Устройство для изготовления изделий с выпукло-вогнутым рельефом из листового металла Советский патент 1991 года по МПК B21D22/10 

Изобретение относится к обработке давлением листового металлического материала и может быть использовано для получения изделий с декоративным выпукло- вогнутым рельефным рисунком типа ручной чеканки.

Известно устройство для изготовления строительных профильных конструкций из листового материала, в котором заготовка пропускается через две пары жестких металлических валков Нужный профиль заготовки формируется воздействием валков в горизонтальной и вертикальной плоскостях

К недостаткам данного устройства следует отнести сложность и большую стоимость изготовления валков, демонтаж которых для смены рельефа изделия - строительной конструкции связан со значительной потерей времени

Известно также устройство, в котором необходимая внешняя форма изделия обеспечивается применением при штамповке пуансона с эластичной вставкой совершаю

ся

Сл

щего возвратно-поступательное движение, и матрицы.

Недостатками устройства являются: значительное время переналадки на другой рельеф изделия, однообразие фирм представления листового материала и быстрый износ эластичной вставки.

Наиболее близким к лредлакземому техническому реше;;мю по сущности и достигаемому результату при его использовании является устройство, содержащее станину с металлическим цилиндрическим валом и приводом вертикального перемещения, эластичный материал, примыкающий : валу, э та::же стол с закрепленными на нем матрицей и приводом перемещения. К недостаткам данного устройства следует отнести нмзкую стойкость эластичного материала к деформирующим воздействиям со стороны матрицы, о также сложность перехода к изготовлению изделий другой формы из-за наличия сплошной (цельной) матрицы.

Действительно, отдельные участки плоского эластичного материала находятся в постоянном контакте в одних и тех же точках с выступающим рельефом матрицы, что приводит к его износу. Необходимо каждый раз устанавливать эластичный материал на новый лист, это существенно снижает производительность труда, так как увеличивается время цикла изготовления изделий.

Цель изобретения - повышение производительности, качества, расширение технологических возможностей и уменьшение стоимости изготовления изделий.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для изготовления изделий с выпукло-вогнутым рельефом из листового металла, содержащем станину с металлическим цилиндрическим валом и приводом его вертикального перемещения, эластичный материал, примыкающий к цилиндрическому валу, стол с матрицей, имеющей рабочий профиль, и узлом ее крепления, привод перемещения стола, эластичный материал, выполнен в виде оболочки цилиндрического вала толщиной о, определяемой из следующего неравенства:

| + .

где d - диаметр металлического вала, мм.

Эластичная оболочка цилиндрического вала имеет твердость по Шору (шкала А):

а)при деформировании изделий из мягких алюминиевых и медных сплавов 40 - 60 ед.;

б)пои деформировании изделий из на- гартованных алюминиевых и медных сплавов и стали 9П-95 ед

При изготовлении изделий с неравномерно распределенной по поверхности глубиной рельефа эластичный материал со стороны матрицы имеет выступ, ширина которого равна ширине противолежащего участка рабочего профиля матрицы в плане, а высота - глубине рельефа матрицы на упомянутом участке.

При этом матрица в устройстве может

быть как цельной, так и изготовленной из составных взаимозаменяемых элементов. Стоп может быть снабжен встроенными в него электромагнитами для фиксации положения матрицы. Привод перемещения стола выполнен электромеханическим, механическим с редухторной передачей, гидравлическим или пневматическим.

В отличие от прототипа в описываемом устройстве эластичный материал выполнен

в виде оболочки цилиндрического вала определенной толщины, изготовленной из эластичного материала, например полиуретана. Такое конструктивное исполнение рабочего инструмента устройства уменьшает

усилие давления на матрицу и увеличивает срок службы эластичного материала. Кроме того, значительно повышается качество обработки поверхности изделия, даже в том слу- . чае, когда оно имеет большие колебания по

толщине.

8 формуле - - + 80 левая часть

неравенства относится к определению толщины эластичной оболочки при изгоювлении изделий из листового материала толщиной до 0,1 мм с мелким рельефным рисунком глубиной до 2 мм, а правая - при изготовлении изделий из мягкого листового материала толщиной до -1,5 мм с крупным

рельефным рисунком глубиной до 30 мм.

Важным фактором, характеризующим ффективность работы устройства, является правильный выбор материала эластичной оболочки. Экспериментальные исследова5 юия показали, что, с целью повышения надежности работы устройства, оболочка цилиндрического вала должна быть изготовлена из эластичного материала с пределом прочности при растяжении, равным, напри0 мер 40-60 МПа, и твердостью по Шору (шкала А) 40-60 единиц при деформировании изделий из мягких алюминиевых и медных сплавов и 90-95 единиц - изделий из нагар- тованных алюминиевых и медных сплавов и

5 мягкой стали. С учетом этого требования наиболее качественная обработка поверхности изделия достигается при изготовлении эластичной оболочки из полиуретана следующих марок:

СКУ6Л и СКУ7Л СТУ84-404-78) - для деформирования изделий из мягких алюминиевых и медных сплавов с глубиной рельефа до 30 мм;

СКУ ПФЛ (ТУ84-404-78) - для деформирования изделий из нагартованных алюминиевых и медных сплавов и мягкой стали с глубиной рельефа до 20 мм.

Что касается внешней формы эластичной оболочки, то она во многом зависит от характера распределения глубины рельефе по поверхности деформируемого изделия. Так при изготовлении изделий с равномерно распределенной глубиной рельефа эластичную оболочку выполняют по форме цилиндрической. При изготовлении изделий с равномерно распределенной по поверхности глубиной рельефа, в частности при максимальной глубине рельефа матрицы, не превышающей 10 мм, эластичный материал выполняют в виде гладкой цилиндрической оболочки без уступов, а при глубине рельефа, превышающей 10 мм, эластичный материал со стороны матрицы имеет выступ с шириной, равной ширине противолежащего участка рабочего профиля матрицы в плане, и высотой, равной глубине рельефа матрицы на упомянутом участке.

Все указанные конструктивные признаки более чем на 25% повышают производительность устройства в целом.

Ожидаемый от использования описываемого устройства положительный эффект достигается также выполнением матрицы из составных взаимозаменяемых элементов. Это позволяет с минимальными затратами осуществлять переналадку устройства на изготовление изделий с другим рельефным рисунком. При этом заменять матрицы можно не полностью, а лишь частично или просто переставлять их местами. Себестоимость изготовления составных матриц ниже себестоимости изготовления сплошной (цельной) матрицы. Таким образом, наличие в устройстве указанного нового jcpHcrpyK- тивного признака существенно расширяет технологические возможности, повышает гибкость и снижает стоимость устройства в целом.

В отличие от известных технических решений в данном устройстве стол, на котором закрепляется матрица, может быть снабжен встроенными электромагнитами, предназначенными для закрепления матрицы или заменяющих ее профильных рабочих элементов. Последнее значительно расширяет технологические возможности устройства и снижает стоимость матриц, в частности,, при необходимости изготовления изделий с неглубоким (до 5 мм) рельефом.

Существенным отличием данного устройства от известных технических решений 5 является также выполнение привода перемещения стола гидравлическим, пневматическим, электромеханическим или механическим с редукторной передачей (реечной или винтовой). Это повышает мобиль- 0 ность и надежность работы устройства в длительном по времени технологическом процессе.

На фиг. 1-5 представлено предпагаемое устройство.

5Устройство (фиг. 1) состоит из станины

1 с закрепленными на ней приводом 2 перемещения, металлическим валом 3 с эластичным материалом 4, выполненным из полиуретана. На столе 5 установлен набор 0 взаимозаменяемых элементов, образующих составную матрицу 6, прикрепленную к столу планками 7, с приводом 8 перемещения. Листовая заготовка 9 устанавливается между эластичным материалом 4 и состав- 5 ной матрицей 6.

На схеме гидропневмопривода перемещения стола (фиг. 3) цифрами дополнительно к обозначениям на фиг. 1 указаны: поршень 9, цилиндр 10, кран 11 двухходо- 0 вой, насос 12, емкость (бак) 13 с рабочим тепом.

На фиг. 4 изображена схема механического привода, в котором перемещение стола осуществляется ручным способом с 5 помощью рукоятки 14 и реечной или винтовой подачей 15 с применением гайки 16 и опоры 17.

На фиг. 5 изображена схема электромеханического привода с редукторной переда- 0 чей 18, муфтой 19 и двигателем 20. Как видно из фиг. 4 и 5, переключение с механического на электромеханический привод осуществляется удалением рукоятки 14 и подключением электропривода через ре- 5 дукторную передачу 18 к жесткой опоре 17. Устройство работает следующим образом.

Листовую заготовку 9 устанавливают на составные элементы матрицы 6. Включают 0 в работу привод горизонтального перемещения стола 5 с матрицей и заготовкой. При прохождении заготовки между валом 4 и матрицей 6 вал с эластичным материалом оказывает давление на заготовку, в резуль- 5 тате чего на ее поверхности формуется сложный рельефный рисунок, совпадающий с рисунком матрицы. После прохождения всей длины заготовки через рабочую зону между валом и матрицей изделие удаляется. Далее цикл обработки для новой заготовки

повторяется при перемещении стола, в обратную сторону.

Формула изобретения

1.Устройство для изготовления изделий

с выпукло-вогнутым рельефом из листового металла, содержащее станину с металлическим цилиндрическим валом и приводом его вертикального перемещения, эластичный материал, примыкающий к цилиндрическому валу, стол с матрицей, имеющей рабочий профиль, и узлом ее крепления и привод перемещения стола, отличающееся тем, что, с целью увеличения производительности, расширения технологических возможностей, повышения качества и уменьшения стоимости изготовления изделий, эластичный материал выполнен в виде оболочки цилиндрического вала и имеет толщину д, определяемую из следующего неравенства:

(d/2) + 5«3(d/2) + 80, где d - диаметр вала,- мм, ,

2.Устройство по п. 1, отличающее- с я тем, что, с целью повышения качества при деформировании изделий из мягких алюминиевых и медных сплавов, эластичный материал имеет твердость по Шору (шкала А) 40-60 ед.

3.Устройство по п. 1, отличающеес я тем, что, с цепью повышения качества при деформировании изделий из нагарто- ванных алюминиевых и медных сплавов и

стали, эластичный материал имеет твердость по Шору (шкала А) 90-95 ед.

4.Устройство поп. 1, отличающее- с я тем, что, с целью повышения качества при изготовлении изделий с неравномерно распределенной по поверхности глубиной рельефа, эластичный материал со стороны матрицы имеет выступ шириной, равной ширине противолежащего участка рабочего профиля матрицы в плане, и высотой, равной глубине рельефа матрицы на упомянутом участке.

5.Устройство по п. 1, отличающее- с я тем, что матрица выполнена составной из взаимозаменяемых частей.

6.Устройство по пп. 1и5, отличающееся тем, что узел крепления матрицы выполнен в виде встроенных в стол электромагнитов.

7.Устройство поп. 1, отличающее- с я тем, что привод перемещения стола выполнен электромеханическим.

8.Устройство по п. 1, отличающее- с я тем, что привод перемещения стола выполнен механическим с редукторной передачей.

9.Устройство по п. 1, отличающее- с я тем, что привод перемещения стола выполнен гидравлическим.

10.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что привод перемеэщения стола выполнен пневматическим.

Изобретение относится к обработке давлением листового металлического материала и может быть использовано для получения изделий с декоративным выпукло- вогнутым рельефным рисунком типа ручной чеканки, а именно строительных профильных конструкций, подвесных потолков, стеновых панелей и т.п. Сущность изобретения - нанесение рельефного рисунка на поверхность - реализуется при пропускании металлического листа между столом, на котором закреплена матрица, и металлическим цилиндрическим валом с эластичной оболочкой, имеющей толщину и, опредетяе- мую из следующего неравенства: d/2 + 5 д d/2 + 80, где d - диаметр вала, мм. При деформировании изделий из конкретного материала эластичный материал имеет вполне определенную твердость по Шору. Шкала А из мягких алюминиевых и медных сплавов 40-60 единиц, из нагартованных алюминиевых и медных сплав 5в и стали 90- 95 единиц Зластичный материал может быть выполнен с выступом, повторяющим рельеф противолежащего участка матрицы, которая выполнена из взаимозаменяемых частей. Крепление частей матрицы осуществляют встроенными в стол электромагнитами. Рассмотрены 5 вариантов выполнения приводов перемещения стола. 9 з п ф-лы, 5 ил. ««а о о ю Сл)

и,Ј..

. 4

/3/ ft/17.

2/

ФикЗ

фиг.5