NL8500345A

NL8500345A - SLED.

Info

Publication number: NL8500345A
Application number: NL8500345A
Authority: NL
Original assignee: Hepco Slide Systems Ltd
Priority date: 1984-02-20
Filing date: 1985-02-07
Publication date: 1985-09-16
Also published as: GB8503199D0; IT8547688A0; DE3505563A1; FR2559698A1; IT8547688A1; SE8500664L; GB2154672A; JPS60211013A; GB2154672B; FR2559698B1; CH668571A5; IT1182201B; SE8500664D0; GB8404448D0

Description

SledeSledge

De uitvinding betreft een slede en meer in het bijzonder een nog niet afgewerkt werkstuk hiervoor, een werkwijze voor het maken van het werkstuk en de'slede, en een systeem voor het gebruiken van de slede, 5 Sledesystemen zoals liniair bewegende machinesleden, waarbij een nauwkeurige liniaire beweging vereist is voor bijvoorbeeld een drukuitrusting of gereedschapmachines, zijn bekend, echter deze hebben de neiging in het bijzonder in de omgeving te corroderen, waarin zij moeten werken, en dit kan leiden tot onnauwkeurigheden van 10 de beweging hiervan of die van de machine die deze helpen te controleren, hetgeen betekent dat zij vaak vervangen moeten worden, hetgeen kostbaar is zowel ten aanzien van de vervangende delen als ten aanzien van de stilstand van de machine.Deze neiging betekent eveneens dat de sleden in het algemeen niet bijvoorbeeld gebruikt kunnen worden in 15 de voedingsindustrie of in de met hoge nauwkeurigheid werkende fotografische industrie, waar hygiëne zeer belangrijk is.The invention relates to a carriage and more particularly a workpiece that has not yet been finished, a method for making the workpiece and the carriage, and a system for using the carriage, carriage systems such as linear moving machine members, in which an accurate Linear motion is required for printing equipment or machine tools, for example, are known, however, they tend to corrode particularly in the environment in which they must operate, and this can lead to inaccuracies in their motion or that of the machine. these help to control, which means that they often need to be replaced, which is costly in terms of both the replacement parts and machine downtime.This tendency also means that the slides generally cannot be used, for example, in 15 the food industry or the high-precision photographic industry, where hygiene is very important jk is.

Daarom beoogt de uitvinding deze nadelen weg te nemen.Therefore, the invention aims to obviate these drawbacks.

Overeenkomstig een aspect van de uitvinding is er voorzien in een roestvrij staal werkstuk voor een slede, dat in gebruik een 20 gedeelte bezit, dat samenwerkt met een ondersteuning, waarbij het gedeelte kan worden gehard en tenminste een gedeelte van de rest relatief niet gehard kan worden.In accordance with an aspect of the invention, there is provided a stainless steel workpiece for a carriage, which in use has a portion which interacts with a support, the portion being curable and at least a portion of the remainder relatively uncured .

Overeenkomstig een tweede aspect van de uitvinding is er voorzien in een roestvrij staal werkstuk voor het maken van een slede 25 voorzien van een lichaam en een gedeelte, dat in gebruik samenwerkt met een ondersteuning, waarbij het werkstuk bestaat uit roestvrij staal dat gehard kan worden bestemd voor het vormen van het deel, en een deel roestvrij staal''voor het vormen van het lichaam, dat relatief niet gehard kan worden, waarbij de twee stalen delen met elkaar verbonden 30 worden.In accordance with a second aspect of the invention there is provided a stainless steel workpiece for making a carriage 25 having a body and a portion which interacts with a support in use, the workpiece consisting of stainless steel which can be hardened for forming the part, and a part of stainless steel for forming the body, which can be relatively hardened, the two steel parts being joined together.

Het hardhaar en relatief niet hardhaar deel of staal,kan aanëën gelast worden met behulp van een electronen bundel.The hard hair and relatively non-hair part, or steel, can be welded together using an electron beam.

De hardbare en relatief niet hardbare delen of staal kunnen BADORIGINAL , _ 8500345 • · ! - 2 - aan elkaar gesmolten worden door een laserstraal.The hardenable and relatively non-curable parts or steel can BADORIGINAL, _ 8500345 • ·! - 2 - be fused together by a laser beam.

De samenstelling van het hardhaar deel of staal kan op basis van een gewichtspercentage bestaan uit 0,95 tot 1,2 C, ongeveer 1 Si, ongeveer 1 Mn, 16-tot 18 Cr, ongeveer 0,75 Mo, ongeveer 0,03 S en 5 ongeveer 0,04 P, terwijl de samenstelling van het betrekkelijk niet hardbare deel of staal kan bestaan uit 0,09 tot 0,15 C, 0,8 tot 1 Si, ongeveer 1 Mn, ongeveer 1 Ni, 11 tot 14 Cr, 0,03 tot 0,045 S, en 0,04 tot 0,45 P.The composition of the hard hair part or steel can be based on a weight percentage of 0.95 to 1.2 C, about 1 Si, about 1 Mn, 16 to 18 Cr, about 0.75 Mo, about 0.03 S and 5 about 0.04 P, while the composition of the relatively non-curable part or steel may consist of 0.09 to 0.15 C, 0.8 to 1 Si, about 1 Mn, about 1 Ni, 11 to 14 Cr , 0.03 to 0.045 S, and 0.04 to 0.45 P.

De samenstelling van het betrekkelijk niet hardhaar roest-10 vrij staal kan bij voorkeur bestaan uit 0,12 Min C, 1 Max Si, l.Mn, 1 Ni, 12 tot 14 Cr, 0,045 Max S, en 0,045 P.The composition of the relatively non-rigid rust-free steel may preferably consist of 0.12 Min C, 1 Max Si, 1 Mn, 1 Ni, 12 to 14 Cr, 0.045 Max S, and 0.045 P.

Het werkstuk kan in hoofdzaak een vlak werkstuk zijn, terwijl het deel een zijrand hiervan kan zijn.The workpiece can be substantially a flat workpiece, while the part can be a side edge thereof.

Er kunnen twee delen zijn omvattende respectievelijk de 15 zijranden van het werkstuk.-There may be two parts comprising the 15 side edges of the workpiece, respectively.

Het werkstuk kan een gebogen in hoofdzaak vlak werkstuk zijn, waarbij het deel een op zij gelegen rand hiervan is.The workpiece can be a curved, substantially flat workpiece, the part being a lateral edge thereof.

Er kunnen twee delen zijn omvattende de respectievelijke zijranden van het werkstuk.There may be two parts comprising the respective side edges of the workpiece.

20 Het werkstuk kan een torusvormig of cilindrisch werkstuk omvatten, terwijl het deel een radiaal gerichte flens kan zijn, die zich uitstrekt rond de omtrek hiervan.The workpiece may comprise a toroidal or cylindrical workpiece, while the part may be a radially oriented flange extending around its periphery.

De flens kan gericht zijn naar het midden van de torus of IThe flange can face the center of the torus or I.

de cilinder. 1the cylinder. 1

25 Overeenkomstig een derde aspect van de uitvinding is er voor- IIn accordance with a third aspect of the invention, there is I

zien in een uit roestvrij staal bestaande slede gemaakt uit een werk- Iseen in a stainless steel carriage made from a working I

stuk zoals hierboven is aangegeven, waarbij het deel is gehard en ten Ipiece as indicated above, the part being hardened and at I

minste een deel van de rest niet gehard is. Iat least part of the rest is not hardened. I

Elk deel kan taps uitlopen in de vorm van een V.Each part can be tapered in the shape of a V.

30 De tophoek van de “V" kan 90° zijn. I30 The vertex angle of the “V” can be 90 °. I

Elk deel kan een hardheid hebben gelegen in het gebied van 58 tot 60 Rochwell "C".Each part may have a hardness ranging from 58 to 60 Rochwell "C".

De rest of het lichaam kan middelen bezitten voor het vast- IThe remainder or the body may have means for solidifying

zetten van de slede aan een ondersteuningsplaat. Hsecuring the carriage to a support plate. H

35 De bevestigingsmiddelen kunnen bestaan uit één of meer door- HThe fasteners may consist of one or more door h

8 5 j&iPdfci&i&L I8 5 j & iPdfci & i & L I

- 3 -- 3 -

* vl I* vl I

gaande gaten.going holes.

Volgens een vierde aspect van de uitvinding; is er voorzien in een werkwijze voor het maken van een uit roestvrij staal bestaand werkstuk voor een slede, dat in gebruik een gedeelte bezit, dat samen-5 werkt met een ondersteuning, omvattende het leveren van twee roestvrijstalen van verschillende samenstelling waarvan er één hardhaar is en het andere relatief niet hardhaar is, het tesamen houden van de twee stalen delen en het onder vacuum aan elkaar smelten van hun aangrenzende randen zodat zij in elkaar overgaan, het stollen van het gesmol-10 ten metaal het ruw bewerken van het werkstuk tot de gewenste vorm, en het vervolgens onderwerpen van het ruw gevormd werkstuk aan een hardingsproces onder vacuum, waarbij slechts het deel wordt gehard.According to a fourth aspect of the invention; there is provided a method of making a stainless steel workpiece for a carriage which, in use, has a portion which cooperates with a support, comprising providing two stainless steels of different composition, one of which is hard hair and the other is relatively non-hair, holding the two steel parts together and melting their adjacent edges together under vacuum so that they merge, solidifying the molten metal, roughing the workpiece to form the desired shape, and then subjecting the roughly shaped workpiece to a curing process under vacuum, with only the part being cured.

De werkwijze kan bestaan uit het verwijderen van het werkstuk uit de onder vacuum werkende hardingsoven en het vervolgens slijpen 15 van het werkstuk over nagenoeg het gehele oppervlak hiervan waardoor een glad afgewerkte slede wordt verkregen.The method may consist of removing the workpiece from the vacuum curing oven and then grinding the workpiece over substantially all of its surface to obtain a smooth finished slide.

Overeenkomstig een vijfde aspect verschaft de uitvinding . een sledesysteem omvattende een roestvrij stalen slede zoals hierboven is aangegeven of gemaakt met behulp van de hierboven beschreven werk-20 wijze, en een aantal ondersteuningen in een wagen, waarbij de slede en de wagen ten opzichte van elkaar· heen en weer beweegbaar zijn, waarbij de ondersteuningen afsteunen op elke geharde rand of flens van de slede.In accordance with a fifth aspect, the invention provides. a carriage system comprising a stainless steel carriage as indicated above or made using the method described above, and a number of supports in a carriage, the carriage and carriage movable to and fro relative to each other, wherein support the supports on any hardened edge or flange of the carriage.

Een slede overeenkomstig de uitvinding is schematisch bij wijze van voorbeeld weergegeven in de bijgevoegde tekeningen, waarbij: 25 fig. 1 een bovenaanzicht is van een uit roestvrij staal bestaande slede overeenkomstig de uitvinding* fig. 2 een eindaanzicht is van de slede in fig. 1 en fig. 3 een isoinetrisch beeld geeft van een sledesysteem omvattende een slede overeenkomstig fig. 1 of 2 en op grotere schaal dan 30 deze figuren.A slide according to the invention is schematically shown in the accompanying drawings by way of example, in which: Fig. 1 is a top view of a stainless steel slide according to the invention * Fig. 2 is an end view of the slide in Fig. 1 and FIG. 3 is an iso-kinetic view of a slide system comprising a slide according to FIGS. 1 or 2 and to a larger scale than these figures.

De in de tekening weergegeven slede 1 is in het algemeen rechthoekig en vlak en heeft tegenover elkaar gelegen langsranden of delen 2, die bestaan uit hardhaar roestvrij staal, en een lichaam of een overblijvend deel 3 gemaakt van relatief niet hardhaar of zacht 35 roestvrij staal. De gehele slede 1 is nauwkeurig geslepen en is corrosie BAD§9W3 4 5 • · ! - 4 - bestendig. De randen 2 hebben de vorm van een V zoals weergegeven is in fig. 2, terwijl bij de weergegeven uitvoering de schuinlopende vlakken 4 van de "V" onderling een hoek van 90° maken. Door het preside slijpen wordt een evenwijdigheid van 0,013 mm per meter over 5 de V-randen 4 verkregen, terwijl eenzelfde tolerantie voor de rechtheid verkregen kan worden door de slede 1 nauwkeurig op te stellen op een nauwkeurig geslepen vlak, bijvoorbeeld een uit roestvrij staal of aluminium bestaande ondersteuningsplaat la, waaraan de slede 1 is bevestigd door middel van geschikte bevestigingsmiddelen zoals schroe-10 venhof bouten,, die gaan door bevestigingsmiddelen van de slede 1 in de vorm van doorgaande gaten 6, die gemakkelijk zijn aangebracht bijvoorbeeld doordat zij geboord zijn door het lichaam 3. Vier van dergelijke gaten 6 zijn weergegeven.The slide 1 shown in the drawing is generally rectangular and flat and has opposite longitudinal edges or parts 2, which consist of hard hair stainless steel, and a body or a residual part 3 made of relatively non-hard hair or soft stainless steel. The entire carriage 1 is precisely ground and is corrosion BAD§9W3 4 5 • ·! - 4 - resistant. The edges 2 have the shape of a V as shown in Fig. 2, while in the shown embodiment the sloping surfaces 4 of the "V" are mutually angled at 90 °. By the preside grinding, a parallelism of 0.013 mm per meter across the V-edges 4 is obtained, while the same tolerance for straightness can be obtained by accurately arranging the carriage 1 on a precisely ground surface, for example one of stainless steel or aluminum existing support plate 1a, to which the carriage 1 is attached by means of suitable fasteners such as screw bolts, which pass through fasteners of the carriage 1 in the form of through holes 6, which are easily provided, for example, by being drilled through the body 3. Four such holes 6 are shown.

De randen 2 zijn gevormd uit roestvrij staal dat gehard is 15 tot 58 Rockwell "C". Bij de weergegeven uitvoering is het roestvrij staal voor de randen 2 bekend onder de naam 440 C (AISI), waarvan de samenstelling (per gewichtspercentages) 0,95 tot 1,2 C, 1 Si, 1 Mn, 16 tot 18 Cr, 0,75 Mo, 0,030 S en 0,040 P.is. Het zachte roestvrij staal.. van het lichaam of het deel 3 is . bekend als EN56A, waarvan de 20 samenstelling (per gewichtspercentages) 0,12 Max C, 1 Max Si, Mn 1, 1 Ni, 12 tot 14 Cr, 0,045 S en 0,045 P.is.The edges 2 are formed from stainless steel which is hardened from 15 to 58 Rockwell "C". In the embodiment shown, the stainless steel for the edges 2 is known under the name 440 C (AISI), the composition of which (by weight percentages) is 0.95 to 1.2 C, 1 Si, 1 Mn, 16 to 18 Cr, 0 .75 Mo, 0.030 S and 0.040 P.is. The soft stainless steel .. of the body or part is 3. known as EN56A, the composition of which (by weight percentages) is 0.12 Max C, 1 Max Si, Mn 1, 1 Ni, 12 to 14 Cr, 0.045 S, and 0.045 P.

De in de figuren 1 en 2 weergegeven slede 1 wordt gebruikt in een systeem 7 (fig. 3), waarbij vier uit roestvrij staal bestaande hoekvormige (V-) contactlegers 8 de slede 1 geleiden, waarbij de 25 randen 2 hiervan gaan door de V-vormige ruimten 9 van de contactlegers, IThe slide 1 shown in Figures 1 and 2 is used in a system 7 (Figure 3), in which four stainless steel angular (V) contact bearings 8 guide the slide 1, the edges 2 of which pass through the V -shaped spaces 9 of the contact armies, I.

die elk twee legerdelen 10 en 11 omvatten, zodat, wanneer deze op Ieach of which comprises two army parts 10 and 11, so that when they are on I

elkaar geplaatst zijn, de V-vormige ruimte 9 wordt gevormd. De legers Iplaced together, the V-shaped space 9 is formed. The armies I

8 zijn afgesloten en worden gesmeerd waardoor een hoge mate van bescher- I8 are sealed and lubricated to provide a high degree of protection

ming wordt verkregen. Iming is obtained. I

30 De legers 8 worden ondersteund door concentrische tapbouten IThe bearings 8 are supported by concentric tap bolts I

12 of excentrische tapbouten 13, waarbij deze laatste staan opgesteld I12 or eccentric tap bolts 13, the latter being arranged I

tegenover de eerst genoemde 12 waardoor een eenvoudige effectieve manier voor het instellen van een vrije speling in het systeem 7 wordt verkregen. Daar voorts de omtrek van de legerdelen ter plaatse van de 35 grote diameter groter is dan ter plaatse van de kleine diameter, wordtopposite the first mentioned 12, thereby providing a simple effective way of setting a free play in the system 7. Furthermore, since the circumference of the bearing parts at the location of the large diameter is greater than at the location of the small diameter,

8500345 I8500345 I

bad original Ibad original I

• * I• * I

- 5 - een constante veegwerking verkregen wanneer de slede 1 en de legers 8 bij hun onderlinge beweging met elkaar samenwerken .A constant sweeping effect obtained when the carriage 1 and the bearings 8 cooperate with one another in their mutual movement.

De roestvrij stalen slede 1 is gemaakt uit een werkstuk, dat op zijn beurt gemaakt is door twee strokfen van hardhaar roestvrij 5 staal voor de randen 2 van de slede 1 en een relatief niet hardhaar roestvrij staal voor het lichaam of-„ het overblijvend deel 3 van de slede 1 te nemen en de oppervlakken, die aan elkaar grenzen of met elkaar in contact zijn, ruw te bewerken. De vlakken worden vervolgens bij elkaar gebracht en de stalen delen worden vastgeklemd. Het samen-10 stel hiervan wordt vervolgens verplaatst in een vacuümkamer en een electronenbundel-laskop wordt vervolgens gevoerd over de plaats waar de randen tegen elkaar aanleggen. De bundel is I' electron dik en smelt nagenoeg ogenblikkelijk de aangrenzende randen van de twee stalen delen over de dikte hiervan samen, waarbij deze op effectieve 15 wijze in elkaar overgaan waardoor bij het stollen een uit één geheel bestaande samengestelde structuur wordt verkregen. Er is een zeer geringe warmte-verspreiding, daar de warmte snel verspreid wordt over ' de betrekkelijk grote massa van het staal, die niet onderworpen is aan de electronenbundel. Aldus wordt het metaal niet vervormd.The stainless steel carriage 1 is made of a workpiece, which in turn is made by two strips of hard hair stainless steel 5 for the edges 2 of the carriage 1 and a relatively non-hard hair stainless steel for the body or the remaining part 3 from the carriage 1 and roughly machining the surfaces adjacent to or in contact with each other. The surfaces are then brought together and the steel parts are clamped. The assembly thereof is then moved into a vacuum chamber and an electron beam welding head is then passed over where the edges abut. The beam is 1 'electron thick and almost instantaneously fuses the adjacent edges of the two steel members over its thickness, effectively blending together to provide a unitary composite structure upon solidification. There is very little heat dissipation, since the heat is rapidly distributed over the relatively large mass of the steel, which is not subject to the electron beam. Thus, the metal is not deformed.

20 De samengestelde structuur wordt vervolgens verwijderd uit de vacuümkamer, wordt ruw vlak bewerkt en de gaten 6 en de V-vormige rand 4 worden gevormd, waarna het werkstuk geplaatst wordt in een vacuumoven om de randen 2 te harden. Ook hier treedt geen vervorming op, daar het samenstel inherent sterk is. Wanneer de randen 2 zijn 25 gehard, wordt het werkstuk uitgenomen uit de oven en afgewerkt, met andere woorden het geheel wordt nauwkeurig geslepen waardoor de slede 1 wordt gevormd. Door het slijpen wordt de slede gepolijst, echter indien nodig of desgewenst kan een extra polijstwerking worden uitgevoerd, Het haxdingsproces heeft alleen invloed op de randdelén of de 30 stroken 2, die behalve te zijn gehard alleen in de geharde en gepolijste toestauid corrosie vrij zullen zijn. Het staal voor het lichaam of het overblijvend deel 3 blijft, terwijl het ongehard blijft, zacht en corrosie vrij. Beide roestvrij stalen delen zijn van het mertensiet type.The composite structure is then removed from the vacuum chamber, roughened and the holes 6 and the V-shaped edge 4 are formed, after which the workpiece is placed in a vacuum oven to cure the edges 2. Here, too, no deformation occurs, since the assembly is inherently strong. When the edges 2 are hardened, the workpiece is taken out from the oven and finished, in other words the whole is precisely ground to form the carriage 1. Grinding polishes the carriage, however, if necessary or desired, an additional polishing action can be performed. The haxding process only affects the edge parts or the 30 strips 2, which besides being hardened will only be free of corrosion in the hardened and polished state. . The steel for the body or the remaining part 3, while unhardened, remains soft and corrosion free. Both stainless steel parts are of the Mertensite type.

35 Het vermogen vereist voor de electronen bundel-kop is 6 KW, ..1 - 6 - terwijl het werkstuk 1200 mm lang kan zijn.35 The power required for the electron beam head is 6 KW,. 1 - 6 - while the workpiece can be 1200 mm long.

De hierboven beschreven uitvinding kan gewijzigd worden. Zo kan bijvoorbeeld slechts één rand 2 bestaan uit hardhaar roestvrij staal. Evenzo kan de slede 1 gebogen zijn, of torusvormig of cilin-5 drisch in plaats van recht, waarbij het deel 2, dat gehard wordt, dan een flens is, wanneer de slede torusvormig of cirkelvormig is.The invention described above can be modified. For example, only one edge 2 can consist of hard-hair stainless steel. Likewise, the carriage 1 may be curved, or toroidal or cylindrical rather than straight, with the part 2 being cured then being a flange when the carriage is toroidal or circular.

Evenzo kan het vormen van het samengesteld werkstuk uitgevoerd worden door gebruik te maken van een laser- of plasma lastechniek.Likewise, the molding of the composite workpiece can be performed using a laser or plasma welding technique.

85003458500345

BAD ORIGINALBAD ORIGINAL

Claims

Steel workpiece for a carriage, which in use has a part which cooperates with a support, characterized in that the steel is stainless steel, that the part (2) is hard hair, and that at least a part (3) of the rest is relatively not hard-haired.

Stainless steel workpiece for making a slider for viewing a body and a part which in use co-acts with a support, characterized in that the workpiece has a hard hair stainless steel part for forming the part (2) and a stainless steel part, which is relatively non-hard hair and is intended to form the body (3), the two steel parts being connected to each other.

Stainless steel workpiece according to claim 1 or 2, characterized in that the hard hair and the relatively non-hard hair part or steel are melted to one, preferably by welding using an electron beam or by a laser welding technique.

Stainless steel workpiece according to claim 3, characterized in that the composition of the hard hair part (2) or. steel based on. weight percent 0.95 to 1.2 C, about 1 Si, about 1 Mn, 16 to

18 Cr, about 0.75 Mo, about 0.03 S and about 0.04 P and 20 that the composition of the relatively non-hair part (3) or steel is 0.09 to 0.15 C, 0.8 to 1, Si, about 1 Mn, about 1 Ni, 11 to 14 Cr, 0.03 to 0.045 S and about 0.04 to 0.045 P.

Stainless steel workpiece according to claim 4, characterized in that the composition of the relatively non-rigid stainless part (3) or steel is 0.12 Max C, 1 Max Si, 1 Mn, 1 Ni, 12 to 14 Cr, Contains 0.45 Max S and 0.045 P.

Stainless steel workpiece according to any one of the preceding claims, characterized by a rectangular substantially flat workpiece (1), the part (2) being a side edge thereof, preferably the respective side edges of the workpiece. Slider characterized in that it is a stainless steel slider (1) made from a workpiece according to any one of the preceding claims, wherein the part (2) is cured and at least the part (3) of the remainder is not cured . bath (8 * $ i8a0 3 4 5 - ’" j - 8 -

Stainless steel slide according to claim 7, characterized in that the or each part (2) is tapered in the form of a V, the top angle of the V being preferably 90 °.

Stainless steel slide according to claim 8, characterized in that the or each part (2) has a hardness in the range of 58 to 60 Rockwell "C".

Stainless steel slide according to claim 8 or 9, characterized in that the rest or body (3) comprises means (6) for securing the slide (1) to a support plate.

A method of making a stainless steel workpiece for a carriage having in use a portion cooperating with a support, characterized by providing two stainless steel parts of different composition, one of which is curable and the the other is relatively non-curable, by holding the two steel parts together and locally melting the adjacent edges under vacuum so that they merge with each other, by solidifying the molten metal, thereby roughly forming the workpiece (1), which is generally obtained the required shape, and then subjecting the roughly formed workpiece (1) to a curing process under vacuum, whereby only the part (2) is cured. 4 5