ES2388122T5 - Dispositivo y procedimiento para conformar piezas de trabajo - Google Patents

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
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Description

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DESCRIPCION
Dispositivo y procedimiento para conformar piezas de trabajo
La presente invencion se refiere a un dispositivo para conformar piezas de trabajo segun el preambulo de la reivindicacion 1, asf como un metodo para la conformacion de piezas de trabajo segun el preambulo de la reivindicacion 9 (vease, por ejemplo, el documento DE-A-35 45 506).
Por ejemplo, se conocen metodos en los que piezas de trabajo se hacen rotar y luego se conforman mediante herramientas de conformacion acercadas a las piezas de trabajo desde el exterior de las que normalmente se tratan de cilindros o rodillos. Frecuentemente estas piezas de trabajo estan configuradas por completo o parcialmente como pieza hueca. En estos casos resulta problematico la fabricacion de zonas de transicion entre las superficies de envoltura de diferentes diametros. Es especialmente diffcil generar en este caso grosores de pared uniformes y definidos. La reduccion del diametro exterior con zonas de transicion conicas hacia diametros mas pequenos por lo tanto segun el estado de la tecnica actual se realiza por prensas hidraulicas. Esta tecnica tiene la desventaja que en caso de piezas de trabajo de paredes finas solamente se puede aplicar de forma limitada. No son posibles diferentes grosores de pared en esta conformacion.
Es la tarea de la invencion indicar un dispositivo y un metodo que no presentan las desventajas mencionadas.
Se resuelve esta tarea mediante un dispositivo con las caractensticas de la reivindicacion 1 y un metodo con las caractensticas de la reivindicacion 9.
Segun la invencion esta prevista al menos una herramienta de conformacion que ataca en el contorno interior de la pieza de trabajo, que se apoya en un piston. Por esto se posibilita el mecanizado en ambos lados del contorno interior y el contorno exterior. Por el actuacion simultanea de las herramientas de conformacion en el contorno interior y el contorno exterior es posible la fabricacion de grosores de pared finos. Por el apoyo en el piston las herramientas de conformacion que atacan en el contorno interior de la pieza de trabajo solamente hay que guiarlas en la direccion axial. La forma del contorno interior de la pieza de trabajo conformada en este caso puede estar pre- definida por el contorno exterior del piston.
La invencion se describe a continuacion mas en detalle de forma esquematica con la ayuda de las Figuras 1 a 3.
La Figura Imuestra una representacion de un dispositivo segun la invencion durante el mecanizado de una pieza de trabajo,
la Figura 2 muestra una representacion del dispositivo segun la invencion al final del mecanizado de una pieza de trabajo,
la Figura 3 muestra una representacion en corte de una pieza de trabajo elaborada con un dispositivo segun la invencion.
El dispositivo representado presenta un piston 7 previsto de forma giratoria y paralela con respecto al eje longitudinal x del dispositivo y uno o varios soportes 10 en su caso deslizables de forma axial en la direccion longitudinal en los que estan fijadas de forma basculante o de otra manera con distancia variable respecto al eje x una o varias herramientas de transformacion 9. En el caso de las herramientas de transformacion, por ejemplo, se puede tratar de rodillos. Existe la posibilidad de prever una cantidad de herramientas de transformacion 9 que atacan en el contorno interior de la pieza de trabajo 3 que corresponde a la cantidad de las herramientas de transformacion 8 que atacan en el contorno exterior de la pieza de trabajo 3. Las herramientas de transformacion 8 que atacan en el contorno exterior de la pieza de trabajo 3 se pueden mover de forma preferente a lo largo de un contorno pre- definido de forma relativa con respecto a la pieza de trabajo 3. Puede estar previsto un alojamiento de herramienta 2 que aloja la pieza de trabajo 3 y en el caso dado tambien la centra. Una forma de realizacion ventajosa tambien preve un soporte de pieza de trabajo 13 que se tensa en contra del extremo libre de la pieza de trabajo 3 o lo soporta de otro modo. Este puede estar colocado de forma giratoria contra la pieza de trabajo 3, por ejemplo, mediante cojinetes de bolas 15 y/o puede estar movil en el sentido axial mediante un dispositivo de apriete, por ejemplo, un cilindro de apriete 14.
El piston 7 dispone de un contorno exterior que de forma idonea corresponde al contorno interior de la pieza de trabajo conformada 4. Sobre este contorno del piston 7 se apoyan la o las herramientas de conformacion 9 que atacan en el contorno interior de la pieza de trabajo 3. En este caso las herramientas de conformacion 9 que atacan en el contorno interior de la pieza de trabajo 3, especialmente en el caso de la realizacion de las superficies funcionales que entran en contacto con el piston 7 o la pieza de trabajo 3, estan realizadas de una manera que permite rodar o deslizarse sobre el piston 7 y permite un mecanizado de la pieza de trabajo 3 durante la conformacion.
Para proteger el contacto de las herramientas de conformacion 9 que atacan en el contorno interior de la pieza de trabajo 3 hacia el piston 7 puede estar previsto un elemento de tension 11, por ejemplo, un muelle anular. La pieza de trabajo 3 se puede tensar en el alojamiento de herramienta 2, accionado de forma ventajosa, del cabezal fijo
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principal 1 desplazable en su caso de forma axial del piston 7. Para este fin en el piston 7 se puede prever un cabezal de presion 7,2 alojado en su caso de forma giratoria.
Las herramientas de conformacion 8 que atacan en el contorno exterior se pueden desplazar de un modo que permite la fabricacion del contorno exterior deseado de la pieza de trabajo conformada 4. La cantidad de las herramientas de conformacion 8 que atacan en el contorno exterior de la pieza de trabajo 3 de forma preferente es identica con la cantidad de herramientas de conformacion 9 que atacan en el contorno interior de la pieza de trabajo 2. Ademas, las herramientas de conformacion entonces se pueden configurar de tal manera que atacan en cada caso como parejas en el contorno interior y exterior en el mismo lugar de la pieza de trabajo 3. Durante la conformacion las herramientas de conformacion 8, 9 exteriores e interiores estan orientadas entre sf en una posicion fija preferentemente en la direccion axial.
Durante la conformacion la pieza de trabajo 3 se puede refrigerar desde el interior y/o el exterior mediante medios de refrigeracion. La pieza de trabajo 3 sujeta se centra por el alojamiento de herramienta 2 y se presiona en contra de la presion del piston 7, preferentemente movil, por ejemplo, debido a un cilindro de avance 6. La sujecion se puede realizar en este caso de forma manual o de forma automatica mediante un dispositivo de tension no representado. La unidad formada de este modo puede desplazar en una posicion de transformacion apropiada de forma preferente mediante un cilindro de avance 5. Al hacer esto el piston 7 se apoya en el interior de la pieza de trabajo 3, en su caso a traves de un cabezal de presion 7,2 o bien el fondo de la pieza de trabajo 3 o bien en el tope en el alojamiento de herramienta 2 no representado.
Tambien puede estar prevista una union giratoria 6,1 no representa en detalle entre el piston 7 y un dispositivo de apriete, por ejemplo, una biela de un cilindro de avance 6. Si estan previstos dos dispositivos de avance que actuan uno contra el otro, por ejemplo, cilindro hidraulico 5 y 6, entonces la unidad formada por el piston 7, la pieza de trabajo 3 y el alojamiento de pieza de trabajo 2 se puede mover con un avance controlado por una fuerza mayor de uno de los cilindros de avance.
Las herramientas de conformacion provocan que el material de la pieza de trabajo 3 fluya por la presion de apriete, en donde puede ocurrir un flujo de material radial, tangencial y/o axial. La distancia axial entre sf de las superficies de las herramientas de conformacion que atacan en cada caso en el contorno exterior e interior define al grosor de pared W a formar de la pieza de trabajo conformada 4. En este caso el diametro interior de la pieza de trabajo conformada 4 esta fijado en todas las posiciones axiales de la zona de avance mediante el diametro del piston 7 en la respectiva posicion axial y las dimensiones de las herramientas de conformacion 9 que atacan en el contorno interior que se apoyan sobre el piston 7.
El diametro exterior de la pieza de trabajo de trabajo conformada con el grosor de pared W se fija por la posicion de las herramientas de conformacion que atacan en el contorno exterior. De este modo es posible fabricar piezas de trabajo con un grosor de pared W constante en la direccion axial, asf como es posible fabricar zonas con diferentes grosores de pared W. Mediante una forma correspondiente del piston 7 es posible fabricar transiciones conicas, convexas y concavas entre zonas con diferentes diametros. Es especialmente posible fabricar zonas cilmdricas que tienen un menor diametro que la/las zonas contiguas.
El soporte de pieza de trabajo 13 previsto en su caso en este caso se puede desplazar de forma axial por el material que fluye en contra de una presion contraria, preferentemente ajustable. Los rodillos de conformacion 8 y 9 exteriores, asf como el soporte de pieza de trabajo, previsto en su caso, y/o la unidad consistente de cabezal fijo principal 1, mandril 2 y pieza acabada 4, asf como en su caso el piston 7, en su caso puede ser desplazada hacia una posicion de descarga.
En este caso formas de realizacion especialmente preferentes preven que este previsto un alojamiento de pieza de trabajo 2 desplazable. Asimismo, puede estar previsto un alojamiento de pieza de trabajo 2 impulsada. Puede coincidir el numero de las herramientas de conformacion 8 que atacan en el contorno exterior de la pieza de trabajo 3 con el numero de las herramientas de conformacion 9 que atacan en el contorno interior de la pieza de trabajo 3. Pueden atacar en cada caso como pareja en cada caso una herramienta de conformacion 8 y 9 que atacan el contorno respectivo en el contorno interior y el contorno exterior de la pieza de trabajo 3. De forma ventajosa las herramientas de conformacion 8 que atacan en el contorno exterior de la pieza de trabajo 3 pueden seguir a un contorno predeterminado. De forma ventajosa el contorno pre-definido corresponde al contorno de la pieza de trabajo conformada 4. Al menos una herramienta de conformacion puedes estar realizada como rodillo de conformacion. De forma ventajosa el alojamiento de la pieza de trabajo 2 y al menos una herramienta de conformacion 8 y/o 9 son desplazables axialmente entre sf. Las superficies mediante las cuales las herramientas de conformacion 8 atacan en el contorno exterior de la pieza de trabajo 3 y las superficies mediante las cuales las herramientas de conformacion 9 atacan en el contorno interior de la pieza de trabajo 3 pueden tener perfiles diferentes. De forma ventajosa esta previsto un soporte de pieza de trabajo 13 desplazable axialmente. Puede estar previsto un dispositivo de apriete 14 para sujetar de un soporte de pieza de trabajo 13 en contra de la pieza de trabajo 3. De forma ventajosa esta prevista una colocacion de un soporte de pieza de trabajo 13 giratoria alrededor del eje de giro x.

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    REIVINDICACIONES
    1. Dispositivo para la conformacion de una pieza de trabajo (3), que presenta al menos una herramienta de conformacion (8) que rota relativamente con respecto a esta pieza de trabajo y que ataca en el contorno exterior de la pieza de trabajo, en el que esta prevista al menos una herramienta de conformacion (9) adicional que rota relativamente con respecto a la pieza de trabajo (3) y ataca en el contorno interior de la pieza de trabajo (3) caracterizado por que la herramienta de conformacion (9) adicional esta apoyada en el contorno exterior de un piston (7) giratorio, que esta dispuesto paralelo al eje longitudinal (x) del dispositivo, y esta montado sobre un soporte (10) con una distancia variable del eje de giro (x), mediante un movimiento de giro o de alguna otra manera, en donde la herramienta de conformacion (9) esta configurada de manera que permita deslizarlo o enrollarlo a lo largo del piston (7) y procesar la pieza de trabajo (3) durante la conformacion.
  2. 2. Dispositivo segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el contorno exterior del piston (7) corresponde al contorno interior pre-definido de la pieza de trabajo conformada (4).
  3. 3. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos una herramienta de conformacion (9) que ataca en el contorno interior esta colocado de forma basculante en un soporte (10).
  4. 4. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el piston (7) esta colocado de forma giratoria alrededor del eje de giro (x).
  5. 5. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el piston (7) se puede desplazar a lo largo del eje de giro (x) relativo con respecto a la pieza de trabajo (3).
  6. 6. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el piston (7) forma parte funcional del dispositivo para sujetar de la pieza de trabajo (3) con un alojamiento de pieza de trabajo (2).
  7. 7. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los contornos de la pieza de trabajo conformada (4) predeterminados por el contorno del piston (7) preven un grosor de pared (W) uniforme o una multitud de grosores de pared (W) diferentes de la pieza de trabajo conformada (4) a lo largo del eje de giro (x).
  8. 8. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los contornes de la pieza de trabajo conformada (4) predefinidos por el contorno del piston (7) presentan una o varias zonas de transicion que estan formadas de forma convexas, concavas, y/o conicas y/o presentan al menos una zona cilmdrica que tiene un diametro menor que una zona contigua.
  9. 9. Metodo para la conformacion de una pieza de trabajo (3) en el que al menos una herramienta de conformacion (8) que rota relativamente con respecto a esta pieza de trabajo (3) y que ataca en el contorno exterior de la pieza de trabajo (3), en el que al menos una herramienta de conformacion (9) adicional que rota relativamente con respecto a la pieza de trabajo (3) ataca en el contorno interior de la pieza de trabajo (3),
    caracterizado por que la herramienta de conformacion (9) adicional se apoya sobre el contorno exterior de un piston (7) giratorio que esta dispuesto paralelo al eje longitudinal (x) del dispositivo, y que es guiado por un soporte (10) con una distancia variable hacia el eje de giro (x), en el que la herramienta de conformacion (9) durante la conformacion procesa la pieza de trabajo (3) y se enrolla o desliza a lo largo del piston (7).
  10. 10. Metodo segun la reivindicacion 9, caracterizado porque para la pieza de trabajo conformada (4) esta previsto un contorno interior que corresponde al contorno exterior del piston (7).
  11. 11. Metodo segun las reivindicaciones 9 o 10, caracterizado porque al menos una herramienta de conformacion (9) que ataca en el contorno interior se grna por un soporte (10) de forma variable en cuanto a la distancia hacia el eje de giro (x).
  12. 12. Metodo segun una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque el piston (7) rota alrededor del eje de giro (x).
  13. 13. Metodo segun una de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque el piston (7) se desliza relativamente con respecto a la pieza de trabajo (3) a lo largo del eje de giro (x).
  14. 14. Metodo segun una de las reivindicaciones 9 a 13, caracterizado porque la pieza de trabajo (3) se tensa con el alojamiento de la pieza de trabajo (2) por el piston (7).
  15. 15. Metodo segun una de las reivindicaciones 9 a 14, caracterizado porque para la pieza de trabajo conformada (4) por el contorno del piston (7) se predeterminan contornos con grosores de pared (W) uniformes y/o contornos con una variedad de grosores de pared (W) diferentes a lo largo del eje de giro (x).
  16. 16. Metodo segun una de las reivindicaciones 9 a 15, caracterizado porque para la pieza de trabajo conformada (4)
    por el contorno del piston (7) estan predeterminados contornos con una o varias zonas de transicion que estan formadas de forma convexa, concava y/o conica y/o contornos con al menos una zona cilmdrica que tiene un diametro menor que una zona contigua.
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