layering of the base members, which may be displaced relative to each other by at least one pitch of the locking tabs.

Obr. 2Giant. 2

Vynález se týká tělesa strojního· dílce, vytvořeného s vrstevnatým uspořádáním základních dílů vzájemně mezi sebou spojených, převážně nerozebíraielně.The invention relates to a machine body formed with a layered configuration of the base parts connected to each other, largely non-detachably.

V současné době jsou strojní dílce konstruovány obvykle jako monolitní celky, vytvořené z jednoho kusu materiálu. Konečný tvar strojního dílce se získá obráběním výchozího, polotovaru, čímž vzniká značný odpad materiálu. U tvarově složitých a členitých strojních dílců může odpad činit až 80 % váhy nebo objemu polotovaru. Tvar strojních součástí je omezen používanými technologiemi obrábění, beztřískovými i tvářecími, jejich výrobními náklady, časovou náročností a dostupnými strojními zařízeními. Vytvoření požadovaného tvaru tělesa strojního dílce, například objemovým tvářením přináší úsporu materiálu, ale je ekonomicky výhodné jen u velkých sérií.Nowadays, machine parts are usually constructed as monolithic units made of one piece of material. The final shape of the machine part is obtained by machining the precursor, thereby producing a considerable waste of material. For complex and articulated machine parts, the waste can be up to 80% by weight or volume of the workpiece blank. The shape of the machine parts is limited by the machining technologies used, both chipless and non-cutting, their production costs, time required and available machinery. Creating the desired body shape of the machine part, for example by volumetric forming, results in material savings, but is economically advantageous only for large series.

Uvedené nevýhody jsou do značné míry odstraněny u tělesa strojního dílce podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že základní díly tělesa strojního dílce jsou vytvořeny jako monolitní elementy definované tloušťky, vzájemně orientované uspořádané do vrstev uložených nad sebou a vytvářející profilově a rozměrově odpovídající budoucí těleso strojního dílče. Základní díly mohou být plošné nebo prostorově zakřivené elementy a mezi ně mohou být vloženy redukované díly. Základní díly mohou být opatřeny aretačními výstupky, zapadajícími do tvarově odpovídajících protilehle uspořádaných vybrání vytvořených v sousedním základním dílu. Dalším význakem vynálezu je, že základní díly mohou být uspořádány ve vrstvách vzájemně přesunutých alespoň o jednu rozteč aretačních výstupků.These drawbacks are largely eliminated with the machine body according to the invention, which is characterized in that the base parts of the machine body are formed as monolithic elements of defined thickness, oriented to each other in layers superimposed and forming a corresponding profile and dimensional future body machine part. The base parts may be planar or spatially curved elements and reduced parts may be interposed therebetween. The base members may be provided with locking projections engaging in correspondingly opposed recesses formed in an adjacent base member. A further feature of the invention is that the base parts can be arranged in layers displaced relative to each other by at least one pitch of the locking lugs.

Těleso strojního dílce podle vynálezu přináší kromě výhod, spočívajících v úspoře materiálu a výrobních nákladů i další výhody, například omezení dokončovacích operací, včetně na funkčních plochách dílce nebo dalších dodatečných tepelných úprav.The machine body according to the invention offers, besides the advantages of saving material and production costs, other advantages, for example the reduction of finishing operations, including on the functional surfaces of the workpiece or other additional heat treatments.

Orientovaným vrstvením, natáčením nebo posunutím jednotlivých základních dílů — modulů tělesa strojního dílce lze docílit variabilnosti provedení jeho tvaru a rozměrů.Oriented layering, turning or shifting of individual basic parts - modules of the body of the machine part can be achieved by variability of its shape and dimensions.

Příklady provedení tělesa strojního dílce podle vynálezu jsou uvedeny na připojeném výkrese, kde obr. 1 znázorňuje vytvoření základního dílu — modulu přesným vystřihováním z pásu plechu, obr. 2 znázorňuje těleso strojního dílce s vrstveným řazením jednotlivých plošných dílů, obr. 3 znázorňuje schematické uspořádání řazení základních plošných dílů se střídavě vloženými redukovanými díly, obr. 4 znázorňuje schematické uspořádání základních prostorově zakřivených dílů s vyznačením vedení svaru; obr. 5 znázorňuje těleso strojního dílce se vzájemně přesazenými plošnými díly a obr. 6 znázorňuje řazení základních dílu s aretačními výstupky vytvořenými v části plosky dílů.Examples of embodiments of the machine body according to the invention are given in the accompanying drawing, wherein Fig. 1 shows the design of the base part - module by precision cutting from sheet metal, Fig. 2 shows the machine body with layered shifting of individual planks. Fig. 4 shows a schematic arrangement of basic spatially curved portions showing the weld guide; Fig. 5 shows the machine body with the planar parts offset from one another; and Fig. 6 shows the shifting of the base parts with the locking projections formed in the part of the slab of parts.

Těleso 1 strojního dílce sestává z plošných základních dílů 2 vytvořených přesným vystřihováním ústřižků z pásu 3 plechu. Tva plošných základních dílů 2 odpovídá profilu budoucího tělesa 1 strojního dílce, přičemž jejich obvod nebo část obvodu může být rozmanitě profilově upravena tak, aby se orientovaným vrstvením základních plošných dílů 2 vytvořilo těleso 1 s požadovaným geometrickým tvarem. Fixace a vzájemná mechanická soudržnost jednotlivých základních dílů 2 při jejich orientovaném vrstvení na sebe se dociluje známou technikou, např. svařováním elektronovým paprskem, laserem apod. Svar 8 je vytvořen v blízkosti obvodu tělesa 1 strojního dílce průběžně nebo bodově (obr. 4j. Základní plošné díly mohou být redukovány například po obvodu nebo jeho části (obr. 3). Redukované díly 4 a základní plošné díly 2 mohou být zorientovány a střídavě vrstveny na sebe v počtu odpovídajícím požadovanému rozměru tělesa 1 strojního dílce; tím lze dosáhnout jeho určitého odlehčení.The machine body 1 consists of planar base parts 2 formed by precisely cutting the cuts from the sheet 3. The surface of the two base parts 2 corresponds to the profile of the future machine body 1, the periphery of which the periphery or part of the periphery can be varied in profile so as to form a body 1 with the desired geometrical shape. Fixation and mutual mechanical cohesion of the individual base parts 2 during their oriented layering is achieved by known technique, eg by electron beam welding, laser welding, etc. The weld 8 is formed near the periphery of the machine body 1 continuously or spot (Fig. 4j). The parts may be reduced, for example, around the periphery or part thereof (Fig. 3) The reduced parts 4 and the base sheets 2 may be oriented and alternately layered on top of each other in a number corresponding to the desired dimension of the machine body 1.

V příkladu provedení, znázorněném na obr. 4, jsou základní díly vytvořeny jako prostorově zakřivené díly 5, získané kombinací přesného vystřižení a následného tváření v tvarové matrici. Vzhledem k prostorovému zakřivení základních dílů jsou tyto schopny samy se orientovat při ukládání do vrstev nad seboiu.In the embodiment shown in Fig. 4, the base parts are formed as spatially curved parts 5, obtained by a combination of precision cutting and subsequent forming in a shaped die. Due to the spatial curvature of the base parts, they are able to orient themselves when depositing in layers above themselves.

Základní plošné díly 2 mohou být opatřeny aretačními výstupky 6 vytvořenými na okraji nebo ploše, například nastřižením nebo jiným přetvořením. Současně se provede přesné vystřižení obvodového· profilu základního plošného dílu 2. Aretační výstupky 6 zapadají do> tvarově odpovídajících protilehle uspořádaných vybrání, vytvořených v sousedním základním dílu. Prostřednictvím aretačních výstupků 6 je vytvořeno orientované spojení základních plošných dílů 2 (obr. 6). Při vzájemném přesazování základních plošných dílů 2 alespoň o jednu rozteč aretačních výstupků 6 při jejich vrstvení na sebe lze vytvořit těleso 1 strojního dílce s požadovaným tvarem vnější vrstvy, například ve tvaru šroubovice (obr. 5).The base sheets 2 may be provided with locking lugs 6 formed on the edge or surface, for example by cutting or other deformation. At the same time, the circumferential profile of the base sheet 2 is precisely cut out. The locking projections 6 engage in correspondingly shaped opposed recesses formed in the adjacent base sheet. By means of the locking lugs 6, an oriented connection of the base sheets 2 is formed (FIG. 6). By offsetting the base sheets 2 by at least one pitch of the locking lugs 6 while laminating them on one another, the machine body 1 can be formed with the desired shape of the outer layer, for example in the form of a helix (FIG. 5).

Základní díly tělesa 1 strojního dílce mohou mít tloušťku v rozsahu řádově mm až desítky mm podle požadované tloušťky budoucího tělesa 1 strojního dílce.The base parts of the machine body 1 may have a thickness in the range of the order of mm to tens of mm depending on the desired thickness of the future machine body 1.

Těleso 1 strojního dílce vykazuje dobré vlastnosti, značné zpevnění materiálu na profilovaném obvodu, vyvolané stavem trojosé napjatosti, zavedeným do materiálu základního plošného dílu 2, například prostřednictvím nátlačné hrany neznázorněnéhoi nástroje, jejíž otisky 7 jsou vyznačený na obr. 6. Dosažená tvarová přesnost a kvalita povrchu tělesa 1 strojního dílce závisí na tloušťce základních dílů — modulů a na dělicím postupu, použitém k získání modulu. Moduly součástí nebo těles rozměrově větších, například přírub, rámů, stojanů apod. lze zhotovit řezáním plasmou nebo laserem.The machine body 1 exhibits good properties, a considerable material hardening on the profiled circumference caused by a state of triaxial stress introduced into the material of the base part 2, for example by means of the pressing edge of a tool not shown. The surface area of the machine body 1 depends on the thickness of the base parts - modules and the separation procedure used to obtain the module. Modules of components or bodies larger in size, such as flanges, frames, racks, etc., can be made by plasma or laser cutting.

22B22B

U modulů s menší tloušťkou bude jejich dosažená rozměrová přesnost a kvalita povrchové vrstvy vyšší než u modulů o tloušťce nad 10 mm.For modules with a smaller thickness, their dimensional accuracy and surface quality will be higher than for modules with a thickness of more than 10 mm.

Vynálezu lze využít v různých průmyslo-The invention can be used in various industries.

Claims

SUBJECT

1. A machine body consisting of base parts predominantly connected to one another, characterized in that the base parts (2, 4, 5) are monolithic elements of defined thickness, oriented to one another in layers placed one above the other, forming profile and dimensional parts a corresponding machine body (1).

Body according to Claim 1, characterized in that the base parts (2, 4) are flat elements.

Body according to claim 1, characterized in that the base parts (5) are spatially curved elements.

592

In the industrial sectors, for example in the manufacture of transformer core bodies for rotating electrical machines, in the manufacture of machine parts such as frames and press stands, etc.

OF THE INVENTION

Body according to claim 1, characterized in that reduced base parts (4) are inserted between the base parts (2).

Body according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the base parts (2, 4, 5) have at least part of their surface provided with locking projections (6J) which fit into the correspondingly shaped oppositely formed recesses formed in the adjacent base part (2). 4, 5).

Body according to claim 5, characterized in that the base parts (2) are arranged in layers displaced relative to each other by at least one pitch of the locking lugs (6j).