CS230808B1

CS230808B1 - Method of forming of generally defined bodies

Info

Publication number: CS230808B1
Application number: CS817987A
Authority: CS
Inventors: Stefan Kotoc
Original assignee: Stefan Kotoc
Priority date: 1981-10-30
Filing date: 1981-10-30
Publication date: 1984-08-13
Also published as: CS798781A1

Abstract

Vynález se týká oboru slévárenství. Řeší technický problém vytvoření tělesa obecného tvaru, zejména modelů průtočných dutin kanálů. Podstata vynálezu spočívá v tom, že při sestavování modelu se v prostoru omezeném pláštěm tělesa zvolí soustava rovnoběžných ekvidistantních rovin, stanoví se vrstevnice tělesa v těchto rovinách, jako řezy těchto rovin s jeho pláštěm a takto vzniklé vrstvy vytvářejí stavební prvky tělesa. Vynálezu může být využito v oborech zabývajících se vytvářením těles obecného tvaru k různým účelům.The invention relates to the field of foundry industry. It solves the technical problem of creating a solid general shape, especially flow-through models channels. The essence of the invention is that when designing the model in space limited the body of the body selects a system of parallel equidistant planes is determined contour lines of the body in these planes, as cuts of these planes with its shell and thus the resulting layers form building elements bodies. The invention can be utilized in the art general bodies shape for different purposes.

Description

Vynález se týká tělese obecného tvaru s podélnou osou souměrnosti v jednorozměrném až trojrozměrném prostoru, vytvořeného na základě výpočtů na samočinném počítači a způsobu jeho tvarování.The invention relates to a body of general shape with a longitudinal axis of symmetry in a one-dimensional to three-dimensional space created by calculations on an automatic computer and to a method for shaping it.

V současné době jsou známa tělesa obecného tvaru, zejména modely kanálů a dutin, tvarovaná s pomocí opěrných řezů a prostorových souřadnic těchto řezů. Nejprve se vytvoří na obvodu takového kanálu nebo jádra souřadnicovým frézováním nebo brouSením několik takových opěrných řezů, kolmých na přibližně stanovenou zakřivenou osu kanálu nebo jádra a pak se tyto opěrné řezy spojují podle možnosti plynulým opracováním nadbytečné hodnoty tělesa mezi nimi.At present, bodies of general shape are known, in particular channel and cavity models, shaped by means of support sections and the spatial coordinates of these sections. First, a plurality of such abutment cuts perpendicular to an approximately curved axis of the duct or core are formed on the periphery of such a duct or core by coordinate milling or grinding, and then these abutment cuts are joined together preferably by continuously machining the excess body value therebetween.

Kanál může být obdobně tvarován pomocí vybraných, obecně nerovnoměrných opěrných vrstev kolmých na drátěnou osu, která je spojuje. Opěrné vrstvy se nedotýkají, prostor mezi nimi je tmelen a opracován. Opěrné řezy přitom mohou mít rozdílnou velikost a tvar Jiné metody mající charakter modelářský, při němž jsou kanál nebo jádro postupně zkusmo tvarovány s pomocí pevně vytvořené osy a okrajových ploch, jsou méně dokonalé a nereprodukovatelné.The channel can likewise be shaped by selected, generally non-uniform support layers perpendicular to the wire axis which connects them. The supporting layers do not touch, the space between them is cemented and machined. The support cuts may have different sizes and shapes. Other methods having a pattern-like nature, in which the channel or core are progressively experimentally shaped by means of a fixed axis and edge surfaces, are less perfect and unrepeatable.

Sádná ze známých metod nezabezpečuje možnost dokonalého a reprodukovatelného zhotovení kanálů a jader bez použití pracného souřadnicového opracování na strojích. Takové opracování přitom nemůže být uplatněno u složitých křivoosých průtočných dutin, u nich je z jakýchkoliv důvodů vyloučeno použití negativního jádra pro velikost, nemožnost odstranění po zalití a pod., nebo obráběcího stroje.None of the known methods ensures the perfect and reproducible fabrication of channels and cores without the use of laborious coordinate machining on machines. Such processing cannot be applied to complex, crooked flow cavities, for which the use of a negative core for size, impossibility to be removed after casting and the like, or a machine tool is excluded for any reason.

Průtočné dutiny a kanály, zejména spalovacích motorů, ale i plynových e kapalinových tratí mohou být při jejich zhotovení známými metodami tvarově velmi nedokonalé, což vede ke vzniku nevratných ztrátových aerodynamických a hydraulických jevů, obzvláště při rela« tivně vyěších rychlostech proudění. Zde se mohou negativně projevit nespojitosti křivky osy kanálu a stěn, zejména v druhé derivaci, která určuje velikost a směr ztrátových hmotových sil proudícího média.Flow cavities and ducts, especially internal combustion engines, but also gas and liquid lines can be very imperfect in shape by known methods, resulting in irreversible lossy aerodynamic and hydraulic phenomena, especially at relatively higher flow velocities. Here, the discontinuities of the channel axis axis and the walls may be negatively affected, especially in the second derivative, which determines the magnitude and direction of the loss mass forces of the flowing medium.

Úkolem vynálezu je odstranění nevýhod známých způsobů tvarování těles a vytvoření spolehlivé metody dokonalého a reprodukovatelného tvarování.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to overcome the disadvantages of known methods for molding bodies and to provide a reliable method of perfect and reproducible molding.

Podstatou vynálezu je těleso obecného tvaru s podélnou osou souměrnosti v jednorozměrném až trojrozměrném prostoru, které je ohraničeno obalovou plochou svazku ploíně se dotýkajících, navzájem spojených, rovnoběžných vrstev, ohraničených vrstevnicemi stanovenými jako řezy, soustavy rovnoběžných ekvidistantních rovin s povrchem těleěa. Plošné vrstvy jsou ohraničeny vrstevnicemi na své vnitřní nebo vnějSÍ straně.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a body of general shape with a longitudinal axis of symmetry in a one-dimensional to three-dimensional space that is bounded by the envelope of a bundle of planarly touching, interconnected, parallel layers bounded by contour lines. The surface layers are bounded by contour lines on their inner or outer side.

Způsob tvarování výěe uvedeného tělesa obecného tvaru spočívé v tom, že v prostoru omezeném povrchem tělesa se zvolí soustava rovnoběžných ekvidistantních rovin protínajících povrch tělesa, stanoví se vrstevnice tělese jako řezy těchto rovin s jeho povrchem, vrstevnice se nenesou na vrstvy, vyříznou a takto vzniklé vrstvy vytvářejí stavební prvky tělesa.The method of shaping the above-mentioned general shape body is to select a set of parallel equidistant planes intersecting the body surface in a space limited by the body surface, to contour the body contours as cuts of these planes with its surface. create the building elements of the body.

Způsob tvarování těles obecného tvaru podle vynálezu dovoluje snadné a přitom dostatečně přesné zhmotnění výsledků výpočtů na samočinném počítači, provedených podle dokonalých metod a vstupních podmínek.The method of shaping the bodies of the general shape according to the invention allows easy and yet sufficiently accurate materialization of the results of calculations on a self-computer, performed according to perfect methods and input conditions.

Těleso obecného tveru podle vynálezu je tak možno vytvořit v zadaném měřítku a přesnosti, při věrném respektování věeoh ve výpočtu stanovených podmínek o vzájemném podříznutí řezů a podobně, při minimální pracnosti a výrobních nákladech a s možností opakovatelné výroby přesně reprodukovaných tvarů.The general door body according to the invention can thus be produced to a specified scale and accuracy, while respecting the conditions in the calculation of the cut conditions and the like, with minimum labor and manufacturing costs and with the possibility of repeatable production of accurately reproduced shapes.

Příklad provedení tělesa obecného tvaru podle vynálezu je objasněn na vyobrazení na obr. 1 a obr. 2.An exemplary embodiment of a general shape body according to the invention is illustrated in Figures 1 and 2.

Obr. 1 představuje nárys tělesa obecného tvaru s dvojrozměrnou nebo trojrozměrnou osou souměrnosti sestaveného z vrstev fólie a obr. 2 představuje půdorys tohoto tělesa s řezy skládajícími se z vrstev A ohraničených vrstevnicemi korespondujícími s povrchem tělesa. Vrstvy A, dotýkající se plošně, jsou položeny na sebe rovnoběžně se základní rovinou S, protínající podélnou osu £ v libovolném úhlu. Osa <3 je osou konečného tvaru tělesaGiant. 1 is a front view of a body of general shape with a two-dimensional or three-dimensional axis of symmetry composed of layers of film, and FIG. 2 is a plan view of the body with cross-sections consisting of layers A bounded by contour lines corresponding to the body surface. The layers A touching the planar surfaces are superposed parallel to the base plane S intersecting the longitudinal axis θ at any angle. The axis <3 is the axis of the final shape of the body

V případě použití počítače jsou vrstevnice, ohraničující jednotlivé vrstvy sestaveny ze vstupního souboru souřadnic P opěrných řezů a vložených řezů V,When using a computer, the contour lines delimiting the individual layers are composed of the input set of coordinates P of the support sections and the inserted sections V,

Při výpočtu je v první fázi vyhlazen vstupní soubor souřadnic podélné osy O kanálu z hlediska spojitosti derivací, dále upřesněn vstupní soubor souřadnic opěrných řezů P, , —2’ —3 ^co velikosti průtokových průřezů na základě podmínky o dodržení zadaného diagramu velikosti průtokových průřezů podél podélné osy O kanálu. Osa O kanálu je přitom pokládána za geometrické místo těžiště opěrných řezů.The calculation in the first stage input file smoothed longitudinal axis of coordinates in terms of channel continuity derivative, further specified coordinate input file supporting sections P, 2 '-3 sizes ^as the flow cross-section under conditions of adherence to desired size of the flow diagram of cross-sections along the longitudinal axis of the channel. The O-axis of the channel is considered to be a geometric location of the center of gravity of the support cuts.

Další etapou může být proložení dostatečně velkého počtu vložených řezů V,, , Vg ......The next stage may be the interleaving of a sufficiently large number of inserted sections V ,,, Vg ......

mezi opěrné řezy P, a tvarování těchto vložených řezů i tak, aby vytvářely plynulý přechod mezi opěrnými řezy P, které se mohou tvarově velmi lišit. Po takovém zhuštění řezů jsou počítačem určeny a kresleny, případně řezány fólie vrstevnice, které jsou výše uvedeným způsobem využity pro vytvoření požadovaného tělesa.between the support sections P, and shaping these intermediate sections even so as to create a smooth transition between the support sections P, which can vary greatly in shape. After such densification of the sections, contour foils are used and drawn or cut by the computer, which are used as above to form the desired body.

Je-li grafická vstupní jednotka počítače opatřena nožovým nebo laserovým řezačem fólie, použije se vyříznuté vrstevnice na folii jako stavebního prvku dutiny nebo jádra pro jejich přímé spojováni. Takto vzniklé jádro dutiny již nevyžaduje dalšího opracování, zejména pokud byly výpočet a zhotoveni vrstevnice fólie provedeny s dostatečně malým krokem v relaci s velikostí požadovaného kanálu.If the computer graphics input unit is provided with a knife or laser foil cutter, the cut contour lines on the foil are used as a structural element of the cavity or core for their direct connection. The thus formed core of the cavity no longer requires further processing, especially if the calculation and fabrication of the film contour has been performed with a sufficiently small step in relation to the size of the desired channel.

Není-li grafická výstupní jednotka počítače opatřena řezačem fólie, může být jako pomocného média použito papíru souřadnicového zapisovače. Zpracování nakreslených plošných vrstev A je následující:If the graphics output unit of the computer is not equipped with a film cutter, the coordinate recorder paper can be used as an auxiliary medium. The processing of the printed planar layers A is as follows:

Papír s nakreslenou vrstevnicí v takovém případě se nalepí na podkladovou dřevěnou či jinou fólií o zadané tloušlce a vrstevnice se ručně vystřihnou. Pak se na sebe nalepí sousední plošné vrstvy & vystřiženými vnějšími nebo vnitřními díly, podle toho, zda se zhotovuje dutina nebo těleso. Stěna takto získaného stupňovitého tělesa či dutiny se vyhledí podle potřeby tmelováním a broušením, zejména v případě opoužití relativně hrubé fólie.In this case, the paper with the contour line is glued to the underlying wood or other foil of the specified thickness and the contour lines are cut by hand. Thereafter, adjacent sheets ' are bonded to each other with cut out outer or inner parts, depending on whether a cavity or body is being made. The wall of the thus obtained stepped body or cavity is screened as desired by cementing and grinding, especially when using a relatively coarse film.

Vynálezu může být využito v oborech zabývajících se vytvářením těles obecného tvaru k různým účelům, lze tak zhotovit malé, ale také velkorozměrné průtočné dutiny a tělesa.The invention can be used in the fields of generating bodies of general shape for various purposes, thus making small but also large-dimension flow cavities and bodies.

V případě velkých objektů mohou vrstevnicové fólie být zhotoveny z dílčích úseků, z nichž lze při dostatečné šířce výstupního pásu počítače zhotovit vrstevnice a objekty s rozměry několika desítek metrů.In the case of large objects, contour foils can be made up of sub-sections, from which contour lines and objects with dimensions of several tens of meters can be made with sufficient width of the computer exit strip.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1. A body of general shape and a longitudinal axis of symmetry in a one-dimensional to three-dimensional space, in particular a core or model of complex crooked flow cavity or channel, characterized by being bounded by the envelope surface of the beam as sections of a set of parallel equidistant planes with the body surface.

2. A body of general shape with an external surface according to claim 1, characterized in that the planar layers (A) are bounded by contour lines on their outer side.

Body of general shape with an external surface according to claim 1, characterized in that the surface layers (A) are bounded by contour lines on their inner side.

4. A method according to claim 1, wherein a plurality of parallel equidistant planes intersecting the surface of the body is selected in a space limited by the surface of the body, the contour lines of the body are cut, cut, and cut as follows. the resulting layers (A) form structural elements of the body.