ДЕТАЛЬ ДЕКОРАТИВНО-ПРИКЛАДНЫХ ИЗДЕЛИЙ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к методам пластической деформации металлов, и может быть использована при изготовлении декоративно-прикладных изделий, в том числе, садово-парковой мебели, заборов, решеток и т.п., из профильной стальной трубы методами пластической деформации.
В настоящее время штамповка деталей из квадратной или прямоугольной стальной трубы находит ограниченное применение из-за высокой вероятности технико-эстетического брака и высокой энергоемкости. При плющении детали может происходить расширение трубы в месте плющения. При гибке квадратной или прямоугольной трубы может происходить гофрирование стенок, при этом изгиб боковых стенок «на ребро» требует большого технологического усилия.
Из уровня техники известно металлическое решетчатое ограждение из стального проката (патент РФ№2107792, МПК: Е04Н 17/04, В23Р 15/12, опубл. 27.03.1998), детали которого сформированы пластической деформацией стального профиля.
Недостатком предложенного решения является использование металлоемких прутков сортовой стали простого профиля с их энергоемкой пластической деформацией изгиба и получением недостаточно эстетичных деталей.
Известна деталь декоративно-прикладных изделий, изготовленная методом холодной штамповки из квадратной или прямоугольной стальной трубы с деформацией стенок, либо прокаткой нестандартных профильных труб, при этом указанная стальная труба или указанная профильная труба в поперечном сечении имеет вогнутую поверхность одной или нескольких стенок (Патент РФ на полезную модель №98227, МПК: F16L 1/00, B21D 22/04 - прототип).
При изготовлении указанных деталей из профильной трубы, как минимум, одну их стенок трубы деформируют, придавая ей вогнутую форму. Предварительное придание формы вогнутости одной или нескольким стенкам трубы производят посредством деформации стандартной трубы либо используют трубу в состоянии поставки с одной или несколькими вогнутыми стенками, изготовленную посредством прокатки. После этого осуществляют окончательную деформацию вогнутой трубы для получения детали посредством скручивания, плющения или гибки.
Основным недостатком указанного технического решения является недостаточно высокий эстетичный вид получаемых деталей, обусловленный тем, что при дальнейшей обработке трубы с предварительно деформированными стенками происходит потеря формы вогнутой стенки, что приводит к значительному ухудшению внешнего вида получаемых изделий. Кроме этого, при придании стенками трубы незначительной вогнутости, момент инерции и момент сопротивления сечения трубы практически не изменяются, что приводит к дополнительным затратам энергии при дальнейшей деформации сечения.
Задачей предлагаемого технического решения является расширение технологических возможностей, снижение материалоемкости, энергоемкости и брака при изготовлении деталей декоративно-прикладных изделий из профильной квадратной или прямоугольной стальной трубы методами скручивания, плющения, гибки и т.п.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в предложенной детали декоративно-прикладных изделий, выполненной в виде стальной профильной трубы с деформированными частями стенок, поперечное сечение которой имеет два основания и соединяющие их стороны, согласно техническому решению, на частях двух противоположных стенок упомянутой профильной трубы выполнены декоративные ребра жесткости.
В варианте исполнения, один конец трубы деформирован таким образом, что декоративные ребра жесткости соприкасаются между собой.
1
1
В варианте исполнения, высота ребра жесткости выбрана из соотношения h=(0,6-1,2)δ, а ширина деформируемой части стенки трубы - из соотношения S=S-(5-7)δ, где: h - высота ребра жесткости, δ - толщина стенки трубы S - ширина деформируемой части стенки трубы, S - ширина профиля трубы, δ - толщина стенки трубы.
1
1
В варианте исполнения, высота ребра жесткости выбрана из соотношения h=(0,8… 1)δ, а ширина деформируемой части стенки трубы -из соотношения S=S-(5,8-6,2)δ, где: где: h - высота ребра жесткости, δ - толщина стенки трубы, S - ширина деформируемой части стенки трубы, S - ширина профиля трубы.
Верхнее значение указанного соотношения h=(0,6-1,2)δ выбрано, исходя из того, что при дальнейшем его увеличении происходит утонение металла в зоне образования ребра, что приводит к ухудшению механических характеристик получаемых изделий; нижнее значение выбрано исходя из того, что при дальнейшем его уменьшении происходит гофрообразование и разрывы ребер профиля при его деформации, что приводит к ухудшению внешнего вида изделия.
1
Верхнее значение указанного соотношения S=S-(5-7)δ выбрано, исходя из того, что, при дальнейшем его увеличении происходит выдавливание металла внутри на смежные стенки, что приводит к ухудшению условий деформации заготовки при образовании криволинейных профилей. Кроме этого, ухудшается внешний вид изделия. Нижнее значение указанного соотношения выбрано исходя из того, что, при дальнейшем его уменьшении происходит увеличение ширины ребер, и в этом случае, предварительная прокатка практически не сказывается на условиях деформации профиля при образовании криволинейных профилей, что приводит к образованию гофров в месте внутренних радиусов и разрывам профиля в месте образования наружных радиусов, что, в конечном итоге, приводит к ухудшению внешнего вида изделия и снижению его потребительских свойств.
В варианте исполнения детали декоративно-прикладных изделий, выполненной в виде стальной профильной трубы с деформированными частями стенок, поперечное сечение которой имеет два основания и соединяющие их стороны, на частях двух противоположных стенок упомянутой профильной трубы выполнены декоративные ребра жесткости, при этом она скручена вокруг продольной оси.
В варианте исполнения, декоративные ребра жесткости выполнены на всех стенках трубы.
В варианте исполнения, один конец трубы деформирован до соприкосновения между собой декоративных ребер жесткости.
1
1
В варианте исполнения, высота ребра жесткости выбрана из соотношения h=(0,6-1,2)δ, а ширина деформируемой части стенки трубы - из соотношения S=S-(5-7)δ, где: h - высота ребра жесткости, δ - толщина стенки трубы S - ширина деформируемой части стенки трубы, S - ширина профиля трубы, δ - толщина стенки трубы.
1
1
В варианте исполнения, высота ребра жесткости выбрана из соотношения h=(0,8… 1)δ, а ширина деформируемой части стенки трубы - из соотношения S=S-(5,8-6,2)δ, где: где: h - высота ребра жесткости, δ - толщина стенки трубы, S - ширина деформируемой части стенки трубы, S - ширина профиля трубы.
Верхнее значение указанного соотношения h=(0,6-1,2)δ выбрано, исходя из того, что при дальнейшем его увеличении происходит утонение металла в зоне образования ребра, что приводит к ухудшению механических характеристик получаемых изделий; нижнее значение выбрано исходя из того, что при дальнейшем его уменьшении происходит гофрообразование и разрывы ребер профиля при его деформации, что приводит к ухудшению внешнего вида изделия.
1
Верхнее значение указанного соотношения S=S-(5-7)δ выбрано, исходя из того, что, при дальнейшем его увеличении происходит выдавливание металла внутри на смежные стенки, что приводит к ухудшению условий деформации заготовки при образовании криволинейных профилей. Кроме этого, ухудшается внешний вид изделия. Нижнее значение указанного соотношения выбрано исходя из того, что, при дальнейшем его уменьшении происходит увеличение ширины ребер, и в этом случае, предварительная прокатка практически не сказывается на условиях деформации профиля при образовании криволинейных профилей, что приводит к образованию гофров в месте внутренних радиусов и разрывам профиля в месте образования наружных радиусов, что, в конечном итоге, приводит к ухудшению внешнего вида изделия и снижению его потребительских свойств.
Сущность предложенного технического решения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показано поперечное сечение детали с двумя ребрами жесткости, полученной из профильной трубы, на фиг.2 показано поперечное сечение детали с четырьмя ребрами жесткости, полученной из профильной трубы, на фиг.3 - общий вид детали, полученной путем скрутки и последующей деформации концов заготовки для сечения с двумя ребрами жесткости, на фиг.4 - конец детали в увеличенном масштабе, на фиг.5 - общий вид детали, полученной путем скрутки и последующей деформации концов заготовки для сечения с четырьмя ребрами жесткости, на фиг.6 - конец детали в увеличенном масштабе, на фиг.7 - конец детали для заготовки с поперечным сечением с двумя ребрами после сплющивания, на фиг.8 - конец заготовки с поперечным сечением с четырьмя ребрами после сплющивания.
Поперечное сечение детали декоративно-прикладных изделий, выполненной из трубы, имеет нижнее основание 1, верхнее основание 2 и соединяющие их стенки 3 и 4. На стенках 3 и 4 выполнены декоративные ребра жесткости 5 и 6 соответственно в варианте с двумя ребрами жесткости. Указанные декоративные ребра жесткости могут быть получены прокаткой части стенки трубы.
В варианте исполнения с четырьмя ребрами жесткости, на стенках 3 и 4 выполнены декоративные ребра жесткости 5 и 6, а на основаниях 1 и 2 выполнены аналогичные ребра 7 и 8 соответственно. Указанные декоративные ребра жесткости могут быть получены прокаткой части стенки трубы.
Предложенное техническое решение реализуется следующим образом.
При изготовлении продольных завитков производится сплющивание концов детали таким образом, что ребра 5 на стенке 3 и ребра 6 на стенке 4 соприкасаются между собой. Смешенные к центру сечения трубы стенки позволяют сохранить габаритный размер по ширине детали за счет предварительного перемещения материала боковых стенок внутрь трубы и снизить усилие деформации.
Затем производится деформация заготовки до получения требуемой формы.
При изготовлении изделий с поперечными завитками/витыми элементами, заготовка с двумя ребрами 5 и 6 на двух противоположных сторонах сечения, либо заготовка с ребрами 5 и 6, 7 и 8 на противоположных сторонах сечения, скручивается вокруг продольной оси детали, с образованием требуемого количества и формы завитков. Смешенные к центру сечения трубы стенки позволяют снизить технологическое усилие при закручивании концов детали друг относительно друга, при этом исключается гофрирование стенок и улучшается внешний вид изделия;
После получения требуемой формы поперечного сечения детали, выполняются продольные завитки путем сплющивания концов детали таким образом, что ребра 5 на стенке 3 и ребра 6 на стенке 4 соприкасаются между собой с последующей деформацией заготовки/ее концов до получения требуемой формы.
Использование предложенного технического решения позволит расширить технологические возможности, снизить материалоемкость, энергоемкость и брак при изготовлении деталей декоративно-прикладных изделий из профильной квадратной или прямоугольной стальной трубы методами скручивания, плющения, гибки и т.п.