СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ДИСКРЕТНОЙ РЕЛЬЕФНОЙ ПОВЕРХНОСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF FORMING DISCRETE RELIEF SURFACE AND DEVICE THEREFOR

Группа изобретений относится к средствам выполнения формообразующих поверхностей двойной кривизны литейной, модельной или штамповой оснастки.
Известна матрица регулируемой формы (Патент US 5546784, 5.12.1994, B21D 37/02, B21J 13/02, B30B 15/02). Она включает массив закрепленных на основании перпендикулярно ему стержневых элементов, подвижных вдоль продольной оси, и систему координатных перемещений. Данная система содержит по одному приводу вращения на каждый ряд стержневых элементов, а также соответствующие каждому стержневому элементу средства для индивидуального включения/выключения передачи вращательного момента и для преобразования вращения в поступательное движение данного элемента вдоль своей продольной оси. Требуемую форму матрицы выполняют концами установленных в заданные положения стержневых элементов. Для установки стержневых элементов в эти положения применяют описанную выше систему координатных перемещений, управляемую с помощью программы.
Данная матрица позволяет выполнять произвольную дискретную поверхность на основании компьютерной модели. Однако поперечный размер формообразующих стержневых элементов не может быть меньше размеров средств их установки и фиксирования, так как данные средства постоянно связаны с каждым стержневым элементом и фактически являются его составными частями. В результате матрица имеет высокую сложность конструкции при низкой разрешающей способности устройства. Кроме того, нагрузки, прикладываемые к матрице в процессе ее промышленного применения, передаются многим механическим частям устройства, что снижает их надежность и ресурс.
Наиболее близким аналогом предлагаемой группы изобретений является универсальная автоматизированная установка для формообразования крупногабаритных листовых деталей (УАУ) и способ настройки ее поверхности (патент RU 2133163, 17.12.1997, B21D 5/00, B21D 11/20, B21D 37/12). Установка содержит матрицу с закрепленным на ней массивом параллельных опор, подпятники которых дискретно образуют требуемую поверхность, а также систему координатных перемещений и средство фиксации положений опор, выполненное в виде расположенных в каждой опоре фиксаторов. Для выполнения требуемой поверхности последовательно устанавливают ряды опор по профилям, сформированным по программе штыревыми упорами системы координатных перемещений для каждого ряда, а затем фиксируют штоки данного ряда.
Это решение также позволяет выполнять требуемую поверхность по программе. Опоры не имеют постоянной связи с приводами системы координатных перемещений. Благодаря этому исключается воздействие высоких механических нагрузок, возникающих при формовке листовых заготовок, на данные приводы, являющиеся наиболее уязвимыми элементами устройства. Но из-за того, что каждая опора является сложным устройством, включающим элементы средств установки и фиксирования штока данной опоры, ее минимальный размер имеет те же ограничения, что и у предыдущего аналога.
Технический результат: уменьшение размера единичного формообразующего элемента дискретной рельефной поверхности, а также повышение надежности и упрощение конструкции устройства для выполнения этой поверхности.
Технический результат достигается в способе формирования дискретной рельефной поверхности, включающем последовательную установку параллельных стержней в заданные по программе положения и формирование их концами рельефной поверхности, в котором установку каждого стержня в заданное положение производят его перемещением как минимум в двух направлениях.
Технический результат достигается в формообразующем устройстве, содержащем основание, установленную на нем систему координатных перемещений стержней, формирующих своими концами рельефную поверхность, а также средство фиксации положений стержней, дополнительно включающем как минимум одно средство подачи стержней, как минимум одно направляющее устройство для установки стержней в заданные положения и соответствующий ему механизм дозирования стержней, при этом каждое направляющее устройство связано с системой координатных перемещений.
Сущность изобретения поясняется графическими материалами.
Фиг. 1 - Общий вид формообразующего устройства.
Фиг. 2 - Вид спереди на формообразующее устройство.
Фиг. 3 - Укладка стержней.
Фиг. 4 - Фиксация стержней и получение стержневой формы.
Фиг. 5 - Создание объема для заливки раствора с помощью стержневых форм.
Фиг. 6 - Получение криволинейного фрагмента стены.
Формообразующее устройство состоит из двух основных разъемных частей: средства укладки стержней 1 и средства фиксации их взаимного положения 2 (фиг. 1). На основании средства укладки 3 установлены элементы системы координатных перемещений (фиг. 2 и фиг. 3). На торцевой стороне основания установлено множество приводов 4, выполненных с возможностью индивидуально перемещать направляющие устройства 5 вдоль оси Z. По углам основания установлены гидравлические опоры 6, для перемещения всего средства укладки вдоль оси Y. В основании под направляющими устройствами расположены окна 7, в которых установлены дозирующие механизмы 8 для поштучного сброса стержней. Над направляющими устройствами установлен бункер 9, в который загружены стержни 10. Средство фиксации состоит из контейнера 11 и прижимной крышки 12 (фиг. 4). Массив стержней вместе со средством фиксации, в котором они установлены и зафиксированы, образует стержневую форму.
Описание работы заявляемого устройства поясняет осуществление заявляемого способа. Под средством укладки стержней 1 устанавливают контейнер средства фиксации 11. Втягиванием гидравлических опор 6 опускают средство укладки стержней в крайнее нижнее положение. Стержнями 10 заполняют бункер 9, из которого стержни поступают во все направляющие устройства 5. Включают систему автоматического управления координатными приводами и дозирующими механизмами по заданной программе. Для установки первого горизонтального ряда стержней гидравлические опоры 6 осуществляют подъем средства укладки на высоту одного ряда стержней, а координатные приводы 4 устанавливают направляющие устройства 5 в соответствии с профилем первого ряда стержней. В момент, когда все направляющие устройства занимают требуемые положения, дозирующие механизмы 8 сбрасывают по одному стержню. Повторением указанных шагов укладывается второй и все последующие горизонтальные ряды (фиг. 2). Благодаря гексагональному расположению стержней в контейнере каждое направляющее устройство определяет положения стержней в двух вертикальных рядах (фиг. 3). После укладки всего массива стержней средство укладки поднимают гидравлическими опорами в крайнее верхнее положение. Заполненный контейнер извлекают из-под средства укладки и установкой прижимной крышки 12 осуществляют фиксацию взаимного положения стержней в массиве, чем завершают выполнение стержневой формы.
Для получения стержневой формы с другой формообразующей поверхностью с контейнера 11 снимают крышку 12 и извлекают стержни 10. Далее описанным выше способом осуществляют выполнение новой стержневой формы.
Промышленное применение заявляемого изобретения рассмотрено на примере изготовления фрагмента изогнутой в двух направлениях стены из газобетона. В опалубку, состоящую из основания 13 и двух параллельных стеновых элементов 14, с открытых сторон помещают выполненные с помощью формообразующего устройства стержневые формы 15 (фиг. 5). Для герметизации пространства 16, ограниченного опалубкой и стержневыми формами, в него помещают мешок из пластиковой пленки, в который заливают бетонный раствор с газообразующими добавками. После первоначального затвердевания газобетонной заготовки 17 стеновые элементы и стержневые формы убирают, затем удаляют остатки пластиковой пленки. На криволинейных поверхностях ошлифовывают ступенчатость, оставшуюся от стержневых форм (фиг. 6). После этого заготовку фрагмента помещают в автоклав, для окончательного отверждения. В качестве финальной обработки опиливают торцы и верх фрагмента для плотного примыкания к соседним фрагментам при строительстве.
Применение стержней, не содержащих средства для их перемещения и фиксирования, а также свободных от постоянной связи с ними, позволяет исключить зависимость поперечного размера стержней от размеров данных средств. Обеспечивается значительное упрощение и повышение надежности конструкции, так как, в отличие от аналогов, стержни не являются сложными составными устройствами. Использование стержней из однородного материала позволяет, при необходимости, после установки производить их механическую обработку для получения стержневых форм с гладкой бесступенчатой поверхностью.
п
с
п
с
Отсутствие связи готовой стержневой формы со средством установки стержней позволяет пространственно разделить производственные участки изготовления формы и ее использования. Благодаря этому любым нагрузкам, связанным с ее промышленным применением, подвергается только сама форма, имеющая простейшую конструкцию, в то время как все механические компоненты, находящиеся в средстве установки стержней, находятся в безопасности. Дополнительным преимуществом является то, что на различных производственных участках одновременно может использоваться большое количество стержневых форм, для изменения которых используется единственное средство установки стержней. Количество форм, которые может поддерживать в производственном обороте предприятия одно средство установки, условно можно определить формулой N=T/T, где T - продолжительность производственного процесса, при котором непосредственно применяется стержневая форма, а T - время, необходимое для ее изменения средством установки. Данное обстоятельство многократно повышает фактическую производительность формообразующего устройства на уровне предприятия.