ES2268430T3 - Procedimiento para control de flujo de material en la embuticion profunda de chapas, y herramienta de embuticion profunda. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para el control del flujo de material en chapas, preferiblemente de aceros de alta resistencia y/o aceros polifásicos o de aluminio, en donde la chapa (1) se perfila en una prensa entre un punzón (4) de embutición y una matriz (5) dispuesta en una placa (2) de cabeza, el punzón (4) de embutición y la matriz (5) poseen perfiles (12, 14) ajustados para la formación de acanaladuras de embutición en los bordes de la chapa (1), y los bordes de la chapa (1) se comprimen entre al menos un soporte superior (13) de chapa y al menos un soporte inferior (6, 7) de chapa, durante el proceso de embutición profunda con fuerza elástica (8, 9) controlable, caracterizado porque a) en primer lugar, con el cierre de los soportes superior e inferior (13, 6, 7), se estampa un escalón (11) de forma de Z en el borde la de chapa, b) después, con la conservación del escalón (11) de cierre y un cierre completo entre los soportes, se termina de embutir la forma de base, extendiéndose la chapa (1) de dentro hacia fuera, y c) por último, el escalón (11) de cierre se reduce en su altura y de esta forma se facilita el arrastre de la chapa por fuera.
Description
Procedimiento para control de flujo de material
en la embutición profunda de chapas, y herramienta de embutición
profunda.
El invento se refiere a un procedimiento para
control de flujo de material en la embutición profunda de chapas,
preferiblemente de aceros de alta resistencia y/o de aceros
polifásicos o de aluminio según el preámbulo de la reivindicación
1, y a una herramienta de embutición profunda según la
reivindicación 4.
En el ámbito del desarrollo de automóviles cada
vez más ligeros gana importancia el empleo de aceros de alta
resistencia en la obra de fábrica de carrocerías. Así se proponen
chapas de aceros polifásicos reforzadas para las piezas de
revestimiento. Pero es importante, especialmente para las piezas de
revestimiento de materiales de embutición profunda con altos valores
de refuerzo, que la chapa se extienda lo más posible en
"superficie grande". Para esto es el estado de la técnica que
el arrastre de la chapa se detenga desde fuera por un escalón de
cierre o moldura de cierre que se encuentra en el soporte de chapa.
En esto puede ser desventajoso que la detención de chapa permanezca
detenida constantemente durante todo el proceso de embutición,
especialmente cuando la chapa se extiende en zonas fuertemente sin
perfilar y hacia el final del proceso de embutición por fuera en
más de la expansión crítica del 20%. En un artículo de S. Beck con
el título "Control del proceso de embutición" por molduras
activas en el libro "Nuevos desarrollos en la conformación de
chapa", editorial Klaus Siegert, mayo 2.000, está descrito el
empleo de varas de embutición regulables en altura para regular las
tensiones en el conformado y por tanto el flujo de material. Las
soluciones constructivas se refieren aquí exclusivamente a una
regulación de altura relativamente costosa de las varas de
embutición.
Por el documento EP 806 256 B1 es además
conocido un procedimiento para el control de flujo de material en la
embutición de piezas de trabajo como piezas de perfiles de chapa,
midiéndose la fuerza de rozamiento entre pieza de trabajo y soporte
inferior por un detector de fuerza de rozamiento y sirviendo como
magnitud de regulación para una fuerza de soporte inferior. Si aquí
se emplea también un soporte segmentado inferior para regular la
fuerza de soporte inferior de los segmentos individuales
distribuidos en la periferia del soporte inferior. También esta
solución es relativamente complicada.
La misión del invento se basa por tanto en
proponer un procedimiento del género expuesto para el control en la
embutición profunda de chapas y una correspondiente herramienta de
embutición profunda, en la que pueda renunciarse a la regulación de
altura por varas de embutición y a los costosos detectores de
fuerza de rozamiento.
La solución de esta misión está descrita en las
reivindicaciones 1, 3 y 4. Las reivindicaciones subordinadas 2 y 5 a
7 contienen medidas o formas de realización complementarias y
razonables.
Según la reivindicación 1 se estampa para esto
en primer lugar, es decir antes del propio proceso de embutición,
un escalón de cierre en forma de Z (véase la propiedad a) con el
cierre de los soportes superior e inferior en el borde de chapa,
que se conserva durante la embutición durante la embutición de
terminación de la forma de base, consiguiéndose un escalón completo
de cierre por los soportes de chapa comprimidos y extendiéndose la
chapa de dentro hacia fuera (véase la propiedad b). Durante el
ulterior proceso de embutición se reduce finalmente el escalón de
cierre en su altura y de este modo se facilita el arrastre de chapa
desde fuera (véase propiedad c). Por el escalón de cierre de forma
de Z según el invento puede aumentarse desde fuera la detención de
chapa y puede anularse por completo hacia el final del proceso de
embutición por la reducción de la altura del escalón de cierre, de
modo que el arrastre de chapa se efectúa exclusivamente de fuera
hacia dentro.
El procedimiento según el invento puede también
tener aplicación para el caso inverso por rotación del escalón,
como se describe en la reivindicación 3, con embutición al
principio sin escalón de cierre y estampando, sólo durante el
proceso de embutición profunda, un escalón de cierre con la ayuda
del soporte de chapa. Así se detiene aquí sólo al final del arrastre
de chapa con la ayuda del escalón de cierre. Esto puede ser
ventajoso tanto en procesos de embutición profunda con fuerte
deformación local, en donde el material debe estar "colocado
antes", como también en materiales de chapa con poca extensión de
rotura, como por ejemplo aluminio.
La solución constructiva prevé una herramienta
de embutición profunda según la reivindicación 4, en la que al menos
se divide un soporte de chapa, preferiblemente el soporte inferior
de chapa a lo largo del escalón de cierre, en un anillo interior y
un anillo exterior, y al menos uno de los anillos puede moverse
respecto al otro en dirección del soporte. Los dos soportes de
chapa dispuestos uno junto a otro pueden formar aquí un escalón
ajustable de cierre para el borde de la chapa y presionare contra
un correspondiente escalón fijo del contra-soporte,
para conseguir la detención deseada. Por el accionamiento del
anillo exterior en la dirección de soporte respecto al anillo
interior puede reducirse el escalón desde la altura inicial con
efecto máximo de cierre a cada profundidad deseada de embutición,
en el caso extremo hasta cero. Correspondiendo al procedimiento
según la reivindicación 3, este proceso puede también invertirse,
al operarse al principio prácticamente sin escalón de cierre entre
los soportes de chapa interior y exterior, y luego por aumento del
escalón entre los dos anillos se conecta el efecto de escalón de
cierre y se aumenta hasta al final de efecto máximo.
Por el soporte de chapa dividido en dos partes
según el invento y el movimiento relativo del anillo exterior
respecto al anillo interior se consigue una herramienta de
embutición profunda con escalón controlable de cierre. En contraste
con las herramientas de actuación sencilla, aquí la matriz y el
soporte superior de chapa son móviles una respecto al otro. Esta
herramienta puede emplearse prácticamente en todas las prensas
convencionales con apoyos de embutición que se arrastran controlados
o retrasados.
El invento se explica más de cerca con la ayuda
por ejemplo de las figuras 1 a 3 adjuntas. Se muestra
la fig. 1 un corte por la herramienta de
embutición profunda entre la placa 2 de cabeza y la placa 3 de base
de una prensa,
la fig. 2 una representación ampliada de la zona
central en la fig. 1, y
la fig. 3 el escalón controlable de cierre en
cinco fases distintas correspondiendo a la representación según la
fig. 1.
En la fig. 1 está representada la chapa 1 antes
del proceso de embutición profunda con el borde de chapa como línea
de trazos con el escalón 11 de cierre. Tras el proceso de
embutición profunda el borde 1b de chapa está dibujado con línea de
trazo continuo. La chapa 1 se encuentra entre el punzón 4 de
embutición profunda y la matriz 5, que están dispuestas entre la
placa 2 de cabeza y la placa 3 de base de una prensa usual. La
placa 3 de base está dispuesta fija estacionaria en la forma usual,
mientras la placa 2 de cabeza es verticalmente móvil para el
proceso de embutición profunda. El soporte superior 13 de chapa,
móvil respecto a la matriz 5, posee en su lado inferior un escalón
16 que corresponde al escalón 11 de cierre del borde la de chapa.
El soporte superior 13 de chapa se impulsa durante el proceso de
embutición profunda por la fuerza elástica 9, que también se
designa como aire superior, y se presiona contra el borde de chapa.
Como soporte antagonista actúan los dos soportes inferiores 6 y 7
de chapa, que en su posición superior 6a, 7a están representados
con borde de trazos antes del proceso de embutición profunda. En la
posición inferior 6b, 7b están mostrados rayados los dos soportes de
chapa. El soporte interior 6 de chapa se presiona por la fuerza
elástica 8 desde abajo contra el borde de la chapa 1 y el soporte
exterior 7 de chapa por la fuerza antagonista 10 dependiente de la
elevación. Para la configuración de un escalón de forma el punzón 4
posee un abombamiento 12 y la matriz 5 un correspondiente talón 14,
que está representado en la fig. 2 especialmente en la posición
superior (línea de trazos) y en la inferior.
En la fig. 3 están representadas especialmente
cinco fases distintas para los dos soportes 6 y 7 de chapa,
interior y exterior:
Fase 1: Cerrar soportes de chapa. Por el
soporte superior 13 de chapa impulsado con aire superior 9 y los
soportes inferiores 6, 7 de chapa que actúan con aire inferior 8 se
estampa un escalón 11 de cierre en el borde la de chapa con altura
máxima 11.1 de escalón. El soporte exterior 7a de chapa se halla con
el lado inferior sobre la superficie 15 de apoyo del soporte
inferior 6a de chapa.
Fase 2: Embutición de extensión de forma de
base. Se termina la embutición de la forma de base con el cierre
completo y el mantenimiento de la altura máxima 11.2 de escalón,
extendiéndose la chapa exclusivamente desde dentro hacia fuera. Esta
dirección de flujo del material se indica también por las flechas
P1.
Fase 3: Inicio de forma del escalón de forma
sobre el punzón. Por la actuación de la fuerza antagonista 10
dependiente de la elevación sobre el soporte inferior exterior 7 de
chapa se reduce el escalón de cierre y se facilita el arrastre de
chapa desde fuera (véase la flecha P2).
Fase 4: Ulterior deformación del escalón de
forma. Por la ulterior reducción de la altura 11.4 del escalón
de cierre se efectúa el arrastre requerido de chapa reforzado desde
fuera.
Fase 5: Conformar terminado. Por la ya no
existente altura 11.5 de escalón y el escalón de cierre
prácticamente eliminado se efectúa el arrastre de chapa
exclusivamente desde fuera (véase la flecha P3).
| 1 | chapa |
| 1a | borde de chapa (línea de trazos, antes del proceso de embutición profunda) |
| 1b | borde de chapa (línea de trazo continuo, tras el proceso de embutición profunda) |
| 2 | placa de cabeza (móvil verticalmente) |
| 3 | placa de base (fija) |
| 4 | punzón de embutición profunda en 3 |
| 5 | matriz en en 2 |
| 6 | soporte de chapa (inferior, interior) |
| 6a | soporte de chapa (inferior, interior, antes del proceso de embutición profunda, representado a trazos) |
| 6b | soporte de chapa (inferior, interior, tras el proceso de embutición profunda, representado rayado en la fig. 1) |
| 7 | soporte de chapa (inferior, exterior) |
| 7a | soporte de chapa (inferior, exterior, antes del proceso de embutición profunda, representado a trazos) |
| 7b | soporte de chapa (inferior, exterior, tras el proceso de embutición profunda, representado rayado en la fig. 1) |
| 8 | fuerza elástica (aire inferior) |
| 9 | fuerza elástica (aire superior) |
| 10 | fuerza antagonista a 9 dependiente de la elevación |
| 11 | escalón de cierre en la |
| 11.1 | altura máxima de escalón |
| 11.2 | altura máxima de escalón |
| 11.3 | altura reducida de escalón |
| 11.4 | altura reducida de escalón |
| 11.5 | sin altura de escalón |
| 12 | abombamiento en 4 |
| 13 | soporte de chapa arriba |
| 14 | talón en 5 |
| 15 | superficie de apoyo |
| 16 | escalón en el lado inferior de 13 |
| P1, P2, P3 flechas para dirección de flujo del material. |
Claims (7)
1. Procedimiento para el control del flujo de
material en chapas, preferiblemente de aceros de alta resistencia
y/o aceros polifásicos o de aluminio, en donde
la chapa (1) se perfila en una prensa entre un
punzón (4) de embutición y una matriz (5) dispuesta en una placa
(2) de cabeza,
el punzón (4) de embutición y la matriz (5)
poseen perfiles (12, 14) ajustados para la formación de acanaladuras
de embutición en los bordes de la chapa (1), y
los bordes de la chapa (1) se comprimen entre al
menos un soporte superior (13) de chapa y al menos un soporte
inferior (6, 7) de chapa, durante el proceso de embutición profunda
con fuerza elástica (8, 9) controlable,
caracterizado porque
a) en primer lugar, con el cierre de los
soportes superior e inferior (13, 6, 7), se estampa un escalón (11)
de forma de Z en el borde la de chapa,
b) después, con la conservación del escalón (11)
de cierre y un cierre completo entre los soportes, se termina de
embutir la forma de base, extendiéndose la chapa (1) de dentro
hacia fuera, y
c) por último, el escalón (11) de cierre se
reduce en su altura y de esta forma se facilita el arrastre de la
chapa por fuera.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque para acabar, el arrastre de chapa se
efectúa por la eliminación completa del escalón (11) de cierre,
exclusivamente desde fuera hacia dentro.
3. Procedimiento para el control del flujo de
material en la embutición profunda de chapas, preferiblemente de
aceros de alta resistencia y/o aceros polifásicos o de aluminio, en
donde
la chapa (1) toma forma en una prensa entre un
punzón (4) de embutición y una matriz (5) dispuesta en una placa
(2) de cabeza,
el punzón (4) de embutición y la matriz (5)
poseen perfiles (12, 14) ajustados para la formación de acanaladuras
de embutición en los bordes de la chapa (1), y
los bordes de la chapa (1) se comprimen entre al
menos un soporte superior (13) de chapa y al menos un soporte
inferior (6, 7) de chapa, durante el proceso de embutición profunda
con fuerza elástica (8, 9) controlable,
caracterizado porque
a) en primer lugar, sustancialmente sin efecto
de acanaladura se embute la forma de base, mientras el soporte
superior y el inferior se hallan sustancialmente planos uno encima
de otro, y
b) después, se estampa un escalón de cierre en
el borde de chapa, para detener el arrastre desde fuera hacia
dentro.
4. Herramienta para la embutición profunda de
chapas, preferiblemente según las reivindicaciones precedentes, con
un punzón (4) de embutición dispuesto en una prensa en una placa
(3) de base y una matriz (5) dispuesta opuesta en una placa (2) de
cabeza,
perfiles (12, 14) dispuestos en el punzón (4) y
la matriz (5) para la formación de acanaladuras de embutición en
los bordes de la chapa (1) a dar forma, y
al menos un soporte superior (13) de chapa y al
menos un soporte inferior (5, 7) de chapa,
caracterizada porque el soporte inferior
de chapa consiste en un soporte interior (6) de chapa y un soporte
exterior (7) de chapa, que están dispuestos de forma anular en el
borde de la chapa (1) y son móviles uno con respecto al otro en
dirección del soporte.
5. Herramienta de embutición según
reivindicación 4, caracterizada porque el soporte interior
inferior (6) de chapa posee una superficie (15) de apoyo, en la que
el soporte exterior (7) de chapa viene a descansar en la posición
relativa inferior con respecto al soporte interior (6) de
chapa.
6. Herramienta de embutición profunda según las
reivindicaciones 4 o 5, caracterizada porque los dos soportes
inferiores (6, 7) de chapa forman en sus lados superiores un escalón
ajustable (11) de cierre para el borde de la chapa (1).
7. Herramienta de embutición profunda según una
de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizada porque en el
lado inferior del soporte superior (13) de chapa está dispuesto un
escalón (20) que corresponde a la altura máxima (11.1) de escalón
del escalón (11) de cierre.
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