ОБТЯЖНОЙ ПУАНСОН

Полезная модель относится к обработке металлов давлением, а точнее к крупногабаритной объемной оснастке для формообразования листовых деталей одинарной и двойной кривизны методом обтяжки с растяжением.
Известен пуансон монолитной конструкции, состоящий из деревянного основания и продольно-поперечного каркаса, заполненного пескоклеевой массой (ПСК), где в качестве связующего используется эпоксипласт.(Боголюбова B.C. Формообразующая оснастка из полимерных материалов. М.: Машиностроение, 1979.)
Недостатками такого пуансона являются значительные затраты на изготовление контрслепка, заполнителя и ручную зачистку рабочей поверхности пуансона.
Быстрое старение ПСК, в результате деструкции полимера, обеспечивает снижение его прочности и быстрый выход из строя. Использование эпоксидных смол существенно повышает затраты на изготовление пуансона, в части обеспечения дополнительных мер безопасности, связанных с защитой здоровья человека и окружающей среды.
Известен пуансон монолитной конструкции, состоящий из деревянного каркаса, который заполняется губчатой резиной, пропитанной жидкотекучим реактопластом - эпоксидной смолой. (АС СССР по кл B 21 D 11/00 №2054340 С1 «Способ изготовления обтяжных пуансонов» автор Мациев В.Н., опубл. 20.02.96, Бюл. №5).
Недостатками такого пуансона являются высокая стоимость, значительные затраты на изготовление на этапе заполнения наполнителем и его последующей механической обработкой по наружному контуру. Кроме того, использование вредных для здоровья человека эпоксидных смол ведет к дополнительным
затратам по обеспечению безопасных условий труда и последующей утилизации пуансонов.
Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.
Техническим результатом является снижение трудоемкости изготовления пуансона, повышение экологической безопасности, расширение технологических возможностей за счет существенного снижения материальных, трудовых и эксплуатационных затрат, полного исключения вредных для здоровья человека компонентов, входящих в составляющие пуансон материалы, обеспечения возможности изменения радиуса кривизны пуансона.
Технический результат достигается тем, что в качестве материала наполнителя каркаса обтяжного пуансона используется армированный пенобетон, причем внутренняя поверхность съемной крышки каркаса соответствует контуру рабочей поверхности пуансона. Кроме того, съемная крышка каркаса может быть изготовлена из пенополиуретана, в поперечном направлении которой выполнены сквозные каналы с установленными в них стержнями из материала с памятью формы, в память которых заложена деформация изгиба.
3
Предложенный вариант обтяжного пуансона позволяет значительно снизить затраты на изготовление, полностью отказавшись от гипсового контрслепка, ручной зачистки, механической обработки затвердевшего наполнителя. Важное достоинство предложенного технического решения - полная безопасность и отсутствие вредных условий труда, что также снижает материальные затраты. Значительно меньший вес пуансона (600÷800 кг/м) позволяет изготавливать его крупногабаритные варианты (до 6 метров длины) и использовать существующие типы цеховых мостовых кранов, грузоподъемностью 3.0÷3,5 т.
Вариант изготовления съемной крышки каркаса из пенополиуретана с вставленными в сквозные каналы стержнями из материала с памятью формы, запрограммированными на деформацию изгиба, позволяет заданно изменять радиус кривизны рабочей поверхности съемной крышки, а следовательно и
пуансона, тем самым используя одну крышку на несколько типоразмеров листовых деталей одинарной или двойной кривизны.
На фиг.1 приведен общий вид обтяжного пуансона с закрепленной крышкой каркаса.
На фиг.2 приведен вариант общего вида пуансона с закрепленной крышкой каркаса со стержнями из материала с памятью формы.
Пуансон содержит основание каркаса 1, деревянные (фанерные) стенки 2, съемную крышку 3, наполнитель 4. В варианте изготовления съемной крышки 3 из пенополиуретана, последняя имеет сквозные каналы с вставленными в них стержнями из материала с памятью формы 5.
Функционирует обтяжной пуансон следующим образом.
3
3
Деревянный каркас обтяжного пуансона устанавливается на съемную крышку 3 и через отверстия в основании каркаса 1 во внутрь заливается армированный, например полиамидными жгутами или нитями, пенобетон плотностью 600÷800 кг/м, прочность на сжатие которого составляет 60÷80 кг/см. Срок затвердевания пенобетона 48 часов. Затем каркас вместе с наполнителем 4 (пенобетоном), ограниченный деревянными стенками 2, переворачивается на основание каркаса 1, снимается крышка 3, выдерживается требуемое время, и пуансон готов к работе.
н=
к
В случае изготовления съемной крышки 3 из пенополиуретана (например СКУ - 7Л), предварительно в сквозные каналы последней вставляются заранее запрограммированные на требуемую величину изгиба стержни с памятью формы (никелид титана Ti-Ni с 50,58 Ni, ат %) с температурами прямого мартенситного превращения, т.е. температурами придания стержням формы М-5°С, М=20°С.
н
к
При достижении температуры начала обратного мартенситного превращения данного сплава А=20°С, стержни 5 начинают изгибаться на заданную величину, изменяя радиус кривизны съемной крышки 3 (фиг.2). Деформация стержней 5 заканчивается при температуре А=30÷35°С, т.е. при комнатной температуре, что не требует нагревателей.
3
Предложенная конструкция обтяжного пуансона позволяет существенно (на 30÷40%) снизить трудовые и материальные затраты на его изготовление (стоимость одного кубометра армированного пенобетона, плотностью 600÷800 кг/м - 1000÷1200 руб.), исключить из технологического процесса изготовления эпоксидную смолу и полностью снять проблему вредных для человека условий труда и проблему, связанную с экологией.
Предложенная полезная модель не требует механической обработки контура пуансона после отливки и затвердевания и допускает лишь минимальную ручную доработку контура после снятия крышки.
Вариант изготовления крышки из пенополиуретана позволяет расширить технологические возможности за счет многократного использования крышки, причем для нескольких типоразмеров листовых деталей.