ES2297983A1 - Procedimiento para embutir chapas metalicas. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para embutir chapas metálicas en una prensa, comprendiendo dicha prensa un punzón, una matriz y un pisador. El pisador ejerce una fuerza (F) variable con la profundidad de embutición (P) sobre una chapa metálica, de tal manera que la chapa metálica queda sujeta entre dicho pisador y la región del borde de la matriz. El procedimiento comprende una primera etapa (E1) durante la cual dicho pisador ejerce una fuerza (F) que aumenta lineal mente con la profundidad de embutición (P) sobre dicha chapa metálica, una segunda etapa (E2) intermedia y una tercera etapa (E3) durante la cual la fuerza (F) que ejerce el pisador sobre la chapa metálica es oscilante.
Description
Procedimiento para embutir chapas metálicas.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la embutición de chapas metálicas.
Son conocidos procedimientos para embutir chapas
metálicas en prensas que comprenden un punzón, una matriz y un
pisador, sujetándose la chapa metálica entre el pisador y la región
del borde de la matriz. Durante el procedimiento se mantiene dicha
chapa metálica sujeta, aplicándose una fuerza constante sobre el
pisador. Al aplicarse una fuerza constante, se produce un alto
número de rechazos debido a que se generan roturas y pliegues no
deseados en la chapa metálica cuando dicha chapa metálica es, por
ejemplo, de acero de alto límite elástico, de acero inoxidable o de
aluminio.
El documento
DE-A-3744177 describe un
procedimiento para embutir chapas metálicas en el que la fuerza que
se aplica sobre el pisador depende de la profundidad de embutición.
Para ello, se utiliza un sensor de profundidad de embutición y un
sistema de control para regular la fuerza aplicada sobre dicho
pisador en función de dicha profundidad de embutición. El
procedimiento comprende diferentes etapas. En una primera etapa se
aplica sobre dicho pisador un fuerza constante, aplicándose una
fuerza que disminuye linealmente en la segunda etapa. En la
tercera etapa, se vuelve a aplicar una fuerza constante inferior a
la aplicada en la primera etapa, para después aumentar linealmente
dicha fuerza en una cuarta etapa, hasta una fuerza menor que la
aplicada en dicha primera etapa.
El objeto de la invención es el de proporcionar
un procedimiento para embutir chapas metálicas que solvente los
problemas del estado de la técnica.
Para el procedimiento para embutir chapas
metálicas de la invención se utiliza una prensa que comprende un
punzón, una matriz y un pisador. La chapa metálica a embutir se
sujeta entre el pisador y la región del borde de la matriz, y para
ello, el pisador ejerce una fuerza variable con la profundidad de
embutición sobre dicha chapa metálica.
El procedimiento de la invención comprende tres
etapas. Durante la primera etapa el pisador ejerce sobre la chapa
metálica una fuerza que aumenta linealmente con la profundidad de
embutición. En el primer instante en el que el punzón presiona
sobre la chapa metálica, si se mantiene dicha chapa metálica sujeta
mediante una fuerza constante se produce un pico de fuerza
importante que puede generar la rotura de dicha chapa metálica.
Así, con la primera etapa del procedimiento de la invención se
evita dicho pico de fuerza, evitándose por tanto la rotura de la
chapa metálica.
Si la profundidad de embutición que se requiere
en un procedimiento de embutición es grande, dependiendo del
material se corre el riesgo de que se generen pliegues y/o roturas
en la chapa metálica a embutir que dan lugar a rechazos. En la
tercera etapa del procedimiento de la invención, el pisador ejerce
una fuerza oscilatoria, de tal manera que la chapa metálica se
adapta a las exigencias de la embutición, evitándose la generación
de pliegues y/o roturas en dicha chapa metálica.
Estas y otras ventajas y características de la
invención se harán evidentes a la vista de las figuras y de la
descripción detallada de la invención.
La Fig. 1 es una vista esquemática de una
realización de una prensa para embutir chapas metálicas.
La Fig. 2 muestra una primera realización del
procedimiento de la invención.
La Fig. 3 muestra una segunda realización del
procedimiento de la invención.
En la figura 1 se muestra una realización de Una
prensa 1 para embutir chapas metálicas 5, comprendiendo dicha
prensa 1 un punzón 2, una matriz 3 y un pisador 4. El punzón 2
presiona sobre una chapa metálica 5, embutiendo la chapa metálica 5.
Durante la embutición, dicha chapa metálica 5 es sujetada entre el
pisador 4 y la región del borde de la matriz 3. Dicho pisador 4
ejerce sobre la chapa metálica 5 una fuerza F variable con la
profundidad de embutición P, dando lugar al procedimiento para
embutir chapas metálicas de la invención. Dicha prensa 1 comprende
medios sensores (no representados en las figuras) para determinar
la profundidad de embutición P, y comprende también medios de
control (no representados en las figuras) que permiten variar la
fuerza F con dicha profundidad de embutición P.
El procedimiento de la invención comprende una
primera etapa E1 durante la cual dicho pisador 4 ejerce una fuerza
F que aumenta linealmente con la profundidad de embutición P sobre
dicha chapa metálica 5. Dicho procedimiento comprende además una
segunda etapa E2 intermedia, y una tercera etapa E3 durante la cual
la fuerza F que ejerce el pisador 4 sobre la chapa metálica 5 es
oscilante.
La primera etapa E1 se inicia siendo la
profundidad de embutición P igual a cero, y se termina cuando dicha
profundidad de embutición P es igual a una profundidad P1. Cuando
dicha profundidad de embutición P es igual a P1 se inicia la
segunda etapa E2, terminándose dicha segunda etapa E2 cuando dicha
profundidad de embutición P es igual a una profundidad P2. Cuando
dicha profundidad de embutición P es igual a P2 se inicia la
tercera etapa E3, terminándose dicha tercera etapa E3 cuando dicha
profundidad de embutición P es igual a upa profundidad P3. La
profundidad P3 es la máxima profundidad de embutición P, dándose
por terminado el procedimiento.
La profundidad de embutición P durante la
tercera etapa E3 comprende un máximo del 20% con respecto a la
profundidad de embutición P del procedimiento. Así, para una
embutición cuya profundidad P3 es de 300 mm, se puede tener, por
ejemplo, una profundidad P2 de 260 mm.
La frecuencia de la fuerza F oscilatoria
ejercida por el pisador 4 sobre la chapa metálica 5 en la tercera
etapa E3 depende de las propiedades del material de dicha chapa
metálica 5 y de la forma de la pieza que se quiere obtener, siendo
la frecuencia máxima de dicha fuerza F oscilatoria de hasta 150 Hz.
Dicha frecuencia puede ser constante o no durante dicha tercera
etapa E3, dependiendo de dichas propiedades del material de la
chapa metálica 5 y de dicha forma de la pieza que se quiere
obtener. De la misma manera, el valor medio Fmed de dicha fuerza F
oscilatoria puede cambiar con la profundidad de embutición P
durante dicha tercera etapa E3, dependiendo de dichas propiedades
del material y dicha forma de la pieza que se quiere obtener. La
amplitud de dicha fuerza F oscilatoria es aproximadamente el 20%
del valor medio Fmed de dicha fuerza F oscilatoria.
La profundidad de embutición P durante la
primera etapa El está comprendida entre aproximadamente un mínimo
del 3% y aproximadamente un máximo del 10% con respecto a la
profundidad de embutición P del procedimiento. Así, para el ejemplo
donde la profundidad P3 es de 300 mm, se puede tener, por ejemplo,
una profundidad P1 de 10 mm.
Durante la primera etapa E1 la fuerza F parte
desde una valor mínimo Fmin cuando la profundidad de embutición P
es igual a cero, llegando hasta un valor determinado Fdet al término
de dicha primera etapa E1. El pisador 4 comprende una pluralidad de
cilindros 6 para ejercer la fuerza F sobre la chapa metálica 5.
Debido a las limitaciones de los cilindros 6, el valor mínimo Fmin
de dicha fuerza F en dicha primera etapa E1 puede ser, por
ejemplo, de 2 toneladas. El valor determinado Fdet, por el
contrario, depende de las propiedades del material de la chapa
metálica 5 a embutir. Para un material blando como el DC04, dicho
valor determinado Fdet puede ser, por ejemplo, de 4 toneladas. Para
un material duro como el DP600, dicho valor determinado Fdet puede
ser, por ejemplo, de 9 toneladas.
En una primera realización, el pisador 4 ejerce
sobre la chapa metálica 5 una fuerza F constante en la segunda
etapa E2, dependiendo el valor de dicha fuerza F de las propiedades
de dicha chapa metálica 5 y de la forma de la pieza que e quiere
obtener. Para un material blando como el DC04, se tiene, por
ejemplo, un valor determinado Fdet de 4 toneladas, siendo dicho
valor determinado Fdet el valor de dicha fuerza F constante, tal y
como se muestra en la figura 2.
En una segunda realización, el pisador 4 ejerce
sobre la chapa metálica 5 una fuerza F variable escalonadamente con
la profundidad de embutición P en la segunda etapa E2, dependiendo
dicha fuerza F de las propiedades del material de la chapa metálica
5 a embutir y de la forma de la pieza que se quiere obtener. Cuando
dicha chapa metálica 5 está compuesta, por ejemplo, por un material
duro como DP600, dicha fuerza F disminuye escalonadamente con la
profundidad de embutición P, mientras que si dicha chapa metálica 5
está compuesta por un material blando como puede ser el DC04, dicha
fuerza F aumenta escalonadamente con dicha profundidad de embutición
P. Con un material duro como el DP600 se tiene, por ejemplo, un
valor determinado Fdet de 9 toneladas, disminuyéndose la fuerza F
hasta 3 toneladas escalonadamente, tal y como se muestra en la
figura 3.
En la prensa 1, el pisador 4 puede estar
dividido en una pluralidad de zonas (no representadas en las
figuras). Dichas zonas son independientes unas de otras, y cada una
de dichas zonas está adaptada para ejercer una fuerza F, siendo la
fuerza F que ejerce una de las zonas independiente a cualquiera de
las fuerzas F ejercidas por las zonas restantes. A cada zona le
corresponde un cilindro 6, siendo dicho cilindro 6 el que ejerce
dicha fuerza F. Cada cilindro 6, por su parte, está controlado
mediante una válvula (no representada en las figuras),
controlándose así la fuerza F de cada cilindro 6
independientemente, y por tanto, controlándose la fuerza F ejercida
por cada una de las zonas del pisador 4 de manera independiente.
Las válvulas que con:rolan dichos cilindros 6 están, a su vez,
controladas por los medios de control de la prensa 1.
Claims (8)
1. Procedimiento para embutir chapas metálicas
en una prensa (1), comprendiendo dicha prensa (1) un punzón (2),
una matriz (3) y un pisador (4), y ejerciendo el pisador (4) una
fuerza (F) variable con la profundidad de embutición (P) sobre una
chapa metálica (5), de tal manera que la chapa metálica (5) queda
sujeta entre dicho pisador (4) y la región del borde de la matriz
(3), comprendiendo además dicha prensa (1) medios sensores para
medir la profundidad de embutición (P) y medios de control para
variar la fuerza (F) con la profundidad de embutición (P),
caracterizado porque el procedimiento comprende una primera
etapa (E1) durante la cual dicho pisador (4) ejerce una fuerza (F)
que aumenta linealmente con la profundidad de embutición (P) sobre
dicha chapa metálica (5), una segunda etapa (E2) intermedia y una
tercera etapa (E3) durante la cual la fuerza (F) que ejerce el
pisador (4) sobre la chapa metálica (5) es oscilante.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
donde la profundidad de embutición (P) durante la tercera etapa
(E3) comprende un máximo de aproximadamente el 20% con respecto a
la profundidad de embutición (P) del procedimiento.
3. Procedimiento según la reivindicación
anterior, en donde la frecuencia máxima de la fuerza (F)
oscilatoria es de 150 Hz.
4. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde la profundidad de embutición
(P) durante la primera etapa (E1) está comprendida entre
aproximadamente un mínimo del 3% y aproximadamente un máximo del
10% con respecto a la profundidad de embutición (P) del
procedimiento.
5. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde durante la segunda etapa (E2)
el pisador (4) ejerce sobre la chapa metálica (5) una fuerza (F)
constante con la profundidad de embutición (P).
6. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en donde durante la segunda etapa (E2) el
pisador (4) ejerce una fuerza (F) variable escalonadamente con la
profundidad de embutición (P) sobre la chapa metálica (5).
7. Prensa para embutir chapas metálicas, que
comprende un pisador (4) que ejerce una fuerza (F) sobre una chapa
metálica (5) a embutir, unos medios sensores para determinar la
profundidad de embutición (P) y unos medios de control que permiten
variar la fuerza (F) con la profundidad de embutición (P),
caracterizada porque los medios sensores y los medios de
control permiten realizar el procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6.
8. Prensa según la reivindicación anterior, en
donde el pisador (4) está dividido en una pluralidad de zonas,
siendo las zonas independientes unas de otras, y ejerciendo cada
una de dichas zonas una fuerza (F) independiente a las fuerzas
ejercidas por las demás zonas.
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE3744177A1 (de) * | 1987-12-24 | 1989-07-06 | Audi Ag | Verfahren zum tiefziehen von platinen, insbesondere von tiefziehblechen fuer karosserieelemente von kraftfahrzeugen |
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2005
- 2005-08-03 ES ES200501946A patent/ES2297983B1/es not_active Expired - Fee Related
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| ES2105375T3 (es) * | 1993-03-02 | 1997-10-16 | Fiat Auto Spa | Proceso y prensa hidraulica para el estampado de chapas. |
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|---|---|
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