способ изготовления изделий с криволинейной поверхностью вращения

Формула изобретения

1 Способ изготовления изделий с криволинейной поверхностью вращения, заключающийся в том, что штамп вдавливают в заготовку и одновременно вращают до определенной ее глубины, а заготовку выполняют в виде рулона ленты, отличающийся тем, что до формования изделия на верхнюю горизонтальную поверхность заготовки наносят слой пластичного материала, твердеющего со временем и склеивающегося с материалом ленты.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к области изготовления изделий с криволинейной поверхностью вращения и может найти применение в гелиотехнике при изготовлении заготовок для зеркал с параболической поверхностью большого диаметра, а также элементов дизайна.

Наиболее близким по техническому решению к заявляемому является способ изготовления изделий с криволинейной поверхностью вращения. Он заключается во вдавливании штампа в заготовку, представляющую собой рулон ленты, обладающий пониженной сопротивляемостью к деформированию в направлении главной своей оси и помещенный в жесткую разъемную обойму. Для того, чтобы склеить витки ленты рулона и сделать поверхность изделия гладкой, штамп на заключительной стадии формирования изделия нагревают до температуры плавления материала ленты.

Недостатком этого способа является то, что для его реализации требуется специальное электрооборудование для нагрева штампа, а материалы, из которых выполняются лента и рабочая поверхность штампа, должны подбираться таким образом, чтобы температура плавления второго была значительно выше температуры плавления первого, а их коэффициенты теплового расширения отличались незначительно.

Устранить этот недостаток позволяет следующий способ изготовления изделий с криволинейной поверхностью вращения. Предполагаемый способ заключается в том, что штамп, вращающийся относительно своей оси, вдавливают в заготовку до определенной ее глубину, а заготовку выполняют в виде рулона ленты, до формования изделия на верхнюю горизонтальную поверхность заготовки наносят слой пластичного материала, твердеющего со временем и склеивающегося с материалом ленты.

Сопоставительный анализ предложенного решения с прототипом показал, что заявляемый способ отличается от известного тем, что до формования изделия на верхнюю горизонтальную поверхность заготовки наносят слой пластичного материала, твердеющего со временем и склеивающегося с материалом заготовки, а на заключительномэтапе формования изделия поверхность штампа, контактирующая с заготовкой, не нагревается до температуры плавления материала ленты, то есть отдельные витки в рулоне склеиваются, а поверхность изделия становится гладкой не в результате плавления материала ленты на контакте со штампом, а при твердении слоя пластичного материала, склеивающегося с материалом ленты.

Использование для склеивания ленты в рулоне и выравнивания поверхности изделия пластичного материала, твердеющего со временем и склеивающегося с материалом заготовки, позволяет значительно расширить перечень материалов для изготовления изделий с криволинейной поверхностью вращения, так как в этом случае не требуется, чтобы материал плавился при сравнительно невысокой температуре.

На фиг. 1 представлено устройство, реализующее способ; на фиг.2 показан общий вид заготовки.

Устройство содержит станину 1, фиксаторы 2, винт 3, штамп 4, втулку-гайку 5 и маховик 6. Станина 1 в верхней части имеет поперечину, в середине которой установлена втулка-гайка 5, внутри последней вращается винт 3. На верхний конец винта насажен маховик 6, при вращении которого создается усилие, передающееся на заготовку через штамп 4, прикрепленный к нижнему концу винта 3. Штамп выполняется в виде насадки к винту, и при необходимости может быть заменен. Заготовка представляет собой рулон ленты 7, помещенный в жесткую обойму 8, состоящую из двух полуколец, соединяющихся с помощью болтовых соединений 9. На полукольцах имеются бороздки 10, в которые входят прижимные винты фиксаторов 2, и прорезь 11, через которую вытягивается конец ленты при стяжке болтовых соединений.

Способ реализуется следующим образом. Исходя из требований предъявляемых к изделию, подбирают ленту, шероховатость поверхности, толщина и ширина которой обеспечивает достаточно свободное перемещение отдельных ее витков в рулоне относительно друг друга. Ленту сворачивают в рулон, который устанавливают в жесткую обойму так, чтобы конец ленты выходил из прорези 11. С помощью винтовых соединений 9, вытягивания конец ленты из прорези обоймы 8, стягивают зазоры между полукольцами.

Это позволяет за счет бокового обжатия рулона повысить его сопротивляемость деформированию и закрепить конец ленты. Вытянутый из прорези 11 конец ленты отрезают. Обойму с рулоном с помощью фиксаторов закрепляют на раме 1 соосно с винтом 3. Прижимные винты фиксаторов 2 при этом выходят в бороздку 10 обоймы 8. Затем на поверхность заготовки наносят слой пластичного материала, толщина которого зависит, главным образом, от его вязкости. После чего вращением маховика 6 приводят в движение винт 3 и закрепленный на его нижнем конце штамп 4, профиль которого соответствует формируемой поверхности изделия. Совершая поступательное вращательное движение, штамп 4 вдавливают в рулон 7 до заданной отметки. Затем штамп 4 поднимают вращением маховика 6 в обратном направлении. Обойму 8 освобождают из фиксаторов 2 после того, как нанесенный на поверхность рулона материал полностью затвердеет. Ослабив болтовые соединения 9, с изделия снимают обойму 8.

Экспериментальная проверка способа осуществлялась методом лабораторного моделирования следующим образом.

Алюминиевую фольгу толщиной 0,2 мм свернули в рулон высотой 25 мм, диаметром 200 мм, который поместили в разъемную обойму соответствующего диаметра при ширине зазоров 1 мм таким образом, чтобы конец ленты выходил в прорезь. Затем, вытягивая конец ленты из прорези в обойме, подтянули болтовые соединения так, чтобы зазоры между кольцами закрылись полностью. Конец ленты обрезали. Обойму с рулоном соосно с винтом закрепили с помощью фиксаторов. После чего на верхнюю горизонтальную поверхность рулона нанесли слой пластичного материала, представляющего собой слой эпоксидной смолы с кристаллизатором в отношении 11:10. По истечении 10 минут (времени до начала кристаллизации), вращая маховик, опустили штамп параболического профиля до заданной отметки 60 мм. Затем вращением маховика в обратном направлении подняли штамп. Через 50 мин. обойму сняли и освободили из нее изделие. Чтобы предотвратить склеивание верхней части обоймы и рабочей поверхности штампа с пластичным материалом, их предварительно обработали машинным маслом.

К преимуществам предлагаемого способа относится следующее.

1. Упрощение формования изделия вследствие того, что при формовании изделия не требуется нагревать штамп до температуры плавления материала ленты с помощью специального энергоемкого оборудования.

2. Расширение номенклатуры материалов, используемых для изготовления изделий с криволинейной поверхностью вращения за счет того, что предлагаемый способ не ограничивает выбор материалами со сравнительно невысокой температурой плавления.