BR112014020730B1 - aparelho, instalação e método para formar uma peça bruta de folha metálica - Google Patents

Abstract

APARELHO, INSTALAÇÃO E MÉTODO PARA FORMAR UMA PEÇA BRUTA DE FOLHA METÁLICA, E PEÇA DE TRABALHO PRODUZIDA PELO MÉTODO. A invenção se refere a um aparelho para a usinagem de uma peça de trabalho feita de metal, tal como aço, por meio de processos de usinagem, tais como conformação, prensagem, estiramento, compressão e corte, compreendendo as seguintes características ou componentes: pelo menos duas ferramentas são fornecidas; as ferramentas estão associadas com um acionador para o seu movimento para a realização do processo de usinagem; os acionadores são organizados de tal maneira que, durante o deslocamento em trajetórias, as ferramentas têm diferentes velocidades em relação à pelo menos uma parte de suas trajetórias.

Description

[0001] A invenção se refere ao campo da usinagem de peças de trabalho feitas de metal, tal como aço ou outros metais. Ela se refere a um aparelho para conformação de acordo com a reivindicação 1, uma instalação para a conformação de acordo com a reivindicação 5, um método para a conformação de acordo com a reivindicação 6, e uma peça de trabalho de acordo com a reivindicação 7.

[0002] A usinagem de uma peça de trabalho pode compreender qualquer processo, tais como corte, compressão, estiramento e moldagem.

[0003] Componentes em forma de panela compreendem uma parte inferior, uma parede de recipiente e uma borda estirada. Um tal componente é muitas vezes utilizado como um copo de mola para alojar as extremidades de uma mola helicoidal. Eles são amplamente utilizados na indústria automóvel, em particular.

[0004] Aços de alta resistência são problemáticos na produção de tais copos de mola. Embora estes tenham a vantagem de que eles têm resistência à tração extremamente elevada, e que, aços de menor espessura e, portanto, de peso inferior podem ser utilizados, tais aços são relativamente frágeis e propensos a romper. Isto ocorre particularmente durante a deformação em zonas de transição de alta tensão. O rompimento ocorre em especial nas regiões de transição entre a parte inferior do copo e a parede do copo e entre a parede do copo e a borda estirada.

[0005] DE 102 54 103 B3 descreve uma ferramenta de estiramento profundo para estiramento profundo de partes conformadas. Isto compreende um dispositivo de preensão anular para prender uma peça bruta. O dispositivo de preensão inclui um espaço no qual uma parte inferior e um conformador de corpo são móveis na direção do estiramento. Estes dois podem ter duas velocidades diferentes. Isso deve levar a uma maior precisão de conformação.

[0006] DE 27 27 174 C2 descreve um método e um aparelho para o estiramento profundo de um recipiente de alumínio. Neste caso, as duas partes são mutuamente móveis, ou seja, uma punção e uma matriz. A velocidade do movimento para cima da punção pode ser maior do que a velocidade da matriz em movimento na direção descendente. Uma razão elevada de estiramento é para ser alcançada deste modo.

[0007] DE 10 2007 050 581 A1 descreve um método para influenciar a progressão da espessura da folha no estiramento profundo de corpos ocos. Isto envolve arqueamento múltiplo (deformação) e retro-arqueamento (reforma) de uma peça de trabalho. Durante a fase de reforma, a velocidade relativa entre a punção e a matriz é aumentada em relação à taxa aumentada durante a fase de deformação. A punção executa um movimento contra a fase da deformação durante a fase de reforma. As velocidades da punção durante as referidas fases são desiguais em tamanho.

[0008] A invenção se baseia no objetivo de proporcionar um aparelho, uma instalação, um método e uma peça de trabalho de tal maneira que os aços de alta resistência podem ser formados sem conduzir a um rompimento nas regiões de borda e um estiramento profundo é obtido que é maior do que antes.

[0009] Este objetivo é atingido por meio das características das reivindicações independentes.

[0010] A idéia básica é a seguinte:

[0011] Uma punção e uma matriz cooperando com o mesmo são usados de uma maneira convencional. No entanto, tanto a punção e a matriz estão em duas partes. Ambos compreendem uma parte interna substancialmente cilíndrica e um anel em torno da mesma.

[0012] Todos os quatro componentes mencionados podem ser movidos na direção de estiramento para o propósito de conformação.

[0013] É essencial que pelo menos duas das partes envolvidas no processo de estiramento tenham velocidades diferentes, pelo menos durante determinadas fases de conformação. Em particular, a matriz interna pode ter uma velocidade mais alta do que a matriz externa.

[0014] Os procedimentos seguintes são possíveis: I. Durante a fase inicial, ambas as matrizes se movem na mesma direção com a mesma velocidade. II. Durante uma fase intermediária, as duas matrizes se movem em uma e na mesma direção, mas a interna em uma velocidade maior do que a externa. III. Em uma fase final, a matriz interna é estacionária, enquanto a externa continua a se mover a uma velocidade constante.

[0015] Outras variantes são as seguintes:

[0016] A matriz externa se move a partir do início a uma velocidade constante. Em contraste, a trajetória da matriz interna é igual ao da curva interna de um movimento controlado, por exemplo, uma curva de seno, começando em uma velocidade mais baixa do que a da matriz externa, em seguida, superando a referida velocidade e em seguida a diminuindo novamente.

[0017] As diferenças de velocidade podem ser significativas. Assim, a velocidade da matriz interna pode ser de 1,5 a 2, 2,5 ou 3 vezes a velocidade da matriz externa.

[0018] A invenção é ainda ilustrada pelos desenhos. Eles mostram o seguinte em detalhes:

[0019] A Fig. 1 mostra uma representação esquemática em elevação de um aparelho de estiramento com uma peça de trabalho já pré-conformada em uma primeira fase de conformação, ou seja, a totalidade do curso de conformação.

[0020] A Fig. 2 mostra a peça de trabalho logo antes do final da segunda fase de conformação.

[0021] A Fig. 3 mostra a peça de trabalho no final do processo de conformação.

[0022] As Figs. 4 a 9 ilustram o processo de conformação em seis estações de conformação diferentes.

[0023] O aparelho de estiramento mostrado na FIG. 1 compreende uma punção 1 e um suporte da peça bruta 2. A punção 1 é um de uma forma ligeiramente cônica. É composto por uma área de conformação da parte inferior 1.1 e área de conformação da parede 1.2.

[0024] A punção 1 está circundado por um suporte da peça bruta 2. O suporte da peça bruta 2 tem uma superfície de apoio 2.1. O suporte da peça bruta 2 é anular.

[0025] Uma matriz interna 3 está situada acima da punção 1. Ela é pelo menos aproximadamente cilíndrica. Está circundada por uma matriz externa 4. Ela é anular.

[0026] Por sua vez, a matriz interna 3 tem uma área de conformação da parte inferior 3.1. A matriz externa 4 é anular. Ela compreende ima área de conformação da parede 4.1, e ainda uma superfície de preensão 4.2 para prender de maneira estanque a borda estirada 5.3 de uma peça de trabalho 5 na superfície de apoio 2.1 do suporte de peça bruta 2. A peça de trabalho 5 é o resultado de uma placa em forma de disco circular (ver também Fig. 2). Ela compreende uma base 5.1, uma parede 5.2, e a borda estirada 5.3.

[0027] O aparelho de estiramento opera como se segue: é inicialmente aberto, o que significa que a superfície de preensão 4.2 da matriz externa 4 está localizada aproximadamente na altura da área de conformação da parte inferior 3.1 da matriz interna 3. A superfície de apoio 2.1 do suporte de peça bruta 2 está localizada aproximadamente à mesma altura.

[0028] Nesta fase, uma peça de trabalho 5 é inserida no aparelho de estiramento e presa entre a superfície de apoio 2.1 e a superfície de preensão 4.2. A fase de trabalho real do aparelho de estiramento começa agora. A matriz interna 3 e a matriz externa 4 se movem em conjunto com a peça de trabalho pré-moldada, bem como o suporte da peça bruta 2, para baixo, na direção da seta. As referidas partes (matriz interna 3, matriz externa 4, suporte da peça bruta 2 e a peça pré-moldada) têm a mesma velocidade.

[0029] Isto irá mudar de acordo com a invenção em uma fase subsequente. A matriz interna 3 alcança a matriz externa 4.

[0030] Em uma outra fase subsequente, no entanto, a matriz externa 4 alcança a matriz interna 3.

[0031] Deve ser observado que isto também pode ser invertido.

[0032] O aparelho de estiramento mostrado na FIG. 1 é apenas uma estação de uma série de estações de estiramento. Elas não são mostradas aqui. Na prática, elas são ligadas em série em uma oficina.

[0033] Neste caso, apenas uma estação de estiramento necessita ser projetada de acordo com a invenção, ou seja, ela é fornecida com os acionadores que podem fornecer a matriz interna 3, por um lado e a matriz externa 4 e o suporte da peça bruta 2, por outro lado, com diferentes velocidades durante o processo de estiramento.

[0034] As Figs. 4 a 9 mostram a peça de trabalho após sair das várias estações de estiramento.

[0035] A borda estirada 5.3 também pode ser perfurada a partir da parede 5.2 após o último processo de estiramento, dependendo do uso do copo concluído.

[0036] Outras possibilidades para a realização da invenção são como se segue: - A punção 1 pode também ser movida para cima e para baixo, e/ou - Em uma inversão cinemática, o suporte da peça bruta 2 e a matriz externa 4 com a peça de trabalho presa, por um lado, e o punção 1 por outro lado, se movem para cima. A matriz intermediária 3 é estacionária. - Durante o processo de estiramento, a matriz intermediária 3 para e / ou o suporte da peça bruta 2 e a matriz externa 4 para.

[0037] A invenção é descrita em termos de produção de um componente em forma de panela. Entende-se, no entanto, que os corpos ocos que se afastam da forma de panela, também podem ser produzidos com a invenção.

[0038] As matrizes podem também ter formas que se afastam das formas descritas, incluindo um disco e um anel.

[0039] Lista de referências numéricas 1 Punção 1.1 Área de conformação da parte inferior 1.2 Área de conformação da parede 2 Suporte da peça bruta 2.1 Superfície de apoio 3 Matriz interna 3.1 Área de conformação da parte inferior 4 Matriz externa 4.1 Área de conformação da parede 4.2 Área de preensão 5 Peça de trabalho 5.1 Parte inferior 5.2 Parede

Claims (8)

1. Aparelho para conformar uma peça bruta de folha metálica em um componente em forma de panela (5) com uma parte inferior (5.1), uma parede (5.2) e uma borda estirada (5.3), que compreende as seguintes características ou componentes: uma punção (1) com uma área de conformação da parte inferior (1.1) que conforma a parte inferior (5.1) e uma área de conformação de parede (1.2) que conforma a parede (5.2); um suporte da peça bruta anular (2) que envolve a punção (1) e que possui uma superfície de apoio (2.1) para a colocação da borda estirada (5.3); uma matriz interna (3) com uma área de conformação da parte inferior (3.1); uma matriz externa (4) com uma área de conformação da parede (4.1) e uma área de preensão (4.2) para fixar a borda estirada (5.3) e para pressionar a referida borda estirada contra a superfície de apoio (2.1) do suporte de peça bruta (2); o aparelho caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes características ou componentes: um acionador está respectivamente associado à matriz interna (3) por um lado e à matriz externa (4) e ao suporte da peça bruta (2) por outro lado, em que o acionador associado move a matriz interna (3) e a matriz externa (4) simultaneamente com velocidades diferentes, pelo menos durante as fases específicas da conformação.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes características: por meio do acionador associado, a matriz interna (3) alcança a matriz externa (4) em uma primeira fase, ou vice- versa, e a matriz externa (4) alcança a matriz interna (3) em uma fase subsequente, ou vice-versa.

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que além do suporte da peça bruta (2) e a matriz externa (4), a punção (1) é também deslocada por um acionador na direção do estiramento.

4. Aparelho, de acordo com uma das reivindicações 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que a área de conformação da parede (4.1) da punção (1) se estende de forma cônica na direção da área de conformação da parte inferior (1.1) da punção (1).

5. Aparelho, de acordo com uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo fato de que a área de conformação da parede (4.1) da matriz externa (4) se afunila na direção do estiramento.

6. Instalação para conformar uma peça bruta de folha metálica em um componente em forma de panela (5), tendo uma parte inferior (5.1), uma parede (5.2) e uma borda estirada (5.3), a instalação caracterizada pelo fato de que compreende uma pluralidade de estações de estiramento, cada estação tendo um aparelho para conformar uma folha metálica, em que pelo menos uma das referidas estações compreende um aparelho, conforme definido nas reivindicações 1 a 5.

7. Método para conformar uma peça bruta de folha metálica em um componente em forma de panela (5) compreendendo as seguintes características ou componentes: uma punção (1) com uma área de conformação da parte inferior (1.1) que conforma a parte inferior (5.1) e uma área de conformação de parede (1.2) que forma a parede (5.2); um suporte da peça bruta anular (2) que envolve a punção (1) e que possui uma superfície de apoio (2.1) para a colocação da borda estirada (5.3); uma matriz interna (3) com uma área de conformação da parte inferior (3.1); uma matriz externa (4) com uma área de conformação da parede (4.1) e uma área de preensão (4.2) para fixar a borda estirada (5.3) e para pressionar a referida borda estirada contra a superfície de apoio (2.1) do suporte de peça bruta (2); o método sendo caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes características: uma peça bruta de folha metálica ou um produto intermediário produzido a partir da mesma é colocado no aparelho de estiramento que está aberto; durante uma primeira fase de conformação, a matriz interna (3) e a matriz externa (4), bem como o suporte da peça bruta (2), juntamente com a peça bruta de folha metálica presa ou com a peça de trabalho pré-moldada presa são movidos na direção de estiramento; a matriz interna (3) alcança a matriz externa (4), ou vice-versa, durante uma fase do processo de conformação.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes características: durante uma fase inicial, as duas matrizes (3, 4) se movem na mesma direção em igual velocidade; durante uma fase intermédia, ambas as matrizes (3, 4) se movem em uma e na mesma direção, mas a matriz interna (3) com maior velocidade do que a matriz externa (4); em uma fase final, a matriz interna (3) fica parada, enquanto a matriz externa (4) continua a se mover em velocidade constante.

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