Устройство для изготовления копытчатой решётки

Изобретение относится к области обработки металла деформацией и может быть использовано при изготовлении декоративных решеток. Устройство для изготовления копытчатой решетки, фрагмент ячейки которой состоит из двух переходов и скругленного бокового элемента между ними, содержит формообразующие пуансон и матрицу, фиксирующие элементы матрицы относительно пуансона и фиксирующие элементы заготовки относительно матрицы и пуансона. Матрица состоит из основания и трех жестко установленных элементов на ней, с рабочими поверхностями, формирующими фрагмент ячейки, переходы которого выполнены декоративными за счет ступеньки, расположенной между опорными участками. Приведено конструктивное выполнение элементов матрицы и пуансона. Обеспечивается симметрия изготовленного на заявленном устройстве фрагмента ячейки копытчатой решетки. Снижается время изготовления решетки. 3 ил.

 

Изобретение относится к области обработки металла деформацией, а именно к устройству изготовления декоративной копытчатой решетки, представляющей собой древнерусское изделие из прутков, рапорт (ячейка) которого близок к вертикальному ромбу, но со скругленными боковыми углами и килевидными заострениями вверху и внизу (https://temple_architecture.academic.ru/188/копытчатая_решетка).

Известны устройства для изготовления копытчатой решетки, состоящей из ячеек, образованных двумя симметричными фрагментами, при котором каждый элемент фрагмента ячейки формируют специальным инструментом (Otto Schmirler. Werk und Werkzeug des Kimstschmieds. Wien: Verlag Ernastwasmuth Tubingen. 1981, p.42).

Недостатком описанных устройств является большая трудоемкость изготовления, высокая вероятность получения перекоса ячеек изделия при сборке, из-за получения несимметричных фрагментов ячеек.

Наиболее близким по технической сущности заявляемому устройству является устройство для изготовления копытчатой решетки (https://www.youtube.com/watch?v=9WpMMhnUJoY&app=desktop#menu, дата обращения 25.05.2020), состоящей из фрагментов ячеек включающих два перехода и скругленный боковой элемент между ними, при этом устройство для изготовления копытчатой решетки содержит формообразующие пуансон и матрицу, фиксирующие элементы матрицы относительно пуансона и фиксирующие элементы заготовки относительно матрицы и пуансона.

Недостатком описанного устройства является невозможность изготовления копытчатой решетки с дополнительными декоративными элементами в виде ступенчатых переходов и расположенными между ними скругленными боковыми элементами, что значительно ухудшает декоративные свойства и эстетическое восприятие изделия в целом.

Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является повышение декоративных свойств и эстетического восприятия получаемого изделия за счет возможности изготовления штамповкой фрагмента ячеек более сложной геометрии, обусловленной наличием декоративного перехода.

Технический результат достигается тем, что устройство для изготовления копытчатой решетки, фрагмент ячейки которой состоит из двух переходов и скругленного бокового элемента между ними, содержит формообразующие пуансон и матрицу, фиксирующие элементы матрицы относительно пуансона и фиксирующие элементы заготовки относительно матрицы и пуансона.

Новым в изобретении является то, что матрица состоит из основания и трех жестко установленных элементов на ней, с рабочими поверхностями, формирующими фрагмент ячейки, переходы которого выполнены декоративными за счет ступеньки, расположенной между опорными участками, вместе с тем длина рабочей поверхности второго и третьего элементов матрицы и ширина ступеньки декоративного перехода имеют равное значение, первый элемент матрицы формирует опорный участок первого декоративного перехода, второй элемент матрицы расположен на расстоянии L от первого элемента матрицы и определяется выражением:

, где

L - расстояние между первым элементом и вторым элементом, мм;

R - радиус скругления бокового элемента фрагмента ячейки, мм;

а - ширина ступеньки, мм;

второй элемент матрицы имеет рабочую поверхность для формирования первого опорного участка второго декоративного перехода, а радиус кромки рабочей поверхности первого элемента матрицы равен радиусу кромки рабочей поверхности второго элемента матрицы, третий элемент матрицы жестко связан со вторым элементом матрицы и формирует второй опорный участок второго декоративного ступенчатого перехода, при этом разница высот третьего и второго элементов матрицы равна ширине ступеньки а, вместе с тем пуансон выполнен с рабочей поверхностью, формирующей за один рабочий ход частично первый декоративный переход, скругленный боковой элемент и второй декоративный переход, при этом радиус кромки рабочей поверхности третьего элемента матрицы равен радиусу кромки рабочей поверхности элемента пуансона, формирующей радиус скругления угла между первым опорным участком декоративного перехода и его ступенькой.

Эстетическое восприятие копытчатой решетки и улучшение декоративных свойств достигается за счет равенства радиуса кромки рабочей поверхности первого элемента матрицы и радиуса кромки рабочей поверхности второго элемента матрицы, позволяющего обеспечить симметрию фрагментов ячейки копытчатой решетки, а равенство радиуса кромки рабочей поверхности третьего элемента матрицы и радиуса кромки рабочей поверхности элемента пуансона, позволяет обеспечить симметрию самого фрагмента ячейки копытчатой решетки.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где

на фиг. 1 - частично сформированный фрагмент ячейки копытчатой решетки (толщина материала не указана);

на фиг. 2 - устройство для изготовления копытчатой решетки;

на фиг. 3 - внешний вид устройства для изготовления копытчатой решетки (фото).

Устройство для изготовления копытчатой решетки состоит из формообразующих пуансона 1 (фиг. 2), матрицы 2 (фиг. 2), фиксирующих элементов матрицы (не показано) относительно пуансона 1 (фиг. 2), фиксирующих элементов заготовки (не показано) относительно матрицы 2 (фиг. 2) и пуансона 1 (фиг. 2).

Матрица 2 (фиг. 2) состоит из основания 3 (фиг. 2) и трех жестко установленных элементов на ней.

Длина рабочей поверхности второго и третьего элементов матрицы 2 (фиг. 2) и ширина ступеньки а декоративного перехода имеют равное значение.

Первый элемент 4 (фиг. 2) матрицы 2 (фиг. 2) формирует опорный участок 5 (фиг. 1) первого декоративного перехода 6 (фиг. 1).

Второй элемент 7 (фиг. 2) матрицы 2 (фиг. 2) расположен на расстоянии L (фиг. 2) от первого элемента матрицы и определяется выражением:

, где

L - расстояние между первым опорным элементом и вторым элементом, мм;

R - радиус скругления бокового элемента фрагмента ячейки, мм;

а - ширина ступеньки, мм.

Второй элемент 7 (фиг. 2) матрицы 2 (фиг. 2) имеет рабочую поверхность для формирования первого опорного участка 8 (фиг. 1) второго декоративного перехода 9 (фиг. 1).

Радиус кромки r₁ рабочей поверхности первого элемента 4 (фиг. 2) матрицы 2 (фиг. 2) равен радиусу кромки r₂ рабочей поверхности второго элемента 7 (фиг. 2) матрицы 2 (фиг. 2).

Третий элемент 10 (фиг. 2) матрицы 2 (фиг. 2) жестко связан со вторым элементом 7 (фиг. 2) матрицы 2 (фиг. 2) и формирует второй опорный участок 11 (фиг. 1) второго декоративного перехода 9 (фиг. 1).

При этом разница высоты H₁ третьего 10 (фиг. 2) элемента матрицы 2 (фиг. 2) и высоты Н₂ второго 7 (фиг. 2) элемента матрицы 2 (фиг. 2) равна ширине ступеньки а.

Пуансон 1 (фиг. 2) выполнен с рабочей поверхностью, формирующей за один рабочий ход частично первый декоративный переход 6 (фиг. 1), скругленный боковую поверхность 12 (фиг. 1) и второй декоративный переход 9 (фиг. 1).

Радиус кромки r₃ рабочей поверхности третьего 10 (фиг. 2) элемента матрицы 2 (фиг.2) равен радиусу r_П кромки рабочей поверхности элемента пуансона 1 (фиг.2), формирующей радиус скругления угла между опорным участком декоративного перехода и его ступенькой.

Изготовление методом штамповки копытчатой решетки с использованием заявленного устройства осуществляют следующим образом.

Устанавливают заготовку, нагретую до температуры пластической деформации в матрицу 2 (фиг. 2). Формируют фрагмент ячейки за два этапа, путем воздействия пуансона 1 (фиг. 2) на заготовку (не показано).

Первый этап включает в себя формирование одного опорного участка 5 (фиг. 1) декоративного ступенчатого перехода 6 (фиг. 1), бокового скругленного элемента 12 (фиг. 2) и второго декоративного ступенчатого перехода 9 (фиг. 2), состоящего из опорных участков 8 (фиг. 1), 11 (фиг. 1) и ступеньки между ними.

Переворачивают заготовку на 180°.

Окончательно формируют первый декоративный ступенчатый переход 6 (фиг. 1) предыдущей части фрагмента ячейки, следующий боковой скругленный элемент и опорный участок очередного декоративного ступенчатого перехода.

Повторяют фрагменты ячейки необходимое количество раз.

Осуществляют сборку изделия, путем жесткого соединения в скругленных боковых элементах 12 (фиг. 2).

Таким образом, предложенное устройство позволяет повысить декоративные свойства и эстетическое восприятие получаемого изделия.

Устройство для изготовления копытчатой решетки, фрагмент ячейки которой состоит из двух переходов и скругленного бокового элемента между ними, содержащее формообразующие пуансон и матрицу, фиксирующие элементы матрицы относительно пуансона и фиксирующие элементы заготовки относительно матрицы и пуансона, отличающееся тем, что матрица состоит из основания и трех жестко установленных на ней элементов с рабочими поверхностями для формирования фрагмента ячейки решетки, переходы которого выполнены декоративными за счет ступеньки, расположенной между опорными участками,

при этом первый элемент матрицы выполнен с возможностью формирования опорного участка первого декоративного перехода и имеет радиус кромки рабочей поверхности, равный радиусу кромки рабочей поверхности второго элемента матрицы, предназначенной для формирования первого опорного участка второго декоративного перехода, а третий элемент матрицы жестко связан со вторым элементом матрицы и выполнен с возможностью формирования второго опорного участка второго декоративного перехода, причем разница высот третьего и второго элементов матрицы декоративного перехода и длина их рабочей поверхности равна ширине ступеньки декоративного перехода, а второй элемент матрицы расположен на расстоянии L от первого элемента матрицы и определен выражением:

, где

L - расстояние между первым элементом и вторым элементом, мм;

R - радиус скругления бокового элемента фрагмента ячейки, мм;

а - ширина ступеньки, мм;

при этом пуансон выполнен с рабочей поверхностью, обеспечивающей формирование за один рабочий ход частично первый декоративный переход, скругленный боковой элемент и второй декоративный переход, а радиус кромки рабочей поверхности элемента пуансона, формирующей радиус скругления угла между первым опорным участком декоративного перехода и его ступенькой, равен радиусу кромки рабочей поверхности третьего элемента матрицы.