ES2285585T3 - Procedimiento para conformar por rodillo una pieza cruda. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para producir una pieza conformada a partir de una pieza cruda (7) para la subsiguiente conformación masiva, en donde la pieza cruda (7) se deforma plásticamente y la deformación plástica se realiza de forma continuamente progresiva en la pieza cruda fija, caracterizado porque los cilindros de contorno (8) situados en un varillaje de accionamiento (11) se apoyan en suplementos perfilados (6) con cualquier contorno para una conformación adecuada de la pieza cruda (7) y porque, después del giro alrededor del eje longitudinal de la pieza cruda (7), el procedimiento de preconformación puede repetirse a voluntad con un aumento del grado de conformación.
Description
Procedimiento para conformar por rodillo una
pieza cruda.
La invención se refiere a un procedimiento y a
un dispositivo para preconformar una pieza cruda en un proceso de
conformación masiva, conforme al preámbulo de la reivindicación 1 ó
6.
En la cadena de procesos del forjado en estampa
se necesita, en dependencia de la forma final de la pieza forjada,
una forma intermedia. Mediante una acumulación de masa o una
reducción de masa en determinados puntos de la pieza de trabajo se
pretende mejorar de este modo el resultado del forjado en estampa
que va a continuación. Para obtener esta forma intermedia se
conocen procedimientos, como p.ej., la laminación transversal o el
estirado por lami-
nación.
nación.
Se han representado otros procedimientos en el
"Manual de la técnica de conformación", Kurt Lange, editorial
Springer 1974, página 46.
Tanto la laminación transversal como el estirado
por laminación hacen posible una adaptación geométrica óptima de la
distribución de masas sobre la pieza perfilada intermedia a los
requisitos del forjado en estampa de piezas alargadas. El sobrante
de material en la forma final se minimiza y distribuye uniformemente
por medio de esto y hace posible un forjado en estampa con pocas
rebabas. Mediante la adaptación de la forma intermedia laminada a
la forma final de la pieza ya forjada se garantizan fuerzas de
conformación constantes y, con ello, tolerancias mínimas de las
piezas acabadas en la dirección de prensado. Aparte de esto se
reducen movimientos relativos en la zona de contacto de presión
entre la pieza de trabajo y el grabado y, de este modo, se reduce
el desgaste de los troqueles. Mediante el uso del procedimiento de
preconformación preconectado al forjado en estampa puede reducirse
el uso de materiales hasta una tercera parte.
En la conformación masiva puede reconocerse en
estos últimos tiempos una tendencia a números de carreras cada vez
mayores. Esto se consigue en especial mediante el uso de prensas de
manivela modernas con transferencia de piezas de trabajo totalmente
automática al forjado en estampa. Los procedimiento de
preconformación conocidos, en especial la laminación transversal y
el estirado por laminación, tienen el inconveniente de que éstos
sólo pueden integrarse con dificultad en un proceso de forjado
totalmente automático con transporte automático de piezas de
trabajo. Los motivos para ello son los ritmos de trabajo
relativamente elevados en el caso de la laminación transversal o
del estirado por laminación, así como la posición de la pieza de
trabajo, inadecuada parcialmente para un proceso de fabricación
automatizado, al final del proceso de laminación.
Un inconveniente adicional es la configuración
constructiva complicada del dispositivo de preconformación y los
elevados costes ligados a ello.
Del documento
DE-A-100 48 312 se ha dado a conocer
un procedimiento y un dispositivo para llevar a cabo el
procedimiento según el género de las reivindicaciones 1 y 6. En el
caso de este dispositivo de embutición se deforma la pieza de
trabajo por medio de un cilindro de contorno móvil, que se apoya por
su parte en una carcasa de empuje con una pieza perfilada cónica.
Un contorno variable no puede producirse mediante un dispositivo de
este tipo.
La invención se ha impuesto la tarea de
desarrollar un procedimiento y un dispositivo para preconformar una
pieza forjada, que sea económico con una elevada productividad y
pueda integrarse en la transferencia de una prensa de forjado.
Esta tarea es resuelta con un procedimiento y un
dispositivo mediante la parte característica de las reivindicaciones
1 y 7. En las reivindicaciones subordinadas se proponen
perfeccionamientos ventajosos y convenientes.
La idea central de la invención es un
procedimiento en el que se deforme una pieza cruda fija de al menos
un cilindro, con preferencia dos cilindros, que avanzan
continuamente a lo largo de un contorno prefijado. El movimiento de
avance del cilindro de contorno se realiza mediante un accionamiento
lineal.
El recorrido de los cilindros de contorno
durante el avance se determina con preferencia mediante dos
suplementos perfilados, cuyo perfil se corresponde con la forma
negativa de la pieza preconformada. Mediante el movimiento de
avance y la forma de los cilindros de contorno se conforma
plásticamente la pieza cruda mediante el contorno de los
suplementos perfilados. Para obtener por ejemplo una pieza cruda
preconformada con simetría de rotación como resultado final de la
llamada preconformación por rodillo, los cilindros de contorno
tienen que ejecutarse con el radio correspondiente.
Alternativamente a esto existe también la posibilidad de utilizar un
cilindro de contorno sólo por un lado. En este caso la pieza cruda
se apuntala durante la preconformación, en el lado opuesto,
mediante un tope fijo.
También puede pensarse en una solución en la que
los cilindros de contorno se apoyen por el lado alejado de la pieza
cruda en placas rectas, que modifican mediante motores de ajuste la
distancia entre las placas y el eje de la pieza cruda, de tal modo
que la pieza cruda se preconforma de forma correspondiente. Como
accionamientos de ajuste puede utilizarse por ejemplo servomotores
o también hidromotores.
La pieza cruda se fija con una pinza pivotante.
Después de una circulación de conformación se gira 90º la pinza
pivotante y con ello la pieza cruda parcialmente conformada. En esta
posición se repite el proceso de laminación. Por medio de esto la
pieza cruda ha alcanzado una forma intermedia aproximadamente
simétrica en rotación. También puede pensarse en recorrer más de
dos ciclos de laminación con un ángulo de giro correspondientemente
menor y mejorar el resultado de la preconformación. Si la pieza
cruda se compone por ejemplo de una barra plana, una circulación de
conformación ya puede producir naturalmente también la forma
intermedia exigida.
Durante el proceso de laminación la pieza cruda
se sujeta mediante la pinza pivotante y se apuntala radialmente
desde abajo por ejemplo mediante dos pernos de expulsión. Una
función adicional de la pinza pivotante es compensar un
alargamiento o estirado causado por la preconformación. Al final del
proceso de preconformación los suplementos perfilados están
configurados de tal modo, que los cilindros de contorno se salen de
la región de conformación. Los pernos de expulsión elevan a
continuación la pieza cruda preconformada hasta encima del plano de
transporte. Ésta es agarrada después por el sistema de
transferencia de la prensa de forjado y se transporta mediante la
estación de conformación correspondiente.
El dispositivo conforme a la invención para este
procedimiento puede posicionarse como unidad de conformación
autónoma o también en la región de bastidor de la prensa de forjado.
Por medio de esto puede integrarse el dispositivo para
preconformación por rodillo, económicamente, en el dispositivo de
prensado-transferencia disponible.
También es posible una solución autónoma, en la
que el dispositivo propuesto se posiciona delante de la prensa de
forjado con dispositivo de alimentación aparte. El procedimiento de
preconformación propuesto puede usarse tanto con como sin
tratamiento térmico adicional. Aparte de esto el procedimiento es
apropiado para diferentes materiales, como por ejemplo acero o
aluminio.
En el caso de elevados grados de conformación
durante la preconformación, el dispositivo conforme a la invención
también puede hacerse funcionar dispuesto varias veces superpuesto.
De forma correspondiente al número de dispositivos utilizados
aumenta el grado de la conformación. La extracción es, en el caso de
un dispositivo dispuesto varias veces superpuesto, igual que si se
utiliza un solo dispositivo. Para presionar los cilindros de
contorno entre la pieza cruda y los suplementos perfilados se
requiere, como ya se ha citado, una fuerza lineal en la dirección
del eje de pieza cruda. Esta fuerza lineal se genera con preferencia
mediante un accionamiento hidráulico, pero también es posible una
transmisión de fuerza mediante un accionamiento mecánico.
La transmisión de fuerza del accionamiento a los
cilindros de contorno debe realizarse de tal modo, que éstos puedan
moverse libremente en un plano perpendicular a la dirección de
movimiento, para poder seguir el contorno de los suplementos
perfilados. Esto se consigue mediante una cabeza de horquilla, sobre
la que están montados dos brazos de forma articulada y en forma de
tijeras. Sobre estos dos brazos están montados de forma giratoria
los dos cilindros de contorno. Los brazos, sobre los que están
montados los cilindros de contorno, pueden someterse adicionalmente
a una fuerza elástica, de tal modo que los cilindros de contorno
hacen contacto seguro con el contorno durante la entrada y salida.
Durante la conformación se apuntala la pieza cruda mediante una
placa de tope con respecto a la dirección de avance o a la
fuerza.
Para mejorar el resultado de la conformación el
dispositivo conforme a la invención puede equiparse con un manguito
de guiado, que estabiliza la pieza cruda durante el proceso de
conformación. Esto se consigue mediante un manguito, que abraza la
pieza cruda hasta justo delante de la región de la conformación y es
arrastrado por los brazos articulados, en la dirección del eje de
pieza cruda, en contra de una fuerza elástica. Por medio de esto se
impide un abombamiento o una posición oblicua de la pieza cruda a
causa de la conformación.
Para poder absorber la fuerza reactiva de la
fuerza de conformación, los suplementos perfilados tienen que
fijarse en un plano perpendicular al eje de pieza cruda. Esto puede
realizarse mediante un tope mecánico, pero también otras soluciones
constructivas, como por ejemplo un bastidor estable de forma, que
abraza los dos suplementos perfilados.
Los suplementos perfilados, la placa de tope y
el bastidor forman de este modo un dispositivo, o bien una
herramienta para la preconformación por rodillo. Ésta se fija con
métodos conocidos, como por ejemplo con cuñas o hierros de sujeción
sobre una mesa fija, de tal modo que la herramienta puede cambiarse
sin gran complejidad. Naturalmente puede realizarse también sólo
una sustitución de los suplementos perfilados. Es conveniente un
tope mecánico en y en contra de la dirección de avance del cilindro
hidráulico sobre la mesa fija.
Se deducen ventajas y detalles adicionales de la
invención de la descripción y de las figuras de un ejemplo de
ejecución.
Las figuras muestran:
la figura 1 un dispositivo para conformar por
rodillo como vista isométrica,
la figura 2 una vista en planta al principio de
la conformación por rodillo,
la figura 3 una vista en planta durante la
conformación por rodillo,
la figura 4 una vista en planta al final de la
conformación por rodillo,
la figura 5 un dispositivo para conformar por
rodillo como representación en corte.
En la figura 1 se ha representado un dispositivo
1 para conformar por rodillo. Puede verse una mesa 2, sobre la que
está fijado un bastidor 4 rígido a la flexión con garras de sujeción
3. A las paredes laterales de este bastidor 4 están fijados dos
suplementos perfilados 6. Estos suplementos perfilados presentan en
el lado dirigido hacia el centro un contorno, que está ajustado el
contorno extremo de la pieza cruda 7 preconformada. La pieza cruda
7 se apoya por un lado en una placa de tope 5, que también está
fijada al bastidor 4. En el otro extremo se sujeta la pieza cruda
mediante una pinza pivotante 13.
En la figura 5 se ha representado el dispositivo
1 para conformar por rodillo en corte. Pueden verse pernos de
expulsión 12, que apuntalan desde abajo la pieza cruda 7 durante el
proceso de preconformación. Entre los suplementos perfilados 6 y la
pieza cruda 7 se encuentran dos cilindros de contorno 8 que se
mueven mediante un accionamiento no representado, por ejemplo un
cilindro hidráulico, en la dirección 9 a través de un varillaje de
accionamiento 11 a lo largo del contorno exterior de los suplementos
perfilados 6. El contorno exterior es presionado con esto a través
de los cilindros de contorno 8 hacia dentro de la pieza cruda 7. Los
suplementos perfilados 6 están ejecutados al principio y al final
con un contorno que se aleja de la pieza cruda 7, para que los
cilindros de contorno 8 se alejen de la pieza cruda 7 al principio y
al final del proceso de preconformación. Los cilindros de contorno
8 son presionados sobre el contorno de los suplementos perfilados 6,
por ejemplo mediante una fuerza elástica que actúa sobre los brazos
del varillaje de accionamiento 11. El varillaje de accionamiento 11
se compone fundamentalmente de 2 brazos, que están montados en un
punto de giro 10 común.
En cuanto los cilindros de contorno 8 se han
alejado de la pieza cruda 7 preconformada al final del proceso de
preconformación, ésta puede elevarse mediante los pernos de
expulsión 12 y transportarse mediante un sistema de transferencia
automático, por ejemplo hasta una prensa de forjado en estampa.
Opcionalmente puede repetirse el proceso de
preconformación en contra del sentido 9, después del giro de la
pinza pivotante 13 y de la pieza cruda 7 alrededor de su eje
longitudinal. Mediante una repetición múltiple de la
preconformación por rodillo puede crearse una pieza cruda 7
preconformada casi simétrica en rotación.
En las figuras 2, 3 y 4 se han representado
diferentes periodos de preconformación. En la figura 2 puede verse
el inicio del proceso de preconformación. La pieza cruda 7 todavía
no se ha preconformado. Los cilindros de contorno 8 se encuentran
todavía en la región de entrada del contorno exterior de los
suplementos perfilados 6.
En la figura 3 los cilindros de contorno 8 han
recorrido aproximadamente la mitad del tramo de conformación, y la
conformación proporcional de la pieza cruda 7 que se produce puede
verse claramente.
En la figura 4 los cilindros de contorno 8 han
salido de la región en la que se produce una conformación y hacen
posible una elevación de la pieza cruda 7 preconformada mediante los
pernos de expulsión 12.
La invención no está limitada al ejemplo de
ejecución representado y descrito. Comprende también todos los
perfeccionamientos técnicos que entran dentro del texto de las
reivindicaciones.
\global\parskip0.500000\baselineskip
1
\tabulDispositivo de preconformación por rodillo
2
\tabulMesa
3
\tabulGarras de sujeción
4
\tabulBastidor
5
\tabulPlaca de tope
6
\tabulSuplementos perfilados
7
\tabulPieza cruda
8
\tabulCilindros de contorno
9
\tabulDirección de accionamiento
10
\tabulPunto de giro
11
\tabulVarillaje de accionamiento
12
\tabulPernos de expulsión
13
\tabulPinza pivotante.
\global\parskip0.000000\baselineskip
Claims (17)
1. Procedimiento para producir una pieza
conformada a partir de una pieza cruda (7) para la subsiguiente
conformación masiva, en donde la pieza cruda (7) se deforma
plásticamente y la deformación plástica se realiza de forma
continuamente progresiva en la pieza cruda fija,
caracterizado porque los cilindros de contorno (8) situados
en un varillaje de accionamiento (11) se apoyan en suplementos
perfilados (6) con cualquier contorno para una conformación
adecuada de la pieza cruda (7) y porque, después del giro alrededor
del eje longitudinal de la pieza cruda (7), el procedimiento de
preconformación puede repetirse a voluntad con un aumento del grado
de conformación.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la pieza cruda puede calentarse antes
del procedimiento de preconformación.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque la pieza preconformada, tras finalizar
el proceso de conformación, se alimenta sin tratamiento térmico
adicional al proceso de forjado de forma totalmente automática.
4. Procedimiento según la reivindicación 1, 2 ó
3, caracterizado porque la pieza cruda puede presentar
cualquier forma de sección transversal.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores 1 a 4, caracterizado porque sin
modificación de posición de la pieza cruda se aumenta el grado de
conformación mediante varios pasos de conformación.
6. Dispositivo para llevar a cabo el
procedimiento según la reivindicación 1 para preconformar una pieza
cruda (7), en donde la pieza cruda (7) fijada en su posición se
conforma mediante al menos un cilindro de contorno (8), que puede
moverse en dirección longitudinal y transversal, en donde el
recorrido del cilindro de contorno (8) puede determinarse mediante
el contorno exterior de un suplemento perfilado (6) fijo y el
contorno exterior del suplemento perfilado (6) se corresponde con la
geometría proyectada de la pieza preconformada,
caracterizado porque se han previsto al menos dos cilindros
de contorno (8), en donde los cilindros de contorno (8) están
montados de forma giratoria sobre brazos (11) dispuestos en forma de
horquilla o tijeras, que por su parte están unidos al accionamiento
lineal en un punto de giro común (12).
7. Dispositivo según la reivindicación 6,
caracterizado porque el cilindro de contorno (8) puede
desplazarse mediante un accionamiento lineal en la dirección del
eje longitudinal de la pieza cruda.
8. Dispositivo según la reivindicación 7 ó 6,
caracterizado porque en la distancia entre el cilindro de
contorno (8) y el eje de la pieza cruda puede influirse mediante
motores de ajuste durante la conformación.
9. Dispositivo según la reivindicación 8,
caracterizado porque los motores de ajuste actúan sobre
placas rectas, sobre las que se apoyan los cilindros de contorno
durante la conformación.
10. Dispositivo según la reivindicación 6,
caracterizado porque los dos brazos (11) están en unión
efectiva con un muelle, cuya fuerza elástica presiona los brazos
(11) sobre los suplementos perfilados (6).
11. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 6 a 10, caracterizado porque el
accionamiento lineal se realiza a través de un cilindro hidráulico
o de un engranaje de horquilla.
12. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 6 a 11, caracterizado porque la pieza cruda
(7) es apuntalada por una placa de tope (5) durante el proceso de
conformación mediante el avance de los cilindros de contorno
(8).
13. Dispositivo según las reivindicaciones 6 a
12, caracterizado porque la pieza cruda (7), durante la
conformación, es guiada por un manguito que puede moverse en la
dirección del eje de la pieza cruda junto con los cilindros de
contorno (8).
14. Dispositivo según las reivindicaciones 6 a
13, caracterizado porque los suplementos perfilados (6) y la
placa de tope (5) están abrazados por un bastidor cerrado (4).
15. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 6 a 14, caracterizado porque la pieza cruda
(7) puede apuntalarse y elevarse antes y después de la
preconformación mediante apoyos (12), que están configurados como
expulsores.
16. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 6 a 15, caracterizado porque la pieza cruda
(7) se sujeta mediante una pinza pivotante (13), que puede girar en
el eje longitudinal de la pieza cruda.
17. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 6 a 16, caracterizado porque pueden
accionarse varios dispositivos de preconformación (1) con un
accionamiento lineal común.
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