СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ЗАГОТОВКИ ИЗ МАТЕРИАЛА МЕТАЛЛОРЕЗИНЫ
METHOD TO FORM WORKPIECE OF METAL RUBBER MATERIAL

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к изготовлению деталей из материала металлорезины (MP), представляющего собой уложенные с взаимным перекрещиванием и затем спрессованные проволочные спирали.
Известен способ изготовления пористых изделий (АС №997931, МПК B21F 21/00, опубл. 23.02.1983 г., бюл. №7), включающий образование заготовки путем укладки с взаимным перекрещиванием спирально навитой проволоки и последующее холодное обжатие. Укладку спиральной проволоки производят путем ее плотной намотки на цилиндрический стержень, а обжатие намотанной на стержень заготовки производят путем продольной холодной прокатки за несколько проходов между роликами, при этом в процессе прокатки стержень с заготовкой вращают вокруг продольной оси.
Недостатком данного способа является то, что область его применения ограничивается изготовлением деталей в виде втулок. При этом наблюдается явная нехватка материала на торцах готовой детали.
Известен способ изготовления нетканого проволочного материала «МР» из металлической проволоки (АС №183174, МПК B21F 21/00, опубл. 17.06.1966 г., бюл. №13), включающий образование заготовки путем укладки с взаимным перекрещиванием спирально навитой проволоки непосредственно в пресс-формы и их последующее холодное обжатие до требуемых размеров.
Недостатком этого способа является невозможность получения деталей сложной формы или с высокой пористостью. Также, вследствие хаотичного распределения спиралей внутри заготовки для деталей, получаемых этим способом, характерны нестабильность геометрических размеров и физических свойств.
Технический результат заключается в разработке способа формирования заготовок различной конфигурации, обеспечивающего равномерное распределение материала (отрезков спиралей) в объеме готовой детали и позволяющего получать детали из MP высокой пористости.
Технический результат достигается тем, что способ формирования заготовки из материала металлорезины включает формирование по крайней мере трех слоев спиралей на шаблоне заданной конфигурации, ограниченном винтами, удаление ограничивающих винтов и отделение заготовки от шаблона. В первом слое спираль укладывают на равном расстоянии друг от друга от винта к винту, при этом огибая винт, спираль меняет направление. Каждый следующий слой спирали укладывают таким же образом под углом к предыдущему слою. После отделения от шаблона заготовку могут подвергать дальнейшему прессованию.
Шаблон может представлять собой цилиндрическую оправку, в первом слое спираль укладывается под углом к оси шаблона, первый и последний виток этого слоя укладывают по линии винтов, формируя торец заготовки, в следующем слое спираль укладывают прямолинейно вдоль образующей от винта к винту, огибая винт, спираль меняет направление.
Способ заключается в формировании нескольких слоев спиралей, уложенных на шаблоне. Шаблон представляет собой пластину или цилиндрическую оправку с винтами, которые ограничивают область укладки заготовки (задают форму и размеры получаемой заготовки). Укладка производится в несколько слоев. Последующий слой укладывается под углом к предыдущему. Количество слоев зависит от формы, размеров и пористости получаемой детали. Для взаимного сцепления спиралей и формирования материала MP достаточно 3-4 слоев проволочных спиралей. Наличие на шаблоне винтов позволяет сформировать область укладки и получить заготовку заданных геометрических размеров.
После формирования нескольких слоев винты выкручивают и заготовку отделяют от шаблона.
Полученный высокопористый материал MP можно использовать по назначению, не подвергая дальнейшему прессованию. Для получения деталей меньшей пористости заготовку подвергают холодному прессованию.
За счет ограничения области формирования заготовки винтами, данный способ обеспечивает получение заготовки со стабильными геометрическими размерами, обеспечивающей равномерное распределение материала (проволочных спиралей) в объеме готовой детали.
На фиг. 1 и 2 изображена схема формирования заготовки в виде пластины круглой формы (фиг. 1 - первый слой, фиг. 2 - второй слой), на фиг. 3 и 4 изображена схема формирования заготовки в виде втулки (фиг. 3 - первый слой, фиг. 4 - второй слой); на фиг. 5 изображен пример шаблона для реализации данного способа; где 1 - шаблон, 2 - винты, 3 - спираль.
Для реализации способа используют шаблоны 1 (например, в виде листа (фиг. 1, 2) или цилиндра (фиг. 3, 4), в зависимости от требуемой формы заготовки). На поверхности шаблона 1 по контуру, в зависимости от требуемой формы заготовки (круг, квадрат и т.п.), выполнены резьбовые отверстия с винтами 2. Спираль 3 укладывают прямолинейно от винта к винту (фиг. 1 и 3). Огибая винт 2, спираль 3 меняет направление (фиг. 2 и 4), постепенно заполняя всю область формирования заготовки. На фиг. 1-5 направление укладки спирали указано стрелками. В одном слое спирали 3 укладываются на равном расстоянии друг от друга (фиг. 1 и 3). Последующий слой спирали 3 укладывается под углом к предыдущему слою (фиг. 2 и 4). После формирования нескольких слоев винты 2 выкручивают и снимают полученную заготовку с шаблона 1.
При получении заготовок для деталей с низкой пористостью формируют несколько заготовок (матов), общая масса которых соответствует массе готовой детали. Маты складывают послойно в пресс-форму и подвергают прессованию.
В случае получения заготовки цилиндрической формы, укладку производят на цилиндрическом шаблоне 1 (фиг. 3 и 4). Область формирования заготовки соответствует высоте получаемой детали. Отрезки спирали 3 укладывают на шаблоне 1 послойно. В первом слое спираль 3 укладывается под углом к оси шаблона 1. В следующем слое спираль укладывают вдоль образующей от винта к винту. Огибая винт, спираль меняет направление. Таким образом, укладывается вся спираль. Масса спирали соответствует массе получаемой детали. Затем винты 2 выкручиваются, полученная заготовка снимается с шаблона 1.
Данным способом был изготовлен образец высокотемпературного фильтра в виде шайбы.
Был разработан шаблон 1 (фиг. 5), на котором и проводилось формирование заготовки. Спираль 3 укладывали на шаблоне 1, огибая винты 2 и постепенно заполняя всю область формирования заготовки, как показано на фиг. 5. После формирования первого слоя шаблон 1 поворачивали по часовой стрелке и повторяли укладку, формируя второй слой. Таким образом, укладывали 5-6 слоев, формируя мат в виде шайбы. Затем винты 2 выкручивались, мат снимался с шаблона 1. Было сформировано 10 матов, общая масса которых соответствовала массе готовой детали. Маты были послойно уложены в пресс-форму и подвергнуты прессованию до требуемой пористости. На шайбе, полученной таким способом, разноплотности не наблюдалось.
Данным способом (фиг. 4, 5) была изготовлена защитная оболочка для макета системы управления защитой реакторной установки. Способом, показанным на фиг. 4 и 5, проводилась укладка спирали сжатия на основе вольфрамовой проволоки. По окончании укладки винты выкручивались, полученная высокопористая тонкостенная оболочка дальнейшему прессованию не подвергалась.