ES2257256T3 - PROCEDURE AND DEVICE FOR PERFORATION OF MOLDED PARTS IN ALUMINUM SHEET. - Google Patents

PROCEDURE AND DEVICE FOR PERFORATION OF MOLDED PARTS IN ALUMINUM SHEET.

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ES2257256T3 ES00125744T ES00125744T ES2257256T3 ES 2257256 T3 ES2257256 T3 ES 2257256T3 ES 00125744 T ES00125744 T ES 00125744T ES 00125744 T ES00125744 T ES 00125744T ES 2257256 T3 ES2257256 T3 ES 2257256T3
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Abstract

Procedimiento para la perforación de piezas moldeadas en chapa (3) de aluminio, en el que los orificios se encuentran dispuestos en las zonas de las bridas, un espesor (7) es fabricado mediante preformación, a lo largo del borde de dichos orificios, la pieza moldeada de chapa (3) está mantenida, durante la preformación, entre un soporte inferior (9) y una matriz (10), el material, durante la preformación, se encuentra embutido por un punzón (11), al exterior de la zona del orificio, en la matriz (10), y el material que subsiste en la zona del orificio, posteriormente a la deformación, es eliminado por unas cizallas de desbarbado, la deformación y el desbarbado llevándose a cabo en una carrera de avance, caracterizado por el hecho de que el material se encuentra embutido en un hueco de la matriz (10) situándose frente al punzón (11) y rodeando el punzón (11).Procedure for drilling molded parts in aluminum sheet (3), in which the holes are arranged in the flange areas, a thickness (7) is manufactured by preforming, along the edge of said holes, the molded sheet metal part (3) is maintained, during preforming, between a lower support (9) and a die (10), the material, during preforming, is embedded by a punch (11), outside the area of the hole, in the matrix (10), and the material that subsists in the area of the hole, after deformation, is eliminated by deburring shears, deformation and deburring being carried out in a forward stroke, characterized by the fact that the material is embedded in a hole in the die (10) facing the punch (11) and surrounding the punch (11).

Description

Procedimiento y dispositivo de perforación de piezas moldeadas en chapa de aluminio.Drilling procedure and device molded parts in aluminum sheet.

La invención se refiere a un procedimiento o, respectivamente, a un dispositivo para la perforación de piezas moldeadas en chapa de aluminio, en el que los orificios se encuentran dispuestos en las zonas de brida, según el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 2. A partir de la JP-A-53107787, se conoce un procedimiento o un dispositivo.The invention relates to a process or, respectively, to a device for drilling parts molded in aluminum sheet, in which the holes are they are arranged in the flange areas, according to the preamble of claims 1 and 2. From the JP-A-53107787, a procedure or a device.

En las zonas de brida de las piezas moldeadas en chapa de aluminio se prevén, con frecuencia, unos orificios que sirven para el empalme de las piezas moldeadas en chapa de aluminio con una construcción completa. La capacidad de carga mecánica de los empalmes, que se sirven de los orificios es, por un lado, muy escasa ya que las zonas de brida apenas se deforman durante la tracción profunda y la calibración de las piezas moldeadas en chapa, por lo que el aluminio es relativamente blando en el entorno de los orificios a causa de la ausencia de endurecimiento por deformación en frío. Por otro lado, todavía no se conoce ningún procedimiento o ningún dispositivo con el que se puedan fabricar espesores en el entorno inmediato de los orificios y en las zonas de brida, para permitir la aplicación de arandelas. Este tipo de espesores aumenta la capacidad de carga mecánica de los empalmes gracias a un grosor de material más elevado en la zona de aplicación de fuerza.In the flange areas of the molded parts in aluminum sheet is often provided with holes that they are used for splicing molded parts in aluminum sheet With a complete construction. The mechanical load capacity of the joints, which use the holes is, on the one hand, very scarce since the flange areas barely deform during the deep traction and calibration of sheet molded parts, so aluminum is relatively soft in the environment of holes due to the absence of strain hardening cold On the other hand, there is still no known procedure or no device with which thicknesses can be manufactured in the immediate environment of the holes and in the flange areas, for allow the application of washers. This type of thickness increases the mechanical load capacity of the joints thanks to a thickness of higher material in the force application zone.

Se han intentado fabricar unos espesores, del tipo anteriormente mencionado, con aluminio en la zona de los orificios, y con el retroceso posterior mediante presión del aluminio. Sin embargo, estos intentos no han obtenido los resultados deseados.They have tried to manufacture some thicknesses, of type mentioned above, with aluminum in the area of holes, and with the rear recoil by pressing the aluminum. However, these attempts have not obtained the results. desired

En base a lo anteriormente descrito, en el estado de la técnica, el objetivo de la invención consiste en prever un procedimiento o un dispositivo para la perforación de piezas moldeadas en chapa de aluminio, con el que la capacidad de carga mecánica de los orificios sea considerablemente mejorada, en particular, en las zonas de brida de piezas moldeadas en chapa.Based on the above, in the state of the art, the object of the invention is to provide a procedure or a device for drilling parts molded in aluminum sheet, with which the load capacity hole mechanics be considerably improved, in in particular, in the flange areas of molded sheet metal parts.

Según una primera enseñanza de la invención, el objetivo anteriormente deducido y descrito se obtiene en el momento de la fabricación, a lo largo del borde de dichos orificios, de un espesor mediante una preformación durante la cual, la pieza moldeada de chapa se mantiene entre un soporte inferior y una matriz mientras que el material es embutido empujándolo mediante un punzón, fuera de la zona del orificio, en la matriz.According to a first teaching of the invention, the objective previously deduced and described is obtained at the time of manufacturing, along the edge of said holes, of a thickness by means of a preform during which the piece molded sheet is held between a lower support and a die while the material is embedded by pushing it with a punch, outside the hole area, in the matrix.

La primera enseñanza de la invención consigue la fabricación de una capacidad aumentada de carga en la zona del orificio por la aplicación, desde un principio, de un grosor de material elevado. Dicha capacidad se aumenta, todavía más, mediante el endurecimiento por la deformación en frío durante la eliminación, mediante embutido, del aluminio fuera de la zona del orificio, en la matriz.The first teaching of the invention achieves the manufacture of an increased load capacity in the area of hole through the application, from the beginning, of a thickness of raised material This capacity is further increased by hardening by cold deformation during removal, by sausage, of the aluminum outside the hole area, in the matrix.

Con el procedimiento, según la primera enseñanza de la invención, pueden fabricarse unos espesores que cuentan con un diámetro adaptado a la inserción de arandelas, de aproximadamente 1,8 veces el diámetro del orificio, que tiene aproximadamente un 35-40% del grosor del material de la pieza moldeada en chapa no perforada y una resistencia elevada a causa del endurecimiento por la deformación en frío de aproximadamente un 25-30%.With the procedure, according to the first teaching of the invention, thicknesses can be made that have a diameter adapted to the insertion of washers, of approximately 1.8 times the diameter of the hole, which has approximately one 35-40% of the thickness of the molded part material in non-perforated sheet and high resistance due to hardening by cold deformation of approximately one 25-30%

Por razones de fabricación y por razones de capacidad de carga mecánica, se elimina el material restante de la preformación, según la primera enseñanza de la invención, en la zona del orificio mediante unas cizallas de desbarbado. Esta forma de realización posibilita el acabado del orificio en un paso de trabajo y garantiza que el orificio comprenda unos bordes de corte exactos evitando, de este modo, la formación de grietas.For manufacturing reasons and for reasons of mechanical load capacity, the remaining material is removed from the preformation, according to the first teaching of the invention, in the area of the hole by deburring shears. This form of realization makes it possible to finish the hole in a working step and ensures that the hole comprises exact cutting edges avoiding, in this way, the formation of cracks.

Otra mejora del procedimiento se consigue, según la primera enseñanza de la invención, y en relación con la fabricación, al realizar la preformación y el desbarbado en una carrera de trabajo de una herramienta.Another improvement of the procedure is achieved, according to the first teaching of the invention, and in relation to the manufacturing, when preforming and deburring in a Work career of a tool.

Según una segunda enseñanza, la invención se refiere a un dispositivo para la perforación de piezas moldeadas en chapa de aluminio, en particular para la realización del procedimiento según la primera enseñanza de la invención. Para un dispositivo de este tipo, el objetivo de la invención anteriormente mencionado y anteriormente descrito se alcanza en el objeto de la reivindicación 2 al prever un soporte inferior y una matriz y un punzón para la eliminación mediante embutido del material de la zona desde el orificio hasta la matriz.According to a second teaching, the invention is refers to a device for drilling molded parts in aluminum sheet, in particular for the realization of procedure according to the first teaching of the invention. For a device of this type, the object of the invention above mentioned and described above is achieved in the object of the claim 2 by providing a lower support and a die and a punch for removal by embedding the material of the area from the hole to the matrix.

Un dispositivo, según la segunda enseñanza de la invención, posibilita la fabricación de un orificio en las zonas de brida de piezas moldeadas de chapa de aluminio, en el que las piezas moldeadas de chapa se encuentran embutidas entre el soporte inferior y la matriz, y el punzón elimina el material restante de las zonas de orificio llevándolo a la forma predefinida por el espesor de la matriz. De este modo, el dispositivo posibilita la fabricación de orificios en piezas moldeadas en chapa lo que garantiza, como ya hemos visto respecto a la primera enseñanza de la invención, una capacidad de carga mecánica de los puntos de empalme considerablemente mejorada, entre las piezas moldeadas en chapa y la construcción completa.A device, according to the second teaching of the invention, allows the manufacture of a hole in the areas of flange of molded aluminum sheet parts, in which the pieces molded sheet metal are embedded between the support bottom and die, and the punch removes the remaining material from the orifice zones taking it to the form predefined by the matrix thickness. In this way, the device enables the fabrication of holes in sheet molded parts which guarantees, as we have seen regarding the first teaching of the invention, a mechanical load capacity of the splice points considerably improved, between the pieces molded in sheet metal and The complete construction.

El hecho de que el dispositivo esté previsto, de forma adicional, con un punzón de desbarbado y una matriz de desbarbado, posibilita que el dispositivo pueda eliminar el material restante en la zona del orificio el cual, después de la preformación, se encuentra adyacente respecto a la matriz alcanzando, de esta manera, todas las ventajas anteriormente mencionadas.The fact that the device is planned, of additional form, with a deburring punch and a matrix of deburring, allows the device to remove the material remaining in the hole area which, after the preformation, is adjacent to the matrix reaching, in this way, all the advantages previously mentioned.

En el dispositivo, según la segunda enseñanza de la invención, el punzón para la eliminación mediante embutido del material se forma como punzón de desbarbado, de manera que, después de la eliminación mediante embutido del material en la matriz, es posible el acabado de la perforación mediante unas cizallas de desbarbado.In the device, according to the second teaching of the invention, the punch for sausage removal of the material is formed as a deburring punch, so that after of the elimination by embedding the material in the matrix, it is possible the finishing of the perforation by means of shears of deburring.

Una forma de realización particularmente ventajosa se obtiene con un dispositivo, según la segunda enseñanza de la invención, en el que la matriz situada en la zona del orificio comprende un punzón final móvil, conectado a un mecanismo de retirada. El mecanismo de retirada sirve para que, después de finalizar la eliminación mediante embutido del aluminio a la matriz, a través de la abertura de la matriz en la zona de orificio, el punzón para el embutido del material se accione junto con la parte restante de la matriz como punzón de desbarbado y matriz de desbarbado.An embodiment particularly advantageous is obtained with a device, according to the second teaching of the invention, wherein the matrix located in the area of the hole it comprises a mobile end punch, connected to a mechanism of withdrawal. The withdrawal mechanism serves so that, after finish the removal by sausage of aluminum matrix, through the opening of the matrix in the hole area, the punch for the sausage of the material is operated together with the remaining part of the die as deburring punch and die deburring.

Si además, el punzón final móvil se encuentra conectado a un mecanismo de retirada, mediante la retirada de la corona del orificio puede llevarse a cabo la expulsión con la ayuda del punzón final móvil después la eliminación mediante embutido de la base.If in addition, the mobile final punch is found connected to a withdrawal mechanism, by removing the Orifice crown can be carried out with the help of the final mobile punch after removal by means of base.

Existen múltiples posibilidades para la obtención de formas de realización o de continuaciones de formas de realización del procedimiento según la invención o del dispositivo según la invención, respectivamente, para la perforación de piezas moldeadas en chapa de aluminio. Por un lado, se refiere, por ejemplo, a las reivindicaciones 1 y 2 y siguientes reivindicaciones y, por otro lado, a la descripción de las formas de realización según la invención en relación con los dibujos. En los dibujos se mues-
tra:
There are multiple possibilities for obtaining embodiments or continuations of embodiments of the process according to the invention or of the device according to the invention, respectively, for the drilling of molded parts in aluminum sheet. On the one hand, it refers, for example, to claims 1 and 2 and following claims and, on the other hand, to the description of the embodiments according to the invention in relation to the drawings. In the drawings it is shown
tra:

La Fig. 1 una disposición esquemática de un dispositivo según la invención,Fig. 1 a schematic arrangement of a device according to the invention,

La Fig. 2 una forma de realización esquemática de un dispositivo según la invención, yFig. 2 a schematic embodiment of a device according to the invention, and

La Fig. 3 un corte a través de la zona de brida mostrando la perforación de una pieza moldeada en chapa según un procedimiento de la invención.Fig. 3 a section through the flange area showing the perforation of a sheet molded part according to a method of the invention

El dispositivo, según la invención, mostrado de forma esquemática en la Fig. 1 comprende un soporte inferior 1 y una matriz 2 para la fijación de una pieza moldeada en chapa 3. La matriz 2, a su vez, comprende una cavidad 4 en la que el material de la pieza moldeada en chapa se elimina mediante un punzón 5 de la zona del orificio 6 y forma, después de la eliminación mediante embutido, el espesor 7.The device, according to the invention, shown of schematic form in Fig. 1 comprises a lower support 1 and a die 2 for fixing a molded part in sheet 3. The matrix 2, in turn, comprises a cavity 4 in which the material of the sheet molded part is removed by a punch 5 of the hole area 6 and shape, after removal by sausage, thickness 7.

Durante la eliminación mediante embutido, el aluminio fluye desde la zona del orificio 6 hacia el entorno del borde de la zona del orificio 6 y causa que el espesor 7 se forme con una estructura de material relativamente adecuada y con un endurecimiento por deformación en frío.During sausage disposal, the aluminum flows from the area of the hole 6 towards the environment of the edge of the hole area 6 and causes the thickness 7 to form with a relatively adequate material structure and with a cold strain hardening.

La forma de realización de un dispositivo, según la invención, de la Fig. 2 para la perforación de piezas moldeadas en chapa de aluminio comprende un marco de herramientas 8 en el que se montan el soporte inferior 9, una matriz 10 y un punzón 11.The embodiment of a device, according to the invention of Fig. 2 for drilling molded parts in aluminum sheet comprises a tool frame 8 in which the lower support 9, a die 10 and a punch 11 are mounted.

La Fig. 2 muestra la forma de realización de un dispositivo, según la invención, en estado abierto, con una pieza moldeada en chapa 12 situada encima de la matriz 10.Fig. 2 shows the embodiment of a device, according to the invention, in an open state, with one piece molded in sheet 12 located above the die 10.

La matriz 10 comprende, en la forma de realización mostrada, un punzón final móvil 13, que se encuentra conectado, en la zona del orificio, con un mecanismo de retirada, que no ha sido mostrado de forma detallada, y con un mecanismo de expulsión que tampoco se muestra de forma detallada.Matrix 10 comprises, in the form of embodiment shown, a mobile end punch 13, which is located connected, in the area of the hole, with a withdrawal mechanism, which has not been shown in detail, and with a mechanism of expulsion that is not shown in detail.

El punzón final móvil 13 permite la eliminación mediante embutido del aluminio de la zona del orificio mediante dicho punzón, y el posterior desbarbado del material restante en la zona del orificio, que se encuentra entre el punzón 11 y el cuerpo base 14 de la matriz 10, en un recorrido de trabajo del punzón 11. Con este fin, el punzón final móvil 13 se retira después de la eliminación mediante embutido del material de la zona de orificio en el espesor, hacia la dirección relativa respecto al cuerpo base 14 de la matriz, para que el borde de corte 15 del cuerpo base 14 de la matriz 10 se libere. A continuación, el mecanismo de expulsión, que no ha sido mostrado, desplaza el punzón final móvil 13 hacia arriba desde el cuerpo base 14 de la matriz 10 para expulsar, de este modo, la corona del orificio.The mobile end punch 13 allows removal by inlaying the aluminum of the hole area by said punch, and the subsequent deburring of the remaining material in the hole area, which lies between the punch 11 and the body base 14 of matrix 10, in a working path of punch 11. To this end, the mobile end punch 13 is removed after the Inlay removal of the material from the hole area in thickness, towards the relative direction relative to the base body 14 of the die, so that the cutting edge 15 of the base body 14 of matrix 10 is released. Then the mechanism of ejection, which has not been shown, displaces the mobile end punch 13 upwards from the base body 14 of the matrix 10 to eject the crown from the hole.

La Fig. 3, mediante un corte a través de un orificio fabricado, según la invención, en la zona de bridas de una pieza moldeada en chapa 3, muestra el espesor 7, a lo largo del borde de dicho orificio. El procedimiento, según la invención, o el dispositivo, según la invención, garantizan un espesor 7 con una estructura de material homogéneo y con un endurecimiento por deformación mediante frío parcial y, al mismo tiempo, con unos bordes de orificio exactos. El procedimiento, según la invención, y el dispositivo, según la invención, sirven entonces, en particular, tanto para aleaciones de chapa de Al no templables, ya que se deforman, con frecuencia, adquiriendo un estado blando haciendo que la zona de las bridas sea, a menudo, demasiado blanda para un empalme que cuente con una capacidad de carga suficiente, como para piezas de chapa templables que se montan o se deforman en estado T4 (mediante endurecimiento por deformación en frío).Fig. 3, by cutting through a hole manufactured, according to the invention, in the flange area of a piece molded in sheet 3, shows the thickness 7, along the edge of said hole. The method, according to the invention, or the device, according to the invention, guarantee a thickness 7 with a structure of homogeneous material and with a hardening by deformation by partial cold and, at the same time, with some exact hole edges. The method according to the invention, and the device, according to the invention, then serves, in particular, both for non-hardenable Al sheet metal alloys, since it deform, often, acquiring a soft state causing the flange area is often too soft for a splice that has a sufficient load capacity, as to Tempered sheet metal parts that are mounted or deformed in T4 state (by hardening by cold deformation).

Claims (4)

1. Procedimiento para la perforación de piezas moldeadas en chapa (3) de aluminio, en el que los orificios se encuentran dispuestos en las zonas de las bridas, un espesor (7) es fabricado mediante preformación, a lo largo del borde de dichos orificios, la pieza moldeada de chapa (3) está mantenida, durante la preformación, entre un soporte inferior (9) y una matriz (10), el material, durante la preformación, se encuentra embutido por un punzón (11), al exterior de la zona del orificio, en la matriz (10), y el material que subsiste en la zona del orificio, posteriormente a la deformación, es eliminado por unas cizallas de desbarbado, la deformación y el desbarbado llevándose a cabo en una carrera de avance, caracterizado por el hecho de que el material se encuentra embutido en un hueco de la matriz (10) situándose frente al punzón (11) y rodeando el punzón (11).1. Procedure for drilling molded parts in aluminum sheet (3), in which the holes are arranged in the areas of the flanges, a thickness (7) is manufactured by preforming, along the edge of said holes , the sheet molded part (3) is held, during preforming, between a lower support (9) and a die (10), the material, during preforming, is embedded by a punch (11), outside of the area of the hole, in the die (10), and the material that subsists in the area of the hole, after deformation, is removed by deburring shears, deformation and deburring being carried out in a forward stroke, characterized by the fact that the material is embedded in a hole in the die (10) facing the punch (11) and surrounding the punch (11). 2. Dispositivo para la perforación de piezas moldeadas en chapa de aluminio, en particular para la realización de un procedimiento, según la reivindicación 1, compuesto por un soporte inferior (9), de una matriz (10) y de un punzón (11) para embutir material en la parte exterior de la zona del orificio, en la matriz (10), en el que un punzón de desbarbado y una matriz de desbarbado están previstos y el punzón (11) para embutir el material está concebido en forma de un punzón de desbarbado, caracterizado por el hecho de que la matriz (10) presenta un hueco situado frente al punzón (11) y rodeando el punzón (11).2. Device for drilling molded parts in aluminum sheet, in particular for carrying out a method according to claim 1, comprising a lower support (9), a die (10) and a punch (11) for embedding material outside the hole area, in the die (10), in which a deburring punch and a deburring die are provided and the punch (11) for embedding the material is designed in the form of a deburring punch, characterized by the fact that the die (10) has a gap in front of the punch (11) and surrounding the punch (11). 3. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que la matriz (10) presenta, en la zona del orificio, un punzón final (13) móvil, conectado a un mecanismo de retirada.3. Device according to claim 2, characterized in that the die (10) has, in the area of the hole, a mobile end punch (13), connected to a withdrawal mechanism. 4. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que el punzón final (13) se encuentra conectado a un mecanismo de expulsión.Device according to claim 3, characterized in that the final punch (13) is connected to an ejection mechanism.
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