ES2286656T3 - Dispositivo de soporte para herramientas de calibracion de piezas y prensa con dicho dispositivo. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo para recibir herramientas para la calibración de piezas, en particular piezas fabricadas mediante un proceso pulvimetalúrgico, comprendiendo una placa base (11) para ser montada sobre la mesa (13) de la prensa, una placa de acoplamiento inferior (15) para ser fijada en el cilindro inferior de la prensa, una placa de acoplamiento superior (19) para ser fijada en el cilindro superior (21) de la prensa, una placa de soporte del molde (23) situada entre la placa base (11) y la placa de acoplamiento superior (19), una unidad de recepción de la herramienta inferior (25) conectada con la placa de acoplamiento inferior (15) y móvil como una unidad con los soportes de herramienta correspondientes, y una unidad receptora de la herramienta superior (29) conectada con la placa de acoplamiento superior (19) y móvil como una unidad con los soportes para herramienta correspondiente, comprendiendo al menos una de las unidades receptoras de herramienta (25, 29) diversos soportes para herramienta (31, 32, 33; 31'', 32'', 33'') y los dispositivos actuadores (37, 38, 39; 37'', 38'', 39'') provistos para cada soporte de herramienta para mover individualmente el soporte de herramienta hacia delante y hacia atrás.
Description
Dispositivo de soporte para herramientas de
calibración de piezas y prensa con dicho dispositivo.
La invención trata de un dispositivo para alojar
herramientas para la calibración de piezas, en particular piezas
manufacturadas por procesos pulvimetalúrgicos.
En la fabricación de piezas pulvimetalúrgicas,
un polvo o granulado metálico en primer lugar se compacta en un
molde. El objeto obtenido por este procedimiento a continuación se
sinteriza en un horno. Las piezas fabricadas por este procedimiento
con frecuencia carecen de la precisión dimensional deseada y de
calidad en las superficies. Al objeto de mejorar la precisión
dimensional y la calidad de las superficies es conocido el someter a
las piezas a una operación adicional, normalmente conocida como
calibración. Para este propósito la pieza se coloca en un molde y
se somete a alta presión, que puede ser del orden de 60 kN por
centímetro cuadrado. De esta manera la estructura de la pieza se
compacta. También la calidad de las superficies y la precisión
dimensional se verán incrementadas. Hasta el momento presente la
calibración se llevaba a cabo mediante dispositivos relativamente
simples. Sin embargo, en la práctica estos dispositivos no son lo
suficientemente modulares y flexibles para ser utilizados en piezas
de alta complejidad.
En la literatura de patentes no se han
encontrado dispositivos para alojar las herramientas para la
calibración de las piezas. Una patente de utilidad con el número DE
90 12 752.8, del año 1991, describe un adaptador de herramientas
para la fabricación de piezas mediante el compactado de polvos
metálicos.
Es por tanto un objeto de la invención presente
crear un dispositivo que sea de diseño modular, de aplicación
flexible y capaz de alojar una pluralidad de estampas en diferentes
planos de herramienta, de manera que se puedan calibrar también
piezas de alta complejidad, como por ejemplo engranajes o segmentos
de engranaje.
De acuerdo con la invención esto se consigue
mediante un dispositivo que comprende una placa base para montar
sobre la mesa de la prensa, una placa de acoplamiento inferior para
la fijación al pistón inferior de la prensa, una placa de
acoplamiento superior para la fijación al pistón superior de la
prensa, una placa de soporte del molde situada entre la placa base
y la placa de acoplamiento superior, una unidad de recepción de la
herramienta conectada a la placa se acoplamiento inferior y móvil
en conjunto con sus correspondientes soportes para herramienta, y
una unidad para recepción de herramientas superior conectada con la
placa de acoplamiento superior y móvil en conjunto con los soportes
para herramienta correspondiente, comprendiendo al menos una de las
unidades para recepción de herramientas diversos soportes para
herramientas, y un dispositivo actuador provisto para cada soporte
de herramienta para mover individualmente el soporte de herramienta
hacia delante y hacia atrás. Este dispositivo permite la
calibración de piezas relativamente complejas como se ilustrará más
adelante. Este dispositivo permite mover las estampas de la
herramienta individualmente durante la operación de prensado. Sin
embargo, en la operación de extracción subsecuente todas las
estampas inferiores se moverán en conjunto con el pistón inferior,
lo que permite liberar la pieza y transferirla a un dispositivo de
transferencia.
La unidad de recepción de herramientas inferior,
así como la superior, comprende preferiblemente diversos soportes
de herramienta. Sin embargo, si se desea emplear el dispositivo para
un uso sencillo con una herramienta determinada para calibrar
grandes cantidades de una determinada pieza, para lo que una parte
de la herramienta contiene únicamente una estampa, eventualmente
solamente una de ambas unidades de soporte de las herramienta puede
estar provista con varios soportes de herramientas.
De acuerdo con una realización de la invención
los dispositivos actuadores para los soportes de herramienta están
integrados en la unidad de soporte de la herramienta. En este caso
el dispositivo de calibración es sustancialmente independiente del
diseño de la prensa. Sin embargo, también es posible conectar los
soportes de herramientas a varillas de acoplamiento que se pueden
accionar mediante dispositivos actuadores de la prensa.
El dispositivo puede contener un soporte para
herramientas central que se acciona mediante un dispositivo
accionador de la prensa. Este soporte para herramientas central
sirve para recibir el punzón central que puede encajar en el
orificio central de la pieza, si la pieza contiene dicho
orificio.
El dispositivo actuador respectivo
preferiblemente será de accionamiento hidráulico, por ejemplo
mediante un cilindro hidráulico.
Una realización del dispositivo se caracteriza
porque la placa de soporte del molde está soportada mediante
varillas que se pueden mover axialmente en la placa base, y porque
la posición superior de cada varilla está limitada por un final de
carrera. Estas varillas se pueden conectar a cilindros hidráulicos
de la prensa. Este dispositivo provee que la placa de soporte del
molde esté en el mismo nivel tanto alimentando como retirando la
pieza. Esto facilita la automatización de estas operaciones. Otra
realización provee que entre la placa base y la placa de soporte
del molde se sitúen cilindros hidráulicos. En ambos casos se obtiene
un denominado soporte flotante de la placa de soporte del molde. La
placa de soporte del molde está situada a poca distancia del
miembro de soporte que rodea la unidad para alojar las herramientas
cerca de su centro. De acuerdo con lo anterior, si durante la
calibración la presión que actúa sobre la placa de soporte del molde
excede un cierto límite, la placa de soporte del molde llega a
descansar sobre el miembro de soporte. La situación central del
miembro de soporte tiene la ventaja de que la placa de soporte del
molde no se ve doblada de manera inadmisible cuando se aumenta la
presión aún más. El miembro de soporte está provisto preferiblemente
con un final de carrera ajustable, por ejemplo en la forma de un
anillo roscado, para la placa de soporte del molde. Durante un
cambio de herramienta esto permite reducir el tiempo de cambio,
gracias a que no es necesario insertar espaciadores especiales.
Para cada soporte de herramienta se puede proveer un final de
carrera ajustable para la posición de la prensa y para la posición
de expulsión. Sin embargo, también es posible proveer un sistema de
medida en lugar de un final de carrera para la posición de
expulsión. Tal sistema de medida puede estar situado en el
dispositivo en sí mismo o bien en la prensa. Estas características
limitan también el tiempo necesario para cambiar la herramienta.
La invención también incluye una prensa para
calibrar piezas con un dispositivo de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 15. Una realización preferida de la prensa está
caracterizada porque la placa de soporte del molde está soportada
mediante varillas que se pueden mover axialmente en la placa base,
estando la posición superior de cada varilla limitada mediante un
final de carrera, y siendo cada varilla móvil mediante un cilindro
hidráulico. Ventajosamente se provee también un soporte para
herramientas central que puede ser actuado, preferiblemente de
manera hidráulica, mediante un dispositivo actuador situado en el
cilindro inferior de la prensa. Las realizaciones de la invención
serán descritas a continuación mediante referencias a los
dibujos.
La Figura 1 muestra una sección longitudinal a
través del dispositivo.
La Figura 2 muestra el dispositivo de la Figura
1, pero con las herramientas colocadas y una pieza colocada en el
molde.
La Figura 3 muestra una versión modificada del
dispositivo.
La Figura 4 muestra una modificación adicional
del dispositivo, y
la Figura 5 ilustra los diferentes pasos de la
operación de calibración.
Al objeto de representar mejor las
características inventivas las Figuras se han esquematizado de
alguna manera.
Como muestran las Figuras 1 y 2, el dispositivo
comprende una placa base 11 por ejemplo de configuración cuadrada,
para ser montada sobre la mesa 13 de una prensa, una placa de
acoplamiento inferior 15 para ser montada sobre el pistón de
inyección o en el cilindro inferior 17 de la prensa, una placa de
acoplamiento superior 19 para ser montada sobre el cilindro
superior 21 de la prensa, y una placa de soporte del molde 23
situada en el espacio entre la placa base 11 y la placa de
acoplamiento superior 29.
Una unidad de reopción de la herramienta
inferior 25 está conectada mediante cuatro varillas 27 con la placa
de acoplamiento 15. Una unidad receptora de la herramienta superior
29 está conectada con la placa de acoplamiento superior 19. La
unidad receptora de la herramienta inferior 25 comprende tres
soportes de herramienta 31, 32, 33 que pueden ser movidos
individualmente o en conjunto hacia delante y hacia atrás mediante
los dispositivos actuadotes, por ejemplo los cilindros hidráulicos
37, 38, 39, paralelos al eje central 40. En la realización mostrada
los dispositivos actuadotes 37, 38, 39 están integrados en la unidad
receptora de la herramienta. Los soportes para herramientas 31, 32,
33, tienen la forma de anillos. Están provistos varios cilindros
hidráulicos situados a distancias iguales para cada soporte de
herramienta.
Además, está provisto un soporte de herramienta
central 41, que se puede actuar mediante un dispositivo actuador
43, por ejemplo un cilindro hidráulico, de la prensa. Para cada
soporte de herramienta se proveen un final de carrera 45, 46, 47
para la posición de la prensa. Además para la posición de expulsión
se provee un final de carrera ajustable 49, 50, 51. Los finales de
carrera ajustables pueden tener la forma de anillos roscados.
En la realización mostrada la unidad receptora
de la herramienta superior 29 tiene un diseño análogo al de la
unidad receptora de la herramienta inferior 25, de manera que a este
respecto se puede hacer referencia a la unidad receptora de la
herramienta inferior 25. Para las partes correspondientes se
utilizan los mismos número de referencia, pero provistos del un
apóstrofe. Resulta obvio para las personas versadas en la técnica
que es posible proveer las unidades receptoras de herramienta 25, 29
con más o menos soportes de herramienta.
La placa de soporte 23 puede estar soportada
mediante cuatro varillas 55 que se pueden mover axialmente en la
placa base 11. Las varillas 55 pueden estar acopladas mediante
miembros de acoplamiento 57 con los cilindros hidráulicos 58 de la
prensa. Los miembros de acoplamiento 57 actúan también como finales
de carrera limitando la posición superior de las varillas 55 y de
la placa de soporte del molde 23, respectivamente. Como muestran
las Figuras 3 y 4, también es posible proveer los cilindros
hidráulicos 58 en el dispositivo en lugar de en la prensa.
Un miembro de soporte 59 con un final de carrera
ajustable 61 rodea la unidad receptora de la herramienta inferior
25 cerca de su centro. Entre el final de carrera 61 y la placa de
soporte del molde 23 hay una pequeña separación 63.
Cuando durante la operación de calibración la
presión en el molde 84 alcanza un cierto valor la placa de soporte
del molde 23 se apoya en el final de carrera 61. El final de carrera
ajustable 61 puede tener la forma de un anillo roscado.
\newpage
Las cuatro columnas de guía 65 que se extienden
desde la placa de acoplamiento superior 19 hasta los orificios 67
de la placa de soporte del molde 23 sirven para guiar la unidad
receptora de la herramienta superior 29 en su movimiento relativo a
al unidad receptora de la herramienta inferior 25.
La Figura 2 muestra el dispositivo de la Figura
1 con la herramienta y la pieza 83 insertadas. La herramienta
mostrada comprende el molde 84 y las estampas superior e inferior
77, 78, 79; 80, 81, 82, y el punzón central 85.
Como muestran las realizaciones de acuerdo con
las Figuras 3 y 4 un sistema de medida 69, 70, 71 y 69', 70', 71',
respectivamente, pueden estar provistas para colocar cada uno de los
soportes de herramienta 31, 32, 33; 31', 32', 33' en las posiciones
de expulsión. En este caso no es necesario ningún final de carrera
ajustable para la posición de extracción.
En la realización de la Figura 4 se puede ver
que cada soporte de herramienta 31', 32', 33' está conectado con
una varilla de acoplamiento 73, 74, 75, respectivamente, que pueden
ser accionadas mediante los dispositivos de accionamiento, por
ejemplo los cilindros hidráulicos 37', 38', 39' de la prensa.
Resultará obvio para las personas versadas en la
técnica que las diferentes características mostradas en las Figuras
1 a 4 pueden ser combinadas de diferentes maneras. Por ejemplo, en
al dispositivo de la Figura 2 los cilindros hidráulicos 37', 38',
39' pueden estar colocados también en la prensa como en la Figura
4.
En la Figura 5 se muestra la operación de
calibración con un dispositivo de acuerdo con las Figura 1 y 2. Se
ha insertado una herramienta en el dispositivo. La parte inferior de
la herramienta comprende las estampas 77, 78, 79 y la parte
superior de las estampas 80, 81, 82. Adicionalmente, está provisto
un punzón central 85. También se muestra la pieza 83. Tiene la
forma de un cuerpo de revolución.
Se muestran las siguientes fases de la operación
de calibración:
- a.-
- Todas las estampas están en su posición base. La placa de soporte del molde 23 con el molde 84 están en la posición superior, siendo visible la separación 63. La pieza 83 que va a ser calibrada se coloca en el molde 84.
- b.-
- La herramienta superior se mueve hacia abajo y empuja la pieza 83 hacia el molde 84.
- c.-
- La pieza 83 se encuentra ahora sometida a alta presión colocada en la prensa y la placa de soporte del molde flotante 23 presiona contra el final de carrera 61 del miembro de soporte 59.
- d.-
- La herramienta superior se mueve hacia arriba. En este ejemplo las estampas 80, 82 hacen posible que la estampa 81 se sitúe entre ellas para retirarse de la ranura de la pieza 83.
- e.-
- La pieza 83 calibrada se extrae del molde 84. Todas las estampas 77, 78, 79, incluyendo el punzón central 85, se mueven hacia arriba mediante el cilindro hidráulico 43.
- f.-
- El punzón central 85 es empujado y la estampa 67 más interior expulsa la pieza en este ejemplo. La pieza calibrada 83 está suelta ahora.
Resumiendo, se puede citar los siguientes
puntos:
El dispositivo sirve para recibir una
herramienta para calibrar las piezas 83, preferiblemente piezas
fabricadas mediante un proceso pulvimetalúrgico. En el ejemplo
mostrado la herramienta comprende las estampas inferiores 77, 78,
79 y las estampas superiores 80, 81, 82 situadas sobre los soportes
de herramienta 31, 32, 33; 31', 32', 33'. Estas estampas se pueden
mover hacia arriba y hacia abajo individualmente o en conjunto en
paralelo al eje 40. El soporte de herramienta 41 es también móvil
hacia arriba y hacia abajo, y sobre él se monta, si es necesario,
un punzón central 85. El dispositivo es particularmente adecuado
para la calibración de piezas complicadas, como las representadas
por ejemplo mediante la pieza 83 que tiene la forma de un cuerpo de
revolución.
Claims (18)
1. Un dispositivo para recibir herramientas para
la calibración de piezas, en particular piezas fabricadas mediante
un proceso pulvimetalúrgico, comprendiendo
una placa base (11) para ser montada sobre la
mesa (13) de la prensa,
una placa de acoplamiento inferior (15) para ser
fijada en el cilindro inferior de la prensa,
una placa de acoplamiento superior (19) para ser
fijada en el cilindro superior (21) de la prensa,
una placa de soporte del molde (23) situada
entre la placa base (11) y la placa de acoplamiento superior
(19),
una unidad de recepción de la herramienta
inferior (25) conectada con la placa de acoplamiento inferior (15)
y móvil como una unidad con los soportes de herramienta
correspondientes, y
una unidad receptora de la herramienta superior
(29) conectada con la placa de acoplamiento superior (19) y móvil
como una unidad con los soportes para herramienta
correspondiente,
comprendiendo al menos una de las unidades
receptoras de herramienta (25, 29) diversos soportes para
herramienta (31, 32, 33; 31', 32', 33') y los dispositivos
actuadores (37, 38, 39; 37', 38', 39') provistos para cada soporte
de herramienta para mover individualmente el soporte de herramienta
hacia delante y hacia atrás.
2. Un dispositivo como el reivindicado en la
reivindicación 1, caracterizado porque la unidad receptora de
la herramienta inferior (25) comprende diversos soportes de
herramienta (31, 32, 33).
3. Un dispositivo como el reivindicado en las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la unidad
receptora de la herramienta superior (29) comprende diferentes
soportes de herramienta (31', 32', 33').
4. Un dispositivo como el reivindicado en
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado
porque el dispositivo actuador (37, 38, 39,; 37', 38', 39') está
integrado en la unidad receptora de la herramienta (25, 29).
5. Un dispositivo como el reivindicado en
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado
porque los soportes de herramienta (31', 32', 33') están conectados
a varillas de acoplamiento (73, 74, 75) que son accionadas por los
dispositivos accionadores (37', 38', 39') de la prensa.
6. Un dispositivo como el reivindicado en
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado
porque se provee un soporte para herramienta central (41) que se
puede accionar mediante un dispositivo actuador de la prensa.
7. Un dispositivo como el reivindicado en
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado
porque los dispositivos actuadores respectivos (37, 38, 39; 37',
38', 39') se puede accionar hidráulicamente.
8. Un dispositivo como el reivindicado en
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado
porque la placa de soporte (23) está soportada mediante varillas
(55) que son móviles axialmente en la placa base (11), y porque las
posiciones superiores de cada varilla están limitadas mediante un
final de carrera (57).
9. Un dispositivo como el reivindicado en la
reivindicación 8, caracterizado porque las varillas (55) se
pueden mover mediante cilindros hidráulicos (58) de la prensa.
10. Un dispositivo como el reivindicado en
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado
porque entre la placa base (11) y la placa de soporte del molde
(23) se sitúan los cilindros hidráulicos (58) (Figura 4).
11. Un dispositivo como el reivindicado en
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado
porque el miembro de soporte (59) de la placa de soporte del molde
(23) rodea la unidad receptora de la herramienta (25) cerca del
centro.
12. Un dispositivo como el reivindicado en la
reivindicación 11, caracterizado porque el miembro de soporte
(59) y el final de carrera ajustable (61), por ejemplo en la forma
de un anillo roscado, está situados para la placa de soporte del
molde (23).
13. Un dispositivo como el reivindicado en
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado
porque para cada uno de los soportes de herramienta (31, 32, 33;
31', 32', 33') se provee un final de carrera ajustable (45, 46, 47;
45', 46', 47') de la posición de la prensa.
14. Un dispositivo como el reivindicado en
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado
porque para cada uno de los soportes de herramienta (31, 32, 33,
31', 32', 33') se provee un final de carrera ajustable (49, 50, 51;
49', 50', 51') para cada posición de extracción.
15. Un dispositivo como el reivindicado en
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado
porque para la posición de cada soporte de herramienta (31, 32, 33;
31', 32' 33') en las posiciones de extracción se provee un sistema
de medida (69).
16. Una prensa para calibrar piezas (83), en
particular piezas fabricadas mediante un proceso pulvimetalúrgico,
con un dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a
15.
17. Una prensa de acuerdo con la reivindicación
16, caracterizada porque la placa de soporte del molde (23)
está soportada mediante varillas (55) que se pueden mover axialmente
en la placa base (11), estando la posición superior de cada varilla
limitada mediante un final de carrera (57) y siendo cada varilla
(55) móvil mediante un cilindro hidráulico (58).
18. Una prensa de acuerdo con las
reivindicaciones 16 ó 17, caracterizada porque está provisto
un soporte para herramienta central (41), y porque dicho soporte
para herramienta central (41) es móvil, preferiblemente por
accionamiento hidráulico, mediante un dispositivo actuador situado
en el brazo inferior (17) de la prensa.
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