BR102015028866A2 - ferramenta para formação de incremento de uma folha de material - Google Patents

Abstract

ferramenta para formação de incremento de uma folha de material. a presente invenção refere-se geralmente às ferramentas para formação de incremento de folhas de material. mais particularmente, a presente invenção se refere a ferramentas usadas para garantir precisão dimensional e acessibilidade nas peças de trabalho formadas incrementalmente. a ferramenta para formação de incremento de uma folha de material (60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 140, 160) compreende uma ponta de formação (66, 76, 84, 94, 104, 114, 124, 126, 128, 146, 148, 150, 166), em que a dita ponta de formação tem um diâmetro; uma haste (62, 72, 82, 92, 102, 112, 136, 142, 162) na qual a dita ponta de formação é anexada, em que a dita haste tem um diâmetro, em que o dito diâmetro da dita ponta de formação (66, 76, 84, 94, 104, 114, 124, 126, 128, 146, 148, 150, 166) é maior que o dito diâmetro da dita haste.

Description

“FERRAMENTA PARA FORMAÇÃO DE INCREMENTO DE UMA FOLHA DE MATERIAL” Campo da Invenção [001] A presente invenção refere-se às ferramentas para formação de incremento de folhas de material. Mais particularmente, a presente invenção se refere a ferramentas usadas para garantir precisão dimensional e acessibilidade nas peças de trabalho formadas incrementalmente.

Antecedentes da Invenção [002] Vários métodos de formação de folha metálica são conhecidos. Um método comum de formação de folha metálica é estampagem através do uso de uma matriz. Entretanto, fundir uma matriz é um processo dispendioso. Embora um método popular de formação de metal, o uso de uma matriz tem certas desvantagens.

[003] Uma variante do uso de uma matriz na formação de uma peça de trabalho de metal é através de um processo de estiramento profundo. Nesse processo, um material bruto de folha metálica é estirado radialmente em uma matriz de formação através do uso de uma punção.

[004] Outro método conhecido de formação de uma peça de trabalho é por meio de formação de folha de incremento. Essa é uma técnica em que uma folha metálica é formada gradualmente em uma peça de trabalho finalizada por meio de uma série de deformações de incremento relativamente pequenas. A formação de folha é completada com o uso de uma ferramenta de ponta arredondada que é encaixada tipicamente a um braço robótico. A ferramenta forma a peça de trabalho incrementalmente por movimentos repetidos até que a peça de trabalho esteja completamente formada.

[005] Uma das três características de desempenho-chave que determinam a qualidade de peças de trabalho formadas incrementalmente é “precisão dimensional.” Os dois fatores principais que influenciam na precisão dimensional são o retorno da (folha metálica) peça de trabalho e a dureza dos vários elementos do sistema de máquina de formação. Entretanto, ferramentas de formação conhecidas não alcançam sempre o nível de precisão dimensional desejado pelo fato de que tais ferramentas têm hastes largas que podem interferir na formação da peça de trabalho de metal através de contato não intencional com as paredes verticais da peça de trabalho durante o processo de formação.

[006] Outro impedimento para alcançar o nível de precisão dimensional desejado é que as ferramentas conhecidas têm hastes que são afuniladas para corresponder com a ponta arredondada e, como uma consequência, a interface ponta para haste é o ponto mais fraco na trajetória de carga da máquina de formação inteira. Sistemas conhecidos são, desse modo, propensos a quebra nesse ponto causada pela dureza da ferramenta de formação e da fraqueza inerente da interface ponta para haste, uma fraqueza que se torna particularmente acentuada quando a deflexão é experienciada durante o processo de formação.

[007] Consequentemente, encontrar uma solução eficiente e econômica para moldar componentes interiores de veículo com o uso de um pigmento metálico na resina que evita marcas de fluxo ou pontos pretos enquanto minimiza o desperdício é um objetivo desejável para fabricantes automotivos.

Descrição da Invenção [008] A presente invenção supera os problemas associados às abordagens conhecidas para laminação de material de formação. A presente invenção é uma ferramenta para formação de incremento de uma folha de material na qual a ferramenta compreende uma ponta de formação, uma haste e um adaptador de interface posicionado entre a ponta de formação e a haste.

[009] O diâmetro da ponta de formação é maior que o diâmetro da haste. A ponta de formação pode ser de uma variedade de configurações conforme for mais adequado para um formato de peça de trabalho particular. A ponta de formação pode ter o formato em O. A ponta de formato em O pode ter uma área rebaixada formada na mesma. A área rebaixada pode ter um formato frustocônico. Uma ferramenta de formação que tem uma única ponta de formação de formato em O pode ser usada ou, alternativamente, uma ferramenta de formação que tem múltiplas pontas de formação de formato em O pode ser usada. Os diâmetros das múltiplas pontas de formação de formato em O são diferentes, por meio dos quais uma ponta que tem um diâmetro menor pode ser selecionada para uma primeira passagem para contornar a peça de trabalho, seguida pela seleção de uma ponta que tem um diâmetro maior e assim por diante até que a peça de trabalho seja finalizada. Pelo fornecimento de uma única ferramenta de formação que tem pontas de diâmetros maiores crescentemente, a mesma ferramenta de formação pode ser usada pra múltiplas passagens para contornar a peça de trabalho sem a necessidade de alteração da ferramenta de formação.

[010] Como uma alternativa para a ponta de formação que tem o formato em O, a ponta de formação pode ser feita de múltiplas esferas. Em uma primeira realização da variante de esferas múltiplas da ferramenta de formação, em que as esferas têm diferentes diâmetros pode ser fornecida, desse modo, permitindo uma ponta de formação de um diâmetro menor a ser usada para uma passagem inicial para contornar a peça de trabalho, seguida pelo uso de uma esfera que tem um diâmetro maior. Do mesmo modo que a ferramenta de formação que tem múltiplas pontas de formação de formato em O de diferentes tamanhos, em que a ferramenta de formação tem esferas de diferentes tamanhos permite o uso de uma única ferramenta de formação sem a necessidade de alterar as ferramentas de formação entre passagens. A

[011] Em uma segunda realização da variante de esferas múltiplas da ferramenta de formação, as esferas são todas do mesmo diâmetro. Essa ferramenta de formação gira durante o processo de formação de peça de trabalho.

[012] Independentemente da realização, a ferramenta de formação da presente invenção fornece um método eficiente e prático de formação de folha de incremento que é desprovido das desvantagens de abordagens conhecidas. A presente invenção não sofre da possibilidade de quebra enquanto evita a interferência de peça de trabalho haste para peça de ferramenta experienciada através da operação de ferramentas de formação conhecidas.

[013] As vantagens acima e outras vantagens e recursos serão prontamente aparentes a partir da descrição detalhada a seguir das realizações preferenciais quando consideradas em conjunto com as figuras anexas.

Breve Descrição dos Desenhos [014] Para um entendimento mais completo dessa invenção, referências devem agora ser feitas para as realizações ilustradas em maiores detalhes nas figuras anexas e descritas abaixo por meio de exemplos da invenção em que: - A Figura 1 é uma vista lateral de um sistema conhecido para formação incrementalmente de uma peça de trabalho; - A Figura 2 é uma vista lateral de uma peça de trabalho que é formada por ferramentas de formação que se opõe de acordo com um arranjo conhecido; - A Figura 3 é uma vista lateral de uma peça de trabalho que é formada por ferramentas de formação separadas de acordo com um arranjo conhecido; - A Figura 4 é uma vista lateral de uma ferramenta de formação de incremento de acordo com a técnica anterior; - A Figura 5A é uma vista lateral de uma ferramenta de formação de incremento de acordo com a técnica anterior que ilustra uma força de retorno e uma tensão consequente disposta na junta entre a porção afunilada da haste de ferramenta e da ponta arredondada; - A Figura 5B é uma vista lateral de uma ferramenta de formação de incremento de acordo com a técnica anterior que ilustra a deflexão de haste e a deflexão de ponta da ferramenta; - A Figura 5C é uma vista lateral de uma ferramenta de formação de incremento de acordo com a técnica anterior que ilustra a interferência de peça de trabalho haste para peça de ferramenta; - A Figura 6 é uma vista lateral de uma ferramenta de formação de incremento de acordo com a presente invenção que ilustra a haste, a ponta de formação e um adaptador de interface; - A Figura 7 é uma vista lateral de uma realização adicional da ferramenta de formação de incremento de acordo com a presente invenção que ilustra a haste, a ponta de formação e um adaptador de interface; - A Figura 8A é uma vista em corte de uma primeira configuração de ponta de uma ferramenta de formação de incremento de acordo com a presente invenção; - A Figura 8B é uma vista em corte de uma segunda configuração de ponta de uma ferramenta de formação de incremento de acordo com a presente invenção; - A Figura 8C é uma vista em corte de uma terceira configuração de ponta de uma ferramenta de formação de incremento de acordo com a presente invenção; - A Figura 8D é uma vista em corte de uma quarta configuração de ponta de uma ferramenta de formação de incremento de acordo com a presente invenção; - A Figura 9A é uma vista do lado inferior de uma ferramenta de giro multipontas de acordo com a presente invenção em que as pontas têm um formato em O e têm diferentes diâmetros; - A Figura 9B é uma vista lateral da ferramenta de giro multipontas da Figura 9Ade acordo com a presente invenção; - A Figura 10A é uma vista em corte de uma ferramenta de giro de ponta multiesferas de acordo com a presente invenção em que as pontas esféricas são de diferentes diâmetros; - A Figura 10B é uma vista do lado inferior da ferramenta de giro de ponta multiesferas da Figura 10Ade acordo com a presente invenção; - A Figura 11A é uma vista em corte de outra ferramenta de giro de ponta multiesferas de acordo com a presente invenção em que as pontas têm o mesmo diâmetro; e - A Figura 11B é uma vista do lado inferior da ferramenta de giro de ponta multiesferas da Figura 11A de acordo com a presente invenção.

Descrição de Realizações da Invenção [015] Nas Figuras a seguir, os mesmos numerais de referência serão usados para se referir aos mesmos componentes. Na descrição a seguir, vários parâmetros e componentes de operação são descritos para realizações construídas diferentes. Esses parâmetros e componentes específicos são incluídos como exemplos e não se destinam a serem limitantes.

[016] Em referência à Figura 1, um sistema conhecido, geralmente ilustrado como 10, para formação incrementalmente de uma peça de trabalho 12 é mostrado. Tais sistemas são usados para formação de uma variedade de materiais formáveis, tais como folha metálica. A peça de trabalho 12 pode ser geralmente plana ou pode ser pelo menos parcialmente pré-formada ou não plana em uma ou mais realizações da presente invenção. O sistema 10 inclui convencionalmente uma estrutura de sustentação de peça de trabalho 14 e 14’ que captura de modo liberável e retém a peça de trabalho 12, um primeiro manipulador 16 e um segundo manipulador 18. O primeiro manipulador 16 e o segundo manipulador 18 são operados por um controlador programável (não ilustrado). O controlador monitora e controla a operação dos manipuladores, a célula de carga, o elemento de aquecimento, o braço e o alterador de ferramenta.

[017] O primeiro manipulador 16 e o segundo manipulador 18 são fornecidos para posicionar as ferramentas de formação. O primeiro manipulador 16 e o segundo manipulador 18 são montados em plataformas separadas (não mostradas). O primeiro manipulador 16 e o segundo manipulador 18 podem ter a mesma configuração ou configurações diferentes, tais como ter múltiplos graus de liberdade. Por exemplo, manipuladores de seis braços podem ter pelo menos seis graus de liberdade tal como o Fanuc Robotics model F-200Í robô de seis braços.

[018] O manipulador 16 inclui uma série de ligações ou escoras 20 juntas a uma plataforma. O manipulador 18 inclui uma série de ligações ou escoras 22 juntas a uma plataforma. As ligações ou escoras 20 e 22 são tipicamente atuadores lineares, tais como cilindros hidráulicos. Um manipulador que tem seis graus de liberdade pode se mover em três direções lineares e três direções angulares singularmente ou em qualquer combinação. Desse modo, os manipuladores 16 e 18 pode mover uma ferramenta associada ao longo de uma pluralidade de eixos geométricos, tais como eixos geométricos X, Y e Z.

[019] O primeiro manipulador 16 pode incluir uma célula de carga 24, um elemento de aquecimento 26, um braço 28, um suporte de ferramenta 30 e uma ferramenta de formação 32. O segundo manipulador 18 pode incluir uma célula de carga 34, um elemento de aquecimento 36, um braço 38, um suporte de ferramenta 40 e uma ferramenta de formação 42.

[020] As células de carga 24 e 34 detectam a força exercida na peça de trabalho 12. Os dados gerados pelas células de carga 24 e 34 são comunicados para o controlador para operação de monitoramento e controle do sistema 10.

[021] Os elementos de aquecimento 26 e 36 fornecem energia que é transmitida para a peça de trabalho 12 para acentuar a formação desejada da peça de trabalho 12. Os elementos de aquecimento 26 e 36 podem ser elétricos ou não elétricos e podem ser usados para fornecer calor diretamente (tal como por laser) ou indiretamente (tal como por condução) para a peça de trabalho 12.

[022] Os braços 28 e 36 são fornecidos para girar os suportes de ferramenta 30 e 40 respectivamente. Os braços 28 e 38 podem ser controlados ativamente por giro controlado ou programado. Alternativamente, os braços 28 e 38 podem ser controlados passivamente pela permissão de giro livre dos braços 28 e 38 em resposta a força exercida contra a peça de trabalho 12, tal como a força transmitida pelas ferramentas de formação 32 e 42.

[023] Os suportes de ferramenta 30 e 40 recebem e retém as ferramentas de formação 32 e 42 respectivamente. Cada um dos suportes de ferramenta 30 e 40 incluem uma abertura para receber uma porção das ferramentas de formação 32 e 42 e assegurar as ferramentas de formação 32 e 42 em uma posição fixada com um grampo, parafuso de ajuste ou outros mecanismos como é conhecido na técnica. Alternativamente, os suportes de ferramenta 30 e 40 e/ou ferramentas de formação 32 e 42 podem também ser associados a um alterador de ferramenta automatizado (não mostrado) que pode permitir uma troca ou substituição rápida de ferramentas.

[024] O sistema 10 é usado para formar incrementalmente uma peça de trabalho. De acordo com o método de formação de incremento, a peça de trabalho 12 é formada em uma configuração desejada por uma série de pequenas deformações de incremento. As pequenas deformações de incremento são feitas pelo movimento das ferramentas de formação 32 e 42 contra a superfície da peça de trabalho 12. O movimento das ferramentas de formação 32 e 42 pode ocorrer ao longo de uma trajetória programada no controlador. Alternativamente, a trajetória de movimento das ferramentas de formação 32 e 42 pode também ser adaptativamente programada em tempo real com base na retroalimentação medida, tal como a partir das células de carga 24 e 34. De acordo com esse método, a formação ocorre incrementalmente conforme as ferramentas de formação 32 e 42 são movidas ao longo da peça de trabalho 12.

[025] As ferramentas de formação 32 e 42 conferem uma força de estruturação para a formação da peça de trabalho 12. De acordo com as técnicas conhecidas, a peça de trabalho 12 pode ser formada através de operação de duas ferramentas de formação opostas 32 e 42 como ilustrado na Figura 2 ou através da operação de duas ferramentas de formação separadas 32 e 42 como ilustrado na Figura 3. Quando as ferramentas de formação 32 e 42 operam em oposição como ilustrado na Figura 2, a peça de trabalho 12 é estruturada através dos movimentos simultâneos das ferramentas. Alternativamente, a peça de trabalho 12 pode ser formada pela operação simultânea das ferramentas de formação 32 e 42 quando as ferramentas são posicionadas não em oposição, mas em localizações separadas como ilustrado na Figura 3.

[026] Embora certos objetivos sejam alcançados, as ferramentas de formação conhecidas, tais como as ferramentas de formação 32 e 42, falham em superar desafios conhecidos e consistentes quando usadas em produção. Essas fraquezas são inerentes ao projeto e a construção de ferramentas de formação conhecidas por si sós.

[027] Em referência à Figura 4, uma vista lateral da ferramenta de formação de incremento 32 mostrada nas Figuras 1 até 3 é ilustrada. A ferramenta de formação 32 inclui uma haste 44, uma transição 46, um pescoço 48 e uma extremidade de esfera sólida ou uma ponta de formação 50. O pescoço 48 define a interface ponta para haste. A transição 46 é conhecida por ter ambos os formatos cônicos e não cônicos, embora uma transição cônica 46 é ilustrada.

[028] Conforme ilustrado na Figura 5A, ferramentas de formação de incremento conhecidas são estruturalmente mais fracas na trajetória de carga da máquina de formação (sistema), pelo fato de que as mesmas são fisicamente o menor elemento no sistema. Isso é especialmente verdade na interface entre a ponta de formação 50 e a transição 46. Forças de formação, tais como a força de retorno RF mostrada na Figura 5A e a deflexão de haste SD e a deflexão de ponta TD mostradas na Figura 5B são transferidas inteiramente através dessas seções menores quando as peças de trabalho estão sendo formadas faz com que as mesmas se sujeitem às tensões mais altas.

[029] Conforme é conhecido na técnica anterior, diâmetros de ponta menores são mais comuns que suas contrapartes maiores pelo fato de que as mesmas podem formar filetes, pequenos recursos e cantos afiados. Entretanto, a necessidade do uso de pontas menores apresenta certos problemas na produção. Em primeiro lugar, o diâmetro da interface do pescoço 48 entre a ponta de formação 50 e a haste 44 é menor que o diâmetro da extremidade em esfera conforme é ilustrado nas Figuras 4 a 5C. Por exemplo, o pescoço de uma ponta de ferramenta de diâmetro de 6 mm pode não ter mais que 4 mm. Quando cargas maiores são aplicadas, as tensões nas interfaces podem se tornar extremamente alta que resulta tanto nas deformações elásticas quanto nas possivelmente plásticas, conforme mostrado nas Figuras 5A e 5B. Em segundo lugar, qualquer deformação elástica na ponta de formação 50 causará imprecisões dimensionais da peça de trabalho. Em terceiro lugar, quaisquer deformações plásticas causarão danos permanentes à ferramenta de formação 32.

[030] Outros problemas associados às ferramentas de formação conhecidas são conhecidos. Por exemplo, as forças de giro sobre os eixos geométricos de ferramenta (conforme mostrado na Figura 5A) podem fazer com que a ponta de formação 50 quebre a partir da transição 46 no pescoço 48 devido a fatiga. Além disso, as ferramentas de formação 32 que tem pontas menores de formação 50 têm hastes menores 44 para evitar interferência com a peça de trabalho durante a formação. As hastes 44 são cantiléveres com as forças aplicadas na extremidade. As deflexões de ferramenta se tornam tão significantes que podem afetar a precisão dimensional, conforme o comprimento de haste se torna mais longo e o diâmetro se torna menor conforme indicado nas Figuras 5A e 5B.

[031] Ademais, o diâmetro da haste 44 em relação ao diâmetro da ponta de formação 50 dita o ângulo de formação máximo. Consequentemente e conforme ilustrado na Figura 5C, quaisquer áreas da peça de trabalho que tem inclinações maiores que o ângulo de formação máximo irão interferir com a haste 44. Conforme ilustrado, existe uma área de interferência física PI causada durante a formação da peça de trabalho W quando a extremidade inferior da haste 44 entra em contato com a peça de trabalho W. Na área de interferência física PI, a haste impacta contra a peça de trabalho W o que resulta em formação insatisfatória da peça de trabalho W. Conforme é ilustrado nas Figuras 4 a 5A, as abordagens da técnica anterior fornecem uma ferramenta de formação de incremento que sofre de certas desvantagens.

[032] A presente invenção supera os desafios encarados pelas ferramentas de formação de incremento conhecidas. Quatro realizações gerais são ilustradas nas Figuras e são discutidas em relação às mesmas. As Figuras 6 a 8D ilustram uma primeira realização. As Figuras 9A e 9B ilustram uma segunda realização. As Figuras 10Ae 10B ilustram uma terceira realização. As Figuras 11A e 11B ilustram uma quarta realização.

[033] Em referência às Figuras 6 a 8D, as variações da primeira realização da presente invenção são ilustradas. Os recursos comuns das variações ilustradas da ferramenta de formação de incremento incluem uma haste para anexar a uma unidade tal como uma máquina CNC ou um braço robótico, uma ferramenta de formação de formato em O e um adaptador que funciona como a interface entre a haste e a ferramenta de formação de formato em O. Enquanto três componentes individuais são ilustrados, deve ser entendido que a ferramenta de formação de incremento das Figuras 6 a 8D podem ser formadas a partir de uma peça sólida. A ferramenta de formação da presente invenção pode ser usada para formação de qualquer material ou materiais adequado que tem características de formação desejadas, tais como um metal, uma liga de metal, um material polimérico ou combinações dos mesmos.

[034] O recurso mais importante da ferramenta de formação de incremento das Figuras 6 a 8D é o uso do componente de formato em O como o elemento de formação em vez da ponta de extremidade em esfera da técnica anterior. Esse projeto fornece várias vantagens da técnica anterior. A ferramenta de formação de incremento das Figuras 6 a 8D é de uma construção extremamente rígida com muito pouca deformação elástica e nenhuma deformação plástica na ponta (definido pelo formato em O ilustrado). Essa configuração fornece um equilíbrio ótimo de dureza de ferramenta exigido para formar um material de peça de trabalho duro e uma integridade estrutural que é forte o suficiente para impedir a quebra. Consequentemente, a presente invenção supera a limitação de ferramentas de formação conhecidas que sofrem quebra se forem muito rígidas e, desse modo, não podem ser efetivo ou economicamente usadas para formar peças de trabalho compostas de material duro. O formato em O por si só pode ser feito com a largura necessária para uma aplicação particular. O diâmetro da haste pode ser feito tão largo quanto o diâmetro externo do formato em O que, desse modo, faz com que a haste seja extremamente rígida. O lado de baixo plano das pontas de formato em O fornecem uma precisão dimensional melhorada durante o processo de formação.

[035] Outras vantagens da ferramenta de formação de incremento das Figuras 6 a 8D incluem uma chance reduzida de fratura por fadiga devido às tensões menores e ao fato de que a haste não interfere com a peça de trabalho que é formada enquanto a haste for igual ou menor que o diâmetro de fora do formato em O. Quando visto em corte transversal, o formato em O circular, elíptico ou em qualquer outro formato que pode ser ótimo para a peça de trabalho é formado. O formato em O por si só pode ser produzido a partir de um material de dureza alta tais como aço, tungstênio ou carboneto de tungstênio de ferramenta que é diferente do material para fazer o adaptador e a haste. O formato em O pode também ser revestido sem ter que revestir o adaptador ou a haste. Finalmente, a ferramenta de formação de incremento das Figuras 6 a 8D resulta em formabilidade melhorada da peça de trabalho como um resultado de pôr mais energia no ponto de contato pelo fato de que a velocidade linear aumentada no ponto de formação.

[036] Em referência à Figura 6, uma vista lateral de uma ferramenta de formação de incremento de acordo com a presente invenção é mostrada e é geralmente ilustrada como 60. A ferramenta de formação de incremento 60 inclui uma haste 62, um adaptador de interface 64 e uma ponta de formação de formato em O 66.

[037] Em referência à Figura 7, uma vista lateral de uma ferramenta de formação de incremento de acordo com a presente invenção é mostrada e é geraimente ilustrada como 70. A ferramenta de formação de incremento 70 inclui uma haste 72, um adaptador de interface 74 e uma ponta de formação de formato em O 76.

[038] As pontas de formação de formato em O 66 e 76 podem ter uma variedade de formatos e tamanhos. Algumas dessa várias configurações são ilustradas nas Figuras 8A a 8D. Em referência à Figura 8A, uma vista em corte de uma ferramenta de formação de incremento de acordo com a presente invenção é ilustrada e é geralmente ilustrada como 80. A ferramenta de formação de incremento 80 inclui uma haste 82 e uma ponta de formação de formato em O 84. Conforme ilustrado, a ponta de formação de formato em O 84 é sólida.

[039] Em referência à Figura 8B, uma vista em corte de uma ferramenta de formação de incremento de acordo com a presente invenção é ilustrada e é geralmente ilustrada como 90. A ferramenta de formação de incremento 90 inclui uma haste 92 e uma ponta de formação de formato em O 94. A ponta de formação de formato em O 94 tem uma área rebaixada de lado de baixo 96 que tem um formato frustocônico.

[040] Em referência à Figura 8C, uma vista em corte de uma ferramenta de formação de incremento de acordo com a presente invenção é ilustrada e é geralmente ilustrada como 100. A ferramenta de formação de incremento 100 inclui uma haste 102 e uma ponta de formação de formato em O 104 que é similar a, mas não a mesma que, a ponta de formação de formato em O 104 da realização mostrada na Figura 8B em que a ponta de formação de formato em O 104 é mais larga que a ponta de formação de formato em O 94. A ponta de formação de formato em O 104 tem uma área rebaixada de lado de baixo 106 que tem um formato frustocônico.

[041] Em referência à Figura 8D, uma vista em corte de uma ferramenta de formação de incremento de acordo com a presente invenção é ilustrada e é geralmente ilustrada como 110. A ferramenta de formação de incremento 110 inclui uma haste 112 e uma ponta de formação de formato em O 114. A ponta de formação de formato em 0 114 tem uma superfície superior angulada não presente na ponta de formação de formato em O 94 e 104. A ponta de formação de formato em O 114 tem uma área rebaixada de lado de baixo 114 que tem um formato frustocônico que é mais complexo que os formatos das áreas rebaixadas 96 e 106.

[042] As Figuras 9A e 9B ilustram a segunda realização da presente invenção. Conforme ilustrado nessas Figuras, uma ferramenta de formação multiponta, geralmente ilustrada como 120, é mostrada. A ferramenta de formação multiponta 120 inclui um adaptador 122 no qual uma pluralidade de pontas de formação de metal de formato em O, que incluem uma ponta de formato em O 124, uma ponta de formato em O 126 e uma ponta de formato em O 128 são anexadas. A ponta de formato em O 124 é anexada ao adaptador 122 por um braço 130. A ponta de formato em O 126 é anexada ao adaptador 122 por um braço 132. A ponta de formato em O 128 é anexada ao adaptador 122 por um braço 134. O adaptador 122 é anexado a uma haste 136. Os braços 130, 132 e 134 funcionam como eixos geométricos de posicionamento.

[043] As pontas de formato em O 124, 126 e 128 de acordo com essa realização são de diâmetros diferentes. Por exemplo, as pontas de formato em O 124, 126 e 128 podem estar entre 6 mm e 25 mm em diâmetro. Pelo fornecimento de uma única ferramenta de formação 120 que tem pontas de tamanhos diferentes, a necessidade de alterar ferramentas de formação durante a operação de formação é evitada como a ponta menor 128 pode ser usada para a primeira passagem de contorno na peça de trabalho, a ponta de tamanho intermediário 124 pode ser selecionada para a segunda passagem e a ponta maior 126 pode ser selecionada para a passagem final.

[044] As Figuras 10A e 10B ilustram a terceira realização da presente invenção. Conforme ilustrado nessas Figuras, uma ferramenta de formação de ponta multiesferas, geralmente ilustrada como 140, é mostrada. A ferramenta de formação de ponta multiesferas 140 inclui uma haste 142 na qual é anexado um corpo de formato em O 144. Se estendendo para fora do corpo de formato em O 144 é uma pluralidade de pontas de extremidade de esfera de formação de metal, que incluem uma ponta de extremidade em esfera 146, uma ponta de extremidade em esfera 148 e uma ponta de extremidade em esfera 150. As pontas de extremidade de esfera 146, 148 e 150 têm diâmetros diferentes. Por exemplo, as pontas de extremidade de esfera 146, 148 e 150 podem estar entre 6 mm e 25 mm em diâmetro. Pelo fornecimento de uma única ferramenta de formação 140 que tem pontas de tamanhos diferentes, a necessidade de alterar ferramentas de formação durante a operação de formação é evitada como a ponta de extremidade em esfera menor 146 pode ser usada para a primeira passagem de contorno na peça de trabalho, a ponta de extremidade em esfera de tamanho intermediário 150 pode ser selecionada para a segunda passagem e a ponta de extremidade em esfera maior 148 pode ser selecionada para a passagem final.

[045] A ferramenta de formação 120 das Figuras 9A e 9B e a ferramenta de formação 140 das Figuras 10Ae 10B oferecem várias vantagens sobre a técnica anterior, que incluem várias dessas da ferramenta de formação das Figuras 6 a 8D. As pontas podem ser feitas de um material de dureza alta que é diferente do adaptador e da haste (as mesmas podem ser revestidas sem ter que revestir o adaptador e a haste) bem como a formabilidade melhorada da peça de trabalho como um resultado de pôr mais energia no ponto de contato pelo fato de que a velocidade linear de formação no ponto de formação.

[046] As Figuras 11A e 11B ilustram a quarta realização da presente invenção. Conforme ilustrado nessas Figuras, uma ferramenta de formação de pulso e giro de ponta multiesferas, geralmente ilustrada como 160, é mostrada. A ferramenta de formação de giro de ponta multiesferas 160 inclui uma haste 162 na qual é anexado um corpo de formato em O 164. Se estendendo para fora do corpo de formato em O 164 é uma pluralidade de pontas de extremidade de esfera de formação de metal 166, preferencialmente do mesmo diâmetro. No giro em uma direção de giro R, a ferramenta de formação de giro de ponta multiesferas 160 efetivo e incrementalmente forma a peça de trabalho de metal por pulsação emulada que pode levar a formabilidade melhorada.

[047] Independentemente da realização, a ferramenta de formação que gira da presente invenção fornece um método eficiente e prático de formação de folha de incremento que é desprovido das desvantagens de abordagens conhecidas, A presente invenção não sofre da possibilidade de quebra entre a ponta de formação e a transição conforme é conhecido na técnica pelo fato de que o diâmetro da ponta de ferramenta de formação comparado com a haste. Por causa do projeto melhorado, forças tão grandes quanto de 8kN podem ser aplicadas. Ademais, a presente invenção evita a interferência de peça de trabalho para haste de ferramenta experienciada através da operação de ferramentas de formação da técnica anterior.

[048] A pessoa versada na técnica reconhecerá prontamente a partir de tal discussão e a partir das Figuras e reivindicações anexas que várias alterações, modificações e variações podem ser feitas na mesma sem se distanciar do verdadeiro espirito e escopo justo da invenção conforme definido pelas reivindicações a seguir.

Reivindicações

Claims (10)

1. FERRAMENTA PARA FORMAÇÃO DE INCREMENTO DE UMA FOLHA DE MATERIAL (60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 140, 160), em que a ferramenta é caracterizada por compreender: - uma ponta de formação (66, 76, 84, 94, 104, 114, 124, 126, 128, 146, 148, 150, 166), em que a dita ponta de formação tem um diâmetro; - uma haste (62, 72, 82, 92, 102, 112, 136, 142, 162) na qual a dita ponta de formação é anexada, em que a dita haste tem um diâmetro, em que o dito diâmetro da dita ponta de formação (66, 76, 84, 94, 104, 114, 124, 126, 128, 146, 148, 150, 166) é maior que o dito diâmetro da dita haste.

2. FERRAMENTA (60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 140, 160) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que inclui adicionalmente um adaptador de interface (64, 74, 122, 144, 164) entre a dita ponta de formação (66, 76, 84, 94, 104, 114, 124, 126, 128, 146, 148, 150, 166) e a dita haste (62, 72, 82, 92, 102, 112, 136, 142, 162).

3. FERRAMENTA, (60, 70, 80, 90, 100, 110) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a dita ponta de formação tem um formato em O (66, 76, 84, 94, 104, 114).

4. FERRAMENTA (90, 100, 110), de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que a dita ponta de formação (94, 104, 114) inclui uma área rebaixada (96, 106, 116).

5. FERRAMENTA (90, 100, 110), de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que a dita área rebaixada (96, 106, 116) tem um formato e em que o dito formato é frustocônico.

6. FERRAMENTA (120, 140, 160), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a dita ponta (124, 126, 128, 146, 148, 150, 166) compreende uma pluralidade de esferas.

7. FERRAMENTA (120, 140, 160), de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que inclui adicionalmente um adaptador (122, 144, 164), ao qual as ditas pelo menos duas esferas (124, 126, 128, 146, 148, 150, 166) são diretamente anexadas.

8. FERRAMENTA (120), de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que inclui adicionalmente um adaptador (122) e braços (130, 132, 134), em que o número de braços corresponde ao número dos ditos pelo menos dois braços, por meio dos quais cada uma das ditas esferas (124, 126, 128) é anexada ao dito adaptador (122) por um dos ditos braços.

9. FERRAMENTA (160), de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que cada uma das ditas pelo menos duas esferas (166) tem um diâmetro e em que cada um dos ditos diâmetros é o mesmo.

10. FERRAMENTA (120, 140), de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que cada uma das ditas, pelo menos duas, esferas (124, 126, 128, 146, 148, 150) tem um diâmetro e em que cada um dos ditos diâmetros é diferente, por meio dos quais a necessidade por ferramentas de alteração entre operações é evitada.