RU2205804C2

RU2205804C2 - Forming elements with variable geometry for manufacture of bent sheet glass

Info

Publication number: RU2205804C2
Application number: RU2000130017/03A
Authority: RU
Inventors: А.И. Шутов; А.Е. Боровской; В.И. Кондрашов
Original assignee: Белгородская государственная технологическая академия строительных материалов
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2003-06-10

Abstract

FIELD: commercial glass reprocessing industry. SUBSTANCE: forming element has punch and die, which are provided with rigid frame having openings for attachment on press and working surface attached to frame by means of bolts: to punch bottom side and to die top side. Punch working surface has set of thin steel plates. Punch frame and die frame have longitudinal slots arranged at punch and die joining site and adapted for receiving fastening bolts. Transverse beams are fixed on punch frame top side and provided with threaded openings for receiving squeezing bolts. Forming frame composed of narrow steel strips is fixed on rigid die frame by means of screw-type pins. Rigid die frame and forming frame are equipped with threaded openings for connecting thereof and forming desired geometry. EFFECT: reduced cost for producing bent sheet glass and increased precision in manufacture of given type of articles. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области промышленной переработки стекла, а именно к оборудованию для производства гнутых изделий из листового стекла. The invention relates to the field of industrial processing of glass, and in particular to equipment for the production of bent glass sheet products.

Формующие элементы, в состав которых входят пуансон и матрица, являются основными элементами оборудования для производства гнутого листового стекла. Непосредственно при их взаимодействии происходит придание требуемой формы заготовке. Известна конструкция матрицы, содержащая жесткую раму и закрепляемую на ней рабочую поверхность [2, 3]. Конструкция пуансона при этом отличается только тем, что рабочая поверхность имеет форму рамки. Forming elements, which include a punch and a die, are the main elements of equipment for the production of curved sheet glass. Directly during their interaction, the workpiece is given the desired shape. Known design of the matrix, containing a rigid frame and mounted on it the working surface [2, 3]. The design of the punch in this case differs only in that the working surface has the shape of a frame.

К недостаткам данной конструкции следует отнести то, что рабочая поверхность матрицы изготавливается из керамических материалов при помощи механической обработки. Такие формующие элементы характеризуются высокой износостойкостью и прочностью, но не имеют возможности дополнительной наладки, необходимой при настройке оборудования, а также данная конструкция чрезвычайно дорога при изготовлении, имеет большую массу, что отрицательно сказывается на износе прессовых устройств. При этом при переходе на выпуск продукции, даже мало отличающейся по своим геометрическим характеристикам, требуется изготовление новых элементов как пуансона, так и матрицы. The disadvantages of this design include the fact that the working surface of the matrix is made of ceramic materials by machining. Such forming elements are characterized by high wear resistance and strength, but do not have the possibility of additional adjustment necessary when setting up the equipment, and this design is extremely expensive to manufacture, has a large mass, which negatively affects the wear of the press devices. At the same time, when switching to the production of products that are even slightly different in their geometric characteristics, the manufacture of new elements of both the punch and the matrix is required.

Известна конструкция формующих элементов, пуансона и матрицы, выбранная в качестве прототипа [2]. В данной конструкции пуансон включает формующую пластину, закрепленную на жестком основании с помощью крепежных болтов и основания, которое в свою очередь имеет отверстия для крепления на прессе. Матрица также включает жесткое основание, на котором при помощи винтовых шпилек закреплена формующая рамка, состоящая из узких стальных полос. The known design of the forming elements, the punch and the matrix, selected as a prototype [2]. In this design, the punch includes a forming plate mounted on a rigid base with fixing bolts and a base, which in turn has holes for mounting on the press. The matrix also includes a rigid base on which a forming frame consisting of narrow steel strips is fixed using screw pins.

Однако данный вид формующих элементов не позволяет проводить настройку геометрии рабочих поверхностей, также не может быть использован для выпуска изделия, которое имеет даже незначительные изменения в форме. However, this type of forming elements does not allow the geometry of the working surfaces to be adjusted, nor can it be used to produce an article that has even slight changes in shape.

Изобретение направлено на разработку формующих элементов (пуансона и матрицы), позволяющих производить настройку геометрии рабочих поверхностей, что позволит осуществлять выпуск изделий одного типоразмера, но разнообразных по форме, на одном и том же оборудовании, при этом значительно снижая себестоимость продукции. The invention is directed to the development of forming elements (punch and matrix) that allow you to customize the geometry of the working surfaces, which will allow the release of products of the same size, but different in shape, on the same equipment, while significantly reducing the cost of production.

Это достигается следующим образом. В формующих элементах с изменяющейся геометрией для производства гнутого листового стекла, состоящих из пуансона и матрицы, каждый из которых включает жесткую раму с отверстиями для крепления на прессе и рабочую поверхность, закрепленную на раме при помощи болтов, на матрице сверху, на пуансоне снизу, согласно предлагаемому решению рабочая поверхность пуансона состоит из набора тонких стальных пластин, при этом пластины пуансона и его рама в месте их соединения выполнены с продольными прорезями для крепежных болтов. Сверху рамы пуансона жестко закреплены поперечные балки с резьбовыми отверстиями под выдавливающие винты, а на жесткой раме матрицы, при помощи винтовых шпилек закреплена формующая рамка, состоящая из узких стальных полос, при этом по периметру жесткой рамы и формующей рамки выполнены резьбовые отверстия для их соединения и формирования необходимой геометрии. This is achieved as follows. In forming elements with varying geometry for the production of curved sheet glass, consisting of a punch and a matrix, each of which includes a rigid frame with holes for mounting on the press and a work surface mounted on the frame with bolts, on the matrix on top, on the punch from the bottom, according to the proposed solution, the working surface of the punch consists of a set of thin steel plates, while the punch plate and its frame at the point of their connection are made with longitudinal slots for fixing bolts. Transverse beams with screw holes for extruding screws are rigidly fixed on top of the punch frame, and a forming frame consisting of narrow steel strips is fixed on the rigid matrix frame using screw pins, while along the perimeter of the rigid frame and forming frame there are threaded holes for connecting them and the formation of the necessary geometry.

Сопоставительный анализ заявляемого изобретения с прототипом показывает, что заявляемые формующие элементы отличаются от прототипа тем, что основания для закрепления рабочих поверхностей матрицы и пуансона выполнены в виде рам, поверхность пуансона состоит из набора тонких пластин, при этом пластины и рама пуансона в месте их соединения выполнены с продольными прорезями для крепежных болтов. Сверху рамы пуансона жестко закреплены поперечные балки с резьбовыми отверстиями под выдавливающие винты. В матрице по периметру жесткой рамы и формующей рамки выполнены резьбовые отверстия для их соединения. Таким образом, заявляемое оборудование соответствует критерию "новизна". A comparative analysis of the claimed invention with the prototype shows that the claimed forming elements differ from the prototype in that the bases for fixing the working surfaces of the matrix and the punch are made in the form of frames, the surface of the punch consists of a set of thin plates, while the plates and the frame of the punch at the junction with longitudinal slots for fixing bolts. On top of the punch frame, transverse beams with threaded holes for extruding screws are rigidly fixed. Threaded holes are made in the matrix around the perimeter of the rigid frame and the forming frame for their connection. Thus, the claimed equipment meets the criterion of "novelty."

Формующие элементы с изменяющейся геометрией широко известны для производства тарного стекла, но для производства изделий из гнутого листового стекла подобные конструкции никогда ранее не использовались, а использование известных конструкций для этих целей невозможно. Таким образом, данная конструкция предлагается впервые и поэтому соответствует критерию "изобретательский уровень". Molding elements with varying geometry are widely known for the production of container glass, but similar structures have never been used before for the production of curved sheet glass, and the use of known structures for these purposes is impossible. Thus, this design is proposed for the first time and therefore meets the criterion of "inventive step".

На фиг.1 и фиг.2 изображены пуансон и матрица соответственно. Figure 1 and figure 2 shows the punch and the matrix, respectively.

При этом пуансон состоит из жесткой рамы 1, снизу которой при помощи крепежных болтов 2, через продольные прорези 5, обеспечивающие изменение размеров получаемых изделий, закреплена рабочая поверхность 3, выполненная из набора тонких пластин, при этом в пластинах также выполнены продольные прорези 4, позволяющие избежать критических напряжений в рабочей поверхности за счет продольного перемещения пластин. Сверху рамы жестко закреплены поперечные балки 6 при помощи крепежных болтов 7. В резьбовые отверстия поперечных балок вставлены выдавливающие винты 8, положением которых относительно балки может регулироваться форма рабочей поверхности. Отверстия 9, выполненные в раме 1, обеспечивают крепления пуансона на прессе. Матрица также состоит из жесткой рамы 10, сверху которой при помощи винтовых шпилек 11 закрепляется формующая рамка, состоящая из четырех узких стальных полос 12, требуемая форма которым придается при помощи изменения высоты вылета шпилек 11 относительно рамы. Отверстия 13, выполненные в раме 10, обеспечивают крепление матрицы на прессе. At the same time, the punch consists of a rigid frame 1, from the bottom of which, with the help of fixing bolts 2, through the longitudinal slots 5, which allow changing the sizes of the obtained products, the working surface 3 is fixed, made of a set of thin plates, while the longitudinal slots 4 are also made in the plates, allowing avoid critical stresses in the working surface due to the longitudinal movement of the plates. On top of the frame, the transverse beams 6 are rigidly fixed by means of fixing bolts 7. Extrusion screws 8 are inserted into the threaded holes of the transverse beams, the position of which relative to the beam can be used to adjust the shape of the working surface. Holes 9, made in the frame 1, provide fastening of the punch on the press. The matrix also consists of a rigid frame 10, on top of which a forming frame consisting of four narrow steel strips 12 is fixed using screw pins 11, the desired shape of which is made by changing the height of the pins 11 with respect to the frame. Holes 13, made in the frame 10, provide for mounting the matrix on the press.

Формующие элементы работают следующим образом. Предварительно настраивают пуансон и матрицу, придавая рабочим поверхностям соответствующие размеры и формы. Forming elements work as follows. Pre-adjust the punch and the matrix, giving the working surfaces the appropriate sizes and shapes.

Например, для производства гнутого листового стекла с шириной 0,3-0,5 м, длиной 0,6-1 м и радиусом кривизны по оси x 0,8-1,2 м, на линии ЛЗАС 500, с использованием встроенного в нее пресса может быть использована предложенная конструкция пуансона и матрицы. For example, for the production of curved flat glass with a width of 0.3-0.5 m, a length of 0.6-1 m and a radius of curvature along the x axis of 0.8-1.2 m, on the LZAS 500 line, using the built-in The press may use the proposed punch and die design.

Для данных размеров рабочая поверхность на матрице образуется 6-10 тонкими пластинами толщиной 0,1 мм. При этом настройка рабочих поверхностей производится следующим образом. Ширина формуемого изделия изменяется за счет изменения количества стальных пластин, которые образуют рабочую поверхность 3, при этом дискретность изменения размера составит 0,1 м. Длина изделия регулируется при помощи изменения положения крепежных болтов 2, продольное перемещение которых по продольным прорезям 5, в данном случае на 400 мм, обеспечивает требуемое изменение продольного размера изготавливаемого изделия. Изменение радиуса кривизны осуществляется выдавливающими болтами 8, расположенными на поперечных балках 6, через 0,05 м. При их вращении происходит выдавливание пластин рабочей поверхности 3 на ранее рассчитанную величину, одновременно с этим во избежание возникновения критических напряжений рабочая поверхность 3 имеет возможность продольного перемещения по пазам 4. После того, как рабочей поверхности 3 придана требуемая форма, ее окончательно закрепляют крепежными болтами 2, со стороны продольных разрезов 5. Настройку геометрии матрицы осуществляют следующим образом. Изменение размеров осуществляется за счет продольного и поперечного перемещения стальных полос 12 по раме 10. При этом их крепление обеспечивается резьбовыми шпильками 11, расположенными по периметру матрицы, через каждые 0,05 м. Изменение формы рамки производится за счет изменения вылета шпилек 11 относительно рамки, образованной стальными полосами 12, при этом данные значения должны быть заранее рассчитаны. For these sizes, the working surface on the matrix is formed by 6-10 thin plates with a thickness of 0.1 mm. In this case, the adjustment of the working surfaces is as follows. The width of the molded product changes due to a change in the number of steel plates that form the working surface 3, while the resolution of the size change is 0.1 m. The length of the product is adjusted by changing the position of the fixing bolts 2, the longitudinal movement of which along the longitudinal slots 5, in this case by 400 mm, provides the required change in the longitudinal size of the manufactured product. The radius of curvature is changed by extruding bolts 8 located on the transverse beams 6, through 0.05 m. When they rotate, the plates of the working surface 3 are extruded by a previously calculated value, while at the same time, to avoid critical stresses, the working surface 3 has the possibility of longitudinal movement along grooves 4. After the required shape is given to the working surface 3, it is finally fixed with fixing bolts 2, from the side of the longitudinal sections 5. Setting the geometry of the matrix As follows. Resizing is carried out due to the longitudinal and transverse movement of the steel strips 12 along the frame 10. Moreover, their fastening is provided by threaded rods 11 located along the perimeter of the matrix every 0.05 m. The shape of the frame is changed by changing the departure of the studs 11 relative to the frame, formed by steel strips 12, while these values must be calculated in advance.

Работа формующих элементов осуществляется следующим образом. Пуансон и матрицу закрепляют на прессе. Пуансон крепят к подвижному штоку с закрепленными на нем четырьмя штырями при помощи отверстий 9, располагающихся на раме 1. В эти отверстия вставляются крепежные штыри, на концах которых выполнена резьба, а закрепление производится при помощи крепежных гаек штока. Матрица закрепляется аналогичным способом на неподвижной станине пресса. Процесс прессования обеспечивается сближением пуансона и матрицы, за счет движения подвижного штока пресса. Во избежание прилипания стекла к поверхностям матрицы 12 и пуансона 3 их покрывают, например, стеклотканью. В случае появления брака, а именно несоответствия формы изделия, производят подналадку формующих поверхностей без их съема с пресса. Подналадку производят в пуансоне за счет перемещения вытяжных винтов 8, а в матрице - винтовых шпилек 11. Съем отформованного изделия с пресса осуществляют при помощи съемного устройства, использующегося на данной линии. The work of the forming elements is as follows. The punch and the matrix are fixed on the press. The punch is attached to the movable rod with four pins fixed to it using holes 9 located on the frame 1. Fastening pins are inserted into these holes, the ends of which are threaded, and fastened using the rod fixing nuts. The matrix is fixed in a similar manner on a fixed bed of the press. The pressing process is provided by the convergence of the punch and the die, due to the movement of the movable rod of the press. In order to avoid adhesion of the glass to the surfaces of the matrix 12 and the punch 3 they are covered, for example, with fiberglass. In the event of a defect, namely, a discrepancy in the shape of the product, a shaping of the forming surfaces is carried out without removal from the press. The adjustment is carried out in the punch by moving the exhaust screws 8, and in the matrix - screw pins 11. The removal of the molded product from the press is carried out using a removable device used on this line.

Таким образом, предлагаемая конструкция формующих элементов за счет изменения геометрии позволяет сократить расходы на изготовление новых штампов. При этом экономия составит от 50 до 100 тыс. руб. на партию, при каждом переходе на выпуск продукции, имеющей другую конфигурацию, но входящей в один типоразмер, что связано с отсутствием затрат на изготовление нового штампа. Thus, the proposed design of the forming elements by changing the geometry reduces the cost of manufacturing new dies. In this case, the savings will be from 50 to 100 thousand rubles. per batch, at each transition to the production of products having a different configuration, but included in one standard size, due to the lack of costs for the manufacture of a new stamp.

Источники информации
1. Патент USА 3816089, С 03 В 23/02, опубл. 11.06.1974.Sources of information
1. Patent USA 3816089, C 03 V 23/02, publ. 06/11/1974.

2. Патент США 3375093. 2. US patent 3375093.

3. Патент США 6044662, МПК C 03 B 23/025. 3. US patent 6044662, IPC C 03 B 23/025.

Claims

Molding elements with a varying geometry for the production of curved sheet glass, consisting of a punch and a matrix, each of which includes a rigid base for mounting on the press and a working surface fixed to the base: on the punch from the bottom and on the matrix from above, while the working surface of the matrix is made in the form of a forming frame consisting of narrow steel strips, the working surface of the punch is also steel, characterized in that the bases for fixing the working surfaces of the matrix and the punch are made in the form of frames, p The working surface of the punch consists of a set of thin plates, while the plates and the frame of the punch at the point of their connection are made with longitudinal slots for fixing bolts, transverse beams with threaded holes for extruding screws are rigidly fixed on top of the punch frame, and in the matrix around the perimeter of the rigid frame and forming frames made threaded holes for their connection with screw studs.