СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОПЫТЧАТОЙ РЕШЁТКИ ГОРЧАКОВОЙ
GORCHAKOVA METHOD OF MAKING HOOF-LIKE GRATE

Изобретение относится к области обработки металла деформацией, а именно к способу изготовления декоративной копытчатой решетки, представляющей собой древнерусское изделие из прутков, рапорт (ячейка) которого близок к вертикальному ромбу, но со скругленными боковыми углами и килевидными заострениями вверху и внизу (https://temple_architecture.academic.ru/l 88/копытчатая_решетка).
Известен ручной способ изготовления копытчатой решетки, состоящей из ячеек, образованных двумя симметричными фрагментами, при котором каждый элемент фрагмента ячейки формируют специальным инструментом (Otto Schmirler. Werk und Werkzeug des Kunstschmieds. Wien:Verlag Ernastwasmuth Tubingen. 1981, стр. 42).
Недостатком описанного способа является большая трудоемкость изготовления, высокая вероятность получения перекоса ячеек изделия при сборке, из-за получения несимметричных фрагментов ячеек (фиг. 1).
Наиболее близким по технической сущности заявляемому способу является способ изготовления копытчатой решетки
(https://www.youtube.com/watch?v=9WpMMhnUJoY&app=desktop#menu, дата обращения 22.06.2019), состоящей из ячеек со скругленными боковыми и килевидными элементами вверху и внизу, включающий подготовку к процессу деформации, формирование штамповкой части фрагмента ячейки, переворот заготовки на 180° и формирование следующей части фрагмента ячейки, повтор фрагментов необходимое количество раз, сборку изделия, путем жесткого соединения в скругленных боковых элементах.
Недостатком описанного способа является невозможность изготовления копытчатой решетки с дополнительными декоративными элементами в виде ступенчатых переходов между скругленными боковыми и килевидными элементами вверху и внизу из-за несовпадения оси симметрии фрагмента ячейки с его опорными участками, что значительно ухудшает декоративные свойства и эстетическое восприятие изделия в целом.
Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является повышение декоративных свойств и эстетического восприятия получаемого изделия за счет возможности изготовления штамповкой фрагмента ячеек более сложной геометрии, обусловленной наличием декоративного ступенчатого перехода, находящегося между скругленными боковым и клеевидным элементами фрагмента ячейки, с предварительным определением размеров и пропорций каждого элемента фрагмента ячейки.
Технический результат достигается тем, что способ изготовления копытчатой решетки, состоящей из ячеек со скругленными боковыми и килевидными элементами вверху и внизу, включает подготовку к процессу деформации, формирование штамповкой фрагмента ячейки, переворот заготовки на 180° и формирование следующего фрагмента ячейки, повтор фрагментов необходимое количество раз, сборку изделия, путем жесткого соединения в скругленных боковых элементах..
Новым в изобретении является то, что подготовку к процессу деформации осуществляют путем определения размеров и пропорций каждого элемента фрагмента ячейки, содержащего декоративные ступенчатые переходы между килевидным и скругленным боковым элементами, при этом каждый декоративный ступенчатый переход состоит из двух участков, один из которых является опорным, и ступеньки, задают высоту и ширину ячейки, далее определяют радиус скругления бокового элемента по формуле:
R - радиус скругления бокового элемента, мм;
В - ширина ячейки, мм,
определяют ширину ступеньки по формуле:
а - ширина ступеньки, мм;
R - радиус скругления бокового элемента, мм;
ϕ - значение величины золотого сечения;
определяют высоту четырехугольника, ограниченного декоративными ступенчатыми переходами в соответствии с формулой:
2R+a≤С≤ϕ×(2R+a), где
С - высота четырехугольника, мм;
R - радиус скругления бокового элемента, мм;
а - ширина ступеньки, мм;
ϕ - значение величины золотого сечения,
определяют ширину четырехугольника, ограниченного декоративными ступенчатыми переходами в соответствии с формулой:
D=2R+а, где
D - ширина четырехугольника, мм;
R - радиус скругления бокового элемента, мм;
а - ширина ступеньки, мм,
первоначально осуществляют формирование полностью одного декоративного ступенчатого перехода, бокового скругленного элемента и опорного участка другого декоративного ступенчатого перехода, прилегающего к килевидному элементу фрагмента ячейки, переворачивают заготовку на 180°, окончательно формируют декоративный ступенчатый переход предыдущей части фрагмента ячейки, боковой скругленный элемент и опорный участок очередного декоративного ступенчатого перехода, прилегающего к килевидному элементу фрагмента ячейки, при этом опорный участок каждого декоративного ступенчатого перехода, располагают на расстоянии половины ширины ступеньки, от оси симметрии фрагмента ячейки.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где
на фиг. 1 - внешний вид копытчатой решетки с декоративными ступенчатыми переходами (КРСП) 18 века;
на фиг. 2 - ячейка КРСП;
на фиг. 3 - часть фрагмента ячейки КРСП(до переворота на 180°);
на фиг. 4 - часть фрагмента ячейки КРСП (после переворота на 180°);
на фиг. 5 - внешний вид КРСП в собранном виде, изготовленной по предлагаемому способу.
Устройство для изготовления КРСП включает в себя матрицу (не показано) и пуансон (не показано).
Способ осуществляется следующим образом.
Выполняют подготовку к процессу деформации.
Разделяют ячейку 1 (фиг. 2) на симметричные фрагменты 2 (фиг. 2).
Определяют размеры и пропорций элементов фрагментов 2 (фиг. 2) ячейки 1 (фиг. 2).
Каждый фрагмент 2 (фиг. 2) ячейки 1 (фиг. 2) содержит декоративные ступенчатые переходы 3 (фиг. 2, 3, 4) между килевидным 4 (фиг. 2, 4) и скругленным боковым 5 (фиг. 2, 3, 4) элементами. При этом декоративный ступенчатый переход 3 (фиг. 2, 3, 4) состоит из опорного участка 6 (фиг. 2, 3, 4), участка 7 (фиг. 2, 3, 4) и ступеньки 8 (фиг. 2, 3, 4).
Опорный участок 6 (фиг. 2, 3, 4) прилегает к килевидному элементу 4 (фиг. 2, 4) ячейки 1 (фиг. 2), а участок 7 (фиг. 2, 3, 4) прилегает к скругленному боковому элементу 5 (фиг. 2, 3, 4).
Задают высоту А (фиг. 2) и ширину В (фиг. 2) ячейки 1 (фиг. 2).
Далее рассчитывают радиус R (фиг. 2, 3, 4) скругленного бокового элемента 5 (фиг. 2, 3, 4) по формуле:
R - радиус скругления бокового элемента, мм;
В - ширина ячейки, мм,
Определяют ширину а ступеньки 8 (фиг. 2, 3, 4) по формуле:
а - ширина ступеньки, мм;
R - радиус скругленного бокового элемента, мм;
ϕ - значение величины золотого сечения;
Рассчитывают высоту С (фиг. 2) четырехугольника, ограниченного ступенчатыми декоративными переходами 3 (фиг. 2, 3, 4) в соответствии с формулой:
2R+a≤C≤ϕ×(2R+a),
где С - высота четырехугольника, мм;
R - радиус скругленного бокового элемента, мм;
а - ширина ступеньки, мм;
ϕ - значение величины золотого сечения.
Определяют ширину D (фиг. 2) четырехугольника, сформированного ступенчатыми декоративными переходами 3 (фиг. 2, 3, 4) в соответствии с формулой:
D=2R+а, где
D - ширина четырехугольника, мм;
R - радиус скругленного бокового элемента, мм;
а - ширина ступеньки, мм.
Первоначально осуществляют формирование полностью одного декоративного ступенчатого перехода 3 (фиг. 2, 3, 4), бокового скругленного элемента 5 (фиг. 2, 3, 4) и опорного участка 6 (фиг. 2, 3, 4) другого декоративного ступенчатого перехода 3 (фиг. 2, 3, 4), прилегающего к килевидному элементу 4 (фиг. 2, 4) ячейки 1 (фиг. 2).
Переворачивают заготовку на 180°.
Окончательно формируют декоративный ступенчатый переход 3 (фиг. 2, 3, 4) предыдущей части фрагмента 2 (фиг. 2) ячейки 1 (фиг. 2), боковой скругленный элемент 5 (фиг. 2, 3, 4) и опорный участок 6 (фиг. 2, 3, 4) очередного декоративного ступенчатого перехода 3 (фиг. 2, 3, 4), прилегающего к килевидному элементу 4 (фиг. 2, 4) ячейки 1 (фиг. 2).
При этом опорный участок 6 (фиг. 2, 3, 4) каждого декоративного ступенчатого перехода 3 (фиг. 2, 3, 4), располагают на расстоянии половины ширины а ступеньки 8 (фиг. 2, 3, 4) от оси симметрии фрагмента 2 (фиг. 2) ячейки 1 (фиг. 2).
Повторяют фрагменты 2 (фиг. 2) ячейки 1 (фиг. 2) необходимое количество раз.
Осуществляют сборку изделия (фиг. 5), путем жесткого соединения в скругленных боковых элементах 5 (фиг. 2, 3, 4).
Таким образом, предложенный способ изготовления, позволяет повысить декоративные свойства и эстетическое восприятие получаемого изделия (фиг. 5) за счет пропорционирования каждого элемента фрагмента ячейки КРСП и перехода от ручного способа изготовления к штамповке.