Устройство для гофрирования листового материала

Устройство для гофрирования листового материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Изобретение относится обработке материалов давлением, а именно к устройствам для гофрирования листового материала методом гибки.

Предшествующий уровень техники

Известно устройство для изготовления зигзагообразного гофра, содержащее возвратно-поступательно перемещающиеся по основанию в направляющих формующие элементы, расположенные по обе стороны от формуемого материала (Патент США №3992162. Листовая заготовка с чередующимися выступами и впадинами. МПК В 32 В 15/00, 16.11.1976).

Недостатком данного устройства является сложность его конструкции, высокая трудоемкость изготовления формующих элементов, а также невозможность изготовления зигзагообразного гофра с большой амплитудой зигзагообразных линий.

Известно устройство для гофрирования листового материала, содержащее две расположенные по обе стороны от заготовки системы пуансонов, выполненных из плоских одинаковых элементов, шарнирно соединенных один с другим по всем сторонам, и привод трансформирования этих систем из исходного состояния в конечное рельефное, соответствующее форме готового изделия (Авторское свидетельство №1690903 СССР, МПК В 21 D 13/02. Устройство для гофрирования листового материала, Бюл. №42, 19.07.89).

Недостатком данного устройства является низкое качество гофрированного изделия и наличие удаляемого впоследствии припуска на заготовках из-за смещения рисунка гофров относительно кромок заготовки в процессе трансформирования. Данный недостаток обусловлен неравномерностью распределения усилий формообразования со стороны элементов на заготовку по ее площади в результате трения между внутренними поверхностями корпуса и плоскими формующими элементами.

Известно устройство для гофрирования листового материала, содержащее систему верхних и нижних пуансонов, установленных в корпусе по обе стороны от заготовки и имеющих привод в виде разъемной вакуумной камеры, жесткие фиксаторы формы, привод подъема верхнего фиксатора и верхней части корпуса, выполненный в виде силовых цилиндров (Авторское свидетельство №1755999 РФ, МПК: В 21 D 13/02. Устройство для гофрирования листового материала, Бюл. №31, 23.08.92).

Недостатком данного устройства является сложность его конструкции, высокая материалоемкость, большое количество рабочих движений, высокая трудоемкость изготовления фиксаторов формы, отсутствие механизма для растяжки формующей оснастки в исходное положение, в результате чего возникает сложность со взаимной ориентацией фиксаторов формы, систем пуансонов и заготовки, что в конечном итоге отрицательно сказывается на качестве и стоимости готового изделия.

В качестве прототипа выбрано известное устройство для гофрирования листового материала (RU, патент №02118217, МПК 6 В 21 D 13/00, 27.08.98), содержащее трансформируемые с помощью разъемной вакуумной камеры, образуемой мешком из газонепроницаемого материала, закрепленного на их наружных поверхностях, системы верхних и нижних пуансонов, каждая из которых содержит основную и дополнительную формозадающие системы пуансонов, и узел подъема верхней пары систем пуансонов в виде рамы, состоящей из поперечных и продольных направляющих, шарнирно соединенных с верхними системами пуансонов через узлы скольжения.

Способ работы устройства включает в себя следующие операции: подъем в крайнее верхнее положение предварительно растянутых систем пуансонов верхней части оснастки, укладка в внутрь мешка на формозадающую систему пуансонов нижней части оснастки листовой заготовки, опускание верхних систем пуансонов на заготовку и герметизация мешка по передней кромке с помощью герметизирующих профилей, откачка воздуха из полости, образованной верхней и нижней системами пуансонов, и формообразование детали, отключение оснастки от вакуумной магистрали и разгерметизация мешка, подъем рамы вместе с верхними системами пуансонов и извлечение из мешка заготовки, опускание рамы с верхними системами пуансонов и одновременное растягивание верхних и нижних систем пуансонов в начальное положение, определяемое упорами, установленными на продольных направляющих рамы.

Недостатками данного устройства являются:

- сложность обеспечения точной взаимной ориентации и строгой синхронизации движений соответствующих звеньев верхних и нижних систем пуансонов по всей поверхности из-за неопределенного характера действия сил трения в шарнирах и в подвижных сочленениях элементов конструкции;

- отсутствие механизма для выведения формозадающей оснастки в исходное плоское положение, что не обеспечивает точного воспроизведения заготовкой формы и размеров оснастки вследствие отсутствия их полного взаимного сопряжения;

- сложность конструкции и высокая материалоемкость.

Сущность изобретения

Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое устройство, является обеспечение правильного взаимного положения заготовки и формозадающего инструмента на всех этапах трансформирования и снижение материалоемкости конструкции.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявляемого изобретения, является повышение качества гофрированных изделий и снижение трудозатрат на их изготовление.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство содержит шарнирно связанные друг с другом формозадающую и вспомогательную системы пуансонов, привод трансформирования систем пуансонов в виде камеры из гибкого газонепроницаемого материала, а также систему вакуумирования, при этом устройство дополнительно содержит механизм выведения формозадающей системы пуансонов в одну плоскость и разъемную камеру для размещения в ней заготовки в контакте с пуансонами формозадающей системы, выполненную с возможностью соединения с системой вакуумирования. Механизм выведения пуансонов формозадающей системы в одну плоскость выполнен в виде жесткой камеры с плоской перфорированной крышкой с возможностью соединения полости камеры с системой вакуумирования и атмосферой. Дополнительная разъемная камера выполнена в виде мешка из газонепроницаемого материала и имеет общую стенку с камерой привода трансформирования со стороны формозадающей системы пуансонов. При этом общая стенка камер жестко связана с системами формозадающих и вспомогательных пуансонов в местах их шарнирного соединения.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности "новизна".

Результаты поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками из заявляемого технического решения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения поясняется на фиг.1-3, где на фиг.1 показан общий вид устройства с частичным разрезом, на фиг.2 - сечение А-А по фиг.1 (схема устройства в исходном положении), на фиг.3 - фрагмент систем пуансонов в процессе гофрирования листового материала.

На фиг.1-3 цифрами обозначены: 1 - основание; 2 - перфорированная крышка; 3 - вакуумная камера-мешок формозадающей системы пуансонов; 4 - формообразующая система пуансонов; 5 - листовая заготовка заполнителя; 6 - нижнее полотно вакуумной камеры 3; 7 - верхнее полотно вакуумной камеры 3; 8 - вакуумная камера-мешок вспомогательной системы пуансонов; 9 - вспомогательная система пуансонов; 10 - верхнее полотно вакуумной камеры 5; 11 - вакуумная магистраль; 12 - герметизирующий шнур.

Лучший вариант осуществления изобретения

На фиг.1 показан общий вид устройства. Устройство содержит основание 1 в виде жесткой камеры с перфорированной крышкой 2. На основании 1 установлена вакуумная камера-мешок 3, внутри которой находится формозадающая система пуансонов 4 с листовой заготовкой 5 заполнителя. Вакуумная камера-мешок 3 состоит из двух полотен: нижнего 6 и верхнего 7, которые имеют возможность герметичного соединения между собой по кромкам с помощью вакуумирующего шнура 12. Поверх вакуумной камеры-мешка 3 расположена вспомогательная система пуансонов 9. Формозадающая система пуансонов 4 и вспомогательная система пуансонов 9 шарнирно связаны между собой по границам пуансонов (формующих элементов) вдоль каждой второй зигзагообразной линии гибки. При этом в местах их шарнирного соединения обе системы пуансонов жестко связаны с верхним полотном 7 камеры-мешка 3. Снаружи по тем же шарнирам со вспомогательной системой пуансонов 9 связано полотно 10 с образованием вакуумной камеры-мешка 8. Полотна 7 и 10 по кромкам за пределами системы пуансонов герметично соединены между собой с помощью герметизирующего шнура 12. Камеры 3, 8 и полость основания 1 имеют возможность подключения к вакуумной магистрали 11.

Устройство работает следующим образом.

На первом этапе на крышку 2 основания 1 укладывается нижнее полотно 6 вакуумной камеры 3. Затем на полотно 6 последовательно укладываются листовая заготовка 5 заполнителя и формозадающая система пуансонов 4 со связанной с ней вспомогательной системой пуансонов 9 в загерметизированной вакуумной камере-мешке 8. На следующем этапе производится герметизация по кромкам полотен 6 и 7 вакуумной камеры-мешка 3 с помощью шнура 12 и подключение ее к вакуумной магистрали 11. Далее производится вакуумирование камеры 3 и одновременно соединением с вакуумной магистралью 11 полости основания 1 создается разрежение под нижним полотном 6 камеры-мешка 3 за счет откачки воздуха через отверстия крышки 2. В результате этого обеспечиваются соответственно фиксация положения листовой заготовки 5 относительно формозадающей системы пуансонов 4 и выведение этой системы с заготовкой 5 как единого целого в плоскость за счет прижатия камеры-мешка 3 к крышке 2 основания 1.

Далее соединяют вакуумную камеру-мешок 8 с вакуумной магистралью 11, одновременно отключая от системы вакуумирования и соединяя с атмосферой полость основания 1. При этом за счет разности давлений внутри и снаружи камеры-мешка 8 происходит уменьшение объема ее внутренней полости, что приводит к совместному трансформированию вспомогательной системы пуансонов 9 и формозадающей системы пуансонов 4. Плоские элементы формообразующей системы пуансонов 4 воздействуют на листовую заготовку 5 заполнителя, в результате чего та приобретает рельефную форму. Далее производят разгерметизацию вакуумной камеры-мешка 3 и извлекают готовую деталь заполнителя из формозадающей системы пуансонов. Устройство готово к следующему циклу работы.

Промышленная применимость

Изобретение может быть использовано при создании технологического оборудования для изготовления легкого заполнителя многослойных панелей, применяемых в производстве летательных аппаратов, строительных конструкциях, а также для изготовления элементов теплообменных аппаратов.

1. Устройство для гофрирования листового материала, содержащее шарнирно связанные друг с другом формозадающую и вспомогательную системы пуансонов, привод трансформирования систем пуансонов в виде камеры из гибкого газонепроницаемого материала, а также систему вакуумирования, отличающееся тем, что оно снабжено механизмом выведения пуансонов формозадающей системы в одну плоскость и разъемной камерой для размещения в ней заготовки в контакте с пуансонами формозадающей системы, выполненной с возможностью соединения с системой вакуумирования.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм выведения пуансонов формозадающей системы в одну плоскость выполнен в виде жесткой камеры с плоской перфорированной крышкой с возможностью соединения полости камеры с системой вакуумирования и атмосферой.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что разъемная камера выполнена в виде мешка из газонепроницаемого материала и имеет общую стенку с камерой привода трасформирования со стороны формозадающей системы пуансонов.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что общая стенка камер жестко связана с системами формозадающих и вспомогательных пуансонов в местах их шарнирного соединения.