ES2633573T3

ES2633573T3 - Herramienta de estampación y método para fabricar un producto estampado

Info

Publication number: ES2633573T3
Application number: ES12890327.5T
Authority: ES
Inventors: Tohru Yoshida
Original assignee: Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2012-12-19
Filing date: 2012-12-19
Publication date: 2017-09-22
Anticipated expiration: 2032-12-19
Also published as: JP5783339B2; JPWO2014097421A1; CN104470651B; EP2878392A1; EP2878392A4; RU2015106722A; US20150298197A1; EP2878392B1; KR101663433B1; KR20150018638A; MX355006B; RU2608866C2; US9878362B2; IN2015DN00477A; CA2879808A1; CA2879808C; WO2014097421A1; MX2015002590A; BR112015004208A2; CN104470651A

Abstract

Una herramienta de estampación (1; 2; 3; 4) que comprende: un punzón (10) que incluye una porción de punzón (12) y una porción de placa (14) que están configuradas para transferir una forma a un material en bruto (5); un troquel (20) que está emparejado con el punzón (10) y que se opone a la porción de punzón (12); un molde de supresión de arrugas (25a, 25b; 25b, 25e; 25c, 25d) que incluye una primera superficie (31a, 31b; 31c, 31d) que se opone a la porción de placa (14) y que entra en contacto con la porción de placa (14) en un punto final de la estampación, una segunda superficie (32a, 32b; 32c, 32d) que se opone al troquel (20) y que sujeta el material en bruto (5) junto con el troquel (20), y una tercera superficie (33a, 33b) que es continua entre la primera superficie (31a, 31b; 31c, 31d) y la segunda superficie (32a, 32b; 32c, 32d) y que se opone a la porción de punzón (12) a través de un hueco; una porción de recepción de presión (30a, 30b; 30c, 30d) que incluye una porción de ranura (35c, 35d) y que está dispuesta sobre la primera superficie (31a, 31b; 31c, 31d) del molde de supresión de arrugas (25a, 25b; 25b, 25e; 25c, 25d); y una porción de aumento de la fuerza de supresión de arrugas (16a, 16b; 16a-16f) que está dispuesta sobre la porción de placa (14) de modo que se opone a la primera superficie (31a, 31b; 31c, 31d), que sobresale hacia la porción de recepción de presión (30a, 30b; 30c, 30d), y que genera una fuerza de reacción en una dirección opuesta a una dirección de presión cuando es empujada en la dirección de presión en una fase final de una estampación.

Description

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La FIGURA 8 es una vista que muestra un molde de supresión de arrugas de la herramienta de estampación de acuerdo con la segunda realización, y es una vista en perspectiva desde un lado de una primera superficie.

La FIGURA 9A es una vista que muestra una configuración esquemática de una herramienta de estampación de acuerdo con una tercera realización preferida de la presente invención, y es una vista en perspectiva que muestra la totalidad de la misma.

La FIGURA 9B es una vista en planta de un punzón de la herramienta de estampación de acuerdo con la tercera realización.

La FIGURA 10A es una vista que muestra una configuración esquemática de una herramienta de estampación de acuerdo con una cuarta realización preferida de la presente invención, y es una vista en perspectiva que muestra la totalidad de la misma.

La FIGURA 10B es una vista en planta de un punzón de la herramienta de estampación de acuerdo con la cuarta realización.

La FIGURA 11 es una vista que muestra un molde de supresión de arrugas de la herramienta de estampación de acuerdo con la cuarta realización, y es una vista en perspectiva desde un lado de una primera superficie.

La FIGURA 12 es una vista en sección transversal vertical en una dirección C de la flecha mostrada en la FIGURA

11.

La FIGURA 13A es una vista que muestra una configuración esquemática de una herramienta de estampación de la técnica relacionada que no incluye ninguna porción de recepción de presión ni ninguna porción de aumento de la fuerza de supresión de arrugas, y es una vista en perspectiva que muestra la totalidad de la misma.

La FIGURA 13B es una vista en planta que muestra un punzón de la herramienta de estampación de la técnica relacionada que no incluye la porción de recepción de presión ni la porción de aumento de la fuerza de supresión de arrugas.

La FIGURA 14 es una vista explicativa que muestra una distribución de espesor de placa de una porción de reborde en un producto estampado que está formado mediante la herramienta de estampación de la técnica relacionada mostrada en la FIGURA 13A.

La FIGURA 15 es una vista explicativa que ejemplifica posiciones en las que la porción de recepción de presión y la porción de aumento de la fuerza de supresión de arrugas están dispuestas en la vista que muestra la distribución de espesor de placa de la porción de reborde en el producto estampado que está formado mediante la herramienta de estampación de la técnica relacionada mostrada en la FIGURA 13A.

La FIGURA 16A es una vista en perspectiva que muestra el producto estampado después del procesamiento de acabado (procesamiento con golpes de repaso).

La FIGURA 16B es una vista en sección transversal vertical desde una dirección B de la flecha de la FIGURA 16A.

La FIGURA 17 es una vista que muestra una configuración esquemática de un molde de procesamiento con golpes de repaso que realiza el procesamiento de acabado (procesamiento con golpes de repaso), y es una vista en perspectiva que muestra la totalidad de la misma.

La FIGURA 18 es una vista en sección transversal vertical perpendicular a una dirección longitudinal del producto estampado en el que se ha realizado un procesamiento de estirado y doblado, y una vista explicativa que muestra un estado de generación de alabeo de pared (recuperación elástica).

La FIGURA 19 es una vista en sección transversal vertical perpendicular a la dirección longitudinal del producto estampado después del procesamiento de acabado (procesamiento con golpes de repaso), y una vista explicativa que muestra el estado de generación de alabeo de pared (recuperación elástica).

La FIGURA 20 es una vista en perspectiva que muestra el producto estampado después del procesamiento de acabado (procesamiento con golpes de repaso), y una vista explicativa que muestra el estado de generación de ondulación.

La FIGURA 21A es una vista en perspectiva que muestra el producto estampado después del procesamiento de acabado (procesamiento con golpes de repaso), y una vista explicativa que muestra una posición de medición de la ondulación.

La FIGURA 21B es un gráfico que muestra un ejemplo del resultado de medición de la ondulación en el producto estampado después del procesamiento de acabado (procesamiento con golpes de repaso).

La FIGURA 22 es una vista que muestra una distribución de presión de contacto sobre una segunda superficie del

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sobre la segunda superficie 32a correspondiente a la porción de recepción de presión 30a transmite eficazmente la fuerza de reacción al material en bruto 5. Aquí, la porción de recepción de presión 30a está formada sobre la primera superficie 31a del molde de supresión de arrugas 25a.

Si el molde de supresión de arrugas 25a no incluye la porción de recepción de presión 30a, la fuerza de reacción procedente del muelle de disco 42a se distribuye por todo el molde de supresión de arrugas 25a. Por consiguiente, dado que la fuerza de reacción no se puede aplicar localmente al material en bruto 5, la eficiencia de transmisión de la fuerza de reacción disminuye.

La FIGURA 5 es una vista que explica un espesor del molde de supresión de arrugas 25a, y es una vista en sección transversal vertical cuando el molde de supresión de arrugas 25a se ve desde una dirección I de la flecha mostrada en la FIGURA 2. Tal como se muestra en la FIGURA 5, el espesor del molde de supresión de arrugas 25a sobre la porción de recepción de presión 30a, que está constituida por una porción de ranura, se define como L en unidades de mm. Además, el espesor del molde de supresión de arrugas 25a sobre la región que excluye la porción de recepción de presión 30a y que entra en contacto con el material en bruto 5 se define como H en unidades de mm.

En la herramienta de estampación 1 de acuerdo con la presente realización, el espesor H es constante. No obstante, si el espesor no es constante, el valor mínimo del espesor sobre la región que excluye la porción de recepción de presión 30a y que entra en contacto con el material en bruto 5 se puede ajustar a H. Por ejemplo, como el caso en el que el espesor H no es constante, existe un caso en el que se forma un producto estampado en el que la altura de la superficie de reborde no es constante, tal como se muestra en la FIGURA 27.

El límite inferior del espesor L se establece preferiblemente en 20 mm. Si el espesor L es menor de 20 mm, el molde de supresión de arrugas 25a se puede deformar plásticamente o puede resultar dañado durante el procesamiento de estirado y doblado (durante la estampación).

Por otro lado, en el caso de 40 ≤ H ≤ 50, el límite superior del espesor L se establece preferiblemente en 0,8 x H. Si el espesor L es mayor de 0,8 x H, aunque la porción de recepción de presión 30a reciba la fuerza de reacción procedente de la porción de aumento de la fuerza de supresión de arrugas 16a, el molde de supresión de arrugas 25a no se deforma elásticamente y, por lo tanto, la fuerza de reacción no puede ser transmitida eficazmente al material en bruto 5.

En el caso de 40 ≤ H ≤ 50, el límite superior preferible del espesor L es de 0,6 x H. Si el límite superior del espesor L es 0,6 x H, aunque la capacidad de la porción de aumento de la fuerza de supresión de arrugas 16a sea pequeña, la fuerza de reacción generada por la porción de aumento de la fuerza de supresión de arrugas 16a puede ser transmitida eficazmente al material en bruto 5.

En el caso de 50 ≤ H ≤ 80, el límite superior del espesor L se establece preferiblemente en 40 mm independientemente del espesor H. El valor máximo de la fuerza de reacción, que es recibida por la porción de recepción de presión 30a desde la porción de aumento de la fuerza de supresión de arrugas 16a, es de 6,5 MPa. Por consiguiente, si el espesor L es mayor de 40 mm, la rigidez de la porción de recepción de presión 30a aumenta, y el molde de supresión de arrugas 25 no puede ser deformado elásticamente ni siquiera por el valor máximo de la fuerza de reacción.

Si el espesor H es menor de 40 mm, la rigidez de del molde de supresión de arrugas 25a completo no es suficiente. Por otro lado, si el espesor H es mayor de 80 mm, la rigidez del molde de supresión de arrugas 25a aumenta más de lo necesario y también aumenta el coste del material del molde de supresión de arrugas 25a.

En resumen, en relación con los espesores del molde de supresión de arrugas 25a, una relación entre el espesor L y el espesor H preferiblemente satisface la relación de las siguientes Expresiones 1 o 2. Además, aunque no se muestra, el molde de supresión de arrugas 25b también es similar a lo arriba descrito.

20  L  0,8 x H cuando 40  H  50 (Expresión 1)

20  L  40 cuando 50 < H  80 (Expresión 2)

La fuerza de reacción procedente de la porción de aumento de la fuerza de supresión de arrugas 16a es generada por el contacto de la porción de recepción de presión 30a prevista sobre el molde de supresión de arrugas 25a con la espiga 40a, hasta que la porción de recepción de presión 30a alcanza el punto final de la estampación. La posición del contacto de la porción de recepción de presión 30a prevista sobre el molde de supresión de arrugas 25a con la espiga 40a puede ser una posición predeterminada en la fase final de la estampación. La posición del contacto de la porción de recepción de presión 30a con la espiga 40a se puede controlar cambiando la longitud sobresaliente (altura) de la punta de la espiga 40a desde la superficie de la placa 14.

Tal como se muestra en la FIGURA 4A, una altura sobresaliente G de la punta de la espiga 40a desde la superficie de la placa 14 puede ser una altura que se añade a una profundidad de ranura (un valor obtenido restando L de H) de la porción de recepción de presión 30a, que está constituida por una porción de ranura a una distancia de la superficie de la porción de placa 14 hasta la posición predeterminada arriba descrita a la que se le añade la fuerza

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estampación de acuerdo con la cuarta realización vista desde un lado de una primera superficie. La FIGURA 12 es una vista que explica el molde de supresión de arrugas de acuerdo con la presente realización y es una vista en sección transversal vertical del molde de supresión de arrugas visto desde una dirección C de la flecha mostrada en la FIGURA 11.

Una herramienta de estampación 4 de acuerdo con la presente realización es igual que la herramienta de estampación 1 de acuerdo con la primera realización, excepto que las porciones de recepción de presión 30c y 30d de los moldes de supresión de arrugas 25c y 25d incluyen porciones de ranura 35c y 35d, y las porciones de ranura 35c y 35d pasan a ser una porción de la porción de límite y dividen las porciones de recepción de presión 30c y 30d.

Además, el punzón 10 de acuerdo con la presente realización mostrado en la FIGURA 10B es igual que el punzón 10 de acuerdo con la primera realización.

Los moldes de supresión de arrugas 25c y 25d de acuerdo con la presente realización están constituidos por la cantidad mínima de componentes, que es difícil dividirla más, desde el punto de vista de la estructura del molde de prensa y la forma del producto estampado. Es decir, los moldes de supresión de arrugas 25c y 25d no son moldes de supresión de arrugas de tipo dividido, sino moldes de supresión de arrugas de tipo integral.

Los moldes de supresión de arrugas 25c y 25d incluyen primeras superficies 31c y 31d que se oponen a la porción de placa 14 del punzón 10 y entran en contacto con la porción de placa 14 en el punto final de la estampación. Además, los moldes de supresión de arrugas 25c y 25d incluyen segundas superficies 32c y 32d que se oponen al troquel 20 y que sujetan el material en bruto 5 junto con el troquel 20.

En los moldes de supresión de arrugas 25c y 25d, las porciones de recepción de presión 30c y 30d que reciben la fuerza de reacción para deformar elásticamente los moldes de supresión de arrugas 25c y 25d en la fase final de la estampación están previstas sobre las primeras superficies 31c y 31d. Las porciones de recepción de presión 30c y 30d incluyen las porciones de ranura 35c y 35d. Las porciones de ranura 35c y 35d pasan a ser una porción de la porción de límite, y las porciones de recepción de presión 30c y 30d están divididas en las primeras superficies 31c y 31d.

Específicamente, tal como se muestra en la FIGURA 11, las porciones de recepción de presión 30c y 30d están divididas por las porciones de ranura 35c y 35d y bordes parciales de las primeras superficies 31c y 31d sobre las primeras superficies 31c y 31d.

En la fase final de la estampación, las porciones de recepción de presión 30c y 30d y las porciones de aumento de la fuerza de supresión de arrugas 16a y 16b entran en contacto entre sí y, por lo tanto, los moldes de supresión de arrugas 25c y 25d se deforman elásticamente. Como resultado de ello, es posible añadir localmente la fuerza de supresión de arrugas a la porción del material en bruto 5 a la que se le añade la fuerza de supresión de arrugas aumentada.

Por consiguiente, la fuerza de supresión de arrugas en la región de deformación de reborde por contracción o en la región de deformación de reborde por extensión se puede aumentar localmente en la fase final de la estampación y, por lo tanto, es posible suprimir eficazmente la recuperación elástica.

En la fase final de la estampación, los moldes de supresión de arrugas 25c y 25d reciben la fuerza de reacción procedente de las porciones de aumento de la fuerza de supresión de arrugas 16a y 16b mediante las porciones de recepción de presión 30c y 30d, los moldes de supresión de arrugas 25c y 25d incluyen las porciones de ranura 35c y 35d. Por consiguiente, la fuerza de reacción no se distribuye en toda el área de los moldes de supresión de arrugas 25c y 25d.

Si los moldes de supresión de arrugas 25c y 25d reciben la fuerza de reacción procedente de las porciones de aumento de la fuerza de supresión de arrugas 16a y 16b, los moldes de supresión de arrugas 25c y 25d se deforman de modo convexo y elástico hacia el lado del troquel 20 (material en bruto 5) con las porciones de ranura 35c y 35d como la porción de límite. Como resultado de ello, es posible aumentar local e intensamente la fuerza de supresión de arrugas con respecto al material en bruto 5.

Las profundidades, anchuras o similares de las porciones de ranura 35c y 35d de la presente invención no están sometidas a ninguna limitación particular. Las porciones de ranura 35c y 35d pueden tener dimensiones apropiadas de acuerdo con la forma del producto estampado 50 y la estructura del molde de prensa 4. El espesor L de cada uno de los moldes de supresión de arrugas 25c y 25d en las porciones de recepción de presión 30c y 30d excluyendo las porciones de ranura 35c y 35d y el espesor H de cada uno de los moldes de supresión de arrugas 25c y 25d en la región que excluye las porciones de recepción de presión 30c y 30d y que entra en contacto con el material en bruto 5 no están sometidos a ninguna limitación particular.

En la presente invención, aunque se muestra el aspecto en el que el espesor L y el espesor H son iguales entre sí, es suficiente que el espesor L sea 20  L  H. Además, si el espesor L satisface 20  L  H, de modo similar a la primera realización, es suficiente que la altura sobresaliente G de cada una de las porciones de aumento de la fuerza de supresión de arrugas 16a y 16b sea de 0,02 x PS + H -L  G  0,3 x PS + H -L.

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Más arriba se describen las herramientas de estampación 1 a 4 de acuerdo con la primera a la cuarta realizaciones de la presente invención. A continuación se describirán posiciones eficaces para disponer las porciones de aumento de la fuerza de supresión de arrugas 16a a 16f y las porciones de recepción de presión 30a a 30d.

Las FIGURAS 13A y 13B son vistas que muestran una configuración esquemática de una herramienta de estampación de la técnica relacionada que no incluye la porción de recepción de presión ni la porción de aumento de la fuerza de supresión de arrugas. La FIGURA 13A es un vista en perspectiva que muestra la totalidad de la misma, y la FIGURA 13B es una vista en planta que muestra un punzón que configura la herramienta de estampación de la técnica relacionada. En la FIGURA 13A, un número de referencia 91 indica la herramienta de estampación de la técnica relacionada.

La FIGURA 14 es una vista explicativa que muestra una distribución del espesor de placa de una porción de reborde en un producto estampado cuando el material en bruto 5 que tiene el espesor de placa de 1,0 mm es sometido a un procesamiento de estirado y doblado (estampación) utilizando la herramienta de estampación de la técnica relacionada mostrada en la FIGURA 13A.

Es decir, la FIGURA 14 es una vista que muestra el mismo estado del producto estampado 50 después de que el material en bruto 5 ha sido sometido a un procesamiento de estirado y doblado (estampación) utilizando la herramienta de estampación 91 mostrada en la FIGURA 13A, y es una vista en planta a lo largo de la dirección de presión en un estado en el que se ha omitido el troquel 20.

En la FIGURA 14 se muestran los resultados de medición del espesor de placa de las porciones de reborde 54a y 54b. Tal como se muestra en la FIGURA 14, las porciones de reborde 54a y 54b incluyen una porción curvada exterior 6a, una porción curvada interior 6b, y porciones en línea recta 6c, 6d, 6e y 6f.

Tal como se muestra en la FIGURA 14, el espesor de placa de la porción curvada exterior 6a es grueso. La porción curvada exterior 6a se convierte en una porción de espesor máximo de placa en la que el espesor de placa es el máximo en las porciones de reborde 54a y 54b del producto estampado 50. Por otro lado, el espesor de placa de la porción curvada interior 6b es delgado.

De este modo, en el producto estampado 50 que es estampado utilizando la herramienta de estampación 91 de la técnica relacionada, los espesores de placa en porciones respectivas en las porciones de reborde 54a y 54b no son iguales entre sí. Las segundas superficies 32e y 32f de los moldes de supresión de arrugas 25e y 25f y el troquel 20 que sujeta el material en bruto 5 son planas.

Por consiguiente, en el molde de supresión de arrugas 91 en el que no están previstas las porciones de recepción de presión 30a a 30d como los moldes de supresión de arrugas 25e y 25f, cuando el espesor de placa de cada posición en las porciones de reborde 54a y 54b cambia durante la estampación, existe una porción a la que se le aplica firmemente la fuerza de supresión de arrugas y una porción a la que se le aplica débilmente la fuerza de supresión de arrugas.

Si durante la estampación se cambia la magnitud de la fuerza de supresión de arrugas de acuerdo con la porción, se pierde un equilibrio en la deformación plástica del material en bruto 5 durante la deformación plástica. Como resultado de ello, la precisión dimensional del producto estampado 50 después de la estampación disminuye.

Para suprimir la disminución de la precisión dimensional del producto estampado 50 debido a la coexistencia arriba descrita de la porción a la que se le aplica firmemente la fuerza de supresión de arrugas y la porción a la que se le aplica débilmente la fuerza de supresión de arrugas, es preferible aumentar la fuerza de supresión de arrugas en la porción en la que el espesor de placa en las porciones de reborde 54a y 54b disminuye durante la estampación, en la fase final de la estampación.

Específicamente, la herramienta de estampación 91 de la técnica relacionada, en la que se han eliminado las porciones de recepción de presión 30a a 30d y las porciones de aumento de la fuerza de supresión de arrugas 16a a 16f de las herramientas de estampación 1 a 4, se ha establecido como una referencia. Una región en la que el espesor de placa alcanza el valor máximo en las porciones de reborde 54a y 54b del producto estampado 50 se define como una porción de espesor máximo de placa, y una región en la que el espesor de placa es mayor del 0% y menor o igual al 97% con respecto a la porción de espesor máximo de placa se define como una porción de disminución del espesor de placa. En este caso, cuando se ven a lo largo de la dirección de presión, las porciones de recepción de presión 30a a 30d de los moldes de supresión de arrugas 25a a 25d están dispuestas preferiblemente solapadas con una porción de la porción de disminución del espesor de placa del material en bruto

5.

Como resultado de ello, la fuerza de supresión de arrugas en la porción en la que el espesor en las porciones de reborde 54a y 54b disminuye durante la estampación se puede aumentar preferiblemente en la fase final de la estampación. La fuerza de supresión de arrugas sobre la porción de disminución del espesor de placa, en la que el espesor de placa es mayor del 0% y menor o igual al 97% con respecto a la porción de espesor máximo de placa, se aumenta preferiblemente en la fase final de la estampación y, por lo tanto, se puede reducir eficazmente la recuperación elástica del producto estampado 50.

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Tabla 1

Nº: Figura de Referencia Porción de recepción de presión Porción de aumento de la fuerza de supresión de arrugas Altura sobresaliente G (mm) Espesor H (mm) Espesor L (mm) L/H (%) Posición de carrera de prensa a la que se le añade una fuerza de supresión de arrugas aumentada (%) Observaciones

Posición: Carga (kN)

1: FIGURAS 1A a 2 - 16a, 16b 200 (100 x 2) 9 50 50 100 15 Ejemplo de Referencia

2: FIGURAS 1A a 2 30a, 30b 16a, 16b 200 (100 x 2) 14 50 45 90 15 Ejemplo de Referencia

3: FIGURAS 1A a 2 30a, 30b 16a, 16b 200 (100 x 2) 19 50 40 80 15 Ejemplo

4: FIGURAS 1A a 2 30a, 30b 16a, 16b 200 (100 x 2) 24 50 35 70 15 Ejemplo

5: FIGURAS 7A a 8 30b 16b 100 (100 x 2) 19 50 40 80 15 Ejemplo

6: FIGURAS 9A y 9B 30a, 30b 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f 600 (100 x 2) 19 50 40 80 15 Ejemplo

7: FIGURAS 7A a 8 30b 16b 100 (100 x 2) 21 40 28 70 15 Ejemplo

8: FIGURAS 7A a 8 30b 16b 100 (100 x 2) 30 70 49 70 15 Ejemplo de Referencia

9: FIGURAS 7A a 8 30b 16b 100 (100 x 2) 39 70 40 57 15 Ejemplo

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Posición: Carga (kN)

10: FIGURAS 7A a 8 30b 16b 100 (100 x 2) 34 60 35 58 15 Ejemplo

11: FIGURAS 1A a 2 30a, 30b 16a, 16b 200 (100 x 2) 35 50 35 70 33 Ejemplo

12: FIGURAS 1A a 2 30a, 30b 16a, 16b 200 (100 x 2) 16,5 50 35 70 2,5 Ejemplo

13: FIGURAS 1A a 2 30a, 30b 16a, 16b 200 (100 x 2) 16,1 50 35 70 1,8 Ejemplo de Referencia

14: FIGURAS 13A y 13B - - - - 50 50 100 0 Ejemplo Convencional

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El aparato de estampación utilizado era un aparato de estampación general que no incluía el amortiguador de troquel variable o similares.

A continuación se describirá un método de evaluación de la recuperación elástica con respecto al producto estampado 50 después del procesamiento de estirado y doblado y el producto estampado después del procesamiento de acabado (procesamiento con golpes de repaso) 57.

La FIGURA 18 es una vista en sección transversal vertical perpendicular a una dirección longitudinal del producto estampado después del procesamiento de estirado y doblado, y una vista explicativa que muestra un estado de generación de un alabeo de pared (recuperación elástica). En la FIGURA 18, Wh indica el hueco entre la porción de pared vertical 55a y la porción de pared vertical 55b cuando no se genera recuperación elástica. Wh' indica el hueco entre la porción de pared vertical 55a' y la porción de pared vertical 55b' cuando se genera recuperación elástica. Wh indica la diferencia entre Wh' y Wh.

Específicamente, tal como se muestra en la FIGURA 18, cuando un punto de intersección de la porción de pared vertical 55a y la porción de reborde 54a se define como P y un punto de intersección de la porción de pared vertical 55b y la porción de reborde 54b se define como Q, un segmento lineal PQ se define como Wh. Además, cuando un punto de intersección de la porción de pared vertical 55a' y la porción de reborde 54a' se define como P' y un punto de intersección de la porción de pared vertical 55b' y la porción de reborde 54b' se define como Q', un segmento lineal P'Q' se define como Wh'.

Wh', Wh y Wh se pueden obtener tal como se indica a continuación. Utilizando un aparato de medición tridimensional CCD de tipo sin contacto se adquieren valores de coordenadas de un grupo de puntos sobre la superficie exterior del producto estampado 50 después del procesamiento de estirado y doblado. En la vista en sección transversal desde la dirección A de la flecha de la FIGURA 6A se mide el hueco Wh' entre la porción de pared vertical 55a' y la porción de pared vertical 55b' cuando se genera la recuperación elástica. El hueco Wh' se compara con el hueco Wh entre la porción de pared vertical 55a y la porción de pared vertical 55b en datos CAD (diseño) cuando se diseña el producto estampado 50. Por consiguiente, se obtiene Wh = Wh' -Wh.

Sobre la base de Wh obtenido del modo arriba descrito, se evaluó el alabeo de pared (recuperación elástica) después del procesamiento de estirado y doblado (estampación) de acuerdo con la siguiente referencia.

Bueno (B): Wh es menor o igual a 10 mm

Regular (R): Wh es mayor de 10 mm y menor de 15 mm

Malo (M): Wh es mayor o igual a 15 mm

La FIGURA 19 es una vista en sección transversal vertical perpendicular a una dirección longitudinal del producto estampado después del procesamiento de acabado (procesamiento con golpes de repaso), y una vista explicativa que muestra un estado de generación de un alabeo de pared (recuperación elástica). En la FIGURA 19, Wc indica el hueco entre la porción de pared vertical 55a y la porción de pared vertical 55b cuando no se genera la recuperación elástica. Wc' indica el hueco entre la porción de pared vertical 55a' y la porción de pared vertical 55b' cuando se genera la recuperación elástica. Wc indica la diferencia entre Wc' y Wc.

Específicamente, tal como se muestra en la FIGURA 19, cuando un extremo de la porción de pared vertical 55a se define como un punto R y n extremo de la porción de pared vertical 55b se define como un punto S, el segmento lineal RS se convierte en Wc. Además, cuando un extremo de la porción de pared vertical 55a' se define como un punto R' y n extremo de la porción de pared vertical 55b' se define como un punto S', el segmento lineal R'S' se convierte en Wc'.

Wc', Wc y Wc se pueden obtener tal como se indica a continuación. Utilizando un aparato de medición tridimensional CCD de tipo sin contacto se adquieren valores de coordenadas de un grupo de puntos sobre la superficie exterior del producto estampado después del procesamiento de acabado (procesamiento con golpes de repaso) 57. En la vista en sección transversal desde la dirección B de la flecha de la FIGURA 16A se mide el hueco Wc' entre la porción de pared vertical 55a' y la porción de pared vertical 55b' cuando se genera la recuperación elástica. El hueco Wc' se compara con el hueco Wc entre la porción de pared vertical 55a y la porción de pared vertical 55b en datos CAD (diseño) cuando se diseña el producto estampado 57. Por consiguiente, se obtiene Wc = Wc' -Wc.

Sobre la base de Wc obtenido del modo arriba descrito, se evaluó el alabeo de pared (recuperación elástica) después del procesamiento de acabado (procesamiento con golpes de repaso) de acuerdo con la siguiente referencia.

Bueno (B): Wc es menor o igual a 7mm

Regular (R): Wc es mayor de 7mm y menor de 15 mm

22 5

10

15

20

25

30

35

Malo (M): Wc es mayor o igual a 15 mm

Además, la FIGURA 20 es una vista en perspectiva que muestra el producto estampado después del procesamiento de acabado (procesamiento con golpes de repaso) y una vista explicativa que muestra un estado de generación de una ondulación (recuperación elástica). La FIGURA 20 muestra un estado en el que se produce una ondulación 61 en una cara curvada 60 de la porción doblada 52 del producto estampado 57.

La FIGURA 21A es una vista en perspectiva que muestra el producto estampado después del procesamiento de acabado (procesamiento con golpes de repaso) y una vista explicativa que muestra una posición de medición de la ondulación (recuperación elástica). El estado de generación de la ondulación 61 se evalúa en un segmento lineal 62 mostrado mediante una línea discontinua en la FIGURA 21A.

La FIGURA 21B es un gráfico que muestra un ejemplo del resultado medido de la ondulación (recuperación elástica). En la FIGURA 21B, un eje horizontal corresponde al segmento lineal 62 mostrado en la FIGURA 21A y un eje vertical indica el estado de generación (una diferencia entre un valor real medido y un valor de diseño) de la ondulación 61.

La ondulación 61 del producto estampado 57 se puede evaluar de la siguiente manera. Utilizando un aparato de medición tridimensional CCD de tipo sin contacto se adquieren valores de coordenadas de un grupo de puntos sobre la superficie exterior del producto estampado después del procesamiento de acabado (procesamiento con golpes de repaso) 57. Los resultados medidos de los valores de coordenadas en el segmento lineal 62 en la cara curvada 60 se comparan con los datos CAD (diseño) cuando se diseña el producto estampado 57 y, de este modo, se prepara el gráfico mostrado en la FIGURA 21B.

Tal como se muestra en la FIGURA 21B se obtiene un valor absoluto Yw de la diferencia entre el valor máximo y el valor mínimo en el gráfico en la cara curvada 60. El segmento lineal 62 que es la posición de medición de la ondulación 61 es paralelo a una línea de intersección formada por la porción superior 55c y la porción de pared vertical 55a (que tiene una sección transversal en forma de U) del producto estampado 57, y la distancia entre las líneas paralelas es de 70 mm.

Sobre la base de Yw obtenido de este modo, se evaluó la ondulación 61 (recuperación elástica) después del procesamiento de acabado (procesamiento con golpes de repaso) de acuerdo con la siguiente referencia.

Muy buena (MB): Yw es menor o igual a 3 mm

Buena (B): Yw es mayor de 3 mm y menor de 7 mm

Regular (R): Yw es mayor de 7 mm y menor de 15 mm

Mala (M): Yw es mayor o igual a 15 mm

La Tabla 2 muestra los resultados de evaluación de la recuperación elástica con respecto al producto estampado 50 después del procesamiento de estirado y doblado y al producto estampado 57 después del procesamiento de acabado (procesamiento con golpes de repaso). Después de llevar a cabo el procesamiento de estirado y doblado y el procesamiento con golpes de repaso, no se confirmaron grietas en el producto estampado 50 ni en el producto estampado 57 bajo ninguna condición.

23

Observación

Ejemplo de Referencia Ejemplo de Referencia Ejemplo Ejemplo Ejemplo Ejemplo Ejemplo Ejemplo de Referencia Ejemplo Ejemplo Ejemplo Ejemplo Ejemplo de Referencia Ejemplo Convencional

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5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

En primer lugar se describe el resultado de la evaluación de la recuperación elástica con respecto al producto estampado 50 después del procesamiento de estirado y doblado. Tal como se muestra en la Tabla 2, en cualquiera de los Ejemplos nº 3 a nº 7 y nº 9 a nº 12 de la presente invención se confirmó que, después de realizar el procesamiento de estirado-doblado, el valor Wh era bueno y que el alabeo de pared (recuperación elástica) era pequeño.

Por otro lado, en cualquiera de los Ejemplos de Referencia nº 1, nº 2, nº 8 y nº 13, y en el Ejemplo Convencional nº 14, después de realizar el procesamiento de estirado y doblado, el valor Wh no era mejor que Wh del Ejemplo de la presente invención.

Comparando los Ejemplos nº 3 y nº 6 de la presente invención se confirmó que, cuando solo se dispusieron las porciones de aumento de la fuerza de supresión de arrugas 16a y 16b, el efecto ejercido por la disminución de la recuperación elástica era mayor que cuando se dispusieron las porciones de aumento de la fuerza de supresión de arrugas 16a a 16f. Es decir, cuando solo se dispusieron las porciones de aumento de la fuerza de supresión de arrugas 16a y 16b, los moldes de supresión de arrugas 25a y 25b se doblaron notablemente en la fase final de la estampación, en comparación con cuando se dispusieron las porciones de aumento de la fuerza de supresión de arrugas 16c a 16f.

Como resultado de ello se pudo confirmar que era posible disminuir adicionalmente la recuperación elástica en el producto estampado 50.

Comparando los nº 1 a 4 en los Ejemplos de la Presente invención y los Ejemplos de Referencia, se pudo confirmar que el espesor H y el espesor L preferiblemente satisfacen las Expresiones 1 y 2 arriba descritas. En los nº 1 a 4 solo se modificó el espesor L de cada uno de los moldes de supresión de arrugas 25a y 25b, y otras condiciones de estampación eran iguales entre sí.

En los nº 1 a 4, los valores de las alturas sobresalientes G eran diferentes entre sí. No obstante, sobre todo, la posición de la carrera de prensa que es una posición de inicio del aumento de la fuerza de supresión de arrugas era del 15% en estos Ejemplos, y dichas posiciones eran iguales entre sí.

Entre los nº 1 a 4, el espesor L era mayor de 0,8 x H en el nº 1 y el nº 2, y el espesor L era menor o igual a 0,8 x H en el nº 3 y el nº 4. Es decir, en el nº 3 y el nº 4, que eran ejemplos que satisfacían la Expresión 1 o 2 en los nº 1 a 4, la recuperación elástica se podía reducir preferiblemente.

Aquí, las FIGURAS 22 A 25 muestran distribuciones de presión de contacto sobre las segundas superficies 32a y 32b cuando los moldes de supresión de arrugas 25a y 25b reciben la fuerza de reacción procedente de las porciones de aumento de la fuerza de supresión de arrugas 16a y 16b en la fase final de la estampación.

Las FIGURAS 22 a 25 corresponden a los nº 1 a 4, que son los Ejemplos de la presente invención y Ejemplos de Referencia. Es decir, la FIGURA 22 muestra la distribución de presión de contacto sobre la segunda superficie del molde de supresión de arrugas cuando la relación de espesores L/H del molde de supresión de arrugas es del 100%. La FIGURA 23 muestra la distribución de presión de contacto sobre la segunda superficie del molde de supresión de arrugas cuando la relación de espesores L/H del molde de supresión de arrugas es del 90%. La FIGURA 24 muestra la distribución de presión de contacto sobre la segunda superficie del molde de supresión de arrugas cuando la relación de espesores L/H del molde de supresión de arrugas es del 80%. La FIGURA 25 muestra la distribución de presión de contacto sobre la segunda superficie del molde de supresión de arrugas cuando la relación de espesores L/H del molde de supresión de arrugas es del 70%.

En las FIGURAS 22 a 25, los números de referencia 71, 72, 73 y 74 indican las regiones en las que las presiones de contacto sobre las segundas superficies 32a y 32b se convierten en los valores máximos. Además, en las regiones de los números de referencia 71, 72, 73 y 74, las presiones de contacto eran de 1,5 MPa, 2,5 MPa, 6,5 MPa y 8,7 MPa, respectivamente.

Tal como se muestra en las FIGURAS 22 a 25, cuando el espesor H es de 50 mm, las presiones de contacto sobre las regiones correspondientes a porciones en las que están previstas las porciones de recepción de presión 30a y 30b sobre las segundas superficies 32a y 32b de los moldes de supresión de arrugas 25a y 25b aumentan cuando disminuye la relación de espesores L/H. Tal como se describe más arriba, las porciones de reborde 54a y 54b del producto estampado 50 están sujetas entre el troquel 20 y las segundas superficies 32a y 32b de los moldes de supresión de arrugas 25a y 25b, y la fuerza de supresión de arrugas se aplica a las porciones de reborde.

Por consiguiente, la porción a la que se le añade en particular la fuerza de supresión de arrugas aumentada sobre las porciones de reborde 54a y 54b y una porción de la región (la región sobre la que están previstas las porciones de recepción de presión 30a y 30b) en la que la presión de contacto se incrementa preferiblemente sobre las segundas superficies 32a y 32b, se solapan entre sí cuando se ven a lo largo de la dirección de presión.

Comparando el nº 4 y los nº 11 a 13, que son los Ejemplos de la presente invención y los Ejemplos de Referencia, se pudo confirmar que la altura sobresaliente G de cada una de las porciones de aumento de la fuerza de supresión de arrugas 16a y 16b satisface preferiblemente la Expresión 3 arriba descrita. En el nº 4 y los nº 11 a 13 únicamente

25

imagen18

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Tabla 3

Posición: Carga (kN)

15: FIGURA 26 30a 16a 150 (150 x 1) 19 50 35 70 6,7 Ejemplo de Referencia

16: FIGURA 26 30b 16b 150 (150 x 1) 19 50 35 70 6,7 Ejemplo

17: FIGURA 26 30g 16c 150 (150 x 1) 19 50 35 70 6,7 Ejemplo de Referencia

18: FIGURA 26 30h 16d 150 (150 x 1) 19 50 35 70 6,7 Ejemplo de Referencia

19: FIGURA 26 30i 16e 150 (150 x 1) 19 50 35 70 6,7 Ejemplo de Referencia

20: FIGURA 26 30j 16f 150 (150 x 1) 19 50 35 70 6,7 Ejemplo de Referencia

imagen20

imagen21

Tabla 4

Nº: Presencia de grietas Recuperación elástica Observación

Wh: Wc Yw

(mm): Evaluación (mm) Evaluación (mm) Evaluación

15: Ninguna 12 R 10 R 10 R Ejemplo de Referencia

16: Ninguna 7 B 6 B 6 B Ejemplo

17: Ninguna 18 M 14 R 15 M Ejemplo de Referencia

18: Ninguna 15 M 12 R 13 R Ejemplo de Referencia

19: Ninguna 19 M 14 R 15 M Ejemplo de Referencia

20: Ninguna 15 M 12 R 14 R Ejemplo de Referencia

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5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Tal como se muestra en la Tabla 4, en el Ejemplo nº 16 de la presente invención, Wh después del procesamiento de estirado y doblado, y Wc y Yw después del procesamiento de acabado eran muy buenos, y se pudo confirmar que la recuperación elástica era pequeña.

En el Ejemplo nº 16 de la presente invención, la porción de recepción de presión 30b estaba dispuesta de tal modo que la porción de recepción de presión se solapaba con una porción de la porción curvada interior 6b que se convierte en la porción de disminución del espesor de placa que tiene un espesor de placa mayor de un 0% y menor

o igual a un 97% con respecto a la porción curvada exterior 6a que se convierte en la porción de espesor máximo de placa sobre la porción de reborde 54a y 54b del producto estampado 50 estampado mediante la herramienta de estampación 91 de la técnica relacionada.

Es decir, en el Ejemplo nº 16 e la presente invención, la fuerza de supresión de arrugas se pudo aumentar local e intensamente en la porción curvada interior 6b, lo que es necesario para aumentar la fuerza de supresión de arrugas en la fase final de la estampación y que era difícil de lograr mediante la herramienta de estampación 91 de la técnica relacionada.

Por otro lado, en ninguno de los Ejemplos de Referencia nº 15 y nº 17 a nº 20, Wh, Wc y Yw eran mejores que en el Ejemplo 16 de la presente invención. Tal como se muestra en la Tabla 4, en el Ejemplo de Referencia nº 15 y nº 17 a nº 20, las porciones de recepción de presión 30a y 30g a 30j estaban dispuestas de tal modo que las porciones de recepción de presión se solapaban, no con la porción curvada interior 6b que se convierte en la porción de disminución del espesor de placa, sino con al menos una porción de la porción curvada exterior 6a o las porciones en línea recta 6c a 6f.

Por consiguiente, la fuerza de supresión de arrugas no se pudo aumentar en la porción curvada interior 6b, lo que es necesario para aumentar la fuerza de supresión de arrugas en la fase final de la estampación. En general, en el producto estampado 57, es necesario que las dimensiones de toda la región del producto estampado 57 estén dentro de un intervalo permitido.

Es decir, los productos estampados 57 en los que las dimensiones están fuera del intervalo permitido incluso en un solo sitio, por ejemplo los productos estampados 57 de los Ejemplos de Referencia nº 15 y nº 17 a 20, no son preferibles.

Tal como se describe más arriba, si la fuerza de supresión de arrugas en la porción de disminución del espesor de placa que es necesaria para aumentar la fuerza de supresión de arrugas se aumentaba en la fase final de la estampación, se podía confirmar que preferiblemente era posible mejorar la precisión dimensional del producto estampado después del procesamiento de estirado y doblado 50 y el producto estampado después del procesamiento de acabado (procesamiento con golpes de repaso) 57.

Aplicabilidad industrial

Tal como se describe más arriba, de acuerdo con un aspecto de la presente invención, sobre una porción de un molde de supresión de arrugas está prevista una porción de recepción de presión, y sobre una porción de un punzón está prevista una porción de aumento de la fuerza de supresión de arrugas. La porción de recepción de presión y la porción de aumento de la fuerza de supresión de arrugas entran en contacto entre sí en la fase final de la estampación y, por lo tanto, el molde de supresión de arrugas se deforma elásticamente.

Como resultado de ello, la fuerza de supresión de arrugas generada desde la porción de aumento de la fuerza de supresión de arrugas es transmitida en medida suficiente a la porción de un material en bruto a la que se le añade la fuerza de supresión de arrugas aumentada en la fase final de la estampación.

Es decir, la recuperación elástica del producto estampado se puede disminuir eficazmente incluso cuando el producto estampado incluye una región de deformación de reborde por extensión además de una región de deformación de reborde por contracción. Por consiguiente, su aplicabilidad industrial es alta.

Breve descripción de los símbolos de referencia

1 a 4: herramienta de estampación

5: material en bruto

6a: porción curvada exterior (porción de espesor máximo de placa)

6b: porción curvada interior (porción de disminución del espesor de placa)

6c a 6f: porción en línea recta

10: punzón

12: porción de punzón

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14: porción de placa 16a a 16f: porción de aumento de la fuerza de supresión de arrugas (unidad de muelles de disco)

20: troquel 25a a 25f: molde de supresión de arrugas

5 30a, 30b, y 30g a 30j: porción de recepción de presión (porción de ranura) 30c y 30d: porción de recepción de presión 31a a 31f: primera superficie 32a a 32f: segunda superficie 33a y 33b: tercera superficie (superficie lateral)

10 35c y 35d: porción de ranura 40a: espiga 42a: muelle de disco (cuerpo elástico)

50: producto estampado después del procesamiento de estirado y doblado 51a y 51b: porción lateral recta

15 52: porción curvada 54a, 54a', 54b y 54b': porción de reborde 55a, 55a', 55b y 55b': porción de pared vertical 55c: porción superior

57: producto estampado después del procesamiento de acabado (procesamiento con golpes de repaso) 20 60: cara curvada

61: ondulación

62: segmento lineal

G: altura sobresaliente

H y L: espesor 25 PS: distancia de carrera de prensa

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Claims

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