Шиповая пластина и способ ее получения

Шиповая пластина и способ ее получения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

I. Шиповая пластина, используемая в качестве крепежного элемента для соединения деревянных элементов , содержащая основание с рельефньми полосами, имеющими отверстия, на кромках каждого из которых выполнено по крайней мере по два противолежащих шипа с выпуклой и вогнутой сторонами, отличающ-ая с я тем, что, с целью повьппения надежности соединения и уменьшения затрат на изготовление, шипы, расположенные на кромке одного отверстия , смещены относительно друг друга поперек рельефной полосы, одна сторона этих шипов расположена в общей плоскости, секущей отверстие § вдоль рельефной полосы.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ, СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „„126974

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ у рея и. ътт a q

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К flATKHTV

ЫМ., (21) 3430901/25-27 (86) РСТ/FI 81/00023 (23,03.81) (22) 20.04.82 (3I) 800877 (32) 21,03.80 (33) FI (46) 07. 11.86. Бюл, М 41 (72) и (71) Маркку Кархумяки и Рауно

Ярвинен (FI) (53) 621.88(088.8) (56) Патент СНА М 3479919, кл. 85-13, 1969. (54) ШИПОВАЯ ПЛАСТИНА И СПОСОБ ЕЕ

ПОЛУЧЕНИЯ (57) 1. Шиловая пластина, испольэуеиая в качестве крепежного элемента I) 4 F 16 В 12/00, F 16 В 15/06,.

В 21 D 37/00, В 21 D 35/00, В 21 D 43/00 для соединения деревянных элементов, содержащая основание с рельефными полосами, имеющими отверстия, на кромках каждого из которых выполнено по крайней мере по два противолежащих шипа с выпуклой и вогнутой сторонами, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью повышения надежности соединения и уменьшения эатрат на изготовление, шипы, pacrtozo eicr r e па кромке одного отверстия, смсщены относительно друг друга поперек рельефной полосы, одна сторона этих шипов расположена в общей плоскости, секущей отверстие вдоль рельефной полосы.

1269747

2. Пластина по п. 1 о т л ич а ю щ а я с я тем, что на одной из кромок каждого отверстия выполнен дополнительный шип, расположенный симметрично имеющемуся на этой кромке шипу.

3. Способ получения шиловой пластины, при котором производят надрезку, по меньшей мере двух участков, оставляя ненадрезанными наибо1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении шиповой пластины.

Целью изобретения является повышение надежности соединения и уменьшение затрат на изготовление.

На фиг. 1 показан один из вариантов шиповой пластины на различных этапах изготовления, вид сверху,на фиг. 2 — то же, поперечное сечение, на фиг. 3 — разрез А-А на фиг. 2, на фиг. 4 и 5 — один иэ типов шипа пластины, вид сверху и сбоку соответ. ственно на фиг. 6 — разрез Б-Б на фиг. 5," на фиг. 7 — разрез В-В на фиг. 5 на фиг. 8 — один из вариантов устройства для изготовления шиповой пластины, вид сбоку на фиг.9шероховальный валок устройства, вид сбоку. на фиг. 10 — зубья шероховаль- 2О ного валка, поперечное сечение, на фиг. 11 — другой вариант устройства, вид сбоку на фиг. 12 — вырубной инструмент, вид сбоку на фиг. 13 то же, осевой разрез, на фиг„ 14— верхняя часть пуансона в вырубном инструменте, вид сбоку, на фиг ° 15 сечение Г-Г на фиг. 14; на фиг. 16сечение Д-Д на фиг. 14," на фиг. 17 и 18 — участки двух шиловых пластин ЗО с шипами, вырубленными, но не отогнутыми.

Шиповая пластина выполнена из стального листа 1 с шипами 2, причем материал, образующий шип, частич- но отсоединен от пластины, а частичНо прикреплен к кромке отверстия в нижней части шипа. Пуансон вырубного лее удаленные одна относительно другой эоны, и отгибают надрезанные участки в одну относительно плоскости пластины сторону во встречном направлении, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что надрезанные участки располагают таким образом, что они имеют одну общую поверхность и каждый надрез ограничен Г-образной поверхностью, примыкающей к указанной общей поверхности.

2 инструмента выполнен так, что после пробивки пластины он выталкивает шип, в результате чего тот выступает перпендикулярно к пластине. Шипы расположены более или менее правильными группами, в данном случае рядами 3, в которых шипы 2 образуют путем отгибания на разных концах вырубленного отверстия.

На плоской поверхности шипов, в данном случае на задней стороне, выполнены поперечные зубцы — шероховатые участки 4 почти на всей длине шипа. Зубцы наклонены в направлении к нижнему концу шипа, благодаря чему шип легче входит в дерево при соединении и лучше удерживается в нем.

Целесообразно ограничивать зазубренный участок таким образом, чтобы не было зазубрин на нижнем конце шипа, потому что иэ-эа них шип может во время вырубки-отломиться.

Шипы 2 расположены на шиповой пластине главным образом на соседних участках 5, проходящих по длине пластины и выполненных нутем формоизменения пластины таким образом, что часть участков 5 выгнута вверх немного выше уровня пластины (фиг,2 и 3) . Эта конструкция выгодна тем, что выполнение шероховатости (зазубривания) легче и дешевле, Кроме того, повышаются прочность и жесткость шиповой пластины. Шипы могут быть также выполнены так, что профиль их поперечного сечения слегка выпуклый в сторону шероховатости (фиг. 5-7).

1269747

При этом повышается жесткость шипов и в то же время улучшается удерживающая способность шероховатости (зазубрин).

Можно также выполнить два или больше шипов из одного вырубленного отверстия. При этом более выгодно распределение материала шиловой пластины, s результате чего увеличивается доля сплошного материала в пла.стине, в то время как число шипов остается прежним. Увеличивается сопротивление пластины поперечному сдвигу.

Поперечные зазубрины (шероховатость) выполняют на полосовой заготовке в местах, где будут вырублены шипы, перед их вырубкой.

Полосовую заготовку шиловой пластины подают с разматывателя 6 к прессу 7 (фиг. 8), где выполняют вырубку шипов на заготовка. Вырубку производят посредством закрепленного в прессе вырубного инструмента 8, содержащего группу пуансонов 9 в соответствующих им вырубных матриц 10. Во время работы инструмента пуансон проходит сквозь пробивную пластину в соответствующей форме отверстие матрицы, в результате чего между каждый пуансоном и матрицей вырезается из пластины часть материала, соответствующая поперечному сечению отверстия матрицы и образующая шип, отгибаемый пуансоном почти в перпендикулярное положение по отношению к уровню полосовой заготовки, причем шип остается соединенным своим нижним концом с кромкой вырубленного отверстия, потому что в этом месте между пуансоном и матрицей имеется достаточно большой зазор, в результате чего в этом месте заготовка не прорезается. Поперечное сечение пуансона и отверстия матрицы соответствует форме шила, показанной на фиг.1 и 2, но оно может иметь и другую форму, соответствующую конкретному шипуе

Посредством подающего приспособления (не показано) полосовую saro-. товку последовательно подают к вырубному инструменту, который, вырубает в шиловой пластине одну или несколько пар рядов шипов за каждый ход. Например, посредством устройства (фиг. 8) во время последоваОбычно зазубрины делают только на одной стороне заготовки пластины, на той стороне, куда выступают шипы, так как при вырубке шила из пластины торец вырубного инструмента сглаживает шероховатость с одной сторо40 ны. Для обеспечения спокойного продвижения пробитой пластины вперед пуансоны 9 на позиции пробивки расположены ниже полосовой заготовки, а матрицы 10 — над ней (фиг. 8), 45 так что шипы выступают наружу и пробитая заготовка может быть легче продвинута на следующую позицию, где производят резку полосы на требуемые отрезки посредством отрубного штампа 11 последовательного действия, Для выполнения шероховатости (saзубривания) полосовой заготовки шероховальный инструмент 12 размещают на вырубном прессе или впереди

У него перед вырубным инструментом 8

В шероховальном инструменте имеются два валка 13 и 14, вращающихся в додшипниках ы имеющих параллельные

f0

30 тельного движения полосы вперед в ней вырубают эа один раз две пары рядов шипов (фиг. 1).

Перед вырубкой. шипов на полосовой заготовке выполняют шероховатые участки 4, проходящие вдоль по полосе, т.е. s направлении подачи, и име ющие главным образом поперечные или диагональные по отношению к длине по. лосы бороздки, зубцы или гребешки, например, с промежутком 1-3 мм.

Эти участки располагают на полосе в тех местах, где будут вырублены шипы. Таким образом, шипы имеют поперечные зазубрины.

Предлагаемый способ обеспечивает экономичное выполнение зазубрин на плоской поверхности шипов, Как показано на фнг. 1, в правой части шиловой пластины зазубрины могут быть также сделаны последовательно на соответствующих длине шипов участках, на которых шипы еще не вырублены.

При выполнении зазубрин { mepoxoватостей) путем прокатки или штамповки повьппается прочность материала пластины, в результате чего также повьппается прочность готовой шнповой пластины и можно испольэовать более тонкий материал пластины. Таким образом, обеспечивается снижение затрат на сырье.

1269747

10 та.

20

55 оси, закрепленные на общем корпусе, При этом должны обеспечиваться возможность регулирования положения по высоте по крайней мере одного из валков в соответствии с толщиной полосовой заготовки, установленной для пропускания между валками, а также достаточное сжатие между валками, чтобы зубцы шероховального валка врезались в поверхность подвергаемой шерохованию пластины. Валок 13 с шероховальными зубцами размещен в инструменте выше, а гладкий противоположный валок — под ним (фиг.8).

Шероховальный инструмент 12 мо- жет быть размещен так, что он одно- временно действует как устройство для подачи заготовки с разматывателя 6 к вырубному инструменту 8. Для правки полосы перед поступлением ее к шероховальному инс грументу она должна быть пропущена через правиль. ное устройство 15, содержащее несколько последовательных валков, Шероховальный инструмент 12 в этом случае может быть прикреплен на конце.

Для того, чтобы шероховальный инструмент мог работать как подающее устройство, он снабжен приводными частями для вращения пар валков последовательно в соответствии е длиной подачи. Подача должна происходить во время обратного хода выруб- ного инструмента и прекращаться во время рабочего хода.

Шероховальный узор на шероховальном валке содержит комплект соседних участков 16 и 17 наружного цилиндра, нарезанных подобно диску пилы. Каждый второй участок 16 имеет параллельные зубцы, а находящиеся между ними участки 17 имеют зубцы, идущие в противоположном направлении. Это сделано для того, чтобы выполнить шероховатость на задней стороне шипа, при которой шип легко входит в древесину, но удерживающая .сила против вытаскивания значительна. Этот требует также конструкция шиповой пластины, в которой каждый второй шип — правый (если смотреть, сбоку) и каждый второй— левый.

Шероховальный валок (фиг. 9) может быть выполнен составным из дисков с отверстием в центре, ширина которых соответствует поперечному шагу шипов и которые закаливают, гладко полируют и закрепляют на общей оси, после чего затачивают шероховальные зубцы на наружной поверхности на всех дисках одновременно, Затем эту комбинацию дисков разъединяют и каждый второй диск в комбинации переворачивают так, что зубцы этих дисков по отношению к другим дискам направлены в противоположную сторону, после чего комбинация дисков может быть затянута на общей оси, например, посредством винШероховальные зубцы валка могут быть относительно густо расположенными и низкими, нанример высота зуба около 0,2-0,5 мм и шаг 1-3 мм (фиг. 10) .

Описанный шероховальный валок является одним иэ вариантов шероховального инструмента. Шерохование может быть выполнено и другими типами инструментов. Может быть использован инструмент, имеющий лезвие для насечки, подобное используемому для изготовления напильников.

Шерохование может быть также выполнено механической обработкой с образованием стружки.

Способ работы и конструкция шероховального инструмента зависят от способа вырубки шипов шиповой пластины на полосовой заготовке. Шипы могут быть также расположены поперек полосовой заготовки, причем зубцы шероховатости на их поверхности выполняют проходящими в продольном направлении полосы с тем, чтобы на шипах они были поперечными. В этом случае может быть использован шероховальный инструмент, в котором канавки идут в том же направлении.

Шерохование может производиться путем, штамповки посредством специальных шероховальных штампов, которые штампуют узор шероховатости на полосовой заготовке шиловой пластины на месте каждого шипа перед вырубкой шипов. Этот инструмент может быть выполнен с возможностью прикрепления

его к инструменту для вырубки шипов.

Узор шероховатости выполняется на торцах этого инструмента, причем вырубные инструменты действуют на плоскую поверхность противолежащей матрицы. Шероховатость может быть выполнена также с обеих сторон saro7 1 товки пластины, особенно когда шипы выполняют так, что они выступают по очереди с обеих сторон пластины, При нспользовании предлагаемого способа шероховатость на заготовке шиповой пластины может быть выполнена на заводе, связанном с данным производством, или на отдельной позиции, удаленной от пресса для выруб ки шиповых пластин,.

Эффективность операции выполнения шероховатости повышается путем выполнения непрерывных или следующих один эа другим приподнятых участков, проходящих рядом друг с другом по длине заготовки или по длине шероховатости через места, где должны быть вырублены шипы. Эту операцию выполняют перед шерохованием и целью ее является уменьшение механического воздействия на шероховальный инструмент. При этом усилие обработки давлением или рабочее усилие, потребное для шерохования, уменьшается по сравнению с шерохованием, выполняе-.. мым на заготовке с совершенно плоской поверхностью, при котором зубцы инструмента должны проникать в подлежащий формоизменению материал даже по краям режущих или формоизменяющих кромок. На листе 1 шиповой пластины (фиг. 3) выполнены расположенные рядом друг с другом приподнятые участки 5, выступающие от поверхности пластины примерно на толщину пластины. Этот тип формоиэменения заготовки пластины выполняется с помощью известных желобообразующих роликов или т.п. Ролики могут быть размещены на общей оси с регулируемым промежутком между ними.

Приподнятость участков 5 облегчает выполнение шероховатости на полосовой заготовке непосредственно, а также косвенно оказывает полезное влияние на инструмент, состоящее в том, что зубцы инструмента могут быть равномерными и непрерывными в направлении оси. При этом износ инструмента компенсируется перемещением его в направлении оси для введения в работу неиспользованной части инструмента. Это увеличивает срок службы инструмента.

Полосовую заготовку подают с разматывателя 6 к прессу 7. В варианте устройства (фиг. 11) первая позиция содержит правильное устройство 15 и

269747 8 профилирующие валки 18, которые могут действовать как штампующее устройство для нанесения на изделие производственных цифр и меток. Пара профилирующих валков выполняет на полосе приподнятые участки 5 (возвышения) . Затем инструмент 12 выполняет узор шероховатости. Иероховальным инструментом может быть

10 пара валков, рубящий (насекающий) 40

5S

f5

35 или рекущий инструмент. На следующей рабочей позиции — позиции вырубки шипов расположены барабан 19 с пуансонами и барабан 20 с матрицами, вращающиеся в противоположных направлениях, почти соприкасаясь друг с другом, на периферии которых размещены пуансоны.9 и матрицы 10 с шагом по окружности, соответствующим шагу рядов шипов, в результате чего при вращении барабанов с постоян- ной скоростью соответственные пуансоны и матрицы точно встречаются друг с другом, Лист 1 шиповых пластин перемещают. между барабанами с пуансонами и матрицами с такой же скоростью. При этом вырубка шипов происходит не шагами, а непрерывно.

При вырубке шипов из пластины их нижние концы остаются соединенными с заготовкой. Выступание шипов наружу обеспечивают путем создания подходящего профиля пуансона и матрицы, соответствующего профилю нижней части шипа. Вращение барабанов осуществляется посредством, например, зубчатой передачи. Пуансоны и матрицы, используемые при вырубке шипов, размещены на периферии барабанов ря», дами с шагом, соответствующим шагу рядов шипов.

Ряды шипов шиповой пластины (фиг. 1) расположены перпендикулярно к длине полосовой заготовки. Соседние шипы отгибаются при вырубке к противоположным сторонам ряда,Благодаря такому размещению нагрузка на шипы распределяется более равномерно по пластине.

Ряды шипов могут располагаться на полосе в диагональном направлении. При этом пуансоны и матрицы размещают на барабанах 19 и 20 соответственно диагональными рядами. Диагональное расположение рядов выгодно тем, что нагрузка на инструменты распределяется более равномерно, потому

1269747

10 что инструменты ряда приходят в положение вырубки в. равное время, При размещении пуансонов и соответствующих матриц на вращающихся навстречу друг другу барабанах, меж-, ду.которыми движется пробиваемая полосовая заготовка, значительно увеличивается срок службы инструментов, Исключаются обусловленные резкими импульсами вибрация и шум, которые оказывают вредное влияние на служащих, машины и оборудование. Кроме того, непрерывное. движение полосовой заготовки обеспечивает получение большого количества изделий в единицу времени, что при хорошем качестве дает большую выгоду.

В предлагаемой конструкции вращающегося вырубного инструмента (фиг. 12 и 13) барабан 19 с пуансонами находится внизу„ а барабан 20 с матрицами выше него (для ясности показан только один ряд пуансонов и матриц), Диаметр барабанов 19 и

20 должен быть достaòî÷íî большим, чтобы при вхождении в контакт вырубного инструмента с поверхностью полосовой заготовки угол контакта был небольшим.

Барабан с пуансонами может быть выполнен составным из закрепляющих дисков 21 и проме>куточных дисков (пластин) 22 между ними, закрепленных на общей оси, например., посредством болта, Толщину дисков 21 и 22 определяют на основе взаимного поперечного промежутка между пуансонами, Для закрепления пуансонов на перифррии диска 21 предусмотрены равномерно расположенные радиальные пазы 23, выполненные с относительно точными допусками, чтобы держатели пуансонов подходили к ним с достаточной точностью. Могут быть предусмотрены также детали для зажима пуансонов на их местах (не показаны). Зажим пуансонов на их местах производится в данном случае путем стягивания всего ряда пуан— сонов посредством болта (на фиг.13 показан пунктирной линией 24), Толщина пуансона в этом случае немного больше толшины дисков 21, чтобы пуансоны можно было зажимать между дисками ?2.

Закрепленный барабан 20 для матрицы может иметь аналогичную конструкцию, содержащую набор дискон

10 l5

55 для закрепления матриц и промежуточных диско» между ними. Барабан для матриц (фиг. 12 и 13) не имеет прикрепленных к нему отдельных контрбарабанов с отверстием, соответствующим профилю поперечного сечения пуансона, а матрицы образуются несколькими дисками и промежуточными дисками между ними, которые расположены группами на общей оси и закреплены близ периферийной поверхности посредством болтов, параллельных оси. Промежуточные диски несколько меньше в диаметре, чем ц диски матриц, и имеют толщину примерно на зазор для вырубки превышающей толщину .пуансона, Таким образом, матрицы образованы на периферии матричных дисков в месте паза между соседними дисками, к которому подходит пуансон на стадии вырубки, Поскольку вырубка в случае шиповои пластины очень узка, такая матрица удовлетворяет требованиям, несмотря на то, что паз открыт продольно. Матричные диски закаливают по периферийной поверхности и путем круглого шлифования легко затачивают их, Описанная конструкция инструмента выгодна в обслуживании, поскольку этот инструмент легко затачивается и установка его не требует высокой точности, Действие пуансона показано так же на фиг. 12, когда он вырубает шип в шиповой пластине и ударяет в пластину во время движения качения, Торцевая поверхность пуансона скошена, так что он начинает резание с кончика шипа. При этом резание продолжается в направлении к нижней части шипа во время взаимного движения качения пуансона и матрицы,а в конце резания шип отгибается в почти перпендикулярное к заготовке положение.

В соответствии с вариантом1 фиг,4-

7) шипы пластины вырублены так, что из одного вырубленного отверстия образуются два шипа: длинный шип 25 и короткий шип 26, Кончики шипов скошены в разных направлениях. Когда шипы имеют разную длину и распо ложены противоположно, потребная сила нажатия на шиповую плиту при соединении распределяется более равномерно, так что вдавливание происходит без каких-либо нарушений. Вы1 747 к поверхности пла11 пендикулярное к пове н шероховатости р и о- перпе жение, пуклый в сторону р

5-7) о сечения (фиг.

1П ЯМЛРНИЯ ШИПОВ П филь поперечного сткость шипов и силу у заготовки на тре у увеличивает жест дят резку з ством пары

Это делают посредств их удержания. едлагаемым спо резки. Это д лков 34 и, р

5 асполоВырубку шипов пр дл ют посредством пуансонов вьппе и ниже заготовки и бом выполняют поверхнос- женнык в ми руг другу

4-16). На торцевой по

ых противостоящими д (фиг. 14б азована скошен

36 и 37, распр ти пуансона о р к омка 27, которая на пербук ности в соответс пенчатая кромка осой реэ, 1р по окружнос

Лезвия уставой стадии рез дл А кончик шипа. осле новлены так, что при вр образую

28 торца новл скоростью, соотые боковые кромки ков с постояннои с наружные елают боковые р еэы длинно валков в щей скорости по поступательнопуансона дел г ань 29 ветствующ они входят а 25 и профильная гра

Вижения заготовки, о крОмОК 28 f5 гом образуя паевой частью кро кт руг с другом, еэультате на ужу.. Вырубка к ечной резки, в реэ отгибает шип н р олько поэ- ры попере ся Прц нешипа с на

26 чинается несколько его эаготов ка раэрезается, рц го ш па, по м25, тому что кром- ч валки с л езвиями могут же вырубки ши еэки обходимости бнот езание после р э ны. В качестве отру ки 30 начинают р быть изменены, спользо28 вследствие разницы в т мента могут быть испол кромками в сл ми 30 предус- го инструмент вестнык конструксоте. Вместе с кромками и ф ая грань., ваны др

1 ны угие типы иэвестнык и офильная нтов. ая отгибает шип наружу на ко

П е агаемый способ и устроиств

Т ец пуансона бки. ор Предла изготовле ния многих ной стадии Выру р П и 28 и 30 может ь х пластин. между кромкам ез льтате че чего типов шиповых а на фиг, 17 и с елан выпуклым, в р у

В качестве пример ечном сечении проне ормы шипов шивыпуклый в поперечн !

8 показаны другие и и изготовлении филь шипов. баповой пластины, при сле образов ания шипов между может ыть б ь использовано

Пос и ансонами и матрицами 3р которой

Что касается п рочности рабанами с пу и при изобретение. б азно естном вращении и ины то целесоо раз при их совмес ответству- шиповой пластин заготовки с соответ ь те конструкции, в коперемещении з п оисходит вып прямлеиспОльзОВать В ко и обитого отве ющей скоростью пр торых из одного пр ов которые, возможно, нася два или более шипов, я ние шипов, ко едством пары 35 образуются два гко приЭто делают посре ст кций можно лег клонены, 32 оверхкото ых один вало хование плоско пов валков, из ко а угой менить шерохов иэобреический профиль, а др ов в соответствии с иэо ет цилиндричес эвольвентной, ности шипов в ивать шиповые

33 имеет канавки эволь ем. Можно изготавливать валок и колеса, по- тением. о лошные участз бьев зубчатого стины в которых спл как у зу но впадины м межДУ- зУбьЯми 4О пластины, и обитыми отв ерстиями знаверхностью, ет асстоянию ки между р з льтате чего

Шаг соответствует расст тельно шире, в результате уже.

П и встрече шичител личится прочность на межд у рядами шипов. ри ж зубьями они значительно увеличит пов с впадинами между поперечный сдвиг. становятся почти в выпрямляются и ста

1269747

А-4

Фиг. 4 фи8. 5

Фиг. б

1269747

1269747

I269747

1 269747

Составитель Л.Комарова

Техред Л.Сердюкова Корректор Е.Роико

Редактор О.Юрковецкая

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, Заказ 6048/60 Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

1 !

1 !

1

1

)