ES2261881T3 - Metodo y aparato de conformacion incremental. - Google Patents
Metodo y aparato de conformacion incremental.Info
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Abstract
Un método para la conformación incremental llevado a cabo aplicando una herramienta de conformación incremental (150) a una pieza de trabajo (10) metálica y realizando la conformación a lo largo de una línea de contorno, que comprende: una operación de llevar a cabo la conformación incremental aplicando la herramienta de conformación incremental (150) a la pieza de trabajo (10) metálica y moviendo la herramienta de conformación incremental (150) a lo largo de la línea de contorno; caracterizado porque: el método comprende la operación posterior de suministrar calor a una porción deformada de un producto formado a través de dicha operación de conformación incremental.
Description
Método y aparato de conformación
incremental.
La presente invención se refiere a un método de
conformación incremental y un aparato de conformación incremental
para formar un miembro metálico sin usar un molde a presión.
El documento de patente de la publicación de
patente japonesa abierta a consulta por el público número
2002-1444 (la publicación de la solicitud de patente
europea número 1147832A2) describe un método de conformación
incremental, en el que se aplica una herramienta en forma de varilla
a la superficie de un material de placa metálica y se lleva a cabo
la conformación incremental configurando el miembro de placa con la
herramienta a lo largo de una línea de contorno, correspondiente a
la configuración del producto a formar.
La figura 4 muestra la configuración del
producto a formar por conformación incremental.
La conformación incremental es una técnica para
formar un producto 1 a partir de una pieza de trabajo de placa 10
metálica, soportando la pieza de trabajo en un plano formado por un
eje X y un eje Y, moviendo la herramienta de conformación 150 a lo
largo de una línea de contorno en la dirección del eje Z de una
porción 20 de modelo, dibujando así en la placa metálica para formar
el producto 1.
Durante el tratamiento, una porción, que no
bloquea el movimiento de la herramienta de conformación 150 en la
placa 10 metálica o en la periferia de la misma, está soportada por
una plantilla de fija-
ción.
ción.
Como se muestra en la figura 5, cuando el
producto 1a es retirado de la plantilla de montaje después del
procedimiento de conformación, se deforma un extremo plano 10a a
partir de una configuración 10 predeterminada debido a la tensión
proporcionada durante el tratamiento.
La presente invención proporciona un método y un
aparato para la conformación incremental, que resuelve los problemas
anteriormente mencionados de la técnica anterior.
La presente invención proporciona un método para
la conformación incremental, como se expone en la reivindicación
1.
El aparato para la conformación incremental
según la presente invención es como se expone en la reivindicación
4.
Preferiblemente, la herramienta de
enderezamiento comprende una porción de cuerpo a insertar en el
husillo, una porción de expulsión de aire caliente, un calentador
eléctrico para calentar el aire que se está suministrando, un sensor
para detectar la temperatura del aire caliente en la porción de
expulsión y un controlador para controlar el calentador basándose en
los datos desde el sensor. El aparato puede comprender unos medios
para controlar la porción de expulsión de aire caliente de la
herramienta de enderezamiento, de manera que se mantiene una
distancia predeterminada entre la porción de expulsión y la
superficie de la porción tratada.
La figura 1 es una vista explicativa que muestra
el procedimiento de conformación incremental según el aparato de
conformación incremental de la presente invención;
la figura 2 es una vista explicativa que muestra
el procedimiento de enderezamiento según el aparato de conformación
incremental de la presente invención;
la figura 3 es una vista explicativa que muestra
la herramienta de enderezamiento según el aparato de conformación
incremental de la presente invención;
la figura 4 es una vista explicativa de la
conformación incremental según la técnica anterior; y
la figura 5 es una vista explicativa de la
deformación creada por la conformación incremental según la técnica
anterior.
La figura 1 muestra la operación de conformación
incremental según el aparato de conformación incremental de la
presente invención, y la figura 2 es una vista explicativa que
muestra la operación de enderezamiento.
Como se muestra en la figura 1, el aparato de
conformación incremental, indicado en conjunto por el número de
referencia 100, comprende una mesa 110 para montar una pieza de
trabajo de placa 10 metálica, que es el material sometido a la
conformación incremental dispuesto a lo largo de un plano
X-Y, y un sujetador 120 de pieza de trabajo que
retiene la periferia de la pieza de trabajo sobre la mesa. La
periferia de la pieza de trabajo 10 está soportada entre la mesa 110
y el sujetador 120 de pieza de trabajo y, así, la pieza de trabajo
está fijada en posición. En el centro de la mesa 110 está dispuesto
un molde que se corresponde a una porción 20 de modelo. La mesa 110
y el sujetador 120 de pieza de trabajo son capaces de moverse en la
dirección perpendicular o en la dirección hacia arriba y hacia abajo
con respecto al molde.
Una herramienta de conformación incremental 150
está dispuesta sobre un husillo y similar, no mostrado, que se puede
mover relativamente a lo largo del plano X-Y con
respecto a la pieza de trabajo 10 y se puede controlar también en la
dirección del eje Z (dirección perpendicular).
Al llevar a cabo la conformación incremental,
una herramienta de conformación incremental 150 se aplica a una
pieza de trabajo 10 soportada entre la mesa 110 y el sujetador 120
de pieza de trabajo, y la herramienta se mueve relativamente a lo
largo del plano X-Y con la configuración de la
porción 20 de modelo, moviéndose la herramienta 150 a lo largo de la
línea de contorno de la porción 20 de modelo, primero en la
dirección del eje Y, luego en la dirección del eje X, de nuevo en la
dirección del eje Y, y luego en la dirección del eje X. Cuando la
herramienta de conformación incremental 150 se mueve una vez
alrededor del molde, la herramienta 150 baja (en la dirección del
eje Z), movimiento junto con el que la mesa 110 y el sujetador 120
de pieza de trabajo bajan también, antes de que la herramienta de
conformación incremental 150 se mueva a lo largo de la línea de
contorno de la porción 20 de modelo. Esta operación se repite
durante varias veces.
Las condiciones para la conformación incremental
varían según el material de la pieza de trabajo 10.
Por ejemplo, si la pieza de trabajo 10 es un
miembro de placa hecho de aleación de aluminio, la velocidad del
movimiento relativo entre la herramienta y la pieza de trabajo es
aproximadamente 30.000 mm/min, como máximo, y el paso de la línea de
contorno es aproximadamente 0,5 mm.
Durante el procedimiento, la punta de la
herramienta 150 está constantemente en contacto con la pieza de
trabajo.
La figura 2 es una vista explicativa que muestra
el procedimiento de enderezamiento según el presente aparato.
Primero, la herramienta de conformación
incremental 150 se monta en un husillo del aparato de conformación
incremental 100, y se lleva a cabo la conformación incremental para
crear la porción 20 de modelo. Después de crear la porción 20 de
modelo, la herramienta de conformación incremental 150 es retirada
del husillo, y se monta en el mismo una herramienta de
enderezamiento 200. Este reemplazo de herramienta se puede llevar a
cabo automáticamente usando un dispositivo automático de intercambio
de herramientas.
La figura 3 es una vista explicativa que muestra
los detalles de la herramienta de enderezamiento 200.
La herramienta de enderezamiento 200 comprende
una porción 210 de cuerpo a insertar en el husillo, no mostrado, del
aparato de conformación incremental 100. La herramienta de
enderezamiento 220 comprende un tubo 230 de expulsión de aire
caliente y un calentador 250 dispuesto dentro del cuerpo 220 y del
tubo 230 de expulsión de aire caliente.
En cuanto al calentador 250, se puede usar un
calentador eléctrico que convierte electricidad en calor, por
ejemplo.
El cuerpo 220 está provisto de un tubo 270 de
suministro de aire, a través del que se suministra aire al
dispositivo desde una fuente de suministro de aire, no mostrada.
El aire suministrado al cuerpo se calienta a
través del calentador 250, y se descarga a través de una boquilla
240 en la punta del tubo de expulsión de aire caliente, como aire
calentado.
Se proporciona un termopar 260 al interior de la
porción 240 de boquilla, para detectar la temperatura del aire
caliente que se está descargando.
Los datos detectados se envían a un controlador
300. El controlador 300 controla el calentador 250, de manera que el
aire caliente que se está descargando a través de la boquilla 240 se
mantiene a una temperatura predeterminada.
Si la pieza de trabajo está hecha de aleación de
aluminio, las condiciones para el procedimiento de enderezamiento
llevado a cabo soplando aire caliente a la pieza de trabajo son como
sigue.
La temperatura del aire caliente que se está
descargando a través de la boquilla se controla en aproximadamente
800ºC, mientras que la velocidad del movimiento se establece en
aproximadamente 1.000 mm/min.
La distancia entre la boquilla y la pieza de
trabajo se establece en aproximadamente 20 mm. El control del
movimiento relativo entre la boquilla y la pieza de trabajo se puede
automatizar fácilmente corrigiendo el programa NC usado para la
conformación incremental.
La trayectoria de movimiento de la boquilla
durante la operación de enderezamiento depende de la configuración
de la pieza de trabajo, pero si dicha pieza tiene una porción 20 de
modelo semejante a la mostrada en los dibujos, se recuece la pieza
de trabajo calentando la zona cerca de una línea de borde superior
20a y una línea de borde inferior 20b de la porción de modelo,
eliminando así la deformación creada por la conformación
incremental.
En la realización anterior, la pieza de trabajo
está soportada al tener su periferia sujetada y desplazada en la
dirección vertical, pero se produce deformación incluso si la pieza
de trabajo está soportada al tener sujetada su zona central, de
manera que se debería llevar a cabo el mismo procedimiento de
recocido de enderezamiento.
Además, los dispositivos de calentamiento que
usan láser, plasma o lámparas halógenas se pueden utilizar también
como el aparato de suministro de calor.
Claims (6)
1. Un método para la conformación incremental
llevado a cabo aplicando una herramienta de conformación incremental
(150) a una pieza de trabajo (10) metálica y realizando la
conformación a lo largo de una línea de contorno, que comprende:
una operación de llevar a cabo la conformación
incremental aplicando la herramienta de conformación incremental
(150) a la pieza de trabajo (10) metálica y moviendo la herramienta
de conformación incremental (150) a lo largo de la línea de
contorno;
caracterizado porque:
el método comprende la operación posterior de
suministrar calor a una porción deformada de un producto formado a
través de dicha operación de conformación incremental.
2. El método para la conformación incremental
según la reivindicación 1, en el que se realizan dicha operación de
llevar a cabo la conformación incremental y dicha operación de
suministrar calor, mientras se está agarrando una porción de la
periferia de dicha pieza de trabajo (10) metálica.
3. El método para la conformación incremental
según la reivindicación 1, en el que se suministra calor a la pieza
de trabajo (10) a lo largo de una línea de borde de una porción (20)
de modelo.
4. Un aparato de conformación incremental (100),
que comprende: una mesa (110) para montar una pieza de trabajo (10)
metálica; un sujetador (120) de pieza de trabajo para fijar la pieza
de trabajo (10) metálica a la mesa (110); un husillo dispuesto
perpendicular a un plano formado por la mesa (110); y unos medios
para mover relativamente la mesa y el husillo; en el que el husillo
monta una herramienta de conformación incremental (150);
caracterizado porque:
el aparato comprende una herramienta de
enderezamiento (200) que puede ser intercambiada con la herramienta
de conformación (150) y montada en el husillo, estando adaptada la
herramienta de enderezamiento (200) para suministrar calor a una
porción deformada de dicha pieza de trabajo (10), mientras se fija a
la mesa (110) después de ser formada usando dicha herramienta de
conformación (150).
5. El aparato de conformación incremental según
la reivindicación 4, en el que la herramienta de enderezamiento
(200) comprende una porción (210) de cuerpo a insertar en el
husillo, una porción (230) de expulsión de aire caliente, un
calentador eléctrico (250) para calentar el aire a suministrar, un
sensor (260) para detectar la temperatura del aire caliente en la
porción de expulsión (230) y un controlador (300) para controlar el
calentador (250) basándose en los datos desde el sensor (260).
6. El aparato de conformación incremental según
la reivindicación 4, que comprende además unos medios para mover la
porción (230) de expulsión de aire caliente de la herramienta de
enderezamiento (200), manteniendo una distancia predeterminada desde
una superficie de una porción de tratamiento.
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