ES2868780T3 - Herramienta de estampado con guía sin sujeción - Google Patents

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Abstract

Herramienta de estampado (102; 202; 302) de una pieza en bruto de chapa (104; 204; 304) que comprende: - una matriz (106; 206, 306) con una porción central hueca (108; 208; 308) y una porción periférica (110; 210; 310); - un punzón (112; 212; 312) apto para cooperar con la porción hueca de la matriz con vistas a estampar la pieza en bruto de chapa; - un pisador (114) dispuesto lateralmente al punzón y que coopera con la porción periférica de la matriz con vistas a formar una zona de retención (116, 116'; 216; 316) de la pieza en bruto de chapa; caracterizada por que la zona de retención de la pieza en bruto de chapa comprende una sub-zona de sujeción (118; 218; 318) de la citada pieza en bruto de chapa y al menos una sub-zona de guía (120,120'; 220; 320,320') sin sujeción de la citada pieza en bruto dispuesta al exterior de la sub-zona de sujeción con respecto a la porción hueca y al punzón, comprendiendo la o cada una de las sub-zonas de guía (120,120'; 220; 320,320') una parte exterior (122) de altura constante (H) y una parte interior (122') adyacente a la sub-zona de sujeción (118), siendo la citada parte interior de altura decreciente (H') al acercarse a la citada sub-zona de sujeción (118), siendo la altura constante « H » a nivel de la parte exterior de la sub-zona de guía igual a la distancia entre la matriz y el pisador a nivel de la sub-zona de sujeción cuando el pisador sujeta la pieza en bruto de chapa sobre la matriz, más una holgura comprendida entre 0,2 mm y 1 mm, preferiblemente una holgura comprendida entre 0,3 mm y 0,7 mm, y la parte interior (122') de la o de cada una de las sub-zonas de guía (120) comprende superficies enfrentadas de la matriz y del pisador inclinadas un ángulo (β) de menos de 3º, preferiblemente de menos de 1,5º, aún más preferiblemente de menos de 1º.

Description

DESCRIPCION
Herramienta de estampado con guía sin sujeción
La invención se refiere al ámbito del conformado de una pieza en bruto de chapa o de estampado y se refiere a una herramienta de estampado según el preámbulo de la reivindicación 1.
Una herramienta de estampado de este tipo está divulgada por ejemplo en el documento EP-A-2859965.
La figura 1 es una representación genérica de una herramienta de estampado 2 de una pieza en bruto de chapa 4, comprendiendo la herramienta una matriz 6 con una porción hueca central 8 y una porción periférica 10, un punzón 12 apto para cooperar con la porción hueca 8 de la matriz con el fin de estampar la pieza en bruto de chapa. La herramienta comprende también un pisador 14 dispuesto lateralmente al punzón y que coopera con la porción periférica de la matriz con vistas a embutir la pieza en bruto de chapa para formar una zona de retención 16 de la pieza en bruto de chapa. Es conocido gestionar la retención de la pieza en bruto de chapa trabajando sobre la sujeción de la pieza en bruto de chapa al nivel del pisador, por ejemplo por la forma del recorte periférico de la pieza en bruto de chapa de modo que presente una superficie de retención de la pieza en bruto de chapa que sea adecuada. De hecho, es a nivel de la superficie de retención de la pieza en bruto de chapa donde esta última resiste por fricción su deglución en la zona de conformado formada por el punzón que coopera con la porción hueca de la matriz. La superficie adecuada de retención de la pieza en bruto de chapa permite un estampado de calidad, por ejemplo, permite evitar reducciones de grosor o desgarros durante el estampado de la pieza en bruto de chapa. Sin embargo, una operación de recorte de la pieza en bruto de chapa que preceda a la operación de estampado es costosa.
El documento de patente WO 2012/045292 A1 da a conocer una herramienta de estampado que comprende una zona de retención formada por una matriz con una porción en la periferia, un punzón y un pisador que coopera con la porción en la periferia de la matriz tal como se presenta en relación con la figura 1. La herramienta comprende una zona de sujeción entre el pisador y la porción periférica de la matriz. Esta última comprende además un elemento móvil que presenta curvaturas y apto para cooperar con el pisador para formar una zona de pre-estirado de la pieza en bruto de chapa a nivel del elemento móvil y antes de la conformación final de la pieza en bruto de chapa. Esta enseñanza se limita al pre-estirado de la pieza en bruto de chapa que precede a la formación, no ayuda a la gestión del movimiento de avance de la pieza en bruto durante el estampado.
La invención tiene por objetivo proponer una solución a los inconvenientes del estado de la técnica, en particular del estado de la técnica antes mencionado. Más particularmente, la invención tiene por objetivo proponer una solución que permita facilitar la conformación de una pieza en bruto de chapa para una fabricación económica.
La invención tiene por objeto una herramienta de estampado de una pieza en bruto de chapa, que comprende una matriz con una porción central hueca y una porción periférica; un punzón apto para cooperar con la porción hueca de la matriz con vistas a estampar la pieza en bruto de chapa; un pisador dispuesto lateralmente al punzón y que coopera con la porción periférica de la matriz con vistas a formar una zona de retención de la pieza en bruto de chapa; destacable por que la zona de retención de la pieza en bruto de chapa comprende una sub-zona de sujeción de la citada pieza en bruto de chapa y al menos una sub-zona de guía sin sujeción de la citada pieza en bruto dispuesta al exterior de la sub-zona de sujeción con respecto a la porción hueca y al punzón. La sub-zona de sujeción es adyacente a la porción hueca y al punzón, se extiende sobre toda la periferia de la porción hueca y del punzón. La o cada una de las sub-zonas de guía se extienden a lo largo de la sub-zona de sujeción y es adyacente a la citada sub-zona.
Según la invención, la o cada una de las sub-zonas de guía comprenden una parte exterior de altura generalmente regular o de altura constante y una parte interior adyacente a la sub-zona de sujeción, siendo la citada parte interior de altura decreciente al aproximarse a la citada sub-zona.
Según la invención, la altura constante a nivel de la parte exterior de la o de cada una de las sub-zonas de guía es igual al grosor de la pieza en bruto de chapa más una holgura comprendida entre 0,2 mm y 1 mm, preferiblemente una holgura comprendida entre 0,3 mm y 0,7 mm. Es decir, la altura constante « H » a nivel de la parte exterior de la sub-zona de guía es igual a la distancia entre la matriz y el pisador a nivel de la sub-zona de fijación cuando el pisador sujeta la pieza en bruto de chapa sobre la matriz, más una holgura comprendida de entre 0,2 mm y 1 mm, preferiblemente una holgura comprendida entre 0,3 mm y 0,7 mm.
Según la invención, la parte interior de la o de cada una de las sub-zonas de guía comprende superficies enfrentadas de la matriz y del pisador inclinadas un ángulo de menos de 3°, preferiblemente de menos de 1,5°, aún más preferiblemente de menos de 1°.
Según un modo ventajoso de la invención, la o cada una de las sub-zonas de guía están delimitadas por una superficie plana en el pisador o en la matriz, estando realizado el ángulo entre las superficies enfrentadas de la matriz y del pisador por una superficie angulada en la matriz o en el pisador, respectivamente.
Según un modo ventajoso de la invención, la o cada una de las sub-zonas de guía sin sujeción se extienden a lo largo de un plano medio que está orientado en la prolongación del plano medio a lo largo del cual se extiende la sub-zona de sujeción correspondiente o a lo largo de un plano medio que forma con el citado plano medio correspondiente un ángulo de menos de 15°, preferiblemente de menos de 10°, más preferiblemente todavía de menos de 5°. Según un modo ventajoso de la invención, la parte exterior de la o de cada una de las sub-zonas de guía cubre más del 100%, preferiblemente más del 150%, aún más preferiblemente más del 200% de la parte interior correspondiente.
Según un modo ventajoso de la invención, la sub-zona de guía sin fijación es única y se extiende sobre toda la periferia de la porción hueca de la matriz y del punzón o es única y se extiende sobre menos del 70% de la citada periferia, preferiblemente sobre menos del 60% de la citada periferia, más preferiblemente aún sobre menos del 40% de la citada periferia.
Según un modo ventajoso de la invención, la herramienta comprende al menos dos sub-zonas de guía sin sujeción simétricas con respecto a un eje de simetría de la parte central hueca de la matriz.
Según un modo ventajoso de la invención, la herramienta es de forma general rectangular y comprende una o varias sub-zonas de guía en una o unas esquinas de la herramienta.
Las medidas de la invención son interesantes por que la herramienta de estampado facilita la conformación de la pieza en bruto de chapa. De hecho, la zona de retención de la pieza en bruto de chapa comprende una sub-zona de sujeción y una o varias sub-zonas de guía sin sujeción. La extensión de la o de las sub-zonas de guía sin sujeción permite gestionar la retención de la pieza en bruto de chapa; se evita así una operación de recorte de la pieza en bruto de chapa que precede al estampado, lo que reduce el coste de fabricación del estampado.
Otras características y ventajas de la presente invención se comprenderán mejor con la ayuda de la descripción y los dibujos, entre los que se encuentran:
- La figura 1 es una vista en corte de una herramienta de estampado de una pieza en bruto de chapa según el estado de la técnica;
- La figura 2 es una vista en corte de una herramienta de estampado de una pieza en bruto de chapa según la invención y en un modo particular de realización;
- La figura 3 es una vista ampliada de la herramienta de estampado de la figura 2 al nivel de la zona de retención;
- La figura 4 es una vista desde arriba en transparencia de una herramienta de estampado según la invención y en un segundo modo de realización a modo de ejemplo;
- La figura 5 es una vista desde arriba en transparencia de una herramienta de estampado según la invención y en un tercer modo de realización a modo de ejemplo;
La figura 1 es una vista en corte de una herramienta de estampado 2 de una pieza en bruto de chapa 4 según el estado de la técnica. La herramienta de estampado se ha descrito en relación con la discusión del estado de la técnica.
Las figuras 2 y 3 ilustran una herramienta de estampado según la invención en un modo particular de realización. La figura 4 ilustra una herramienta de estampado según la invención y en un segundo modo de realización a modo de ejemplo. La figura 5 ilustra una herramienta de estampado según la invención y en un tercer modo de realización a modo de ejemplo. Los números de referencia en la figura 1 se utilizan en las figuras 2 a 5 para los elementos idénticos o correspondientes, estando estos números sin embargo aumentados en 100 para el modo particular de realización ilustrado en las figuras 2 y 3, en 200 para el segundo modo de realización Ilustrado en la figura 4 y en 300 para el tercer modo de realización ilustrado en la figura 5.
La figura 2 es una vista en corte de una herramienta de estampado 102 de una pieza en bruto de chapa 104 de acuerdo con la invención y en un modo particular de realización. La pieza en bruto de chapa representada es generalmente plana y de grosor « e ». Sin embargo, esto no limita en modo alguno la invención, la herramienta es igualmente apta para dar forma a un estampado. La herramienta comprende una matriz 106, un punzón 112 y un pisador 114. La matriz comprende una porción central hueca 108 y una porción periférica 110. El punzón 112 es apto para cooperar con la porción hueca de la matriz con vistas a estampar la pieza en bruto de chapa. El pisador está dispuesto lateralmente al punzón y coopera con la porción periférica de la matriz con vistas a formar una zona de retención 116 y 116' de la pieza en bruto de chapa. La zona de retención comprende una sub-zona de sujeción 118 de la pieza en bruto de chapa y una o varias sub-zonas de guía 120 y 120' sin sujeción de la pieza en bruto de chapa. Se puede ver que la sub-zona de sujeción 118 es adyacente a la porción hueca 108 de la matriz. La o las sub-zonas de guía 120 y 120' están dispuestas al exterior de la sub-zona de sujeción 118 con respecto a la porción hueca y al punzón. La o las sub-zonas de guía 120 y 120' son por otra parte adyacentes a la sub-zona de sujeción 118. Cabe señalar que la sub-zona de sujeción 118 se extiende sobre toda la periferia de la porción hueca y del punzón. Se puede ver en la imagen la pieza en bruto de chapa 104 dispuesta entre la matriz 106 que está situada en la parte inferior de la herramienta; se puede ver igualmente el punzón 112 y le pisador 114 que están situados en la parte superior de la herramienta. La situación en la parte inferior o la parte superior de la herramienta de la matriz y del punzón no limita en modo alguno la invención. En un modo alternativo de realización, la matriz puede estar situada en la parte superior de la herramienta 102 y el punzón en la parte inferior. Se puede ver que la herramienta está en la posición de sujeción de la pieza en bruto de chapa 104 entre el pisador 114 y la matriz 106 a nivel de la sub-zona de sujeción 118 de la porción periférica 110 de la matriz 106. Se puede observar también que la pieza en bruto de chapa 104 está liberada de la herramienta a nivel de la sub-zona de guía 120 y 120' de la porción periférica de la matriz. Se puede observar igualmente en la porción periférica de la matriz de la porción hueca que la sub-zona de guía 120' (a la izquierda en la imagen) se extiende a lo largo de un plano medio « K » que está orientado generalmente en la prolongación del plano medio a lo largo del cual se extiende la sub-zona de sujeción 118 correspondiente. Cabe señalar que la orientación de la sub-zona de guía directamente en la prolongación de la sub-zona de sujeción no limita la invención. Se puede observar en la porción periférica de la matriz de la porción hueca que la zona de guía 120 (a la derecha en la imagen) se puede extender a lo largo de un plano medio « J », que forma un ángulo « a » con el plano medio a lo largo del cual se extiende la sub-zona de sujeción 118 correspondiente de menos de 25 °. El ángulo « a » puede ser de menos de 10°, preferiblemente de menos de 5°.
La figura 3 es una vista en corte ampliada de la herramienta 102 de acuerdo con la invención ilustrada con referencia a la figura 2 y a nivel de la zona de retención 116 de la pieza en bruto de chapa 104. Se puede ver de abajo a arriba en la imagen la porción periférica 110 de la matriz 106, la pieza en bruto de chapa 104 y el pisador 114 que coopera con la matriz para la sujeción de la pieza en bruto de chapa. Se puede ver de izquierda a derecha (en la imagen) la porción hueca 108, la sub-zona de sujeción 118 a nivel de la cual se sujeta la pieza en bruto de chapa entre la matriz y el pisador y la sub-zona de guía 120 a nivel de la cual no está sujetada la pieza en bruto de chapa 104 entre la matriz y el pisador. La sub-zona de guía 120 puede ser de una altura media entre el pisador y la matriz que es igual a menos de 4 veces el grosor de la pieza en bruto de chapa, preferiblemente menos de 3 veces el grosor de la pieza en bruto, aún más preferiblemente menos de 2 veces el grosor de la pieza en bruto. En el modo de realización particular presentado aquí, la sub-zona de guía comprende una parte exterior 122 que es de altura « H » constante " y una parte interior 122' adyacente a la sub-zona de sujeción 118, que es de altura « H’ » decreciente a medida que se acerca a la sub-zona de sujeción. La altura constante « H » a nivel de la parte exterior de la sub-zona de guía es igual a la distancia entre la matriz y el pisador al nivel de la sub-zona de sujeción cuando el pisador sujeta la pieza en bruto de chapa sobre la matriz, más una holgura comprendida entre 0,2 mm y 1 mm, preferiblemente una holgura comprendida entre 0,3 mm y 0,7 mm. Es decir que la altura constante « H » a nivel de la parte exterior de la sub-zona de guía es igual al grosor de la pieza en bruto de chapa más una holgura comprendida entre 0,2 mm y 1 mm, cuando el pisador sujeta la pieza en bruto de chapa sobre la matriz, preferiblemente una holgura comprendida entre 0,3 mm y 0,7 mm. La altura decreciente « H’ » a nivel de la parte interior 122' de la sub-zona de guía se puede lograr mediante un ángulo « p » entre la matriz y el pisador de menos de 5°. El ángulo « p » puede ser de menos de 3°, preferiblemente de menos de 1°. Se puede observar que la sub-zona de guía 120 está delimitada por una superficie plana 124 en la matriz, el ángulo entre las superficies enfrentadas de la matriz y que permitendo la altura decreciente « H' » en la parte interior 122' de la sub-zona de guía 120 que es realizada por una superficie angulada en el pisador 114. Esta medida de ninguna manera limita la invención, en un modo alternativo de realización (no representado), la arquitectura puede ser opuesta por que la sub-zona de guía puede estar delimitada por una superficie plana en el pisador y el ángulo entre las superficies enfrentadas es realizado entonces por una superficie angulada en la matriz. Se puede observar en este modo particular de realización que la parte exterior 122 de altura constante de las sub-zona de guía cubre más del 100%, preferiblemente más de 150%, aún más preferiblemente más del 200% de la parte interior 122’ correspondiente.
El segundo ejemplo de realización de la invención se describirá con referencia a la figura 4.
La figura 4 es una vista desde arriba en transparencia de una herramienta de estampado 202 en un segundo modo de realización a modo de ejemplo. Se puede ver en el centro de la imagen la zona de conformado de la porción hueca 208 de la matriz 206 y del punzón 212. También se puede ver la zona de retención 216 que comprende la sub-zona de sujeción 218 de la herramienta en la periferia de la zona de conformado así como la sub-zona de guía 220 al exterior de la sub-zona de sujeción con respecto a la porción hueca de la matriz y al punzón. La matriz de la herramienta comprende en este caso una porción periférica 210 que es asimétrica. Esta última se extiende de manera más importante en un lado (en la parte inferior de la imagen) de la zona que hay que conformar que en el otro lado (en la parte superior de la imagen) de la zona. La sub-zona de guía 220 de la herramienta es en este caso una única sub-zona de guía que se extiende en la periferia de la porción hueca y del punzón sobre menos del 70% de la citada periferia. La única sub-zona de guía puede extenderse sobre menos del 60% de la citada periferia, más preferiblemente aún sobre menos del 40%. La pieza en bruto de chapa 204 puede ser un desecho de estampado de forma cualquiera y es posible, como se ilustra aquí, realizar un estampado a partir del desecho situando la zona a la que hay que dar forma a lo largo de un lado del desecho, estando entonces situada la sub-zona de guía 220 sobre el otro lado del desecho de manera que se reduce la superficie de sujeción en el lado en cuestión. Sin embargo, esta medida no limita en modo alguno la invención, la herramienta de estampado puede comprender una única sub-zona de guía que se extiende por toda la periferia de la porción hueca de la matriz y del punzón.
El tercer modo de realización de la invención se describirá a modo de ejemplo con referencia a la figura 5.
La figura 5 es una vista desde arriba en transparencia de una herramienta de estampado 302 de acuerdo con la invención y en un tercer modo de realización a modo de ejemplo de un estampado 304. La matriz 306 de la herramienta comprende en este caso una porción periférica 310 que es simétrica; en la imagen está representado un eje de simetría « L » de la citada porción, el eje es igualmente un eje de simetría de la porción hueca y del punzón. En el centro de la imagen se puede ver la zona de conformación de la porción hueca 308 de la matriz y del punzón 312, forma que corresponde en este caso a la del capó de un vehículo automóvil. Se puede ver igualmente la zona de retención 316 que comprende la sub-zona de sujeción 318 de la herramienta en la periferia de la zona de conformación, así como dos sub-zonas de guía 320 y 320' al exterior de la sub-zona de sujeción con respecto a la porción hueca de la matriz y al punzón. Estas dos sub-zonas de guía son simétricas con respecto al eje de simetría « L ». La herramienta 302 es en este caso de forma general rectangular y las sub-zonas de guía están situadas en 2 esquinas de la herramienta.

Claims (6)

REIVINDICACIONES
1. Herramienta de estampado (102; 202; 302) de una pieza en bruto de chapa (104; 204; 304) que comprende:
- una matriz (106; 206, 306) con una porción central hueca (108; 208; 308) y una porción periférica (110; 210; 310);
- un punzón (112; 212; 312) apto para cooperar con la porción hueca de la matriz con vistas a estampar la pieza en bruto de chapa;
- un pisador (114) dispuesto lateralmente al punzón y que coopera con la porción periférica de la matriz con vistas a formar una zona de retención (116, 116'; 216; 316) de la pieza en bruto de chapa;
caracterizada por que la zona de retención de la pieza en bruto de chapa comprende una sub-zona de sujeción (118; 218; 318) de la citada pieza en bruto de chapa y al menos una sub-zona de guía (120,120'; 220; 320,320') sin sujeción de la citada pieza en bruto dispuesta al exterior de la sub-zona de sujeción con respecto a la porción hueca y al punzón, comprendiendo la o cada una de las sub-zonas de guía (120,120'; 220; 320,320') una parte exterior (122) de altura constante (H) y una parte interior (122') adyacente a la sub-zona de sujeción (118), siendo la citada parte interior de altura decreciente (H') al acercarse a la citada sub-zona de sujeción (118), siendo la altura constante « H » a nivel de la parte exterior de la sub-zona de guía igual a la distancia entre la matriz y el pisador a nivel de la sub-zona de sujeción cuando el pisador sujeta la pieza en bruto de chapa sobre la matriz, más una holgura comprendida entre 0,2 mm y 1 mm, preferiblemente una holgura comprendida entre 0,3 mm y 0,7 mm, y la parte interior (122') de la o de cada una de las sub-zonas de guía (120) comprende superficies enfrentadas de la matriz y del pisador inclinadas un ángulo (b) de menos de 3°, preferiblemente de menos de 1,5°, aún más preferiblemente de menos de 1°.
2. Herramienta de estampado (102; 202; 302) según la reivindicación 1, caracterizada por que la o cada una de las sub-zonas de guía (120) está delimitada por una superficie plana (124) en el pisador o en la matriz, siendo realizado el ángulo (b) entre las superficies enfrentadas de la matriz y del pisador por una superficie angulada en la matriz o en el pisador, respectivamente.
3. Herramienta de estampado (102; 202; 302) según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada por que la parte exterior (122) de la o de cada una de las sub-zonas de guía (120) cubre más del 100%, preferiblemente más del 150%, incluso preferiblemente más del 200% de la parte interior (122’) correspondiente.
4. Herramienta de estampado (102; 202; 302) según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que la o cada una de las sub-zonas de guía sin sujeción (120') se extiende a lo largo de un plano medio (K) que está orientado en la prolongación del plano medio a lo largo del cual se extiende la sub-zona de sujeción correspondiente o a lo largo de un plano medio « j » que forma con el citado plano medio correspondiente un ángulo de menos de 15°, preferiblemente de menos de 10°, más preferiblemente incluso de menos de 5°.
5. Herramienta de estampado (202) según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que la sub-zona de guía sin sujeción (220) es única y se extiende por toda la periferia de la porción hueca de la matriz y del punzón o es única y se extiende sobre menos del 70% de la citada periferia, preferiblemente sobre menos del 60% de la citada periferia, más preferiblemente aún sobre menos del 40% de la citada periferia.
6. Herramienta de estampado (302) según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que comprende al menos dos sub-zonas de guía sin sujeción (320, 320') simétricas con respecto a un eje de simetría (L) de la porción central hueca (308) de la matriz y punzón (312).
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