FR2515543A1 - ANY BODY AND ITS MANUFACTURING METHOD - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un corps de forme quelconque,notamment un noyau ou un moule d'une cavité d'écoulement comportant un axe de symétrie tridimensionnel, ainsi que son procédé de fabrication. The present invention relates to a body of any shape, in particular a core or a mold of a flow cavity comprising a three-dimensional axis of symmetry, as well as its manufacturing method.
A l'heure actuelle,on connait,des procédés pour mouler des corps d'une forme quelconque à l'aide de coupes successives et de coordonnées spatiales desdites coupes. Initialement, on crée sur la périphérie d'un tel canal ou d'un tel noyau, par un travail de fraisage par coordonnées ou par meulage, quelques tracés de coupes qui sont perpendiculaires à l'axe incurvé, déterminé approximativement,du canal ou du noyau et ensuite ces sections de soutenement sont reliees entre elles,suivant les possibilités,par l'usinage progressif de la masse en excès du corps. Les coupes peuvent alors avoir différentes grosseurs et différentes formes.D'autres procédés,qui sont du type du modelage et suivant lesquels le canal ou le noyau est profilé empiriquement et successivement, sont moins complets et non reproductibles.Aucun des procédés connus ne garantit la possibilité d'une fabrication complète et reproductible de canaux et de noyaux sans faire intervenir sur les machines un usinage par coordonnées qui est compliqué. At present, methods are known for molding bodies of any shape using successive sections and spatial coordinates of said sections. Initially, we create on the periphery of such a channel or such a core, by milling work by coordinates or by grinding, a few sections of cuts which are perpendicular to the curved axis, determined approximately, of the channel or core and then these supporting sections are interconnected, as possible, by the progressive machining of the excess mass of the body. The cuts can then have different sizes and different shapes. Other processes, which are of the modeling type and according to which the channel or the core is shaped empirically and successively, are less complete and non-reproducible. None of the known processes guarantees the possibility of a complete and reproducible manufacture of channels and cores without requiring complicated coordinate machining on the machines.
Un tel usinage ne peuetre appliqué à des cavités d'écoulement de profil complexe et d'axe incurvé,pour lesquels,pour des raisons quelconques,l'utilisation du noyau négatif est exclue à cause de la grosseur,de l'impossibilité d'enlèvement après la coulée ou bien à cause de la machineoutil . Les cavités d'écoulement et les canaux,notamment de moteurs à combustion interne,mais également de canalisations de passage de gaz et de liquides,ne peuvent être profilés que d'une façon tres imparfaite par les procédés connus de fabrication,ce qui provoque des parties hydrauliques et aérodynamiques qui ne peuvent pas être compensés,notamment à des vitesses d'écoulement relativement élevées.A cet égard,les défauts d'uniformité de l'incurvation de l'axe du canal et des parois peuvent avoir des influences négatives,notamment dans la seconde dérivation qui détermine la grandeur et la direction des pertes de charge dans le milieu en écoulement. Such machining can not be applied to flow cavities of complex profile and curved axis, for which, for whatever reasons, the use of the negative core is excluded because of the size, the impossibility of removal after casting or because of the machine tool. The flow cavities and channels, in particular of internal combustion engines, but also of gas and liquid passage pipes, can only be profiled in a very imperfect way by known manufacturing methods, which causes hydraulic and aerodynamic parts which cannot be compensated, in particular at relatively high flow velocities. In this respect, the irregularities in the curvature of the axis of the channel and of the walls can have negative influences, in particular in the second derivation which determines the magnitude and the direction of the pressure drops in the flowing medium.
Ces inconvénients sont éliminés conformément à la présente invention à l'aide d'un corps de forme quelconque comportant un axe longitudinal tridimensionnel de symétrie, notamment le noyau ou le moule d'une cavité d'écoulement de profil compliqué ou d'un canal d'axe incurvé,l'invention consistant en ce que ledit corps est formé d'un groupe de couches superposées parallèles,de définition de surface reliées entre elles et d'épaisseur choisie à l'avance,qui coupent au moins partiellement l'axe longitudinal de symétrie du corps et qui sont délimitées sur leur côté intérieur ou sur leur côté extérieur par des lignes de limite de couches qui sont déterminées par l'intersection des plans des couches avec la surface du corps. These drawbacks are eliminated in accordance with the present invention with the aid of a body of any shape comprising a three-dimensional longitudinal axis of symmetry, in particular the core or the mold of a flow cavity of complicated profile or of a channel d curved axis, the invention consisting in that said body is formed of a group of parallel superimposed layers, of definition of surface connected together and of thickness chosen in advance, which at least partially intersect the longitudinal axis of symmetry of the body and which are delimited on their internal side or on their external side by boundary lines of layers which are determined by the intersection of the planes of the layers with the surface of the body.
L'essence du procédé de fabrication du corps conforme à l'invention consiste en ce qu'on choisit,dans le volume qui est délimité par la périphérie du corps,un système de plaie équivalents parallèles,on détermine une ligne de contour/profil de couche du corps dans lesdits plans par les points d'intersection de ces plans avec la surface du corps,on projette les lignes de contour de couches sur une feuille et on utilise les couches formées de cette maniere comme éléments constituants du corps. The essence of the process for manufacturing the body according to the invention consists in choosing, in the volume which is delimited by the periphery of the body, a parallel equivalent wound system, a contour / profile line is determined. layer of the body in said planes by the points of intersection of these planes with the surface of the body, the contour lines of the layers are projected onto a sheet and the layers formed in this way are used as constituent elements of the body.
Les couches peuvent être avantageusement rapportées au moins par une trame d'orientation qui est constituée par des intersections de leur plan avec un certain nombre de plans perpendiculaires à celui-ci et qui est composée de manière que les trames de toutes les couches soient confondues ,dans une direction d'observation perpendiculaire au plan des couches. The layers can advantageously be added at least by an orientation frame which is constituted by intersections of their plane with a certain number of planes perpendicular to it and which is composed so that the frames of all the layers are combined, in a direction of observation perpendicular to the plane of the layers.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description,donnée à titre d'exemple non limitatif,en référence aux dessins annexés dans lesquels:
Fig.1 est une vue de face du modèle de forme quelconque,qui est composé de couches de feuilles;
Fiv 2 est une vue en plan de ce modèle avec des sections;
Fig.3 est une vue en élévation du corps qui est composé de couches qui ont été définies avec la trame. Other advantages and characteristics of the invention will be highlighted in the following description, given by way of nonlimiting example, with reference to the appended drawings in which:
Fig.1 is a front view of the model of any shape, which is composed of layers of sheets;
Fiv 2 is a plan view of this model with sections;
Fig.3 is an elevational view of the body which is composed of layers which have been defined with the frame.
Le corps du noyau se compose de couches A qui sont placées l'une au-dessus de l'autre et parallèlement au plan de base S. L'axe 0 est l'axe de la forme finale du corps du noyau. Les différentes couches A sont définies par rapport à la trame d'orientation R,qui est double dans ce cas. The core body consists of layers A which are placed one above the other and parallel to the base plane S. The axis 0 is the axis of the final shape of the core body. The different layers A are defined with respect to the orientation frame R, which is double in this case.
Dans le cas de l'utilisation d'un calculateur pour calculer les différentes couches,ce qui représente un processus avantageux pour la mise en pratique de l'invention, on introduit l'ensemble formé par les coordonnées de niveau P et les coupes établies V. Par l'introduction de ces données dans le calculateur,on obtient un grand nombre des tracés de couches représentées. In the case of using a computer to calculate the different layers, which represents an advantageous process for putting the invention into practice, the assembly formed by the coordinates of level P and the sections established V is introduced. By entering these data into the computer, a large number of the plots of the layers represented are obtained.
Lorsque l'unité graphique de sortie du calculateur est pourvue d'un dispositif de découpage de feuille à lame ou à laser,on utilise les tracés de couches découpées dans la feuille comme éléments de construction de la cavité du noyau par assemblage direct . Le noyau de cavité obtenu de cette manière ne nécessite aucun autre usinage, notamment lorsque le calcul et la réalisation de la feuille de couche sont effectués avec un pas suffisamment petit par rapport à la grosseur du canal à construire. When the graphic output unit of the computer is provided with a sheet cutting device with a blade or with a laser, the traces of layers cut from the sheet are used as elements for constructing the cavity of the core by direct assembly. The cavity core obtained in this way does not require any other machining, in particular when the calculation and the production of the layer sheet are carried out with a sufficiently small pitch compared to the size of the channel to be constructed.
Avec le procédé conforme à l'invention, il est possible de fabriquer des cavités d'écoulement et des corps de grandes dimensions. Dans le cas de gros objets,les lignes de couches et les feuilles peuvent etre formées de plusieurs éléments à partir desquels on peut établir,pour une largeur suffisante de la bande de sortie du calculateur,les lignes de couche et les objets de dimensions de quelques dizaines de mètres. With the process according to the invention, it is possible to manufacture large flow cavities and bodies. In the case of large objects, the layer lines and the sheets can be formed from several elements from which it is possible to establish, for a sufficient width of the output strip of the computer, the layer lines and the objects of dimensions of a few tens of meters.
Lorsque l'unité graphique de sortie du calculateur n'est pas pourvue d'un découpeur de feuilles,on peut utiliser comme agent auxiliaire le papier de 1 'enregis- treur de coordonnées. Le traitement des couches représentées
A s'effectue de la façon suivante:
On colle le papier portant la ligne de profil de couche tracée,dans l'exemple considéré,sur une feuille de support en bois ou autre ayant l'épaisse déterminée et on découpe les lignes de contours de couches à la main.When the graphic output unit of the computer is not provided with a sheet cutter, the paper from the coordinate recorder can be used as an auxiliary agent. Treatment of the layers shown
A is carried out as follows:
The paper carrying the layer profile line traced, in the example under consideration, is glued to a support sheet of wood or the like having the determined thickness and the contour lines of the layers are cut by hand.
Ensuite on colle l'une sur l'autre les couches adjacentes A comportant des parties extérieures ou intérieures évidées de manière à réaliser la cavité ou le corps. La surface du corps ou de la cavité constituée de cette manière est régularisée si nécessaire par masticage ou par meulage,notamment dans le cas oùon utilise une feuille relativement épaisse.Then the adjacent layers A are glued one on the other comprising external or internal parts hollowed out so as to produce the cavity or the body. The surface of the body or of the cavity formed in this way is regularized if necessary by puttying or by grinding, in particular in the case where a relatively thick sheet is used.
Pour l'utilisation de la trame d'orientation R,et en tenant compte du fait que les couches adjacentes A qui forment le corps ont toujours des dimensions différentes,il subsiste sur la dernière couche non recouverte par la couche supérieure une partie de la trame d'orientation R. C'est pourquoi on rapporte à la trame d'orientation R la totalité de la cavité ou du corps,si bien qu'une trame d'orientation d'ensenvble est formée par les plans qui passent par les trames d'orientation R des différentes couches. For the use of the orientation weft R, and taking into account that the adjacent layers A which form the body always have different dimensions, there remains on the last layer not covered by the upper layer a part of the weft of orientation R. This is why we refer to the orientation frame R the entire cavity or body, so that a frame of Ensensvble orientation is formed by the planes which pass through the frames d orientation R of the different layers.
Le parallélisme de ces plans peut etre établi facilement sur de petits corps et de petites cavités par un contrô- le visuel réalisé lors de leur assemblage à partir des couches
A. Le corps résultant peut alors etre tourné de l'angle approprié pour lequel les couches A des différentes couches viennent en correspondance. A cet égard,il est approprié d'utiliser une matière transparente pour les couches de feuilles A.The parallelism of these planes can be easily established on small bodies and small cavities by a visual control carried out during their assembly from the layers
A. The resulting body can then be rotated by the appropriate angle for which the layers A of the different layers correspond. In this regard, it is appropriate to use a transparent material for the layers of sheets A.
Lors de la fabrication de corps ou de cavités de grandes dimensions à partir de couches A à trame d'orientation conformément à ce procédé,on peut avantageusementutiliser des appareils optiques de contrôle et des viseurs. When manufacturing large bodies or cavities from layers A with an orientation screen in accordance with this method, it is advantageous to use optical control devices and viewfinders.
Dans le cas d'une application precise des trames sur les couches par l'unité graphique de sortie du calculateur automatique,cette précision étant environ de 0,1 mm et la résolution étant de 0,1 à 0,2 mm,il est possible de fabriquer conformément à la présente invention des corps ou des cavités ayant une précision spatiale d'environ + 0,3 mm. In the case of a precise application of the frames on the layers by the graphic output unit of the automatic calculator, this precision being approximately 0.1 mm and the resolution being 0.1 to 0.2 mm, it is possible to manufacture in accordance with the present invention bodies or cavities having a spatial precision of approximately + 0.3 mm.
A cet égard,on suppose que le calcul de la trame est effectué par le calculateur automatique avec une très grande précision en se basant sur les points d'intersection des signes de contours de couches et des plans équidistants parallèles de trame. In this respect, it is assumed that the calculation of the frame is carried out by the automatic calculator with very high accuracy based on the points of intersection of the signs of layers contours and parallel equidistant planes of frame.
Le procédé de profilage de corps de forme quelconque conforme à l'invention permet une matérialisation facile et suffisamment précise des résultats des calculs effectués dans le calculateur automatique en opérant de façon complète et conformément aux conditions d'entrée. Dans un tel calcul, il est possible,dans la première phase du processus d'entrée, d"'effacer" les coordonnées de l'axe longitudinal 0 du canal du point de vue de la validité des dérivations,et en outre de déterminer avec précision les coordonnées d'entrée des sections P1, , P3 ce qui concerne la grandeur des sections de passage le long de l'axe du canal. L'axe du canal est défini dans ce cas par la position géométrique des centres de gravité des sections de soutènement.Dans une autre étape,on peut définir un nombre suffisamment grand de sections intercalaires V1, V2....se trouvant entre les sections P et effec- tuer la mise en forme des sections intercalaires V de telle sorte qu'elles établissent une transition uniforme entre les points de sections P ,qui peuvent avoir des formes très différentes. Après un tel "groupage" des sections,il est possible de les déterminer à l'aide d'un calculateur automatique et de reporter éventuellement sur la feuille les lignes de contour de couches qui sont découpées et qui sont utilisées, conformément au procédé décrit cl-dessus,pour former le corps désiré,qui peut également servir de noyau pour un modelage. The body profiling method of any shape in accordance with the invention allows easy and sufficiently precise materialization of the results of the calculations carried out in the automatic calculator by operating completely and in accordance with the input conditions. In such a calculation, it is possible, in the first phase of the input process, to "erase" the coordinates of the longitudinal axis 0 of the channel from the point of view of the validity of the leads, and in addition to determine with precision the input coordinates of the sections P1,, P3 with regard to the size of the passage sections along the axis of the channel. The axis of the channel is defined in this case by the geometrical position of the centers of gravity of the supporting sections. In another step, one can define a sufficiently large number of intermediate sections V1, V2 .... being between the sections P and perform the shaping of the intermediate sections V so that they establish a uniform transition between the points of sections P, which can have very different shapes. After such a "grouping" of the sections, it is possible to determine them using an automatic calculator and optionally to write on the sheet the contour lines of the layers which are cut and which are used, in accordance with the process described. above, to form the desired body, which can also serve as a nucleus for modeling.
Le procédé de profilage conforme à l'invention permet la fabrication desdits corps avec les dimensions et la cadence imposées et dans le calcul il est possible de respecter les conditions concernant la "dépouille" relative des sections et parties semblables. The profiling process according to the invention allows the manufacture of said bodies with the dimensions and the imposed rate and in the calculation it is possible to comply with the conditions concerning the relative "draft" of similar sections and parts.
Claims (8)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS817987A CS230808B1 (en) | 1981-10-30 | 1981-10-30 | Method of forming of generally defined bodies |
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Publications (1)
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Family
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Country Status (2)
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| CN110523929A (en) * | 2019-08-30 | 2019-12-03 | 中国航发动力股份有限公司 | A kind of vane foil dimensional control methods |
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1982
- 1982-10-28 DE DE19823240005 patent/DE3240005A1/en not_active Withdrawn
- 1982-10-29 FR FR8218278A patent/FR2515543A1/en active Pending
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