УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ОСАДКИ СО СДВИГОМ ПЛОСКОЙ ЗАГОТОВКИ ИЗ ПОЛИМЕРНОГО ПЛАСТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА

Область техники.
Полезная модель относится к полимерным изделиям и оборудованию для их производства и прессования.
Уровень техники.
Известна конструкция устройства [RU 2134414] для реализации процесса пластической осадки со сдвигом заготовок. Устройство содержит цилиндрический корпус, соосно установленный в нем пуансон и опорную плиту, между которыми посредством двух стоек с наклонными пазами установлены прямоугольной формы верхний и нижний упоры, контактирующие с обрабатываемой заготовкой по плоской поверхности с насечками, а с пуансоном и опорной плитой по гладкой поверхности.
К недостаткам данного устройства относится невозможность деформирования заготовки с отношением деформации сдвига (γ) к относительной деформации сжатия (ε), изменяющимся в широких пределах из-за жесткой связи между упорами, осуществляемой посредствам двух стоек.
Технический результат полезной модели - увеличения диапазона изменения отношения деформации сдвига к деформации сжатия полимерной пластической заготовки.
Это достигается тем, что устройство для пластической осадки со сдвигом плоской заготовки из полимерного пластического материала содержит опорную плиту и корпус, в котором расположен пуансон и установлены с возможностью контакта с заготовкой плоской поверхностью упоры, последний из которых установлен на опорной плите в контакте с ней своей гладкой поверхностью и с возможностью перемещения, при этом на поверхностях упоров, обращенных рабочей стороной к заготовке, выполнены углубления, в которых установлены сменные пластины с рифлением; кроме того, устройство снабжено закрепленным на опорной плите гидроцилиндром, корпус выполнен с отверстиями, в которых размещен нижний упор, соединенный со штоком и поршнем упомянутого гидроцилиндра, и каналом, а верхний упор выполнен в форме цилиндра и установлен с образованием в корпусе совместно с пуансоном внутренней цилиндрической полости, входящей в состав гидросистемы для перемещения нижнего упора, включающей канал корпуса и гидроцилиндр.
Дополнительно устройство характеризуется тем, что высота углублений равна 1/10 высоте упоров, а ширина углублений не менее 3/4 ширины упоров.
Сущность полезной модели.
Устройство содержит следующие основные элементы. Цилиндрический корпус с выполненным в нем каналом, установленный на опорной плите. В корпусе размещены в его цилиндрическом отверстии по скользящей посадке пуансон и верхний выполненный в форме цилиндра упор, а нижний прямоугольной формы упор установлен по гладкой поверхности на опорной плите с возможностью перемещаться по ней и в выполненных на противоположных сторонах стенки корпуса отверстиях прямоугольной формы. При этом верхний упор установлен с образованием в корпусе с пуансоном внутренней цилиндрической полости, входящей в состав гидросистемы для перемещения нижнего упора, включающей канал корпуса и гидроцилиндр. На опорной плите закреплен гидроцилиндр, поршень со штоком которого соединен с нижним упором. Устройство также содержит необходимую для перемещения упора гидросистему, включающую в себя внутреннюю цилиндрическую полость, канал, трубопровод, дроссель, гидроцилиндр с поршнем.
С целью уменьшения сил трения между соприкасающимися торцами нижнего упора и опорной плиты рекомендуется размещать антифрикционный слой, например фторопластовую пленку толщиной ~50 мкм.
Для пластической обработки через отверстия в корпусе устанавливают между упорами по гладким поверхностям с насечками плоскую полимерную заготовку.
Устройство после сборки совместно с заготовкой ставят на рабочую плиту пресса и производят пластическую обработку полимерной заготовки.
При приложении силы P к пуансону последний перемещается вниз. При этом усилие P будет передаваться через рабочую жидкость в цилиндрической полости и верхний упор заготовке, а через нее - нижнему упору.
1
Благодаря гидросистеме рабочая жидкость из полости под давлением p будет перемещаться по каналу, трубопроводу и через дроссель в полость гидроцилиндра и сдвигать поршень со штоком, а тем самым и нижний упор влево. При этом усилие, вызывающее деформацию сдвига в заготовке будет равно
2
2
где D - внутренний диаметр гидроцилиндра; p - изменяемое с помощью дросселя давление жидкости в гидроцилиндре.
Давление жидкости в полости определяется по соотношению
1
где D - цилиндрической полости.
2
2
Таким образом, обрабатываемая заготовка будет подвергаться сжатию силой P и деформации сдвига усилием T благодаря насечкам на соприкасающихся с заготовкой торцах верхнего и нижнего упоров. При этом, изменяя с помощью дросселя давление p, можно менять отношение деформации сдвига к деформации сжатия в широких пределах, что в случае полного закрытия дросселем доступа рабочей жидкости (p=0) в полость гидроцилиндра заготовка будет только осаживаться.
После окончания процесса обработки заготовки до необходимой степени деформации приложенная к пуансону нагрузка снимается. При этом под действием сжатой пружины, установленной на штоке, поршень со штоком и нижним упором будет перемещаться вправо до исходного положения, и тем самым благодаря гидросистеме возвращают также пуансон в верхнее начальное положение.
Заявляемое устройство позволяет по сравнению с прототипом лучше регулировать процесс осадки со сдвигом в более широких пределах, что очень важно для разработки высоких технологий в обработке полимерных пластичных материалов.