НЕСУЩАЯ ПЛИТА ДЛЯ ШТАНЦЕВАЛЬНОЙ ФОРМЫ
BEARING PLATE FOR PUNCHING DIE

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).
3
3
2
2
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/м при допуске на плотность ±30 кг/м. Прочность при поперечном растяжении составляет не менее 0,75 Н/мм, а прочность при изгибе составляет не менее 35 Н/мм.
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.