FI58881C - Skaerverktyg foer formgivning av produkter och foerfarande foer dess framstaellning - Google Patents

Description

G35r7] ΓβΙ ««KUULUTUSjULICAIfU c; Q Q O i lBJ (11) UTLÄGGNINGSSKRIFT 5 888 1 C /4« Patentti myönnetty il 05 1981 Patent meddelat ^ ^ (51) Kv.ik?/int.ci.3 B 23 p 1/12, B 24 D 3/10 SUOMI — FINLAND (21) P»t*nttlh«k«mu» — PK«K«M6knlng 31*84/69 (22) Hakamlspflvt — Anaekirinfitfag 02.12.69 ' (23) Alkupllv·—Glklfhatadag 02.12.69 (11) Tullut (ulktsakil — Bltvlt off*ntllg *

Fetenttl-ja rekisterihallitut (44) Nihttvituipanon j> kuuL|uikat«un pvm. —

Patent· och registerstyrelsen ' Amtkan uttagd och utUkrtfun puMmrad g0 Q1 gl (32)(33)(31) Fyydatty •tuoJkaw—t^Ird prlortMt (71) Nauchno-Issledovatelsky Institut Rezinovykh i Latexnykh Izdely, 1 Pugachevskaya ulitsa 17, Moskva, USSR(SU) (72) Dmitry Lvovich Fedjukin, Moskva, Ljudmila Semenovna Sergeeva, Moskva,

Andrei Nikolaevich Bakharev, Moskva, Petr Evmenovich Korochkin,

Moskva, Anatoly Izrailevich Aronov, Moskva, Inna Leonidovna Gorlina,

Moskva, Arkady Timofeevich Kravets, Moskva, Emmanuil Isaakovich Goloskov, Leningrad, Ernest Alexandrovich Annenberg, Moskva, Svetlana Evgenievna Fedotova, Moskva, Grigory Moiseevich Bezverkhny, Leningrad,

Sergei Mikhailovich Tsyplakov, Moskva, Jury Pavlovich Deryabin, Leningrad, Boris Iosifovich Sitnyakovsky, Leningrad, USSR(SU) (7M Oy Kolster Ab (5^) Leikkuutyökalu tuotteiden muotoilemiseksi ja menetelmä sen valmistamiseksi - Skärverktyg för formgivning av produkter och förfarande för dess framställning

Kyseessä olevan keksinnön kohteena on leikkuutyökalu sellaisten tuotteiden muotoilemiseksi, jotka työstämisen kestäessä saavat tämän työkalun negatiivisen muodon sen liikkuessa edestakaisin kahteen keskenään kohtisuoraan suuntaan ja sen muodostuessa pitimestä ja muotoillusta leäkkäävästä osasta, jolloin muotoiltu leikkaava osa on valmistettu aineyhdisteistä, jotka perustuvat polymeereihin ja leäkkääviin hiukkasiin.

Tehokkaimmin voidaan nyt kyseessä olevaa keksintöä käyttää valmistettaessa monimutkaisen muotoisia grafiittisia elektrodeja, jotka on suunniteltu muottien ja puristusmuottien työstöön sähköeroosiolla.

Ennestään tunnetut leikkaavat kaavaustyökalut on usein valmistettu metallista yhtenä kappaleena pitimen kanssa, jota käytetään työkalun kiinnittämiseen työstön ajaksi.

Tällaisen tunnetun työkalun leikkuuosalla on muotoilupintansa, joka muodostuu suuresta määrästä leikkuuosia, jotka työntyvät ulos työkalun rungosta. Nämä 2 58881 leikkuuosat voidaan muodostaa joko käsin urittamalla taikka työkalun sähkö-eroosio-työstöllä käyttäen muotoiluelektrodia, jossa on sen tuotteen positiivinen» muoto, joka tullaan valmistettavana olevalla työkalulla työstämään.

Näiden tunnettujen leikkuutyökalujen valmistaxninen on työtä vaatiaa ja sisältää se suuren määrän raskasta ruumiillista työtä (leikkuuosien urittaminen taikka muotoiltuelektrodin valmistaminen) ja lisäksi tarvitaan huomattava määrä anmatti-taitoa. Seurauksena tästä käsityöstä saattaa leikkuutyökalun muotoilupinta poiketa tällä työkalulla työstettävän tuotteen negatiivisesta muodosta.

Työkalun leikkaavan muotoiluosan rakenne yhtenä kappaleena pitimen kanssa estää (taloudellisuussyistä) sellaisten ainesten käyttämisen, joilla on korkeat leikkuuominaisuudet tällaisen työkalun valmistamiseen, mikä vaikuttaa haitallisesti työkalun lujuuteen. Tämän johdosta tunnettuja työkaluja ei voida käyttää sellaisten tuotteiden työstämiseen, jotka on valmistettu kovametalleista ja karkaistuista teräksistä. Näitä työkaluja käytetään tuotteiden valmistamiseen, jotka on valmistettu grafiitista, puusta ja muista helposti leikkautuvista aineksista.

Tässäkään tapauksessa ei työkalun lujuus kuitenkaan ole riittävän suuri, koska se kadottaa leikkauskykynsä sen jälkeen, kun sillä on työstetty 3-7 kappaletta.

Kokemus on osoittanut, että usein on tarpeellista valmistaa yksittäisiä, monimutkaisen muotoisia tuotteita, jolloin tällaisten leikkuutyökalujen käyttö ei ole taloudellista, koska tämän työkalun leikkaava osa ja myös sen pidin ovat käytössä vain yhden kerran, ja kustannukset osoittautuvat tällöin korkeammiksi kuin tuotteen valmistaminen suoraan ilman työkalua.

Nyt kyseessä olevan keksinnön eräs päämäärä on yllämainittujen haittapuolien poistaminen.

Tämän keksinnön pääasiallisena tarkoituksena on aikaansaada tuotteiden muotoiluun sellainen leikkaava työkalu, joka yksinkertaisen rakenteensa ja valmis-tamisensa lisäksi tunnettuihin leikkaaviin työkaluihin verrattuna omaa tehokkaat leikkaavat ominaisuudet ja suuren lujuuden, mitkä takaavat tuotteiden työstämisen suurella tarkkuudella poistaen muotintekijältä käsityön tarpeellisuuden, ja on lisäksi valmistushinnaltaan halpa ja käytössä sovelias.

Tälle keksinnölle on tunnusomaista, että leikkaava osa on kiinnitetty pi-timeen leikkaavaa osaa heikommalla liitososalla niin, että liitos voidaan helposti tuhota uuden leikkaavan osan muodostamiseksi mainittuun pitimeen.

On käytännöllistä, että leikkaava osa voidaan kiinnittää pitimeen kipsiä olevan sidekerroksen avulla.

3 58881

Edullisesti tämä tehtävä voidaan ratkaista kun kyseessä oleva työkalu valmistetaan siten, että polymeereihin ja leikkaaviin hiukkasiin perustuva aineyhdiste kaadetaan mallille, jolla on kyseisen tuotteen positiivinen muoto, mitä ennen sidekerros kaadetaan tämän leikkaavan osan tilan ja pitimen väliin.

Keksintöä tullaan nyt kuvaamaan seuraavassa yksityiskohtaisesti esimerkin valossa viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 on pitkittäissuuntainen leikkaus kyseessä olevasta leikkuutyö-kalusta, jonka muotoiltu leikkuuosa on kiinnitetty pitimeen sidekerroksen välityksellä; kuvio 2 esittää leikkuutyökalun pitimen ja kuviomuotin suhteellisia asentoja ennenkuin sidekerros kaadetaan sisään (pitkittäissuuntainen leikkaus); kuvio 3 on yleiskuvanto kyseessä olevasta leikkuutyökalusta; kuvio 4 on yleiskuvanto kuviomuotista, jolla on tuotteen positiivinen muoto tämän muodostuessa kumisesta kengänpohjasta; kuvio 5 esittää sitä grafiittielektrodia, joka on valmistettu kyseessä olevalla leikkuutyökalulla ja joka on suunniteltu puristusmuotin sähköeroosio-työstöä varten; kuvio 6 esittää puristusmuottia kumisten kengänpohjien valmistamista varten; kuvio 7 esittää lopullista tuotetta, nimittäin kumista kengänpohjaa.

Leikkuutyökalu tuotteiden muotoilemiseksi muodostuu pitimestä 1 (kuvio 1) sekä muotoillusta leikkuuosasta M.

Työkalun leikkaava osa 4 on valmistettu yhdisteestä, joka perustuu polymeereihin ja leikkaaviin hiukkasiin ja se on kiinnitetty pitimeen 1 liitoksen välityksellä, joka pystyy kestämään leikkuuvoimien kuormaa ja joka voidaan helposti tuhota korvattaessa leikkuuosa uudella osalla. Tällainen liitos voidaan muodostaa kipsistä olevalla sidekerroksella 3, joka kiinnittää leikkaavan osan 4 pitimeen 1.

Tällaisen järjestelyn johdosta leikkuutyökalun leikkuuosan 4 voi helposti korvata uudella leikkuuosalla ja pidintä 1 voidaan käyttää useita kertoja. Sitä paitsi tällainen leikkuutyökalun rakenne tarjoaa mahdollisuuden muotoillun leikkuuosan valmistamiseksi sellaisesta aineyhdisteestä, joka perustuu polymeereihin ja leikkaaviin hiukkasiin, jotka on valmistettu hinnaltaan kallista aineista, joilla on korkea leikkuuominaisuus ja suuri lujuus, kuten esim. timantista, boori-karbiidista jne., kun taas pidin 1 voidaan valmistaa tavanomaisesta rakenneteräksestä.

Työkalun muotoiltu leikkuuosa ^ valmistetaan tämän keksinnön mukiian seuraavasti:

Valmistetaan yhdiste, joka perustuu polymeereihin (esim. luonnonkumiin, lateksiin, kylmä- tai länpökovettuviin muoveihin) ja leikkaaviin hiukkasiin (esim.

It 58881 sähkökorundeihin tai piikarbiidiin).

Leikkaavien hiukkasten koko valitaan vastaamaan työkalun kapasiteetin tarpeita ja työkalulla työstettyjen tuotteiden pinnan laatua.

Esim. karkeatyöstöä varten saattaa leikkaavien hiukkasten koko olla alueella 1-3 nm, kun taas lopputyöstöä varten sen tulisi olla alueella 0,01-0,03 nm.

Polymeerien pitoisuus aineyhdisteessä vaihtelee väliltä 20-60 % sen kokonaispainosta. Esim. mikäli aineyhdiste muodostuu epoksihartseista (molekyyli-paino väliltä 360-470) polyetyleeni-polyamiinin toimiessa kovettavana aineena, ja kun leikkaavina hiukkasina on keinotekoisia korundeja, ovat näiden aineiden suhteet: 10 osaa epoksihartsia, 15-22 osaa keinotekoisia korundeja ja 1 osa poly-etyleeni-polyamiinia.

Tällä tavoin valmistettu aineseos kaadetaan kuviomuottiin 5, kuten seu-raavassa esitetään.

Pidin 1 kiinnitetään kuviomuottiin 5 levyllä 6 tappien 7, 8, 9 ja 10 avulla.

Ennen kuin leikkaava osa 4 (kuvio 1) kaadetaan muotille 5, kaadetaan pitimeen 1 sidekerros 3, joka on esim. kipsiä, pitimessä 1 olevan keskireiän 11 kautta. Kuviomuotti 5 (kuvio 2) päällystetään jollain plastisella kerroksella 12 kuten esim. raakakumilla, plastikiinilla jne., ennen kuin kyseinen sidekerros kaadetaan sisään.

Kerroksen 12 paksuus on yhtä suuri kuin työkalun muotoillun leikkuuosan paksuus.

Kerroksen 12 päälle sijoitettua keemaa 13 käytetään muotoilemaan valu-solaa, joka en tarpeen yhdisteen kaatamiseksi kuviomuottiin 5· Sitä paitsi on kerroksessa 12 ripoja 14.

Tämän jälkeen sidekerroksen 3 materiaali kaadetaan sisään tilaan, jonka pidin 1 ja kerros 12 muodostavat. Tämän jälkeen poistetaan kerros 12 ja side-kerroksen 3 ja kuviomuotin 5 välinen tila täytetään aineyhdisteellä, joka perustuu polymeereihin ja leäkkääviin hiukkasiin täten valmistaen työkalun muotoillun leikkuuosan 4. Ripojen 14 muodostamat tilat täytetään tällä yhdisteellä täten taaten leikkuuosan 4 luotettavan kiinnitartunnan sidekerrokseen 3· Sen-jälkeen kun polymeerit ovat kovettuneet, poistetaan kuviomuotti 5·

Mikäli leikkaava työkalu valmistetaan monimutkaisen muotoisella leikkaa-valla osalla, jonka pinnassa on ohuita ulkonevia osia, on käytännöllistä niiden lujittamiseksi asentaa neuloja 15 (kuvio 2) tähän kuviomuottiin 5· Sen jälkeen kun aineyhdiste on kaadettu paikalleen, jäävät nämä neulat kiinni työkalun leäkkäävän osan rungon sisään.

58881 5 Tämän kyseessä olevan työkalun leikkuuosan työskentelypinnat voidaan valmistaa peräkkäisistä osista. Tätä tarkoitusta varten leikkuuosan yksittäiset osat kootaa kappaleiksi, jotka sitten kiinnitetään pitimeen.

Kyseessä oleva työkalu muotoilee tuotteita seuraavaan tapaan:

Leikkaava työkalu 16 (kuvio 3)s joka on valmistettu muotin 17 mukaisesti (kuvio 4) yllä esitetyllä menetelmällä, kiinnitetään koneeseen, joka siirtää tätä työkalua tuotteeseen 18 (kuvio 5) verrattuna edestakaisin samanaikaisesti kahdessa keskenään kohtisuorassa suunnassa X ja Y (kuvio 3), kun taas kolminnes-sa suunnassa Z, joka on kohtisuorassa mainittuja suuntia X ja Y vastaan, tuotetta syötetään työkalua 16 kohden. Työkalussa 16 on pidin 19 (josta esimerkkitapauksessa sivuseinät on poistettu), johon leikkaava osa 20 on suoraan kiinnitetty .

Työstön kestäessä saa tuote 18 leikkaavan osan 20 negatiivisen muodon, niin että syvennykset 21 (kuvio 3) ja ulkonemat 22 vastaavat ulkonemia 23 (kuvio 5) ja syvennyksiä 24 tuotteessa 18.

Esitetyssä tapauksessa saatu tuote 18 on grafiittinen elektrodi, joka muodostaa puolestaan työkalun puristusmuotin 25 (kuvio 6) sähköeroosiotyöstöä varten, joka muotti on tarkoitettu tuotteen 26 (kuvio 7) valamista varten, toisin sanoen kumista kengänpohjaa varten. Tällä tavoin valmistettu tuote 26 on muodoltaan ja mitoiltaan identtinen kuviomuotille 17 (kuvio 4). On huomattava, että yhtä ja samaa kuviomuottia voidaan käyttää kahden yhteen sopivan osan kuten esim. ylä- ja alamuotin valmistamiseen.

Tämän lisäksi on korostettava, että kyseessä olevaa työkalua voidaan käyttää muottien puristusmuottien ja muiden monimutkaisen muotoisten tuotteiden muovauspintojen viimeistelyyn (hiomiseen).

f