PL220275B1 - Sposób wykonania tłocznika kompozytowego, zwłaszcza do głębokiego tłoczenia blach metalowych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wykonania tłocznika kompozytowego, zwłaszcza do głębokiego tłoczenia blach metalowych, składającego się z matrycy i stempla, przeznaczonego w szczególności do głębokiego tłoczenia dynamicznego lub statycznego części z blach ze stopów aluminium lub stopów tytanu, stosowanych w przemyśle lotniczym.

Znany sposób wykonywania tłoczników do głębokiego tłoczenia blach metalowych polega na wykonaniu na przykład drewnianego modelu części na podstawie szablonów z rozrysowań płazowych a następnie odlania na podstawie tego drewnianego modelu gipsowego modelu matrycy, z którego z kolei wykonuje się formę odlewniczą. Matrycę wykonuje się przez zalanie takiej formy ciekłym metalem, takim jak na przykład stop cynku i jej wykończenie obróbką mechaniczną. Natomiast stempel wykonuje się poprzez zalanie stopem ołowiu formy z użebrowaniem, umieszczonej na odpowiednio przygotowanej wcześniej matrycy.

Natomiast znany jest z opisu zgłoszeniowego patentu chińskiego nr CN 101099983 sposób wykonania formy oraz stempla z mieszaniny zawierającej żywicę epoksydową lub poliuretanową z wypełniaczem oraz szkielet wykonany z metalu lub materiału kompozytowego. Proces wykonania obejmuje takie etapy jak: tworzenie modelu głównego za pomocą dokonywania odpowiednich przekrojów, malowanie podstawowego modelu, odlewanie wnęki formy z mieszaniny ciekłej żywicy epoksydowej lub poliuretanowej z wypełniaczem, utwardzanie formy, rozłożenie na powierzchni formy arkusza wosku o grubości równej grubości blachy i wykonanie stempla poprzez podejmowanie podobnych kroków.

Sposób wykonania tłocznika kompozytowego, zwłaszcza do głębokiego tłoczenia blach metalowych, według wynalazku, składającego się z matrycy i stempla, polegający na wykonaniu matrycy poprzez odwzorowanie z modelu części, a następnie wykonaniu stempla poprzez odwzorowanie powierzchni matrycy przy użyciu warstwy imitującej grubość kształtowanej części charakteryzuje się tym, że wykonany, korzystnie metodą modelowania przestrzennego i obróbki na obrabiarkach sterowanych numerycznie, model części kształtowanej mocuje się do płyty podstawy, po czym wykonuje się obramowanie obudowy modelu, na którym ustawia się obudowę matrycy. Obudowa matrycy zawiera konstrukcję stalową użebrowania wewnętrznego wraz z uchami nośnymi i elementami ustalającymi. Następnie model pokrywa się środkiem oddzielającym, korzystnie smarem silikonowym, a powierzchnię styku obudowy modelu i obudowy matrycy uszczelnia się, korzystnie plasteliną techniczną, po czym przygotowuje się kompozycję poliuretanową do zalewania matrycy.

Kompozycję poliuretanową przygotowuje się, mieszając składnik A, korzystnie izocyjanian, w ilości od 13% do 20% wagowych, ze składnikiem B, korzystnie poliolem, w ilości od 26% do 40% wagowych, z napełniaczem, korzystnie uwodnionym tlenkiem glinu, w ilości 42% do 52% wagowych oraz wypełniaczem, korzystnie rowingiem szklanym, w ilości od 6% do 9% wagowych. Tak sporządzoną kompozycją zalewa się model usytuowany w obudowie matrycy, którą zamyka się blachą spodnią, a następnie, po całkowitym utwardzeniu, oddziela się gotową matrycę od modelu, po czym wykańcza się matrycę.

W następnym etapie wykonuje się obudowę stempla z rozłącznie umieszczoną konstrukcją stalową użebrowania wewnętrznego stempla wraz z uchami nośnymi i śrubami mocującymi. Na powierzchni roboczej matrycy umieszcza się warstwę środka imitującego grubość kształtowanej części, korzystnie warstwę wosku kalibrowanego. Następnie na obudowie matrycy umieszcza się obudowę stempla z użebrowaniem, przy czym powierzchnię styku uszczelnia się, korzystnie plasteliną techniczną a powierzchnię środka imitującego grubość kształtowanej części oraz powierzchnie wewnętrzne obudowy stempla pokrywa się środkiem oddzielającym, korzystnie smarem silikonowym, a następnie przygotowuje się kompozycję poliuretanową do zalewania stempla.

Kompozycję poliuretanową do zalewania stempla przygotowuje się, mieszając składnik A, korzystnie izocyjanian w ilości od 13% do 20% wagowych, ze składnikiem B, korzystnie poliolem, w ilości od 26% do 40% wagowych, z napełniaczem, korzystnie uwodnionym tlenkiem glinu, w ilości 42% do 52% wagowych oraz wypełniaczem, korzystnie rowingiem szklanym, w ilości od 6% do 11% wagowych. Tak sporządzoną kompozycją zalewa się obudowę stempla, a następnie po całkowitym utwardzeniu, oddziela się gotowy stempel od matrycy, po czym rozmontowuje się obudowę stempla i wykańcza stempel.

PL 220 275 B1

W drugim wariancie wykonania wynalazku, obudowę stempla wykonuje się w postaci metalowej skrzynki zespolonej z konstrukcją stalową użebrowania wewnętrznego stempla wraz ze śrubami mocującymi i zewnętrznymi uchami nośnymi.

W kolejnym wariancie wykonania wynalazku, obudowę matrycy wykonuje się w postaci drewnianej skrzynki z rozłącznie umieszczoną konstrukcją stalową użebrowania wewnętrznego matrycy wraz z uchami nośnymi i elementami ustalającymi.

W kolejnym wariancie wykonania wynalazku, obudowę stempla przed zalaniem kompozycją poliuretanową, zalewa się warstwą elastomeru.

Sposób wykonania tłocznika kompozytowego, zwłaszcza do głębokiego tłoczenia blach metalowych, według wynalazku, zapewnia wystarczająco dokładne odwzorowanie kształtu i wymiarów modelu. Skład kompozycji wypełniającej strukturę nośną pozwala na optymalizację takich parametrów roboczej części stempla i matrycy jak, sprężystość, udarność, twardość, czy też wytrzymałość zmęczeniowa, jak również pozwala na tworzenie gradientu stężenia komponenta wzmacniającego a także zapewnia wystarczającą odporność na ścieranie.

Ponadto dzięki zastosowanej konstrukcji nośnej i kompozytowemu wypełnieniu, tłocznik według wynalazku ma mniejszą masę niż narzędzia metalowe, natomiast zastosowanie kompozytu poliuretanowego eliminuje używanie szkodliwego dla środowiska ołowiu. Skład kompozycji wypełniającej strukturę nośną zapewnia użytkowanie bez odkształceń trwałych, eliminujących narzędzie, przy czym konstrukcja i wykonanie zapewniają możliwość wielokrotnej regeneracji zużytych tłoczników, w szczególności po zużyciu roboczej części.

Sposób według wynalazku został uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zestaw do wykonania matrycy, fig. 2 - zestaw do wykonania stempla.

Wykonany metodą modelowania przestrzennego i obróbki na obrabiarkach sterowanych numerycznie, model 1 części kształtowanej mocuje się do płyty podstawy 2, po czym wykonuje się obramowanie obudowy 3 modelu 1, na którym ustawia się obudowę 4 matrycy M z konstrukcją stalową użebrowania wewnętrznego 5 matrycy M wraz z uchami nośnymi 6 i elementami ustalającymi. Model 1 pokrywa się smarem silikonowym, a powierzchnię styku obudowy 3 i obudowy 4 matrycy M uszczelnia się plasteliną techniczną, następnie przygotowuje się kompozycję poliuretanową 7 do zalewania matrycy M, mieszając składnik A, korzystnie izocyjanian, w ilości od 13% do 20% wagowych, ze składnikiem B, korzystnie poliolem, w ilości od 26% do 40% wagowych, z napełniaczem, korzystnie uwodnionym tlenkiem glinu, w ilości 42% do 52% wagowych oraz wypełniaczem, korzystnie rowingiem szklanym, w ilości od 6% do 9% wagowych, po czym tak sporządzoną kompozycją zalewa się model usytuowany w obudowie, którą zamyka się blachą spodnią 8. Po całkowitym utwardzeniu oddziela się gotową matrycę M od modelu 1, po czym wykańcza się matrycę.

Kolejnym etapem jest wykonanie stempla (S).

Wykonuje się obudowę 9 stempla S z rozłącznie umieszczoną konstrukcją stalową użebrowania wewnętrznego 10 wraz z uchami nośnymi 11 i śrubami mocującymi 12. Na powierzchni roboczej matrycy M umieszcza się warstwę wosku kalibrowanego 13, a następnie na obudowie matrycy M umieszcza się obudowę 9 stempla S z użebrowaniem 10, przy czym powierzchnię styku uszczelnia się plasteliną techniczną. Powierzchnię wosku kalibrowanego 13 i powierzchnie wewnętrzne obudowy 9 stempla S pokrywa się smarem silikonowym. Następnie przygotowuje się kompozycję poliuretanową 14 do zalewania stempla S, mieszając składnik A, korzystnie izocyjanian w ilości od 13% do 20% wagowych, ze składnikiem B, korzystnie poliolem, w ilości od 26% do 40% wagowych, z napełniaczem, korzystnie uwodnionym tlenkiem glinu, w ilości 42% do 52% wagowych oraz wypełniaczem, korzystnie rowingiem szklanym, w ilości od 6% do 11% wagowych. Tak sporządzoną kompozycją zalewa się obudowę 9 stempla S, a następnie po całkowitym utwardzeniu, oddziela się gotowy stempel S od matrycy M, po czym rozmontowuje się obudowę 9 stempla S i wykańcza stempel S.

W drugim wariancie wykonania wynalazku, obudowę 9 stempla S wykonuje się w postaci metalowej skrzynki zespolonej z konstrukcją stalową użebrowania wewnętrznego 10 stempla S wraz ze śrubami mocującymi 12 i zewnętrznymi uchami nośnymi 11.

W następnym wariancie wykonania wynalazku obudowę 4 matrycy M wykonuje się w postaci drewnianej skrzynki z rozłącznie umieszczoną konstrukcją stalową użebrowania wewnętrznego 5 matrycy M wraz z uchami nośnymi 6 i elementami ustalającymi.

W kolejnym wariancie wykonania wynalazku, obudowę 9 stempla S, przed zalaniem kompozycją poliuretanową 14, zalewa się warstwą elastomeru.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wykonania tłocznika kompozytowego, zwłaszcza do głębokiego tłoczenia blach metalowych, składającego się z matrycy i stempla, polegający na wykonaniu matrycy poprzez odwzorowanie z modelu części, a następnie wykonaniu stempla poprzez odwzorowanie powierzchni matrycy przy użyciu warstwy imitującej grubość kształtowanej części, znamienny tym, że wykonany, korzystnie metodą modelowania przestrzennego i obróbki na obrabiarkach sterowanych numerycznie, model (1) części kształtowanej mocuje się do płyty podstawy (2), po czym wykonuje się obramowanie obudowy (3) modelu (1), na którym ustawia się obudowę (4) matrycy (M), zawierającą konstrukcję stalową użebrowania wewnętrznego (5) matrycy (M) wraz z uchami nośnymi (6) i elementami ustalającymi, po czym model pokrywa się środkiem oddzielającym, korzystnie smarem silikonowym, a powierzchnię styku obudowy (3) modelu (1) i obudowy (4) matrycy (M) uszczelnia się, korzystnie plasteliną techniczną, następnie przygotowuje się kompozycję poliuretanową (7) do zalewania matrycy (M), mieszając składnik A, korzystnie izocyjanian, w ilości od 13% do 20% wagowych, ze składnikiem B, korzystnie poliolem, w ilości od 26% do 40% wagowych, z napełniaczem, korzystnie uwodnionym tlenkiem glinu, w ilości 42% do 52% wagowych oraz wypełniaczem, korzystnie rowingiem szklanym, w ilości od 6% do 9% wagowych, po czym tak sporządzoną kompozycją zalewa się model (1) usytuowany w obudowie (4), którą zamyka się blachą spodnią (8), a po całkowitym utwardzeniu oddziela się gotową matrycę (M) od modelu (1), po czym wykańcza się matrycę znanymi sposobami, a następnie wykonuje się obudowę (9) stempla (S) z rozłącznie umieszczoną konstrukcją stalową użebrowania wewnętrznego (10) stempla (S) wraz z uchami nośnymi (11) i śrubami mocującymi (12), po czym na powierzchni roboczej matrycy (M) umieszcza się warstwę środka imitującego (13) grubość kształtowanej części, korzystnie warstwę wosku kalibrowanego, a następnie na obudowie matrycy (M) umieszcza się obudowę (9) stempla (S) z użebrowaniem (10), przy czym powierzchnię styku uszczelnia się, korzystnie plasteliną techniczną a powierzchnię środka imitującego (13) grubość kształtowanej części i powierzchnie wewnętrzne obudowy (9) stempla (S) pokrywa się środkiem oddzielającym, korzystnie smarem silikonowym, po czym przygotowuje się kompozycję poliuretanową (14) do zalewania stempla (S), mieszając składnik A, korzystnie izocyjanian w ilości od 13% do 20% wagowych, ze składnikiem B, korzystnie poliolem, w ilości od 26% do 40% wagowych, z napełniaczem, korzystnie uwodnionym tlenkiem glinu, w ilości 42% do 52% wagowych oraz wypełniaczem, korzystnie rowingiem szklanym, w ilości od 6% do 11% wagowych, po czym tak sporządzoną kompozycją zalewa się obudowę (9) stempla (S), a następnie, po całkowitym utwardzeniu, oddziela się gotowy stempel (S) od matrycy (M), po czym rozmontowuje się obudowę (9) stempla (S) i wykańcza stempel (S) znanymi metodami.
2. 2. Sposób wykonania tłocznika kompozytowego, według zastrz. 1, znamienny tym, że obudowę (9) stempla (S) wykonuje się w postaci metalowej skrzynki zespolonej z konstrukcją stalową użebrowania wewnętrznego (10) stempla (S) wraz ze śrubami mocującymi (12) i zewnętrznymi uchami nośnymi (11).
3. 3. Sposób wykonania tłocznika kompozytowego, według zastrz. 1, znamienny tym, że obudowę (4) matrycy (M) wykonuje się w postaci drewnianej skrzynki z rozłącznie umieszczoną konstrukcją stalową użebrowania wewnętrznego (5) matrycy (M) wraz z uchami nośnymi (6) i elementami ustalającymi.
4. 4. Sposób wykonania tłocznika kompozytowego, według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, że obudowę (9) stempla (S) przed zalaniem kompozycją poliuretanową (14), zalewa się warstwą elastomeru.