ES2635558T3 - Dispositivo para la conformación de metales - Google Patents

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Abstract

Dispositivo para la mecanización de una de una pieza de trabajo (4) que comprende las siguientes características: 1.1 un punzón (1) en uno de los lados de la pieza de trabajo (4); 1.2 una matriz (2) en el lado opuesto de la pieza de trabajo (4); 1.3 un calentador conductor eléctrico (3) para generar una corriente eléctrica que fluya por completo o en su mayoría a través de la pieza de trabajo (4), partiendo de un componente que se encuentra en uno de los lados de la pieza de trabajo fuera del punzón (1) hacia un componente que se encuentra en el otro lado de la pieza de trabajo fuera de la matriz (2), caracterizado por las siguientes características: 1.4 uno de los componentes es un casquillo (5) de un material que conduce bien la electricidad y que, rodeando el punzón (1), se puede colocar sobre la pieza de trabajo (4); 1.5 el otro componente es un contrasoporte (6) que se puede insertar en la perforación de matriz (2.1) y es de un material que conduce bien la corriente eléctrica; 1.6 el contrasoporte (6) se puede desplazar hacia abajo en correspondencia con el movimiento de descenso del punzón; 1.7 el casquillo (5) sirve como pisador y, al mismo tiempo, como electrodo.

Description

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DESCRIPCION
Dispositivo para la conformation de metales
La invention se refiere a un dispositivo para la conformacion de metales, particularmente para la formation de piezas como la formacion de un collar.
Un sector parcial importante es la formacion de un collar en una pieza de trabajo de acero, por ejemplo, una plancha de chapa de acero a partir del material de una chapa. Vease, por ejemplo, el documento DE 10 2006 029 124 B4, as! como el documento DE 1 916 826. La pieza de trabajo se coloca sobre una matriz. La matriz presenta una perforation adyacente a la pieza de trabajo. De esta manera, se practica en la pieza de trabajo un agujero con un punzon afilado y, a este respecto, se extrae material del plano de la chapa y se introduce en la perforacion en la matriz. De este modo, se genera un collar que se convierte en parte integrante de la pieza de trabajo. El principio mencionado se aplica particularmente en la industria automovillstica.
En el procedimiento de conformacion descrito, se producen dentro de la zona de conformacion cargas de la pieza de trabajo. Asl, por ejemplo, al realizar el collar, en el borde de la chapa tienen efecto esencialmente esfuerzos de traction. La altura de collar alcanzable esta limitada. Cuanto menor es la relation entre el diametro del collar y la altura del collar, mayor es el riesgo de una rotura del material en la zona del collar.
El fracaso de la conformacion es un gran problema. En ocasiones no se percibe hasta el momento del uso. En un caso asl, el desmontaje de piezas defectuosas y la sustitucion por medio de piezas correctas es particularmente laborioso.
Ya se ha intentado optimizar el proceso de embuticion aplicando calor. Asl, por ejemplo, ya se ha calentado el punzon para aplicar calor en la zona de conformacion de la pieza de trabajo -por ejemplo, de la plancha de chapa. Sin embargo, esto tiene la desventaja de que el punzon mediante su calentamiento pierde su resistencia y, por tanto, tiene una vida util reducida. El documento JP-A-2009262184 desvela un dispositivo de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1. Con este dispositivo, un objeto tipo cazuela es calentado antes del proceso de embuticion. Para ello, deben acercarse electrodos a la pieza de trabajo y, despues, alejarse de nuevo para dejar sitio para el acercamiento de un empujador con punzon.
El proceso de mecanizacion se divide, por tanto, en dos fases, lo cual implica gasto de tiempo.
El documento JP-A-2007260761 describe un dispositivo que comprende dos electrodos para el calentamiento de una chapa de acero. Al calentar la chapa, primero debe elevarse un empujador y, tras el calentamiento, este debe descender de nuevo. Tambien esto cuesta tiempo.
La invencion se basa en el objetivo de mostrar un dispositivo para la formacion de un collar en una pieza de trabajo de chapa, sobre todo, una plancha de chapa o algo similar, con el que el proceso de conformacion mejore y se reduzca el riesgo de rotura del collar, manteniendo al mismo tiempo, sin embargo, los elementos de herramienta utilizados su resistencia. El dispositivo debe comprender particularmente pocos componentes y efectuar procesos de mecanizacion de manera mas rapida que los dispositivos conocidos.
Este objetivo se logra mediante las caracterlsticas de la reivindicacion 1.
Los inventores se dieron cuenta de que deblan buscar una solution en la que se calentara la zona de conformacion de la pieza de trabajo, pero no la herramienta, particularmente el punzon. Por tanto, debla buscarse un sistema de acuerdo con el principio "pieza de trabajo caliente, herramienta frla".
La solucion de acuerdo con la invencion radica en lo siguiente:
- Se preve un casquillo que rodea el punzon y esta compuesto de material que conduce bien la electricidad.
- Se preve un contrasoporte insertable en la perforacion de matriz de un material que tambien sea buen conductor electrico.
- El contrasoporte se puede desplazar hacia abajo en correspondencia con el movimiento de descenso del punzon.
- El casquillo sirve como pisador y, al mismo tiempo, como electrodo.
En un dispositivo de este tipo, no tiene lugar un calentamiento del punzon, dado que la corriente no es conducida a traves del punzon, sino a traves del pisador y del contrasoporte.
Mediante la invencion se resuelve el objetivo planteado de una manera excelente:
- -En lo esencial, solo se calienta la pieza de trabajo y, ademas, solo la zona de conformacion, y, por tanto, se
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focaliza en una zona reducida. La herramienta, por el contrario, permanece en lo esencial frla.
- Se pueden utilizar tambien recortes o piezas moldeadas de chapa de alta resistencia, finas, porque gracias a la invencion se reduce el riesgo de rotura del collar durante la conformacion (embuticion). De esta manera, se ahorra en peso, pero tambien en costes.
Realizaciones interesantes se infieren de las reivindicaciones dependientes, as! como de la descripcion de las figuras.
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invencion se explica con mas detalle con ayuda del dibujo. En el, esta representado en detalle lo siguiente:
Figura 1 muestra un dispositivo con punzon, matriz y pieza de trabajo, ademas de un casquillo que rodea el punzon, as! como un contrasoporte en la matriz.
Figura 2 muestra una segunda forma de realizacion.
Figura 3 muestra otra forma de realizacion.
Figura 4 ilustra la forma de realizacion de la figura 3 tras la conformacion del collar. la figura 1, se reconoce en el detalle lo siguiente:
El dispositivo representado comprende un punzon 1, as! como una matriz 2, ademas de un dispositivo calentador electrico con una fuente de corriente 3. El punzon 1 esta rodeado de un pisador 5 con forma de casquillo.
Sobre la matriz 2 esta colocada una plancha de chapa 4 de acero de alta resistencia.
El punzon 1 esta compuesto de material que es de alta resistencia. El punzon 1 presenta una punta 1.1. Esta penetra en una perforacion 4.1 en la plancha de chapa 4. La perforacion puede estar realizada ya antes del proceso de conformacion en la plancha de chapa 4. La plancha de chapa 4, sin embargo, tambien puede no presentar ninguna perforacion, de tal modo que el punzon 1 cree la perforacion al presionar en la plancha de chapa 4. El punzon 1 tambien puede ser romo. La forma del extremo delantero del punzon tambien puede estar adaptada a los requisitos del proceso de conformacion. El punzon 1 esta rodeado por un casquillo 5. Durante el funcionamiento, este es recorrido por corriente.
Como se ilustra, domina un flujo de corriente 3.1, partiendo de la fuente de corriente electrica 3, a traves del pisador 5, que es buen conductor electrico, a traves de una cierta zona de conformacion de la plancha de chapa 4 y hasta la matriz 2. La matriz 2 se compone de un material que conduce bien la electricidad, por ejemplo, cobre.
En la representacion de acuerdo con la figura 1, el proceso de conformacion se encuentra justo en una fase inicial. Si el proceso de conformacion esta completo, la perforacion 4.1 esta ensanchada hasta la configuration del collar deseado -en este caso, no representado. El collar tiene entonces una anchura libre que es igual al diametro del punzon 1. Que apariencia tiene esto se puede reconocer a partir de la figura 5.
El casquillo 5 tiene tres funciones. Por un lado, sirve como pisador, por otro, como conductor electrico y, finalmente como, rascador.
Ademas, se reconoce un contrasoporte 6.
El flujo de corriente discurre a traves del pisador 5, a traves de la plancha de chapa 4, as! como a traves del contrasoporte 6.
El punzon 1 esta completamente libre del flujo de corriente y, por tanto, no se calienta de manera activa. Debido a ello, puede tratarse de un acero para herramientas de calidad convencional, o de un acero para trabajo en caliente.
Entre el punzon 1 y el pisador 5 puede haber un hueco de aire. Sin embargo, esto no tiene que ser obligatoriamente asl.
El pisador 5 no necesita tener una gran resistencia. Puede estar compuesto de cobre. En cualquier caso, debe estar compuesto de un material que sea buen conductor electrico. Esto mismo es valido para el contrasoporte 6.
El material de la matriz 2 en este caso no es significativo. Puede ser cualquier material -acero o cobre, pero mejor un material que conduzca poco el calor, de tal modo que el calor generado por la corriente se mantenga limitado a la autentica zona de conformacion.
En la forma de realizacion de acuerdo con la figura 2, se ven de nuevo punzon 1, matriz 2, plancha de chapa 3. En este caso, se ha renunciado a la representacion y el efecto de un dispositivo calentador electrico. Sin embargo, si
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hay uno de este tipo.
En la figura 2, el componente fundamental es un revestimiento aislante 7. Este puede ser un casquillo o un recubrimiento.
El proceso de conformation se desarrolla del siguiente modo:
La plancha de chapa 4 se coloca en primer lugar sobre la matriz 2. El pisador 5 se desplaza hacia abajo y se apoya sobre la plancha de chapa 4, de tal modo que se activa un flujo de corriente y la zona de conformacion se calienta. El punzon se mueve a continuation hacia abajo y el pisador 5 se comprime. Poco antes de que el punzon haga contacto con la plancha de chapa 4 se desactiva la corriente y se retira el contrasoporte 6. El collar se realiza.
Lo particular en la forma de realization de acuerdo con la figura 3 es un molde de rosca 1.2 en el punzon 1. El punzon 1 esta equipado con un accionamiento giratorio en este caso no representado. Si se desplaza hacia abajo, el punzon 1 es puesto en rotation y, por tanto, tambien el molde de rosca 1.2. De esta manera, en el collar que se genera (no mostrado) se forma una rosca a traves de la cual puede introducirse un tornillo.
En la forma de realizacion de acuerdo con la figura 4, se ve por primera vez el collar 4.2 -de una sola pieza con el resto de la plancha de chapa 4.
En esta figura, se ve nuevamente un molde de rosca 1.2, como en la forma de realizacion de acuerdo con la figura 3, y un revestimiento aislante 7, como en la forma de realizacion de acuerdo con la figura 2.
Si la capacidad de conformacion de un collar ya existente no basta para la formation de la rosca, este tambien puede ser calentado activamente.
Para todas las formas de realizacion mencionadas, se puede utilizar para el calentamiento corriente continua o corriente alterna de baja frecuencia.
En todas las representaciones pueden intercambiarse entre si elementos individuales del dispositivo, por ejemplo, punzon y matriz. La direction de trabajo del punzon, tambien puede ser diferente de la vertical.
La esencia de la invention radica en que se calienta exclusivamente o mayoritariamente la pieza de trabajo.
La herramienta, por el contrario, no se calienta, o solo en una medida reducida, de tal modo que su resistencia solo se reduce de manera insignificante.
Lista de referencias
1 Punzon
1.1 Punta de punzon
1.2 Molde de rosca
2 Matriz
2.1 Perforation de matriz
3 Fuente de corriente
3.1 Flujo de corriente
4 Plancha de chapa
4.1 Perforacion
4.2 Collar
5 Sujetador
6 Contrasoporte
7 Revestimiento aislante

Claims (4)

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    REIVINDICACIONES
    1. Dispositivo para la mecanizacion de una de una pieza de trabajo (4) que comprende las siguientes caracterlsticas:
    1.1 un punzon (1) en uno de los lados de la pieza de trabajo (4);
    1.2 una matriz (2) en el lado opuesto de la pieza de trabajo (4);
    1.3 un calentador conductor electrico (3) para generar una corriente electrica que fluya por completo o en su mayorla a traves de la pieza de trabajo (4), partiendo de un componente que se encuentra en uno de los lados de la pieza de trabajo fuera del punzon (1) hacia un componente que se encuentra en el otro lado de la pieza de trabajo fuera de la matriz (2),
    caracterizado por las siguientes caracterlsticas:
    1.4 uno de los componentes es un casquillo (5) de un material que conduce bien la electricidad y que, rodeando el punzon (1), se puede colocar sobre la pieza de trabajo (4);
    1.5 el otro componente es un contrasoporte (6) que se puede insertar en la perforacion de matriz (2.1) y es de un material que conduce bien la corriente electrica;
    1.6 el contrasoporte (6) se puede desplazar hacia abajo en correspondencia con el movimiento de descenso del punzon;
    1.7 el casquillo (5) sirve como pisador y, al mismo tiempo, como electrodo.
  2. 2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que la superficie interior de la perforacion de matriz (2.1) esta revestida de material electricamente aislante y/o termicamente aislante (7).
  3. 3. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que la superficie interior del casquillo (5) esta revestida de material termicamente aislante o electricamente aislante.
  4. 4. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el punzon (1) puede ser accionado en torno a su eje longitudinal y presenta un molde de rosca (1.2) para la formacion de una rosca en la superficie interior del collar (4.2).
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