Обтяжной пуансон

Полезная модель относится к обработке металлов давлением, а точнее к крупногабаритной объемной оснастке для формообразования листовых деталей одинарной и двойной кривизны методом обтяжки с растяжением.

Известен пуансон монолитной конструкции, состоящий из деревянного основания и продольно-поперечного каркаса, заполненного пескоклеевой массой (ПСК), где в качестве связующего используется эпоксипласт.(Боголюбова B.C. Формообразующая оснастка из полимерных материалов. М.: Машиностроение, 1979.)

Недостатками такого пуансона являются значительные затраты на изготовление контрслепка, заполнителя и ручную зачистку рабочей поверхности пуансона.

Быстрое старение ПСК, в результате деструкции полимера, обеспечивает снижение его прочности и быстрый выход из строя. Использование эпоксидных смол существенно повышает затраты на изготовление пуансона, в части обеспечения дополнительных мер безопасности, связанных с защитой здоровья человека и окружающей среды.

Известен пуансон монолитной конструкции, состоящий из деревянного каркаса, который заполняется губчатой резиной, пропитанной жидкотекучим реактопластом - эпоксидной смолой. (АС СССР по кл B 21 D 11/00 №2054340 С1 «Способ изготовления обтяжных пуансонов» автор Мациев В.Н., опубл. 20.02.96, Бюл. №5).

Недостатками такого пуансона являются высокая стоимость, значительные затраты на изготовление на этапе заполнения наполнителем и его последующей механической обработкой по наружному контуру. Кроме того, использование вредных для здоровья человека эпоксидных смол ведет к дополнительным

затратам по обеспечению безопасных условий труда и последующей утилизации пуансонов.

Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.

Техническим результатом является снижение трудоемкости изготовления пуансона, повышение экологической безопасности, расширение технологических возможностей за счет существенного снижения материальных, трудовых и эксплуатационных затрат, полного исключения вредных для здоровья человека компонентов, входящих в составляющие пуансон материалы, обеспечения возможности изменения радиуса кривизны пуансона.

Технический результат достигается тем, что в качестве материала наполнителя каркаса обтяжного пуансона используется армированный пенобетон, причем внутренняя поверхность съемной крышки каркаса соответствует контуру рабочей поверхности пуансона. Кроме того, съемная крышка каркаса может быть изготовлена из пенополиуретана, в поперечном направлении которой выполнены сквозные каналы с установленными в них стержнями из материала с памятью формы, в память которых заложена деформация изгиба.

Предложенный вариант обтяжного пуансона позволяет значительно снизить затраты на изготовление, полностью отказавшись от гипсового контрслепка, ручной зачистки, механической обработки затвердевшего наполнителя. Важное достоинство предложенного технического решения - полная безопасность и отсутствие вредных условий труда, что также снижает материальные затраты. Значительно меньший вес пуансона (600÷800 кг/м³) позволяет изготавливать его крупногабаритные варианты (до 6 метров длины) и использовать существующие типы цеховых мостовых кранов, грузоподъемностью 3.0÷3,5 т.

Вариант изготовления съемной крышки каркаса из пенополиуретана с вставленными в сквозные каналы стержнями из материала с памятью формы, запрограммированными на деформацию изгиба, позволяет заданно изменять радиус кривизны рабочей поверхности съемной крышки, а следовательно и

пуансона, тем самым используя одну крышку на несколько типоразмеров листовых деталей одинарной или двойной кривизны.

На фиг.1 приведен общий вид обтяжного пуансона с закрепленной крышкой каркаса.

На фиг.2 приведен вариант общего вида пуансона с закрепленной крышкой каркаса со стержнями из материала с памятью формы.

Пуансон содержит основание каркаса 1, деревянные (фанерные) стенки 2, съемную крышку 3, наполнитель 4. В варианте изготовления съемной крышки 3 из пенополиуретана, последняя имеет сквозные каналы с вставленными в них стержнями из материала с памятью формы 5.

Функционирует обтяжной пуансон следующим образом.

Деревянный каркас обтяжного пуансона устанавливается на съемную крышку 3 и через отверстия в основании каркаса 1 во внутрь заливается армированный, например полиамидными жгутами или нитями, пенобетон плотностью 600÷800 кг/м³, прочность на сжатие которого составляет 60÷80 кг/см³. Срок затвердевания пенобетона 48 часов. Затем каркас вместе с наполнителем 4 (пенобетоном), ограниченный деревянными стенками 2, переворачивается на основание каркаса 1, снимается крышка 3, выдерживается требуемое время, и пуансон готов к работе.

В случае изготовления съемной крышки 3 из пенополиуретана (например СКУ - 7Л), предварительно в сквозные каналы последней вставляются заранее запрограммированные на требуемую величину изгиба стержни с памятью формы (никелид титана Ti-Ni с 50,58 Ni, ат %) с температурами прямого мартенситного превращения, т.е. температурами придания стержням формы М _н=-5°С, М_к=20°С.

При достижении температуры начала обратного мартенситного превращения данного сплава А_н=20°С, стержни 5 начинают изгибаться на заданную величину, изменяя радиус кривизны съемной крышки 3 (фиг.2). Деформация стержней 5 заканчивается при температуре А_к=30÷35°С, т.е. при комнатной температуре, что не требует нагревателей.

Предложенная конструкция обтяжного пуансона позволяет существенно (на 30÷40%) снизить трудовые и материальные затраты на его изготовление (стоимость одного кубометра армированного пенобетона, плотностью 600÷800 кг/м³ - 1000÷1200 руб.), исключить из технологического процесса изготовления эпоксидную смолу и полностью снять проблему вредных для человека условий труда и проблему, связанную с экологией.

Предложенная полезная модель не требует механической обработки контура пуансона после отливки и затвердевания и допускает лишь минимальную ручную доработку контура после снятия крышки.

Вариант изготовления крышки из пенополиуретана позволяет расширить технологические возможности за счет многократного использования крышки, причем для нескольких типоразмеров листовых деталей.

1. Обтяжной пуансон, включающий в себя деревянный каркас, заполненный наполнителем, отличающийся тем, что в качестве материала наполнителя каркаса используется армированный пенобетон, причем внутренняя поверхность съемной крышки каркаса соответствует контуру рабочей поверхности пуансона.

2. Обтяжной пуансон по п.1, отличающийся тем, что съемная крышка деревянного каркаса изготовлена из пенополиуретана, в поперечном направлении которой выполнены сквозные каналы с установленными в них стержнями из материала с памятью формы, в память которых заложена деформация изгиба.