НЕСУЩАЯ ПЛИТА ДЛЯ ШТАНЦЕВАЛЬНОЙ ФОРМЫ Российский патент 2014 года по МПК B26F1/44 B31B3/14 

Настоящее изобретение относится к несущей плите для штанцевальной формы (штанцевального штампа), имеющей два наружных слоя и расположенный между ними средний слой.

Несущая плита для штанцевальной формы, имеющая по меньшей мере два слоя, известна из DE 20320658 U1. Средний слой такой несущей плиты в предпочтительном варианте выполнен из пенопласта, прежде всего из эпоксидной смолы. Наружный слой выполнен из композиционного материала, состоящего из синтетической смолы и стеклоткани, либо из металла.

Недостаток известной из DE 20320658 U1 несущей плиты состоит в применении не пригодных для переработки и вторичного использования (утилизации) эпоксидных смол в ее среднем слое. Кроме того, используемые для изготовления такой несущей плиты материалы сравнительно дороги в изготовлении.

Помимо этого известно применение так называемых композитных или комбинированных плит в качестве несущих плит в конструкции штанцевальных форм. Такие несущие плиты имеют, например, многослойную структуру типа листовой металл-дерево-листовой металл, листовой металл-пластик-листовой металл или листовой металл-армированная сизалем смола-листовой металл. Несущая плита с многослойной структурой типа металл-пластик-металл известна из DE 2404406 C3. Средней слой такой несущей плиты в предпочтительном варианте выполняют из эпоксидной смолы, а наружный слой - из обладающего стабильностью размеров металла, например, меди, латуни, алюминия или магния.

Недостаток подобных несущих плит связан с проблемой утилизации используемых в их конструкции эпоксидных смол. Еще один недостаток таких несущих плит состоит в наличии у них сравнительной большой массы, обусловленной применением металлов для образования верхнего и нижнего наружных слоев. Указанные факторы затрудняют оперирование с несущей плитой при ее установке в штанцевальный штамп.

Другие известные несущие плиты, используемые в конструкции штанцевальных форм, представляют собой многослойные плиты из новой фанеры. Такие несущие плиты состоят из по меньшей мере пяти имеющих одинаковую толщину в пределах от 0,5 до 2,5 мм слоев шпона, изготавливаемого преимущественно из бука, березы, ели или клена. Подобные плиты изготавливают путем прижатия слоев шпона друг к другу и их поперечного склеивания карбамидным клеем. В качестве несущих плит используются также многослойные плиты из смеси разных древесных пород. Такие несущие плиты обладают длительным сроком службы в условиях динамических нагрузок.

В подобных несущих плитах пазы для крепления штанцевальных и биговальных линеек выполняют лазером. С целью обеспечить при постоянной интенсивности лазерного излучения равномерное прорезание пазов фанерные плиты не должны иметь окруженных древесиной ствола частей сучков и ветвей или иных аналогичных пороков древесины. Однако такие фанерные плиты, образующая которые древесина не имеет никаких пороков, имеют высокую стоимость.

В основу настоящего изобретения была положена задача разработать несущую плиту для штанцевальной формы, каковая плита была бы сравнительно недорогой в изготовлении, но при этом обладала бы длительным сроком службы в условиях динамических нагрузок и допускала бы возможность выполнения в ней лазером точно пригнанных пазов.

Указанная задача решается с помощью несущей плиты с отличительными признаками, представленными в п.1 формулы изобретения. Различные предпочтительные варианты выполнения предлагаемой в изобретении несущей плиты приведены в зависимых п.п.2-14 формулы изобретения.

Согласно изобретению в предлагаемой в нем несущей плите ее средний слой образован сердцевиной из уплотненных волокон, а наружные слои образованы шпоном. При этом несущая плита с обеих своих сторон имеет по наружному слою из шпона. Каждый наружный слой может быть образован одним слоем шпона, однако более предпочтительно выполнять его из двух поперечно-склеенных слоев шпона, предпочтительно из березового шпона. Слои шпона соединяют между собой клеем с приложением прижимающего их друг к другу давления. Наружные слои целесообразно соединять со средним слоем допускающим лазерную обработку клеем, предпочтительно карбамидным клеем.

В предпочтительном варианте средний слой образован волокнистой сердцевиной из древесно-волокнистой плиты средней, низкой либо высокой плотности (ДВПСП, ДВПНП и ДВПВП соответственно), изготовленной из волокон древесины хвойных и/или лиственных пород путем смачивания таких волокон синтетическим связующим и восками и последующего спрессовывания в виде плит методом горячего прессования. Для изготовления таких плит целесообразно при этом использовать связующие, которые одновременно являются экологичными и биоразлагаемыми.

В одном из вариантов в качестве ДВПСП-сердцевины используют ДВПСП типа "Н". Древесно-волокнистая плита этого типа характеризуется при применении водостойкого клея малым набуханием по длине и толщине.

В предпочтительном варианте каждый из наружных слоев шпона имеет толщину в пределах от 0,1 до 2,5 мм, а средний слой имеет толщину в пределах от 2,4 до 21,8 мм, при этом толщина среднего слоя составляет от 30 до 99% от общей толщины несущей плиты.

В предпочтительном варианте между каждыми двумя слоями шпона расположена армирующая прослойка из пластика, металла или стеклоткани толщиной от 0,05 до 0,5 мм, имеющая сетчатую структуру с размером ячеек от 0,05 до 5 мм. На такую армирующую прослойку целесообразно наносить совместимый с клеем для древесины замасливатель слоем толщиной максимум 0,001 мм (1 мкм) и затем склеивать два слоя шпона поперечно друг другу.

В последующем несущую плиту предпочтительно подвергать плоскому шлифованию и калибровать на стандартный размер с допуском на толщину ±0,3 мм.

В еще одном предпочтительном варианте поверхность несущей плиты для защиты покрывают водорастворимым акриловым лаком (УФ-отверждаемым) или пленкой из меламино-формальдегидной смолы.

Тем самым предлагаемая в изобретении несущая плита позволяет изготавливать ее со сравнительно низкими затратами и тем не менее по своим свойствам отвечает всем необходимым требованиям. К таким свойствам относятся помимо прочего высокая стабильность размеров даже после большого количества циклов штанцевания, низкое влагопоглощение, хорошая пригодность для обмера, высокая жесткость и высокая сопротивляемость сжимающим нагрузкам, а также хорошая плоскостность при малом допуске на толщину.

Помимо этого для изготовления предлагаемой в изобретении несущей плиты можно использовать сырье из возобновляемых источников, благодаря чему обеспечивается положительный баланс состояния природной среды за счет использования вторичных материалов. В зависимости от толщины предлагаемой в изобретении несущей плиты доля вторичного сырья, идущего на ее изготовление, может достигать 30-99%.

Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере некоторых вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые к описанию схематичные чертежи, на которых показано:

на фиг.1 - вид сбоку выполненной по первому варианту несущей плиты и

на фиг.2 - вид сбоку выполненной по второму варианту несущей плиты.

Показанная на фиг.1 несущая плита 1 имеет три слоя, а именно: средний слой 2, образованный волокнистой сердцевиной из ДВПСП, и два наружных слоя 3, 4, каждый из которых образован двумя поперечно-склеенными слоями 5, 6, соответственно 7, 8 березового шпона с минимально возможным количеством пороков древесины и с максимально возможной однородностью структуры. Средний слой 2 и наружные слои 3, 4 склеены между собой карбамидным клеем с приложением прижимающего их друг к другу давления при повышенной температуре, при этом наружные слои 3, 4 склеены поперечно друг относительно друга, т.е. древесные волокна в одном слое располагаются поперечно древесным волокнам в другом слое.

Показанная на фиг.2 несущая плита 11 отличается от показанной на фиг.1 несущей плиты 1 тем, что между двумя слоями 5, 6, соответственно 7, 8 березового шпона предусмотрено по армирующей прослойке 9, 10 из стеклоткани с размером ячеек 1,7 мм и с толщиной 0,3 мм, обработанной хромсодержащим или силановым замасливателем, нанесенным слоем толщиной 1 мкм. Затем каждые два слоя 5, 6, соответственно 7, 8 березового шпона склеивают с располагаемой между ними армирующей прослойкой поперечно друг относительно друга. Назначение армирующих прослоек в рассматриваемом варианте состоит в минимизации растягивающих усилий.

Средний слой 2 у выполненных по обоим рассмотренным выше вариантам несущих плит 1, соответственно 11 на 85-90% состоит из древесины хвойных пород (ель, пихта, сосна) и на 10-15% - из древесины лиственных пород (бук, дуб, клен). Несущая плита 1, соответственно 11 имеет общую толщину 18,2 мм, при этом каждый из слоев березового шпона имеет толщину по 1,4 мм, а средний слой 2 имеет толщину 12,6 мм (2 слоя березового шпона сверху толщиной по 1,4 мм, средний слой толщиной 12,6 мм, 2 слоя березового шпона снизу толщиной по 1,4 мм).

Допуск на толщину среднего слоя 2 составляет±0,2 мм, а кривизна не должна превышать 1,5 мм на 1 м длины. Используемый средний слой 2 из ДВПСП имеет среднюю плотность 770 кг/м³ при допуске на плотность ±30 кг/м³. Прочность при поперечном растяжении составляет не менее 0,75 Н/мм², а прочность при изгибе составляет не менее 35 Н/мм².

Поверхность для защиты покрывают водорастворимым акриловым лаком (УФ-отверждаемым).

Благодаря предпочтительному применению березового шпона в наружных слоях 3, 4 и сердцевины из ДВПСП в качестве среднего слоя 2 несущая плита 1, соответственно 11 обладает хорошей пригодностью для лазерной резки. Предпочтительное же применение специального карбамидного клея (BFU-20) позволяет получать допускающие лазерную обработку клеевые соединения между слоями несущих плит 1, соответственно 11. Касательно безопасности труда следует отметить, что при термическом разложении предлагаемых в изобретении несущих плит 1, соответственно 11 содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны не превышает предельно допустимых концентраций (ПДК). Скорость резания предлагаемых в изобретении несущих плит 1, соответственно 11 соответствует стандартным значениям. Применение предлагаемых в изобретении несущих плит позволяет ограничить максимальное отклонение размеров штанцевальной формы от заданных величиной в ±0,6 мм при номинальных размерах в пределах от 0 до 1000 мм и величиной в ±0,7 мм при номинальных размерах свыше 1000 мм. Однородность структуры всей несущей плиты, что является важным условием, которым определяется пригодность для лазерной резки, позволяет обеспечить использование сердцевины из ДВПСП в качестве среднего слоя 2.

Изобретение относится к конструкциям плит, используемых в штанцевальных штампах. Несущая плита содержит два наружных слоя и расположенный между ними средний слой, который образован сердцевиной из уплотненных волокон. Наружные слои образованы шпоном. Каждый наружный слой состоит из двух слоев шпона, склеенных между собой поперечно друг относительно друга. Достигается высокая стабильность размеров, низкое влагопоглощение, высокая жесткость и сопротивляемость сжимающим нагрузкам. 10 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Несущая плита для штанцевального штампа, имеющая два наружных слоя (3, 4) и расположенный между ними средний слой (2), отличающаяся тем, что средний слой (2) образован сердцевиной из уплотненных волокон, а наружные слои (3, 4) образованы шпоном, причем каждый наружный слой (3, 4) состоит из двух слоев (5, 6; 7, 8) шпона, склеенных между собой поперечно относительно друг друга.

2. Несущая плита по п.1, отличающаяся тем, что между двумя слоями (5, 6; 7, 8) шпона расположена армирующая прослойка (9, 10).

3. Несущая плита по п.2, отличающаяся тем, что армирующая прослойка (9, 10) имеет сетчатую структуру.

4. Несущая плита по п.2 или 3, отличающаяся тем, что армирующая прослойка (9, 10) выполнена из пластика, металла или стеклоткани.

5. Несущая плита по п.2 или 3, отличающаяся тем, что на армирующую прослойку (9, 10) нанесен совместимый с клеем для древесины замасливатель.

6. Несущая плита по одному из пп.1-3, отличающаяся тем, что наружные слои (3, 4) соединены со средним слоем (2), допускающим лазерную обработку клеем, предпочтительно карбамидным клеем.

7. Несущая плита по одному из пп.1-3, отличающаяся тем, что толщина среднего слоя (2) составляет от 30 до 99% от общей толщины несущей плиты.

8. Несущая плита по одному из пп.1-3, отличающаяся тем, что слои (5, 6; 7, 8) шпона имеют толщину в пределах от 0,1 до 2,5 мм, предпочтительно 1,4 мм.

9. Несущая плита по одному из пп.1-3, отличающаяся тем, что сердцевина из уплотненных волокон образована волокнистой сердцевиной из древесно-волокнистой плиты средней плотности (ДВПСП), древесно-волокнистой плиты низкой плотности (ДВПНП) или древесно-волокнистой плиты высокой плотности (ДВПВП).

10. Несущая плита по п.9, отличающаяся тем, что сердцевина из ДВПСП, ДВПНП или ДВПВП изготовлена из волокон древесины хвойных и/или лиственных пород путем смачивания таких волокон синтетическими связующими и восками и последующего спрессовывания в виде плит методом горячего прессования.

11. Несущая плита по п.9, отличающаяся тем, что сердцевина из ДВПСП представляет собой ДВПСП типа "Н", которая характеризуется при применении водостойкого клея малым набуханием по толщине и длине.