ES2320372T3 - Metodo y herramienta para el corte de precision de piezas de trabajo con radios de esquina pequeños y retraccion fuertemente reducida en una configuracion de una sola etapa. - Google Patents
Metodo y herramienta para el corte de precision de piezas de trabajo con radios de esquina pequeños y retraccion fuertemente reducida en una configuracion de una sola etapa. Download PDFInfo
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Abstract
Método para fabricar mediante corte de precisión piezas de trabajo con radios de esquina pequeños y retracción reducida en relación con el grosor a cortar en una herramienta de corte de precisión de una máquina de corte de precisión, en el cual la pieza de trabajo se sujeta entre dos partes de herramienta que constan respectivamente de una placa de corte superior e inferior, así como un troquel de corte superior y uno inferior, y realizándose el corte mediante acción combinada con los troqueles de corte superiores e inferiores, caracterizado porque la pieza de trabajo se mecaniza en una configuración de una etapa en al menos dos secuencias de corte (A, B) sucesivas en diferentes direcciones de corte, con las siguientes fases parciales dentro de una etapa: A) corte de un producto semiacabado adaptado a la geometría de la pieza de trabajo en una primera operación de corte en la dirección de trabajo vertical, B) corte de acabado del producto semiacabado fabricado conforme a la fase (A) en al menos una operación de corte adicional en la dirección de trabajo opuesta a la de la fase (A), volviéndose a llenar la retracción de la fase parcial (A), al menos en la zona de la esquina.
Description
Método y herramienta para el corte de precisión
de piezas de trabajo con radios de esquina pequeños y retracción
fuertemente reducida en una configuración de una sola etapa.
La invención se refiere a un método para
fabricar piezas de trabajo con radios de esquina pequeños en
relación con el grosor del corte y con retracción fuertemente
reducida en una herramienta de corte de precisión de una máquina de
corte de precisión, método en el que la pieza de trabajo se
aprisiona entre dos partes de la herramienta que constan
respectivamente de una placa de corte superior e inferior, así como
un troquel de corte superior y uno inferior, efectuándose el corte
mediante la acción combinada con los troqueles de corte superiores
e inferiores.
La invención se refiere además a una herramienta
para el corte de precisión de piezas de trabajo con radios de
esquina pequeños en relación con el grosor del corte y con
retracción fuertemente reducida a partir de una banda de material a
estampar, una pletina, un material arrollado en forma de bobina o
similar, con dos mitades de herramienta que sujetan este último,
constituidas por al menos una placa de corte y un troquel de corte,
respectivamente.
Los límites del corte de precisión de zonas de
partes que tienen radios de esquina pequeños en relación con el
grosor de la chapa a cortar y con la calidad del material, son
suficientemente conocidos. En virtud de las experiencias se define
un grado de dificultad del corte de precisión que distingue entre
los diferentes grados de dificultad S1 (fácil), S2 (medio) y S3
(difícil), (ver "Umformen und Feinschneiden", (conformación y
corte de precisión) en el "Manual de procedimientos, materiales,
conformación de piezas", páginas 154 a 165, Editorial Hallwag
AG, 1997, Suiza). En consecuencia el grado de dificultad viene
determinado sustancialmente por la geometría de la línea de corte y
el grosor de la chapa. La geometría de la línea de corte se
fragmenta para este propósito en formas geométricas básicas
sencillas, como radios de esquinas, diámetros de agujero, anchuras
de hendiduras y nervios. De la relación entre una magnitud
geométrica que describe las líneas de corte y el grosor de la chapa
resulta el grado de dificultad del corte de precisión, que aumenta
progresivamente al aumentar el grosor de la chapa.
Esto significa que el corte de precisión de
partes delgadas de gran superficie es más sencillo que el corte de
precisión de nervios o anillos angostos con gran grosor de chapa.
También es más fácil el corte de precisión de esquinas de ángulo
obtuso con radios grandes que el de las de ángulo agudo con radios
pequeños.
El documento CH 665 367 A5 se refiere a un
procedimiento para quitar rebabas en una retracción de la esquina
que se presente en la superficie de corte de una pieza cortada con
precisión y en una rebaba enfrentada a la retracción del borde,
eliminándose la rebaba en al menos una etapa en una única operación
que incluye el proceso de corte de precisión, con lo que por cada
operación resulta una pieza terminada.
Por el documento DE 39 31 320 C1 se conoce un
método para fabricar piezas de trabajo sin rebabas mediante
contra-corte de troquelado, por ejemplo en una
herramienta de corte de precisión, en donde una banda de material a
estampar de la que se deberá cortar la pieza de trabajo se aprisiona
entre dos partes de herramienta que constan respectivamente de una
placa de corte superior y una placa de corte inferior y un troquel
de corte superior e inferior, efectuándose el corte mediante la
acción combinada con un troquel de corte superior e inferior,
cortándose la pieza de trabajo a lo largo de una línea de corte y
terminándose de cortar en la dirección opuesta.
Precisamente este estado de la técnica muestra
la retracción bilateral de estampado que se desea con el
contra-corte.
Las características típicas de las partes de
corte de precisión son la retracción del canto y el grado de corte.
La retracción se produce en particular en las regiones de las
esquinas, y aumenta al disminuir el radio de la esquina y aumentar
el grosor de la chapa. La profundidad de la retracción puede ser de
hasta aprox. 20% y la anchura de la retracción del 30% del grosor
de la chapa o más (ver norma DIN 3345, Corte de precisión, Agosto
1980). Por consiguiente, esta retracción depende del grosor y la
calidad del material, de manera que sólo se puede controlar de
manera limitada y frecuentemente conlleva una restricción de la
función de las partes, por ejemplo debido a la falta de agudeza de
los cantos de las esquinas en las partes de dentados o debido a la
modificación que se produce en la longitud funcional de las
piezas.
Ante este estado de la técnica, la invención
tiene por objeto mejorar un método y una herramienta para fabricar
piezas de trabajo de manera que el corte de precisión se pueda
aplicar también para partes con radios de esquina pequeños y con
esquinas de cantos agudos con un mayor grosor de la chapa sin
restricción de la función de las partes, garantizando al mismo
tiempo ventajas económicas.
Este problema se resuelve mediante un método del
tipo mencionado al principio que tiene las características
distintivas de la reivindicación 1 y mediante una herramienta que
tiene las características distintivas de la reivindica-
ción 5.
ción 5.
De las reivindicaciones subordinadas se deducen
diseños ventajosos del método y de la herramienta.
La solución conforme a la invención se
caracteriza porque el corte de precisión también se puede usar
económicamente para zonas de partes con radios de esquina pequeños
y áreas de cantos agudos, por ejemplo partes de dentados de mayor
grosor. Se basa en el principio de la diferente dirección de corte
de la geometría de las partes que convergen sin radio de
esquina.
En consecuencia, la parte a cortar se compone de
al menos dos geometrías de corte, por ejemplo, una geometría
circular y una geometría de diente, desarrollándose el proceso de
corte de precisión en una configuración de una etapa. En una
primera fase parcial se corta de la banda de material a estampar el
círculo de cabeza de la parte de dentado en la dirección de trabajo
vertical. Sigue el corte de los entre-dientes en una
dirección de trabajo opuesta a la de la primera fase parcial.
La ventaja especial del método correspondiente a
la invención es que las geometrías de herramienta convergentes no
se someten a presión simultáneamente y tampoco en la misma
dirección. De esta manera es posible reducir considerablemente los
esfuerzos de presión en la región de las esquinas de las piezas de
trabajo, de manera que también es posible fabricar mediante corte
de precisión geometrías de piezas complicadas de mayor grosor con
cantos agudos, retracción fuertemente reducida y longitud funcional
exacta.
Mediante la selección especial de la geometría
de corte de la primera fase parcial se logra que la retracción se
vuelva a rellenar en la segunda fase parcial.
El método y la herramienta correspondiente a la
invención solamente requieren una configuración de una etapa, y
permiten además minimizar el uso de métodos de fabricación de varias
etapas, con lo que el proceso de corte de precisión también se
abarata para piezas de composición más complicada, de mayor
grosor.
Otras ventajas y detalles se desprenden de la
siguiente descripción con referencia a las figuras anexas.
A continuación la invención se explicará con
mayor detalle en un ejemplo de realización.
Se muestra en:
figura 1 y 2 una sección transversal en
representación parcial de partes cortadas con precisión conforme al
estado de la técnica según el documento DE 39 31 320 C1,
figura 3 una representación esquemática
simplificada de la herramienta según la invención al ejecutar la
primera fase parcial del método según la invención,
figura 4 otra representación simplificada del
método según la invención al ejecutar la segunda fase parcial del
método según la invención,
figura 5 el detalle de la geometría de la
superficie de corte de una parte de engranaje fabricada conforme al
método según la invención en representación en perspectiva
amplificada.
Con el método según la invención se ha de
fabricar una pieza 1 de trabajo, en este caso una parte de dentado
de gran grosor d, por ejemplo de 6.5 mm, mediante corte de precisión
a partir de una banda 2 de material a estampar. La estructura
fundamental de la herramienta 3 de corte de precisión corresponde al
estado de la técnica conocido. Por lo tanto se puede prescindir de
una representación detallada. Por este motivo a continuación
únicamente se destacan las particularidades de la herramienta.
Las figuras 1 y 2 muestran la geometría de corte
de una parte 4 de corte de precisión y una parte 5 de
contra-corte de precisión que se conoce por el
estado de la técnica, según el documento DE 39 31 320 C1. La parte 4
de corte de precisión tiene una zona 6 de retracción del canto, una
zona 7 de corte plano y una rebaba 8, encontrándose esta última en
el lado opuesto al de la zona 6 de retracción del canto. Por la
geometría de corte de la parte 5 de contra-corte de
precisión se puede apreciar que con el contra-corte
de precisión se produce una retracción 9 de cantos en dos lados,
debido a lo cual no es posible que las partes que tienen cantos
agudos, como por ejemplo partes de dentado, se fabriquen con la
exactitud y precisión de dimensiones necesaria.
La herramienta 3 de corte de precisión de una
etapa comprende -como se muestra en las figuras 3, 4 y 5- un
troquel 10 principal de varias etapas. La banda 2 de material a
cortar se encuentra firmemente aprisionada entre un dispositivo de
sujeción 11 y una placa de corte 12. Tiene un grosor d, en este caso
de 6.5 mm. En la primera etapa parcial A el troquel 10 principal,
cuya geometría se diseña de manera correspondiente a la parte 1 de
dentado a fabricar, corta a partir de una banda 2 de material, en la
dirección de trabajo vertical, una pletina 13 (producto
semiacabado) con un círculo 14 de cabeza adaptado al dentado 15
pretendido. La retracción 16 en el círculo 14 de cabeza de la
pletina 13 es insignificantemente pequeña y se encuentra en el lado
17 de la pletina 13 opuesto al troquel 10 principal de ataque.
Para terminar de cortar la parte 1 de dentado,
en la siguiente fase parcial B (ver figura 4) los troqueles 18
(troqueles de entre-dientes) cortan en dirección
opuesta a la de la primera etapa parcial A, después de un recorrido
de trabajo que corresponde al grosor d de la banda 2 de material,
las geometrías 19 de los dientes en la pletina 13, que se mueve de
regreso con la parte 20 de matriz, mediante lo cual también se
expulsan las partes 21 de desecho que se generan.
La región de la esquina retraída 16 de la etapa
parcial A, se vuelve a llenar.
El troquel de corte de la herramienta 3 de corte
de precisión está diseñado como troquel 10 principal de varias
partes para cortar una primera geometría de corte, por ejemplo, de
una pletina 13. El diámetro de la pletina 13 corresponde al
diámetro de cabeza del dentado 15 de la parte 1 del dentado a
fabricar. La dirección de trabajo del troquel 10 principal discurre
en vertical. Al troquel 10 principal se asocia al menos un troquel
18 (troquel de entre-dientes) para el corte de
acabado del producto semiacabado, en la parte 1 de dentado. El
troquel 18 trabaja en dirección opuesta a la del troquel 10
principal y se encuentra colocado en relación con la primera
geometría de corte de manera que la puede abarcar y no la somete a
esfuerzo de presión en la misma dirección.
En el caso de la fabricación de una parte 1 de
dentado, la geometría de corte del troquel 10 principal es un
círculo de cabeza. Pero también puede ser una geometría de un
contorno compuesto de curvatura uniforme o irregular si es
necesario el corte de precisión de otras partes que tienen formas
complicadas diferentes.
Los troqueles 18 para el corte de acabado tienen
convenientemente geometrías de un contorno que tiene una curvatura
uniforme o irregular.
Las geometrías de corte del troquel 10 principal
y el troquel 18 se pueden modificar de manera que es posible la
composición de partes complicadas a partir de geometrías
respectivamente sencillas.
La estructura de la herramienta 3 de corte de
precisión es de una etapa. La misma permite operaciones de corte en
contrasentido y directamente colindantes, tal como se describieron
antes como fase parcial A y B.
Por consiguiente, las geometrías de herramienta
convergentes del troquel 10 principal y el troquel 18 de
entre-dientes no se someten a esfuerzo de presión
simultáneamente y tampoco en la misma dirección, de manera que se
puede prescindir del radio de esquina que de otra manera sería
necesario reducir las tensiones de recalcado parciales en la región
de los picos de la pieza de dentado. La figura 5 muestra como
ejemplo una parte de dentado fabricada correspondientemente según
el método de la invención.
De esta manera resulta posible también que con
el corte de precisión se fabriquen de manera económica piezas de
trabajo o partes complicadas de gran grosor con cantos agudos y
retracción fuertemente reducida.
- 1
- Parte de dentado, pieza de trabajo
- 2
- Banda de material
- 3
- Herramienta de corte de precisión
- 4
- Sección transversal de una parte cortada con precisión según el estado de la técnica
- 5
- Sección transversal de una parte cortada con contra-corte de precisión según el estado de la técnica
- 6
- Zona de retracción del canto
- 7
- Zona de corte plano
- 8
- Rebaba
- 9
- Retracción de canto bilateral
- 10
- Troquel principal
- 11
- Dispositivo de sujeción
- 12
- Placa de corte
- 13
- Pletina (producto semiacabado)
- 14
- Círculo de cabeza de 15
- 15
- Dentado
- 16
- Retracción de 13
- 17
- Lado de 13
- 18
- Troquel (troquel de entre-dientes)
- 19
- Geometría del diente
- 20
- Parte de matriz
- 21
- Parte de desecho
- d
- Grosor de 2
- A
- Fase parcial
- B
- Fase parcial
Claims (11)
1. Método para fabricar mediante corte de
precisión piezas de trabajo con radios de esquina pequeños y
retracción reducida en relación con el grosor a cortar en una
herramienta de corte de precisión de una máquina de corte de
precisión, en el cual la pieza de trabajo se sujeta entre dos partes
de herramienta que constan respectivamente de una placa de corte
superior e inferior, así como un troquel de corte superior y uno
inferior, y realizándose el corte mediante acción combinada con los
troqueles de corte superiores e inferiores,
caracterizado porque la pieza de trabajo
se mecaniza en una configuración de una etapa en al menos dos
secuencias de corte (A, B) sucesivas en diferentes direcciones de
corte, con las siguientes fases parciales dentro de una
etapa:
etapa:
- A)
- corte de un producto semiacabado adaptado a la geometría de la pieza de trabajo en una primera operación de corte en la dirección de trabajo vertical,
- B)
- corte de acabado del producto semiacabado fabricado conforme a la fase (A) en al menos una operación de corte adicional en la dirección de trabajo opuesta a la de la fase (A), volviéndose a llenar la retracción de la fase parcial (A), al menos en la zona de la esquina.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque las geometrías de
herramienta (troqueles de corte) convergentes para la fase parcial
(A) y (B) no se someten a esfuerzo de presión simultáneamente y no
en la misma dirección.
\vskip1.000000\baselineskip
3. Método según la reivindicación 1 y 2,
caracterizado porque las geometrías de la
herramienta para las fases parciales (A) y (B) se distribuyen de
manera que se logra el esfuerzo de presión en la zona de la esquina
de la pieza de trabajo.
\vskip1.000000\baselineskip
4. Método según la reivindicación 1 a 3,
caracterizado porque la geometría de
corte de la fase parcial (A) y la geometría de corte de la fase
parcial (B) se coordinan entre sí de manera que en la zona de la
esquina se llena la retracción.
\vskip1.000000\baselineskip
5. Herramienta para el corte de precisión de
piezas de trabajo con radios de esquina pequeños y retracción
fuertemente reducida en relación con el grosor a cortar a partir de
una banda de material, una pletina, un material arrollado en bobina
o similar, con dos mitades de herramienta que aprisionan el mismo,
las cuales están compuestas en cada caso por al menos una placa de
corte y un troquel de corte, caracterizada porque el troquel
de corte está configurado como un troquel principal (10) de varias
partes previsto para cortar una primera geometría de corte de un
producto semiacabado (13) al cual está asociado al menos un troquel
(18) para el corte de acabado del producto semiacabado (13) que
actúa en dirección de trabajo vertical respecto al troquel
principal, para el corte de acabado del producto semiacabado en una
disposición de una sola etapa, estando dispuesto el troquel (18)
con respecto a la primera geometría de corte de manera que la abarca
y no la somete a esfuerzo de presión en la misma dirección.
\vskip1.000000\baselineskip
6. Herramienta según la reivindicación 5,
caracterizada porque las geometrías de
corte de los troqueles principales (10) son aquéllas de un círculo
de cabeza, un contorno con una curvatura uniforme o irregular, una
recta o una recta compuesta.
\vskip1.000000\baselineskip
7. Herramienta según la reivindicación 5,
caracterizada porque las geometrías de
corte de los troqueles (18) para el corte de acabado son aquéllas de
un contorno con una curvatura uniforme o irregular, una recta, o
una recta compuesta.
\vskip1.000000\baselineskip
8. Herramienta según las reivindicaciones 5 a
7,
caracterizada porque el troquel principal
(10) y el troquel (18) para el corte de acabado no se encuentran
sometidos a esfuerzo de presión simultáneamente y no en la misma
dirección.
\newpage
9. Herramienta según la reivindicación 7,
caracterizada porque la geometría de la
herramienta del troquel principal (10) y del troquel (18) para el
corte de acabado se coordinan entre sí en cuanto a la incidencia de
presión en la zona de la esquina de la pieza de trabajo cortada con
precisión.
\vskip1.000000\baselineskip
10. Herramienta según la reivindicación 7,
caracterizada porque la geometría de la
herramienta del troquel principal (10) y del troquel (18) para el
corte de acabado se coordinan entre sí para el corte de acabado para
llenar la retracción en la zona de la esquina de la pieza de
trabajo.
\vskip1.000000\baselineskip
11. Herramienta según la reivindicación 5,
caracterizada porque la disposición de
una sola etapa permite operaciones de corte en contrasentido y
directamente contiguas.
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