RU2049743C1

RU2049743C1 - Method for production of shaped articles with helical surface from blanks of thermoplastic materials

Info

Publication number: RU2049743C1
Authority: RU
Inventors: Е.С. Воронин; В.Ф. Солинов; К.Л. Щепалин
Original assignee: Научно-исследовательский институт технического стекла
Priority date: 1992-06-25
Filing date: 1992-06-25
Publication date: 1995-12-10

Abstract

FIELD: hot molding of shaped articles. SUBSTANCE: method involves forming helical projections on the surface of an integral or sectional blank of a thermoplastic material by heating said blank throughout its volume in a local zone with rotation of one end of the blank relative to the other and with continuous movement of local heating zone along the blank axis, and molding a head on one end of the article. EFFECT: shaped articles can be widely used for decorating the interiors of hotels, halls and offices, making luminaries and as fastening fixtures in premises under the effect of aggressive media and electromagnetic radiation. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к формованию фасонных изделий из термопластичных материалов, в частности к изготовлению декоративных и светотехнических изделий с винтовой поверхностью из заготовок, а также для изготовления элементов крепления в виде винтов и шурупов. The invention relates to the molding of shaped products from thermoplastic materials, in particular to the manufacture of decorative and lighting products with a helical surface from workpieces, as well as for the manufacture of fasteners in the form of screws and screws.

Стеклянные крепежные изделия, обладающие высокими диэлектрическими свойствами и высокой химической стойкостью, могут эффективно применяться в электротехнической и электронной областях промышленности, в строительстве и судостроении в условиях интенсивного воздействия агрессивных сред, соляного тумана, морской воды и электромагнитных излучений. Glass fasteners with high dielectric properties and high chemical resistance can be effectively used in the electrical and electronic industries, in construction and shipbuilding under intense exposure to aggressive environments, salt fog, sea water and electromagnetic radiation.

Известен способ изготовления фасонных стеклянных изделий путем нанесения резьбы на концевую (соединительную) часто заготовки или готового изделия путем прокатки резьбовой формы по ее поверхности [1] Недостатком этого способа является ограниченность длины формируемой винтовой (резьбовой) части изделия или заготовки, а также невозможность оперативно, в ходе введения процесса, регулировать шаг и высоту винтового выступа, так как его формирования производится за счет стационарных формообразователей с фиксированным шагом и высотой винтового выступа. A known method of manufacturing shaped glass products by applying thread to the end (connecting) often of the workpiece or finished product by rolling the threaded form on its surface [1] The disadvantage of this method is the limited length of the formed screw (threaded) part of the product or workpiece, as well as the impossibility to quickly during the introduction of the process, adjust the pitch and height of the screw protrusion, since its formation is carried out by stationary formers with a fixed pitch and height of the screws th projection.

Кроме того данный способ требует создания дорогостоящего в изготовлении и эксплуатации оборудования для обеспечения полной синхронизации вращения внутренней и внешней резьбовых оправок и периодическую их замену вследствие износа под действием высокой температуры и контакта со стеклом. In addition, this method requires the creation of expensive equipment for the manufacture and operation of equipment to ensure complete synchronization of rotation of the internal and external threaded mandrels and their periodic replacement due to wear under the influence of high temperature and contact with glass.

Возможно также изготовление фасонных изделий, а именно стеклянных стержней с кольцевыми ребрами, путем заливки расплавленной стекломассы в полую разъемную форму [2] Поскольку изготовление изделий производится в разъемных формах, то по линии соединения половинок формы на поверхности изделия образуются выступы приливы стекла (облой) и для придания изделию товарного вида его поверхность необходимо дополнительно обрабатывать. It is also possible to manufacture shaped products, namely glass rods with annular ribs, by pouring molten glass into a hollow detachable mold [2] Since the manufacture of products is carried out in detachable molds, protrusions of glass tides (flashing) are formed on the surface of the product on the surface of the product and to give the product a marketable appearance, its surface must be further processed.

Кроме того, этот способ аппаратурно может быть реализован только совместно со стекловаренными или стеклоплавильным агрегатом, обеспечивающим подачу расплавленной стекломассы в формующее устройство. In addition, this method of apparatus can be implemented only in conjunction with a glass melting or glass melting unit, providing the supply of molten glass to the forming device.

В описанных способах изготовления фасонных изделий используются формообразователи с фиксированными контурами (профилями) формообразующих поверхностей, что ограничивает ассортимент выпускаемых изделий и удорожает их изготовление. In the described methods for the manufacture of shaped products, molds with fixed contours (profiles) of forming surfaces are used, which limits the range of products and makes their manufacture more expensive.

Указанные недостатки этих способов делает их практически непригодными для массового изготовления фасонных изделий из стекла широкого ассортимента. These disadvantages of these methods makes them practically unsuitable for mass production of shaped glass products of a wide range.

Наиболее близким техническим решением является станок для навивки стеклянных спиралей [3]
Данный способ имеет ограниченные возможности по регулированию шага и высоты винтовых выступов и полностью исключает возможность изменять в процессе изготовления диаметр формируемого изделия и изготавливать изделия с плотно прилегающими друг к другу винтовыми выступами.The closest technical solution is a machine for winding glass spirals [3]
This method has limited possibilities for adjusting the pitch and height of the screw protrusions and completely excludes the possibility of changing the diameter of the formed product during the manufacturing process and manufacturing products with screw protrusions tightly adjacent to each other.

Предлагаемый способ изготовления фасонных изделий с винтовой поверхностью из термопластичных материалов лишен указанных недостатков. The proposed method for the manufacture of shaped products with a helical surface from thermoplastic materials is devoid of these disadvantages.

Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка способа изготовления фасонных изделий, позволяющего формовать на его внешней поверхности винтовые выступы с регулируемым шагом, высотой его и размером поперечного сечения изделия. The technical task of the invention is the development of a method of manufacturing shaped products, allowing to form on the outer surface of the screw protrusions with adjustable pitch, its height and cross-sectional size of the product.

Технический результат достигается тем, что в качестве заготовки используют полые или монолитные стержни круглого, овального, треугольного или многоугольного сечения или их сочетание в виде различных комбинаций. Нагревание заготовки осуществляют по всему объему в локальной зоне при вращении одного конца заготовки относительно другого, причем зону локального нагрева непрерывно перемещают вдоль оси заготовки. Для получения элементов крепления (винтов) на одном из концов изделия с винтовой поверхностью формируют головку. В качестве материала заготовок могут быть использованы как неорганические термопластичные материалы, например стекло, плавленный базаль, так и полимерные органические материалы, например полистирол, полиметилметакрилат, фторопласт. The technical result is achieved by the fact that as a workpiece, hollow or monolithic rods of round, oval, triangular or polygonal section or their combination in the form of various combinations are used. The preform is heated throughout the volume in the local zone when one end of the preform is rotated relative to the other, and the local heating zone is continuously moved along the axis of the preform. To obtain fasteners (screws) at one end of the product with a helical surface, a head is formed. Inorganic thermoplastic materials, such as glass, melted basal, and polymeric organic materials, such as polystyrene, polymethylmethacrylate, and fluoroplastic can be used as preform materials.

При вращении одного конца заготовки относительно другого в зоне ее локального нагрева происходит поперечное смещение размягченного материала заготовки и образование на ее поверхности винтового выступа, а перемещение зоны разогрева вдоль оси заготовки вовлекает в процесс формирования винтового выступа новый участок заготовки. В результате получается сформированное фасонное изделие с винтовой поверхностью на всей длине заготовки. When one end of the workpiece rotates relative to the other in the zone of its local heating, the softened material of the workpiece is transversely shifted and a screw protrusion forms on its surface, and the movement of the heating zone along the axis of the workpiece involves a new part of the workpiece in the process of forming the screw protrusion. The result is a formed shaped product with a helical surface along the entire length of the workpiece.

В зависимости от выбранных параметров процесса изготовления (температура в зоне локального нагрева, скорость вращения одного конца заготовки относительно другого и скорость перемещения зоны локального нагрева вдоль оси заготовки) и вида исходной заготовки, фасонное изделие может иметь различный шаг и высоту винтового выступа и размер внутреннего отверстия. При изготовлении элементов крепления (винт, шуруп), центральное отверстие в изделии может отсутствовать. Depending on the selected parameters of the manufacturing process (temperature in the local heating zone, rotation speed of one end of the workpiece relative to the other and the speed of movement of the local heating zone along the axis of the workpiece) and the type of the initial workpiece, the shaped product may have a different pitch and height of the screw protrusion and the size of the inner hole . In the manufacture of fasteners (screw, screw), the central hole in the product may be absent.

На фиг. 1 представлен один из вариантов устройства для реализации предлагаемого способа изготовления фасонных изделий; на фиг. 2 виды поперечных сечений используемых заготовок (а полый круглый стержень, б монолитный круглый стержень, в полый овальный стержень, г треугольный монолитный стержень, д многоугольный монолитный стержень, е комбинация из трех монолитных круглых стержней, ж комбинация из многоугольных монолитных стержней; на фиг. 3 виды фасонных изделий с винтовой поверхностью и их поперечные сечения (а изделие с двухзаходными выступами, плотно прилегающими друг к другу, с шагом S, б изделие с двухзаходными винтовыми выступами с увеличенным шагом S₁, в поперечное сечение изделия с трехзаходным винтовыми выступами, изготовленное из составной заготовки, г поперечное сечение изделия с шестизаходными винтовыми выступами, изготовленное из составной заготовки, д общий вид крепежного изделия, винта с головкой и телом.In FIG. 1 presents one of the variants of the device for implementing the proposed method for the manufacture of shaped products; in FIG. 2 types of cross sections of the blanks used (a hollow round rod, b monolithic round rod, hollow oval rod, d triangular monolithic rod, e polygonal monolithic rod, e combination of three monolithic round rods, f combination of polygonal monolithic rods; in Fig. 3 types of shaped articles from the screw surface and their cross-sections (a product with bifilar protrusions tightly adjacent to each other with a pitch S, a product used with a double helical protrusions with a larger step S _1, the pope echnoe section trehzahodnym products with screw projections made of a composite billet, r cross-section article with shestizahodnymi helical protrusions made of a composite billet, d fastener perspective view, with the screw head and the body.

Исходная единичная или составная заготовка 1, например из стекла, закрепляется в держатели 2 и 3 неподвижной 4 и перемещаемой бабки 5. Бабки установлены на станине 6, имеющий ограничитель перемещения 7 подвижной бабки 5. Нагреватель, например газовые горелка 8 перемещается по направляющей 9, закрепленной на станине 6. The original single or composite billet 1, for example of glass, is fixed in the holders 2 and 3 of the fixed 4 and the movable head 5. The headstock is mounted on a frame 6 having a travel stop 7 of the mobile head 5. A heater, for example a gas burner 8 moves along the guide 9, fixed on the bed 6.

Устройство оснащено приспособлениями для вращения держателей 2 и 3, перемещения нагревателя 8 и бабки 5. Держатели 2 и 3 вращаются либо одновременно с одинаковой скоростью, либо вращается один из держателей, например держатель 2. The device is equipped with devices for rotating the holders 2 and 3, moving the heater 8 and the headstock 5. The holders 2 and 3 rotate either simultaneously at the same speed, or one of the holders rotates, for example, holder 2.

Процесс изготовления фасонных изделий происходит следующим образом. Исходная заготовка 1 устанавливается в держателях 2 и 3, а нагреватель 8 устанавливается в крайнее правое положение. После нагрева узкого участка заготовки по всему объему нагревателем до температуры, превышающей начало деформации материала заготовки, включают приспособление для вращения держателя 2 и перемещения нагревателя 8 по направляющей 9. The manufacturing process of shaped products is as follows. The initial blank 1 is installed in the holders 2 and 3, and the heater 8 is installed in the extreme right position. After heating a narrow section of the preform over the entire volume of the heater to a temperature exceeding the beginning of the deformation of the preform material, a device is turned on to rotate the holder 2 and move the heater 8 along the guide 9.

Регулирование шага и высоты винтового выступа осуществляется путем изменения скорости вращения одного из держателей заготовки и скорости перемещения нагревателя вдоль заготовки. The step and height of the screw protrusion are controlled by changing the rotation speed of one of the workpiece holders and the speed of movement of the heater along the workpiece.

Изменение диаметра фасонного изделия производится путем регулирования температуры нагревателя и скорости перемещения подвижной бабки. Changing the diameter of the shaped product is made by adjusting the temperature of the heater and the speed of movement of the movable headstock.

Для изготовления элементов крепления, например, винтов, изготовленное изделие с винтовой поверхностью разрезают на отрезки заданной длины, после чего на одном из концов отрезка формируют методом горячего прессования головку 10 винта. For the manufacture of fasteners, for example, screws, a manufactured product with a helical surface is cut into segments of a given length, after which a screw head 10 is formed by hot pressing at one end of the segment.

Формирование головки 10 винта возможно также на устройстве изготовления фасонных изделий (см. фиг. 1). В этом случае формирование винтовых выступов на поверхности исходной заготовки производят при перемещении с постоянной скоростью бабки 5 в сторону, противоположную перемещению нагревателя. При этом размер поперечного сечения формируемого изделия становится меньше размера поперечного сечения заготовки, а его абсолютное значение определяется скоростью перемещения подвижной бабки. С увеличением скорости перемещения бабки этот размер уменьшается по абсолютному значению. После формования винтовых выступов на заданной длине скорость перемещения бабки уменьшают или ее перемещение прекращают полностью и включают приспособление для одновременного вращения двух держателей 2 и 3. При таком режиме работы устройства на заготовке формируется участок круглой формы в поперечном сечении с диаметром, превосходящим диаметр изделия с винтовыми выступами. После прохождения нагревателем расстояния, равного толщине формируемой головки, снова воспроизводят режим формирования винтовых выступов, отключают вращение держателя 3 и включают перемещение бабки 5. Процессы формирования винтовых выступов и головок винта чередуются. The formation of the screw head 10 is also possible on the device for manufacturing shaped products (see Fig. 1). In this case, the formation of helical protrusions on the surface of the initial billet is produced by moving the headstock 5 at a constant speed in the direction opposite to the movement of the heater. In this case, the cross-sectional size of the formed product becomes smaller than the cross-sectional size of the workpiece, and its absolute value is determined by the speed of movement of the movable headstock. With increasing headstock speed, this size decreases in absolute value. After molding the screw protrusions at a given length, the headstock’s movement speed is reduced or its movement is stopped completely and the device for simultaneous rotation of the two holders 2 and 3 is turned on. With this mode of operation of the device, a round section is formed on the workpiece in cross section with a diameter exceeding the diameter of the product with screw protrusions. After the heater has traveled a distance equal to the thickness of the formed head, the mode of forming the screw protrusions is reproduced again, the rotation of the holder 3 is turned off and the headstock 5 is turned on. The processes of forming the screw protrusions and screw heads are alternated.

Отформированную таким образом заготовку разрезают по линии соединения головки с телом 11 винта. Formed in this way, the workpiece is cut along the line connecting the head with the body 11 of the screw.

Для повышения прочности винтов, они могут быть подвергнуты операции упрочнения любым из известных способов. To increase the strength of the screws, they can be subjected to hardening operations by any of the known methods.

Разработка и внедрение в производстве высокопроизводительного способа изготовления фасонных изделий из термопластичных материалов, например из стекла, позволит организовать массовый выпуск декоративных элементов для отделки интерьеров гостиниц, холлов, офисов, других помещений, а также элементов светотехнического назначения для люстp и других типов светильников. В этих изделиях подчеркиваются специфические свойства стекла: игра света на поверхности и в объеме изделия за счет отражения, преломления и дисперсии света, придающие изделиям наряду с функциональными высокохудожественные свойства и эстетическое восприятие. Использование заготовок различных видов и цвета позволяет получать широкий ассортимент фасонных изделий. The development and implementation in the production of a high-performance method for manufacturing shaped products from thermoplastic materials, such as glass, will allow the mass production of decorative elements for interior decoration of hotels, halls, offices, other rooms, as well as lighting components for chandeliers and other types of lamps. In these products, the specific properties of glass are emphasized: the play of light on the surface and in the volume of the product due to reflection, refraction and dispersion of light, which give the products, along with functional, highly artistic properties and aesthetic perception. The use of blanks of various types and colors allows you to get a wide range of shaped products.

Стеклянные фасонные крепежные изделия с винтовой поверхностью найдут применение в условиях воздействия агрессивных сред и электромагнитного излучения. Glass shaped fasteners with a screw surface will find application in conditions of exposure to aggressive environments and electromagnetic radiation.

Claims

1. METHOD FOR PRODUCING SHAPED PRODUCTS WITH A SCREW SURFACE FROM Billets of THERMOPLASTIC MATERIALS, mainly glass, in the form of a single or composite blank by fastening one end of the latter, moving along the longitudinal axis of the workpiece of the local heating zone, its rotation with subsequent cutting to specified sizes, different that the second end of the workpiece is rigidly fixed in the holder and during the rotation of one end of the workpiece relative to the other, one end of it is moved along the axis of the workpiece relative to the other to gloss.

2. The method according to claim 1, characterized in that after the formation of the helical surface at a given length of the workpiece, the product head is formed by changing the speed or changing the direction of movement of one end of the workpiece relative to the other, followed by synchronous rotation of both ends of the workpiece to form a round section in the transverse cross-section with a diameter exceeding the diameter of the product with helical protrusions.

3. The method according to claim 1, characterized in that after cutting the product with a helical surface at one end form a head by hot pressing.