ES2634503T3 - Procedimiento para la fabricación de elementos de cuerpo hueco así como útil compuesto consecutivo para la realización del procedimiento - Google Patents

Abstract

Procedimiento para fabricar elementos de cuerpo hueco (21, 21'), tales como elementos de tuerca, para el montaje en piezas constructivas que constan habitualmente de chapa (292), en particular para la fabricación de elementos de cuerpo hueco con un contorno externo al menos esencialmente cuadrado o rectangular, mediante el corte a medida de elementos individuales de un perfil que se presenta en forma de una barra perfilada (1) o de una bobina tras el troquelado previo de agujeros (23) en el perfil, dado el caso con configuración subsiguiente de un cilindro roscado Z r (29), empleando un útil compuesto consecutivo (10) con varias estaciones de trabajo (A, B, C, D), en las cuales se llevan a cabo mecanizados respectivos, caracterizado porque en cada estación de trabajo (A, B, C, D) para el perfil (1) o para varios perfiles dispuestos los unos al lado de los otros en cada caso se llevan a cabo al mismo tiempo dos mecanizados para cada carrera del útil compuesto consecutivo, y porque en la última estación de trabajo (D) mediante un punzón de corte en frío (22) se separan del o de cada perfil en cada caso dos elementos de cuerpo hueco (21, 21'), tronzando el punzón de corte en frío (22) el perfil (1) en un primer lugar detrás de un primer elemento de cuerpo hueco (21) y en un segundo lugar detrás de un segundo elemento de cuerpo hueco (21').

Description

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Los números de referencia 140, 142 muestran dos vástagos de arrastre que se ocupan de que los punzones 84, 86 de perforación se eleven con la placa superior. El vástago 144 cumple la misma función con respecto al punzón 22 de corte en frío. El punzón 22 de corte en frío en esta forma de realización tiene dos vástagos 146 en su extremo inferior que están tensados previamente hacia abajo mediante el resorte helicoidal de compresión 148. Estos vástagos garantizan que el elemento de tuerca 21' se presione desde el taladro 38 de la matriz 30 hacia el taladro 38 de la placa 12.

Las placas que soportan los extremos superiores de los punzones 126, 128 de recorte, el punzón 64, 66 de recalcado y el punzón de perforación 84, 86 están atornillados con la placa 156 que a su vez está atornillada con la placa 16. El número de referencia 158 señala una placa-guía para el vástago de control de posición 130 y el punzón 22 de corte en frío y está atornillada de manera ajustable en la placa 160, esta a su vez está atornillada con la placa

16. El número de referencia 162 señala el dispositivo de ajuste (tornillo con bloque de tornillo y contratuerca). El número de referencia 164 señala una placa que está atornillada con el lado superior del canal 122 de guía (véase por ejemplo los tornillos 170) y que presenta diferentes entalladuras para los punzones 126, 128 de recorte, para los punzones 64, 66 de recalcado, los punzones 84, 86 de perforación, para los punzones 22 de corte en frío así como para el vástago de control 130.

Por medio de los útiles compuestos sucesivos de las figuras 2, 3 o 4, 5 se realiza un procedimiento para fabricar elementos de cuerpo hueco, como elementos de tuerca, para el montaje en piezas constructivas que constan habitualmente de chapa. El procedimiento sirve para la fabricación de elementos 21, 21’de cuerpo hueco con un al menos contorno externo esencialmente cuadrado o rectangular mediante el corte a medida de elementos individuales de un perfil 1 que se presenta en forma de una barra perfilada o de una bobina tras el troquelado previo de agujeros 23 en el perfil 1, dado el caso con configuración subsiguiente de un cilindro roscado empleando un útil compuesto sucesivo con varias estaciones de trabajo A, B, C, D, en las cuales se llevan a cabo mecanizados respectivos. El procedimiento se caracteriza porque en cada estación de trabajo A, B, C, D para el perfil 1 o para varios perfiles dispuestos los unos al lado de los otros en cada caso se llevan a cabo dos mecanizados para cada carrera del útil compuesto sucesivo al mismo tiempo. Es decir, es fundamentalmente posible mecanizar varios perfiles 1 los unos al lado de los otros y al mismo tiempo en el mismo útil compuesto sucesivo, siempre que exista el número correspondiente de útiles individuales como punzón de recalcado, punzón de perforación y las matrices asociadas.

En la última estación de trabajo mediante un punzón 22 de corte en frío para cada carrera de la prensa se separan del o de cada perfil 1 en cada caso dos elementos 21, 21’de cuerpo hueco.

El punzón 22 de corte en frío tronza el perfil en un primer lugar detrás de un primer elemento 21 de cuerpo hueco y en un segundo lugar detrás de un segundo elemento 21’ de cuerpo hueco, conduciéndose hacia afuera el segundo elemento 21’ de cuerpo hueco en la dirección del movimiento del punzón de corte en frío transversalmente a la dirección longitudinal del perfil 1 desde la trayectoria de movimiento del perfil. El primer elemento 21 de cuerpo hueco en la estación de corte en frío del útil compuesto sucesivo se conduce hacia afuera al menos inicialmente en general en la dirección de la trayectoria de movimiento del perfil.

Cada estación de trabajo del útil compuesto sucesivo presenta una longitud en la dirección de movimiento del perfil que corresponde a tres veces o a cuatro veces o al múltiplo de la dimensión longitudinal de un elemento de cuerpo hueco acabado 21, 21'.

En la realización según la figura 2, 3 en la primera estación de trabajo A se lleva a cabo una operación de recalcado, en la segunda estación de trabajo B una operación de perforación, en la tercera estación de trabajo C una operación de penetración y en la cuarta estación de trabajo D la separación en piezas sueltas de dos elementos 21, 21’de cuerpo hueco en cada caso del o de cada perfil 1 mediante el punzón 22 de corte en frío.

En la realización según la figura 4, 5 en la primera estación de trabajo A se lleva a cabo una operación de recorte, en la segunda estación de trabajo B una operación de recalcado, en la tercera estación de trabajo C una operación de perforación y en la cuarta estación de trabajo D la separación en piezas sueltas de dos elementos de cuerpo hueco de cada perfil en cada caso mediante el punzón 22 de corte en frío.

La realización es preferiblemente de manera que en la cuarta estación de trabajo D también se lleva a cabo un control de posición mediante el vástago de control de posición 130.

En el caso del útil compuesto sucesivo de la figura 2, 3 la operación de penetración puede combinarse con la operación de recalcado por lo cual se ahorra la tercera estación de trabajo C.

También en el caso del útil compuesto sucesivo según las figuras 4, 5 la operación de penetración se combina con la operación de recalcado, por lo cual se ahorra una estación de trabajo.

En ambas formas de realización del útil compuesto sucesivo una leva bajo tensión de resorte 27 con una superficie de leva inclinada 24 hacia la trayectoria de movimiento del perfil se tensa previamente desde el lado anterior del extremo anterior del perfil en el extremo de salida de la última estación de trabajo contra la fuerza de un dispositivo de resorte 26. Después de la separación del elemento de cuerpo hueco configurado en el extremo anterior del perfil

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21 este se vuelva desde la leva bajo tensión de resorte hacia abajo para facilitar la eliminación del útil compuesto sucesivo.

En la realización según la figura 2 y 3 los punzones 64, 66 trabajan para llevar a cabo la operación de recalcado y los punzones 84, 86 de perforación para llevar a cabo la operación de perforación de lados opuestos del perfil 1 sobre este. Cuando se lleva a cabo la operación de penetración mediante punzones 68, 70, 88, 90 de penetración respectivos la penetración se realiza desde ambos lados de la banda perfilada 1.

En la realización según la figura 4 y 5 los punzones 64, 66 trabajan para llevar a cabo la operación de recalcado y los punzones 84, 86 de perforación para llevar a cabo la operación de perforación sobre el perfil 1 del mismo lado de este.

Ahora se indican algunos ejemplos que describen la fabricación de elementos de cuerpo hueco determinados. En el ejemplo de la figura 6A a 6F a partir de un perfil de acuerdo con la figura 1 se fabrican elementos de cuerpo hueco 21 que presentan una forma similar a la figura 4 del documento WO 01/72449 y una forma de sección transversal en particular según la figura 6A.

Cuando se lleva a cabo la operación de recalcado (figuras 6A, 6B) el perfil 1 en el lado del perfil opuesto al punzón 64 o 66 de recalcado se sostiene por una matriz 92 o 94 con una entalladura cilíndrica 200 que tal como muestra la figura 6B presenta un diámetro interno D que es mayor que la elevación 202 configurada mediante la operación de recalcado en el perfil 1, estando dimensionada la profundidad axial H de la depresión de manera que la elevación generada por la operación de recalcado 202 en su lado frontal 204 es plana, aunque en su lado externo 206 adopta una forma abombada.

En la operación de perforación que se muestra en la figura 6C, 6D se emplea un punzón de perforación 84, 86 que al menos presenta esencialmente el mismo diámetro que el punzón 64, 66 de recalcado.

Tras la extracción del taco 116, 118 en la estación C se lleva a cabo de manera correspondiente a las figuras 6E, 6F una operación de penetración, conduciéndose el punzón 88 o 90 de penetración, que actúa en el lado frontal de la elevación generada por la operación de recalcado dentro de un cilindro 214, que limita la expansión radial de la elevación y conduce a un borde externo 216 al menos aproximadamente afilado de la elevación 206 en su lado frontal 204 que se convierte gradualmente en una muesca 218. Se percibe que el lado frontal 204 está dispuesto por encima de los lados superiores 7, 8 de las barras 2, 3, sobresale es decir a través de las barras, lo cual es necesario para la función de autotroquelado del elemento de cuerpo hueco. Un segundo punzón de penetración como 68 o 70 en la figura 3 puede emplearse para la configuración del bisel anular 216 dado el caso (el segundo punzón de penetración no se muestra en este caso). En lugar del perfil 1 de acuerdo con la figura 1 puede emplearse un perfil 1 según la figura 7A. El perfil 1 en la sección transversal es al menos esencialmente rectangular con dos barras 2,3 en el lado dirigido posteriormente a la pieza constructiva, que presentan una distancia entre sí, que discurren en paralelo a los lados longitudinales del perfil y también al menos esencialmente rectangulares en la sección transversal que están formadas o separadas las unas de las otras a través de una ranura rectangular 5 en la sección transversal más ancha en comparación con las barras, que presenta una profundidad, que corresponde al menos esencialmente a la altura de las barras respectivas 2, 3.

Las barras presentan en cada caso en el lado interno un flanco inclinado 9, 9' que forma una muesca 11 o 11'. El elemento de cuerpo hueco se configura entonces como el mostrado en las figuras 7B a 7D. De la figura 7C se ve que en este caso no está previsto ningún bisel anular 216 en el fin de la rosca y concretamente porque en el procedimiento de fabricación que se muestra en la figura 8A a 8E no se emplean punzones de penetración.

El bisel anular 218 en la entrada de la rosca se genera mediante la matriz 92 o 94 que se emplea para la operación de recalcado que corresponde en este caso a la operación de recalcado según las figuras 4, 5. La conformación de las matrices 92 o 94 y el significado de las etapas de fabricación en tres estaciones de trabajo (incluyendo la operación de separación según la figura 8D) se deducen de las figuras 8A a 8E y las estaciones de trabajo del útil compuesto sucesivo 10 correspondiente están representadas en la figura 9. Los números de referencia en la figura 9 corresponden en gran medida a los de la figura 2, 3 y la descripción de la figura 2, 3 se aplica de manera correspondiente también para la figura 9. Se percibe además que en esta realización el saliente anular del elemento acabado, es decir la parte piloto o sección de troquelado 25 no presenta ninguna muesca. Esto no es necesario dado que las barras están destalonadas.

Se percibe además que se emplea un punzón 64 o 66 de recalcado, con un diámetro, que corresponde al menos esencialmente al diámetro menor de una rosca 27 que va a configurarse más tarde en el elemento de cuerpo hueco acabado y que cuando se lleva a cabo la operación de recalcado el perfil se sostiene en una matriz 92, 94 con un saliente tubular 230 con un borde interno redondeado 232 en su lado frontal y dentro del saliente anular está provisto de un perno 234 con una elevación central 236 que está dimensionada para configurar en el lado frontal libre de la elevación generada mediante la operación de recalcado una depresión cónica 238 que más tarde sirve como cono de introducción 238' para un elemento de perno introducido en una rosca 27 configurada en el elemento de cuerpo hueco.

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La operación de perforación se lleva a cabo con un punzón 84 o 86 de perforación que al menos presenta esencialmente el mismo diámetro que el punzón 64 o 66 de recalcado. Para el montaje del elemento hueco acabado a una parte de chapa puede emplearse una matriz de acuerdo con las figuras 10A a 10C. Esta operación ya está descrita en el documento DE-Gbm 202 05 192.7 y esta descripción se aplica también en este caso.

En este caso como punzón de recalcado puede utilizarse un punzón escalonado de acuerdo con la figura 13B, con una parte anterior realizada cilíndrica 250, que a través de un reborde anular 252 cónico se convierte gradualmente en una sección posterior 254 de diámetro mayor, formando el reborde anular 254 cónico en el elemento de cuerpo hueco acabado en la zona de fin de la rosca un bisel anular (256 en la figura 13D)

Las figuras 11A a 11C muestran un elemento de cuerpo hueco que se corresponde en gran medida con el elemento de tuerca de las figuras 7A a 7D aunque se fabricó empleando el perfil 1 según la figura 1. No puede constatarse por tanto ninguna muesca en el elemento. El elemento se introduce o bien de manera autotroquelada en una parte de chapa o de manera no autotroquelada en una parte de chapa perforada previamente y entonces, tal como se muestra en las figuras 21A y 21B para otro ejemplo se forma un refuerzo anular 290 mediante desplazamiento de material desde el lado frontal de la parte piloto 25 mediante una matriz adecuada que crea una muesca y sujeta la parte de chapa 292 en la zona del borde perforado 294 entre sí misma y el fondo 5 de la ranura.

En lugar de un refuerzo anular podían emplearse también resaltos de material discretos que están configurados igualmente mediante desplazamiento de material desde el lado frontal de la parte piloto 25 mediante una matriz adecuada como se conoce per se.

Las figuras 12A a 12D muestran cómo puede fabricarse el elemento de la figura 11A a 11C mediante procesado de lados opuestos del perfil 1 de manera análoga a las figuras 2 y 3, y concretamente con únicamente tres etapas de trabajo (recalcado, perforación y separación (separación no mostrada)). En este caso la operación de recalcado puede combinarse con la configuración del bisel, tal como se muestra en las figuras 13A a 13E sobre todo en la figura 13B, mostrando las figuras 13A a 13E el mecanizado de la banda perfilada el punzón de recalcado y el punzón de perforación en el mismo lado de la banda perfilada 1.

Si se deseara un bisel anular en el fin de la rosca este puede generarse mediante el uso de un punzón de perforación con un reborde anular cónico tal como se muestra en la variante de realización según las figuras 14A a 14E, sobre todo en la figura 14C. En su lugar también puede generarse un bisel anular en el fin de la rosca mediante una etapa de trabajo adicional, tal como se muestra en la realización según las figuras 15A a 15F. En este caso en las figuras 15D se utiliza un punzón de biselado.

También puede emplearse un perfil 1 según la figura 16. En este caso están previstas dos barras 2, 3 que están limitadas o formadas por respectivas ranuras 5', 5", que discurren igualmente en paralelo a los lados longitudinales del perfil, presentan una sección transversal al menos esencialmente rectangular así como tienen una profundidad, que corresponde a la altura de las barras respectivas, estando inclinado uno de los lados de cada ranura 5', 5", que forma un flanco interno de la barra respectiva 2 o 3 y también el segundo lado de cada ranura 5' 5", de modo que se presenta una sección transversal de ranura a modo de cola de milano.

Cuando se emplea el perfil según la figura 16 puede fabricarse un elemento 21, 21' de acuerdo con las figuras 17A a 17E. Este elemento se corresponde esencialmente con el elemento según las figuras 9A a 9E del documento DE-Gbm 202 05 192.7, excepto en el diseño especial a modo de cola de milano de las ranuras. También este perfil puede mecanizarse en un útil compuesto sucesivo con únicamente tres estaciones de trabajo incluyendo la estación de separación. El procedimiento se muestra en las figuras 18A a 18D aunque la operación de separación no se muestra, dado que esta etapa de trabajo se lleva acabo como hasta el momento.

En una primera operación de recalcado se genera una depresión cónica 270 en la zona del perfil 1 entre ambas ranuras 5', 5", originándose al mismo tiempo una elevación cónica 272 en el lado del perfil 1 opuesto a la depresión

270. Dentro de la depresión cónica 270 se genera al mismo tiempo un saliente cilíndrico 274 con una depresión central 276 que a través de un reborde anular 278 cónico se convierte gradualmente en una superficie de fondo 280, teniendo esta en el lado de la elevación cónica 272, en el centro una depresión cilíndrica 282 que presenta una superficie anular 284 cónica que se convierte gradualmente en una superficie de fondo 286. El punzón de recalcado y la matriz de recalcado (ambas no mostradas) están diseñadas en sus extremos frontales de manera correspondiente para conseguir la conformación mencionada del elemento de cuerpo hueco.

Tras la operación de recalcado se lleva a cabo una operación de perforación mediante un punzón de perforación y a continuación los elementos del perfil se separan y dado el caso se genera una rosca en la zona perforada. El reborde anular 278 cónico en el lado de la depresión cónica 270 y el reborde anular 284 cónico en el lado de la elevación cónica 272 forman una ayuda de introducción para un tornillo o un bisel anular en el fin de la rosca. La matriz para el montaje de los elementos de cuerpo hueco a una parte de chapa se muestra en las figuras 19A a 19C y se corresponde en gran medida a la matriz según las figuras 12A, 12B del documento de patente mencionado.

En lugar de emplear el perfil según la figura 16 puede emplearse un perfil de acuerdo con la figura 8 del documento WO 01/72449, en el que los lados de las ranuras que forman los flancos internos de las barras y los flancos externos de la zona central del perfil son perpendiculares al lado inferior o lado superior del perfil. La forma del elemento de

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