УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ САМОТВЕРДЕЮЩЕЙ ПЕНООБРАЗУЮЩЕЙ СМЕСИ

Изобретение относится преимущественно к машиностроению и может быть применено для изготовления деталей автомобилей или мебели, для которых требуется уменьшение веса и хорошие декоративные свойства.

Известно устройство для изготовления деталей из вспенивающихся материалов, защищенное авторским свидетельством СССР 1470565. Это устройство содержит корпус, форму с крышкой и механизмы запирания и открывания крышки. Конструкция устройства обеспечивает возможность изготовления деталей из самотвердеющих пенообразующих смесей. В то же время известное устройство не позволяет получать высокое и стабильное качество деталей, так как известное устройство не обеспечивает надежного запирания формы. Кроме того, это устройство не позволяет применять технологию изготовления деталей с наклоном формы в сторону оператора при заливке пенообразующей смеси и с переводом формы в вертикальное положение после заполнения формы и закрывания ее крышкой по патенту РФ 2172250.

Известно также устройство для изготовления деталей из вспенивающихся материалов (патент РФ 2067050, 6 B 29 C 67/20 от 28.04.93), которое принято за прототип. Это устройство содержит верхнюю полуформу в виде крышки, шарнирно связанной с основанием, замок и нижнюю полуформу. Последняя смонтирована на обойме с возможностью перемещения посредством размещенного между обоймой и основанием механизма поджатия и фиксации формы. Этот механизм содержит эластичную камеру, присоединенную к магистрали сжатого воздуха, и гидроцилиндры, связанные трубопроводом с емкостью для хранения рабочей жидкости. Такое выполнение устройства обеспечивает возможность получения качественных деталей. Однако прототип не обеспечивает возможности наклона и поворота формы в вертикальное положение, что не исключает возможности возникновения в изготавливаемых изделиях дефектов типа пористости и воздушных пробок. Кроме того, устройство по прототипу сложно по конструкции, поскольку содержит гидравлические и пневматические механизмы.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, - повышение качества изготавливаемых изделий и упрощение конструкции устройства.

Сущность предлагаемого устройства заключается в том, что оно содержит форму, состоящую из матрицы и пуансона, основание, на котором смонтированы матрица и шарнирно установленный относительно матрицы пуансон. Устройство снабжено запирающим механизмом фиксации пуансона, введенного в матрицу. В отличие от прототипа устройство содержит верхнюю плиту, на которой закреплена матрица, и нижнюю плиту, на которой закреплен пуансон. Верхняя и нижняя плиты снабжены трехплечими рычагами. Одним плечом эти рычаги закреплены на боковых поверхностях плит. Средние плечи рычагов верхней плиты шарнирно соединены со средними плечами рычагов нижней плиты. Между третьими плечами трехплечих рычагов установлены пружинные балансиры. С обеих сторон нижней плиты вдоль ее боковых сторон попарно друг против друга закреплены кронштейны, на которых установлен запирающий механизм. По краям нижней плиты установлены стойки, снабженные цапфами, установленными в подшипниках, корпуса которых смонтированы на основании. Горизонтальная ось шарниров, соединяющих средние плечи трехплечих рычагов, расположена в горизонтальной плоскости, проходящей через оси цапф.

Кронштейны запирающего механизма расположены попарно друг против друга на нижней плите вдоль ее боковых сторон. На этих кронштейнах шарнирно закреплены запорные рычаги. Верхние концы запорных рычагов снабжены выступами. На нижних концах запорных рычагов шарнирно, с возможностью поворота в плоскости этих рычагов, закреплены вилки с резьбовыми хвостовиками, ввинченными в оси шарниров вилок. Вилки шарнирно соединены с кулисами, которые также шарнирно соединены с кронштейнами нижней плиты. В нижних точках кулис шарнирно закреплены тяги, состоящие из двух половин. Половины тяг соединены между собой талрепами. Концы тяг шарнирно соединены с двусторонними кронштейнами, жестко закрепленными на приводном валу. Приводной вал снабжен рукояткой и установлен в подшипниках, закрепленных па нижней плоскости нижней плиты.

Третьи плечи трехплечих рычагов выполнены в виде вилок, в которых с возможностью вращения установлены оси с отверстиями в середине. Через эти отверстия пропущена тяга, которая жестко закреплена на оси вилки верхнего трехплечего рычага. На концах оси вилки нижнего трехплечего рычага с возможностью поворота вокруг этой оси надеты вилки с жестко закрепленными на них штырями. Концы штырей свободно пропущены в боковые отверстия пластины. На штыри надеты пружины. Тяга свободно пропущена в среднее отверстие пластины и снабжена на конце резьбой. На резьбу тяги навернута регулировочная гайка. Основание снабжено колесами.

Такая совокупность признаков обеспечивает возможность поворота формы в наклонное положение для заливки в матрицу пенообразующей смеси и поворот формы в вертикальное положение после заливки смеси, а также надежное запирание формы после закрытия матрицы пуансоном. Это обеспечивает высокое качество изготавливаемых деталей. Кроме того, предлагаемое устройство оснащено простыми и надежными механизмами запирания формы, ее наклона и поворота в вертикальное положение, что упрощает конструкцию устройства, так как не требует применения гидравлических и пневматических механизмов.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид устройства, а на фиг.2 - вид А на фиг.1.

Предлагаемое устройство содержит форму, состоящую из пуансона 1 и матрицы 2. Пуансон 1 шарнирно соединен с матрицей 2. Устройство снабжено верхней плитой 3, на которой закреплен пуансон 1, и нижней плитой, на которой закреплена матрица 2. Верхняя плита 3 снабжена двумя верхними трехплечими рычагами 5, а нижняя плита 4 снабжена двумя нижними трехплечими рычагами 6. Одно из крайних плеч каждого верхнего трехплечего рычага 5 закреплено на боковой поверхности верхней плиты 3. Одно из крайних плеч каждого из нижних трехплечих рычагов 6 закреплено на боковой поверхности нижней плиты 4. Средние плечи верхних трехплечих рычагов 5 шарнирно соединены со средними плечами нижних трехплечих рычагов 6. Между третьими плечами 7 и 8 трехплечих рычагов 5 и 6 установлены пружинные балансиры 9. Третьи плечи трехплечих рычагов 5 и 6 выполнены в виде вилок 7 и 8, в которых с возможностью вращения установлены оси 39 и 10 с отверстиями в середине. Через эти отверстия пропущены тяги 11, жестко закрепленные на осях вилок 7 верхних трехплечих рычагов 5. На концах осей 10 вилок 8 нижних трехплечих рычагов 6 с возможностью поворота вокруг этих осей с обеих сторон вилок 8 надеты вилки 12. К вилкам 12 жестко прикреплены штыри 13, на которые надеты пружины 14. Концы штырей 13 свободно пропущены в боковые отверстия пластины 15. В среднее отверстие пластины 15 свободно пропущена тяга 11, снабженная на конце резьбой, на которую навернута регулировочная гайка 16.

На противоположных краях нижней плиты 4 установлены стойки 17, снабженные цапфами 18, которые установлены в подшипниках 19. Корпуса подшипников 19 смонтированы на основании 20. Горизонтальная ось шарниров 21, соединяющих средние плечи трехплечих рычагов 5 и 6, расположена в горизонтальной плоскости, проходящей через ось цапф 18.

Вдоль обеих сторон нижней плиты 4, попарно друг против друга закреплены кронштейны 22 с установленным на них запирающим механизмом, основной деталью которого являются запорные рычаги 23, шарнирно закрепленные на кронштейнах 22. Верхние концы запорных рычагов снабжены выступами 24, которые в положении "закрыто" прижаты к бурту 25, выполненному на пуансоне 1, что обеспечивает фиксацию пуансона 1, когда форма закрыта.

На нижних концах запорных рычагов 23 шарнирно, с возможностью поворота в плоскости рычага 23 закреплены вилки 26 с резьбовыми хвостовиками 27, ввинченными в оси шарниров 28 вилок 26. Вилки 26 шарнирно соединены с кулисами 29, которые шарнирно соединены с кронштейнами 22. В нижнем углу кулис 29 с помощью вилок 30 шарнирно закреплены тяги 31, состоящие из двух половин, соединенных талрепами 32. Вторые половины тяг 31 с помощью вилок 33 шарнирно соединены с двусторонними кронштейнами 34, жестко закрепленными на приводном валу 35, который снабжен рукояткой 36 и установлен в подшипниках 37, закрепленных на нижней плоскости нижней плиты 4. Основание 20 оснащено колесами 38.

Подвеска нижней плиты 4 на стойках 17 с помощью цапф 18, установленных в подшипниках 19, смонтированных на основании 20, позволяет свободно поворачивать форму, состоящую из матрицы 2 и пуансона 1, наклоняя ее и переводя из горизонтального в вертикальное положение. Эти обеспечивает возможность применения способа изготовления деталей из пенообразующих самотвердеющих материалов по патенту РФ 217225, что повышает качество изготавливаемых изделий. Шарнирное соединение пуансона 1 с матрицей 2 с помощью трехплечих рычагов 5 и 6 обеспечивает возможность открывания и закрывания формы путем поворота пуансона 1 вместе с верхней плитой 3 относительно шарнира 21. Это упрощает конструкцию устройства.

Наличие пружинного балансира 9, установленного между вилками 7 и 8, составляющими плечи трехплечих рычагов 5 и 6, позволяет за счет сжатия пружины 14, при повороте пуансона 1 во время закрывания им матрицы 2, компенсировать вес пуансона 1 с верхней плитой 3. Это облегчает закрывание и открывание формы. Наличие на тягах 11 регулировочных гаек 16 позволяет легко регулировать предварительное натяжение пружин 14 балансиров 9, устанавливая равновесное состояние пуансона 1 с верхней плитой 3 в любом пространственном положении.

Расположение кронштейнов 22 с шарнирно закрепленными на них рычагами 23 попарно друг против друга по обеим сторонам формы позволяет равномерно запирать форму, одновременно прижимая выступы 24 запорных рычагов 23 к бурту 25 пуансона 1. Конструкция запирающего механизма обеспечивает путем поворота рукоятки 36, закрепленной на приводном валу 35, запирание или открытие пуансона 1, введенного в матрицу 2, всеми запорными рычагами 23 одновременно. Это достигается путем индивидуальной предварительной регулировки положения каждого запорного рычага 23 с помощью талрепов 32 и резьбовых хвостовиков 27 вилок 26. Такая конструкция запирающего механизма обуславливает надежность работы предлагаемого устройства, что позволяет обеспечить высокое качество изготавливаемых изделий.

Наличие на основании 20 колес 38 позволяет перемещать предлагаемое устройство, что позволяет использовать его в поточном производстве или на конвейерной линии.

Устройство работает следующим образом. Перед началом работы регулируют запирающий механизм и пружинный балансир 9. Регулировку запирающего механизма производят с помощью резьбовых хвостовиков 27 вилок 26, ввинчивая их в резьбовые отверстия осей шарниров 28, а также с помощью талрепов 32, вращая которые, изменяют длину тяг 31. В результате регулировки устанавливают такое положение запорных рычагов 23, при котором в положении "закрыто" все выступы 24 рычагов 23 одновременно и равномерно нажимают на бурт 25 пуансона 1.

Регулировку пружинного балансира 9 осуществляют с помощью регулировочной гайки 16. При ее перемещении по резьбе на конце тяги 11 сжимаются или, наоборот, разжимаются пружины 14 с помощью свободно надетой на штыри 13 пластины 15. Натяжение пружин 14 устанавливают таким, чтобы пуансон 1, при повороте вокруг оси шарнира 21, соединяющего верхние 5 и нижние 6 трехплечие рычаги, мог оставаться неподвижным в любом пространственном положении. Вес пуансона 1 вместе с верхней плитой 3 при этом должен компенсироваться противодействием натяжения пружин 14.

При изготовлении изделия из самотвердеющей пенообразующей смеси матрицу 2 oткрывают, поворачивая пуансон 1 вокруг оси шарнира 21, и оставляют пуансон 1 в крайнем верхнем положении. Всю форму вместе с верхней 3 и нижней 4 плитами наклоняют, поворачивая ее вручную вокруг оси цапф 18, установленных в подшипниках 19, которые смонтированы на основании 20. Поворот формы осуществляют па угол 30-45^o в сторону, противоположную пружинным балансирам 9. Поскольку вся подвижная часть устройства, включающая в себя матрицу 2, нижнюю 4 и верхнюю 3 плиты, а также пружинные балансиры, сбалансирована, то в фиксации положения матрицы 2 после поворота нет необходимости.

Затем в наклоненную матрицу 2 заливают самотвердеющую пенообразующую смесь. Заливка смеси не изменяет равновесного состояния подвижной части устройства, поскольку ее масса много больше массы заливаемой смеси, и небольшое увеличение веса не может преодолеть инерцию покоя всей массы подвижной части устройства и силу трения между подшипниками 19 и цапфами 18.

После заливки смеси матрицу 2 закрывают пуансоном 1, поворачивая его вокруг оси шарнира 21. Пружины 14 при этом сожмутся. Вилки 12, надетые на оси 10, имеют возможность свободного перемещения штырей 13 в отверстиях пластин 15, тяги 11 в отверстиях осей 10 и шарнирное закрепление осей 10 и 39 в вилках 7 и 8 верхних 5 и нижних 6 трехплечих рычагов обеспечивают возможность свободного поворота пружинного балансира 9 при поворотах пуансона 1, а также возможность сжатия и растяжения пружин 14.

После закрытия матрицы 2 пуансоном 1 рукояткой 36 поворачивают приводной вал 35. При этом поворачиваются двусторонние кронштейны 34, натягивая тяги 31, присоединенные к плечам двусторонних кронштейнов 34 шарнирно с помощью вилок 33. Тяги 31 через талрепы 32 натянут за углы кулисы 29, с которыми тяги 31 шарнирно соединены с помощью вилок 30. Кулисы 29 повернутся вокруг оси шарнира, соединяющего их с кронштейном 22, и нажмут через вилку 26 и ее резьбовой хвостовик 27 на нижний конец запорного рычага 23. Поворачиваясь вокруг осей шарниров, соединяющих рычаги 23 с кронштейнами 22, рычаги 23 нажмут своими выступами 24 на бурт 25 пуансона 1, фиксируя его относительно матрицы 2.

Затем форму переводят в вертикальное положение, поворачивая ее относительно оси цапф 18, и выдерживают в этом положении в течение времени, необходимого для полного затвердевания смеси. После этой выдержки форму поворачивают на цапфах 18 в горизонтальное положение. Поворотом рукоятки 36 приводят в действие запирающий механизм, срабатывающий так же, как было описано выше, но в обратной последовательности. Запорные рычаги 23 поворачиваются, выступы 24 отходят от бурта 25, пуансон 1 освобождается. Поворачивая пуансон 1 вокруг шарнира 21, матрицу 2 открывают, и извлекают из нее готовое изделие.

Устройство может быть использовано в поточной или конвейерной линии. В этих случаях его можно перемещать с помощью колес 38, которыми снабжено основание 20.

Предлагаемое устройство может быть изготовлено и использовано с помощью известных в технике средств. Материалом для изготовления изделия могут служить известные конструкционные стали. Изготовить детали устройства можно с помощью известного металлорежущего и сварочного оборудования по известным технологиям. Соединения деталей устройства могут быть выполнены с помощью любых шарниров известных конструкций, а также с помощью болтов и сварных швов.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает технический эффект, выражающийся в упрощении его конструкции и в повышении качества изготавливаемых с его помощью изделий. Устройство может быть изготовлено и применено с помощью известных в технике средств.

Следовательно, предлагаемое устройство обладает промышленной применимостью.