ITMI951978A1

ITMI951978A1 - Dispositivo idraulico di imbutitura

Info

Publication number: ITMI951978A1
Application number: IT95MI001978A
Authority: IT
Inventors: Friedrich B. Bielfeldt
Original assignee: Dieffenbacher Gmbh Maschf
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1995-09-26
Publication date: 1997-03-26
Also published as: DE19511379A1; TW339291B; ITMI951978A0; IT1277654B1; CN1122267A; CN1074950C; DE4435069A1

Abstract

L'invenzione concerne un dispositivo idraulico di imbutitura in presse per imbutire parti sagomate di lamiera per mezzo di uno slittone e di una piastra premilamiera, sostenuta dall'attrezzo, nonché comprendente un punzone per imbutitura, guidato in maniera mobile nel senso di imbutitura, ed una piastra del punzone per imbutitura sostenuta idraulicamente.L'invenzione consiste nel fatto che a) è prevista una piastra (11) del cuscino per imbutitura, applicata al di sotto della piastra (10) premilamiera, con una molteplicità di cilindri (13) a corsa breve, attivati con il sistema multipunto corrispondentemente alla geometria della matrice per imbutitura (profilo del punzone per imbutitura),b) la pressa è realizzata a doppio effetto, laddove lo slittone (3), fino a poco prima del contatto con il pezzo in lavorazione (19), si muove verso il basso e viene asservito per vincolo dinamico e geometrico con l'incastellatura (7) della pressa corrispondentemente ad una distanza della luce libera ? n di circa 0,5 mm fino a 5 mm c) i cilindri (13) a corsa breve, attivati idraulicamente nei loro settori di intervento delle rispettive zone di formatura sotto trazione e compressione, scavalcano la luce ? n e premono il pezzo in lavorazione (19) contro la piastra (8) della matrice per imbutitura e d) la piastra (18) del punzone per imbutitura fa si che il punzone di imbutitura (9) esegua la corsa H di punzonatura per mezzo delle spine (17) del punzone per imbutitura.(Figura 1).

Description

Descrizione

L'invenzione concerne un dispositivo idraulico di imbutitura secondo la definizione introduttiva della rivendicazione 1, in presse per l'imbutitura di elementi sagomati di lamiera.

Nella formatura delle lamiere per imbutitura trova vieppiù impiego il cuscino di imbutitura idro elastico multipunto a processo pilotato. Tutti questi cuscini idroelastici di imbutitura perseguono so stanzialmente lo scopo di compensare fattori influen zanti negativi, come posizioni inclinate dello slit tone oppure usura delle spine meccaniche di imbutitu ra, che da parte loro portano a casi di rifiuto sot to l'aspetto della formazione di pieghe di primo e di secondo grado oppure della formazione di cricche in corrispondenza della fascia dell'elemento imbuti to .

Il documento DE-OS 4122 128 concerne un dispo sitivo idroelastico di imbutitura, nel quale stantuf fi a corsa breve, con spine di imbutitura innestabi li, sono raggruppati in modo da formare campi di azione delle forze corrispondentemente alla geometria del pezzo in lavorazione per una regolazione CNC del processo. Per pilotare il processo nella for matura per imbutitura di lavelli a doppia vasca non vi è tuttavia alcuna indicazione in merito ad una as sociazione geometrica mirata di tali campi di azione delle forze con le zone critiche di flusso del mate riale lungo la geometria della matrice per imbutitu ra, per esempio nella zona di formatura sotto pressione "costolatura". Dato che questo ambito tecnoio gico non è conosciuto, manca anche, come presupposto per l'attuazione del processo di formatura, l'esecu zione concettuale del dispositivo di imbutitura per una geometria della matrice per imbutitura a doppia vasca .

Tutti questi nuovi cuscini di imbutitura multi punto a regolazione servoidraulica CNC hanno tuttavia più o meno il difetto che gli attrezzi.devono;es sere adattati a questi apparecchi di imbutitura. Ciò significa che il gran numero di attrezzi convenziona li, esistente nella tecnica di formatura delle lamie re, quali quelle che trovano impiego per le presse a doppio effetto con slittone del premilamiera oppure per le presse a semplice effetto con apparecchio di imbutitura, nella maggior parte dei casi non possono trovare impiego senza supplementare attrezzamento di adattamento per tali moderni cuscini di imbutitura multipunto idroelastici. D'altra parte, gli effetti in termini di razionalizzazione conseguiti con 1'im piego di tali nuovi apparecchi di imbutitura idroela stici, a regolazione CNC, hanno un peso tale per la concorrenzialità delle aziende che si occupano di formatura delle lamiere, per cui si deve passare a questa nuova tecnologia. Il valore del capitale del parco esistente di attrezzi è tuttavia, nella maggior parte dei casi, nelle formature per imbutitura ampiamente superiore al valore del capitale delle presse di formatura, a titolo di esempio per una pressa di imbutitura a semplice effetto. Dato che la trasformazione degli attrezzi convenzionali per la nuova tecnica di formatura richiede capitali assai elevati, si è posta una nuova problematica per la tecnologia dèlie presse con integrati nuovi apparec chi di imbutitura multipunto con regolazione CNC.

Alla base dell'invenzione sta pertanto il compi to di configurare la pressa, unitamente all'apparec chio di imbutitura idroelastico, in maniera tale che senza onerosa trasformazione di adattamento, attrez zi esistenti, appartenenti alla tecnologia finora convenzionale di formatura per imbutitura, possano trovare impiego con l'obiettivo che tali attrezzi più vecchi possano essere fatti funzionare! corrispondentemente alle esigenze di un moderno cuscino di imbutitura multipunto, con regolazione CNC, suddi viso in campi di azione delle forze.

La soluzione di questo compito è indicata nella parte caratterizzante della rivendicazione principe le 1.

Come vantaggio sostanziale dell'invenzione va evidenziato il fatto che gli attrezzi di presse con venzionali a semplice effetto possono essere utiliz zati, senza scomoda e costosa trasformazione di adat tamento, per una formatura tramite imbutitura, a pro‘ cesso pilotato, con regolazione multipunto delle for ze a gestione CNC.

Vantaggi del sistema di cui all'invenzione sono inoltre :

- rispetto per esempio alle presse idrauliche conven zionali contemplanti un volume d'olio molto grande, che in presenza delle forze di chiusura e degli spostamenti del profilo delle forze è soggetto ad un'azione elastica molto forte a motivo della com primibilità dell'olio, sussiste qui, con l'asservi mento meccanico attraverso i longheroni di trazione meccanicamente assai rigidi, un sistema sostanziai mente più rigido in qualità di dispositivo di chiù sura.

- I cilindri a corsa breve hanno soltanto un volume d'olio assai modesto, cosicché anche qui, nel caso di una variazione del profilo delle forze, sbalzi delle forze possono essere attuati in millisecondi. - Dati questi presupposti, una regolazione in tempo reale, particolarmente in caso di velocità di for matura estremamente elevate, è possibile senza li mitazioni attraverso la corsa H.

Ulteriori, opportune configurazioni dell'inven zione si desumono dalla descrizione che segue in re lazione al disegno e sono indicate nelle rivendicazioni subordinate.

Nel disegno

la figura 1 mostra nella vista in pianta la pressa del dispositivo di imbutitura secondo 1'inven zione,

la figura 2 mostra in sezione il particolare Z secondo la figura 1,

la figura 3 mostra il dispositivo di imbutitura di cui alla figura 1, nella vista in pianta.

Il disegno mostra nelle figure 1 fino a 4 il di spositivo di imbutitura secondo l'invenzione in una pressa 1, a sinistra nella posizione di lavoro chiù sa ed a destra prima dell'operazione di imbutitura. La pressa 1 assolve in proposito alla funzione di un dispositivo di ritenuta ovvero di bloccaggio dell'at trezzo. Ciò significa che il cilindro di chiusura 2 ha la funzione di spostare idraulicamente il peso proprio dello slittone 3 e della parte superiore 4 dell'attrezzo, verticalmente, nel corso di un movimento di apertura oppure di chiusura. Nella posizio ne chiusa, attraverso perlomeno due, preferibilmente quattro longheroni di trazione 5 vengono staticamen te assorbite le forze di formatura che si verificano all'atto dell'operazione di formatura per imbutitura. Allo scopo, nella posizione inferiore di chiusu ra, i longheroni di trazione 5 vengono asserviti, in maniera pilotata idraulicamente, in un'unità meccani ca di asservimento, cosicché le forze sussistenti vengono imprigionate tra la costruzione inferiore 7 del bancale dell'incastellatura della pressa e lo slittone superiore 3.

Nella figura 2, in scala più grande è rappresen tato nel dettaglio il particolare Z di cui alla figu ra 1, nella sezione A-A (si veda la figura 3). Con la metà superiore 4 dell'attrezzo è saldamente unita la matrice per imbutitura 8, come nel caso di un'ese cuzione convenzionale. La metà inferiore dell'attrez zo è costituita dai seguenti elementi funzionali: - slittone di imbutitura 9,

- piastra 10 premilamiera,

- piastra 11 del cuscino di imbutitura multipunto e - piastra idraulica 12 di azionamento per i cilindri 13 a corsa breve.

In campi 14 di azione delle forze (si veda la figura 4) delle singole zone di formatura per trazio ne oppure compressione, i cilindri 13 a corsa breve sono raggruppati in modo da formare punti delle for ze multipunto. Ciascun campo 25 di azione delle for ze viene pilotato separatamente per mezzo della pia stra idraulica 12 di azionamento. L'esempio di realizzazione mostra nella figura 3 la piastra 15 del bancale con il cuscino idraulico di imbutitura il, il quale è suddiviso nei campi di azione delle forze ZI, Z3, D2 e DI.2, DI.3 e DI.4. Entro uno stretto campo modularei i cilindri 13 a corsa breve abbracciano la geometria della matrice per imbutitura cor rispondentemente al profilo 9 a doppia vasca, confor memente a questo esempio scelto. La piastra 15 del bancale possiede prevalentemente nella zona centrale della superficie di bloccaggio fori 16 per le spine del punzone di imbutitura. A seconda della geometria del punzone di imbutitura 9 vengono corrispondentemente inserite tante spine meccaniche 17 del punzone di imbutitura che da parte loro trovano appoggio sul la piastra 18 del punzone di imbutitura.

Lo svolgimento di un'operazione di imbutitura avviene nel seguente modo:

con pressa 1 aperta, la piastra 19 liscia del pezzo in lavorazione viene collocata sulla piastra 10 premilamiera e sul punzone di imbutitura 9 abbas sato. Con rapido movimento di chiusura lo slittone 3 viene poi abbassato idraulicamente oppure meccanica mente fino a lasciare una piccola fessura An di cir ca 0,5 mm fino a 5 mm poco sopra il pezzo in lavora zione 19 ed idromeccanicamente viene accoppiato con la struttura inferiore 7 del bancale per mezzo dei longheroni di trazione 5 e degli elementi di asservì mento 6. Questa funzione ha due vantaggi: dato che 11 meccanismo di regolazione 2, contrariamente al meccanismo di chiusura assai oneroso delle presse convenzionali, deve muovere solamente il peso proprio, nel caso di un'esecuzione idraulica solo volu mi molto piccoli di olio vanno fatti ricircolare e qui non è necessaria una pesante apparecchiatura idromeccanica, onerosa, per l'assorbimento delle forze di ritenuta, ciò che è necessario nel caso del la tecnica convenzionale, possono essere attuati mo vimenti di chiusura e di apertura estremamente rapi di, per cui questo sistema, specialmente in confron to alle presse a manovella, può essere costruito in maniera economicamente assai favorevole con frequen ze assai elevate della corsa di chiusura. Grazie al 1 'asservimento dello slittone 3 con una distanza Δη, con movimento di chiusura molto veloce, sulla piastra 19 del pezzo in lavorazione non si verifica al cun urto dinamico di impatto. Si rendono con ciò su perflue le onerose procedure di pre-accelerazione delle convenzionali piastre a cuscino di imbutitura. Dopo aver asservito lo slittone 3 con la struttura 7 dell'incastellatura del bancale vengono attivati idraulicamente gli stantuffi 21 a corsa breve ed i cilindri 13 a corsa breve. La piastra 10 premilamie ra viene sollevata idraulicamente corrispondentemen te alla distanza ά n della fessura, cosicché il pezzo in lavorazione 19 viene spinto contro la piastra 8 della matrice per imbutitura. Una volta superata idraulicamente la fessura/in ha immediatamente inizio il movimento del punzone di imbutitura in ragio ne della corsa H (si veda la figura 4), laddove eia scun campo 25 di azione delle forze viene regolato secondo il profilo delle forze pre-programmato. La piastra 18 del punzone di imbutitura viene azionata nel movimento verticale perlomeno da due, di preferenza quattro posizionatori idraulici 23. Tutti e due rispettivamente tutti e quattro i posizionatori 23 sono regolati in parallelo per evitare che la pia stra 18 del punzone di imbutitura assuma una posizio ne storta. Tramite i sensori di percorso 20 viene mi surato l'errore di parallelismo della piastra 18 del punzone di imbutitura. Per mezzo dell'esplorazione del percorso viene parimenti preassegnato il profilo delle forze {figura 4). Durante la corsa di imbutitu ra in ragione del percorso H, per effetto del diffe rente flusso del materiale, si verificano nella zona di formatura per trazione e per compressione (per esempio nella zona di formatura per compressione un' ispessimento del materiale dovuto al confluire concentrico del materiale) ispessimenti del materiale nella flangia della fascia, ispessimento che dal sen sore di percorso 22 viene comunicato al calcolatore di processo nel corso del rilevamento dello scostamento di spessore As. Nel corso di una regolazione in tempo reale il profilo delle forze (si veda la fi gura 4) può ora essere adattato, secondo uno scosta mento in più oppure in meno rispetto alla curva nomi naie del flusso del materiale, alle esigenze tecniche mediante una correzione positiva oppure negativa della curva nominale.

Le spine 17 del punzone di imbutitura e gli stantuffi 21 a corsa breve nelle rispettive zone di formatura per trazione e per compressione sono inse riti direttamente lungo la geometria della matrice per imbutitura del profilo a doppia vasca. Per effet to di una stretta distanza modulare L = 37,5 mm fino a come massimo 150 mm e di diametri delle spine di imbutitura di circa 25 mm fino a circa 60 mm, in ma niera vantaggiosa è possibile ottenere in modo mira to elevate densità delle forze nelle regioni critiche di flusso del materiale. Ciò vale specialmente lungo il profilo centrale della costolatura tra le due arcuature delle vasche. Per effetto della picco la distanza modulare, grazie alla minor grandezza pe rò al maggior numero dei cilindri idraulici 13 a cor sa breve, le forze puntiformi possono anche essere associate in modo geometricamente più preciso, con maggior densità delle forze puntiformi, ai profili a filigrana della piastra 8 della matrice per imbuti tura. In seguito a ciò è possibile suddividere la zo na sensibile DI del flusso del materiale nella zona 24 della costolatura, in svariati campi di azione delle forze. Per effetto della supplementare sotto--suddivisione dei campi 25 di azione delle forze nel la regione della costolatura in per esempio tre sepa rate zone della forza, regolabili tramite la corsa di imbutitura H, aumenta da 8 a 10 il numero dei cam pi di azione della forza. Ciò è vantaggioso poiché all 'aumentare della profondità della vasca, con il confluire del materiale si perviene nella zona di formatura sotto pressione ad accumuli del materiale, ciò che può perciò portare a critici salti dovuti a pieghe. Ciò viene impedito aumentando in modo mirato le forze nelle regioni d'angolo all'aumentare della profondità di imbutitura. Dato che nelle zone di for matura sotto pressione DI.2 e DI.4, per effetto di due regioni interne d'angolo, rispetto alle regioni esterne d'angolo DI, l'accumulo di materiale è all' incirca di entità doppia, il flusso del materiale nelle regioni DI.2, DI.3 e DI.4 va regolato indipen dentemente mediante un'azione differenziata delle forze .

Claims

Rivendicazioni 1.- Dispositivo idraulico di imbutitura in pres se per l'imbutitura di elementi sagomati di lamiera per mezzo di uno slittone asservito in modo fisso e di una piastra premilamiera sostenuta dall'attrezzo relativamente a cilindri idraulici di compressione, nonché comprendente un punzone di imbutitura, guida to in modo mobile nel senso di imbutitura, laddove è prevista una piastra sostenuta idraulicamente del punzone di imbutitura, sulla quale, nel campo modula re della piastra del bancale, spine meccaniche del punzone di imbutitura, disposte nell'ambito del prò filo del punzone di imbutitura, trovano sostegno uni tamente al punzone di imbutitura sulla piastra del punzone di imbutitura, laddove questa piastra del punzone di imbutitura è sollevabile ed abbassabile da uno o più posizionatori idraulici, caratterizzato dal fatto che a) una piastra (li) del cuscino di imbutitura, monta ta al di sotto della piastra (10) premilamiera, è dotata di una molteplicità di cilindri (13) a cor sa breve, con sistema di azionamento multipunto, corrispondentemente alla geometria della matrice per imbutitura (profilo del punzone di imbutitura), b) la pressa è realizzata a doppio effetto, laddove lo slittone (3) si muove verso il basso fino a po co prima del contatto con il pezzo da lavorare (19) e, corrispondentemente ad una distanza in di una fessura pari a circa 0,5 min fino a 5 mm, vie ne asservito per vincolo dinamico e geometrico con l'incastellatura (7) della pressa, c) i cilindri (13) a corsa breve, attivati idraulica mente nei loro campi di azione delle forze delle rispettive zone di formatura a trazione ed a com pressione, scavalcano la fessura Λ n e premono il pezzo in lavorazione (19) contro la piastra (8) della matrice per punzonatura, e d) la piastra (18) del punzone di imbutitura fa ese guire al punzone di imbutitura (9) la corsa H di formatura per imbutitura per mezzo delle spine (17) del punzone di imbutitura. 2 .- Dispositivo idraulico di imbutitura secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che nella regione (24) della costolatura la regione di formatura è suddivisa perlomeno in due campi DI.
2, DI .4 e DI.3 di azione della forza, regolabili l'uno indipendentemente dall'altro e dal fatto che effetti idraulici della forza (punti di forza) agiscono direttamente sulla costolatura della piastra (8) della matrice per imbutitura. 3.- Dispositivo idraulico di imbutitura secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che le forze di formatura vengono assorbite per mez zo di corti longheroni di trazione (5) tra lo slitto ne superiore (3) e la struttura inferiore (7) del bancale . 4.- Dispositivo idraulico di imbutitura secondo le rivendicazioni 1 fino a 3, caratterizzato dal fat to che la piastra (15) del bancale è disposta nella regione centrale di appoggio per i punzoni di imbuti tura (9), con fori di passaggio (16) per le spine (17) del punzone di imbutitura secondo un passo modu lare conveniente. 5 .- Dispositivo idraulico di imbutitura secondo le rivendicazioni 1 fino a 4, caratterizzato dal fat to che una piastra (8) del punzone di imbutitura è azionata perlomeno con due posizionatori idraulici (23) regolati in parallelo, per l'attuazione della corsa H di imbutitura dello stampo di imbutitura. 6 .- Dispositivo idraulico di imbutitura secondo le rivendicazioni 1 fino a 5, caratterizzato dal fat to che per mezzo dei sensori (20) di percorso viene rilevato l'errore di parallelismo della piastra (18) del punzone di imbutitura ed attraverso la corsa H di imbutitura ha luogo l'assegnazione del profilo delle forze per i cilindri (13) a corsa breve nei ri spettivi campi di azione della forza. 7.- Dispositivo idraulico di imbutitura secondo le rivendicazioni 1 fino a 6, caratterizzato dal fat to che qualsiasi variazione di spessore As nella fes sura tra piastra (10) premilamiera e piastra (8) del la matrice per imbutitura, perlomeno nelle zone cri tiche di flusso del materiale dei campi di azione delle forze di formatura per trazione e/oppure compressione, viene rilevata per mezzo di sensori (22) di percorso e, in una regolazione in tempo reale, viene trasformata con la tecnica del processore per esempio in una variazione del profilo delle forze op pure della velocità del punzone attraverso la corsa H. 8.- Dispositivo idraulico di imbutitura;secondo le rivendicazioni 1 fino a 7, caratterizzato dal fat to che sulla piastra (18) del punzone di imbutitura più di un punzone di imbutitura (9) può anche essere utilizzato al di fuori del baricentro idraulico del le forze dei posizionatori idraulici (23). 9.- Dispositivo idraulico di imbutitura secondo le rivendicazioni 1 fino a 8, caratterizzato dal fat to che i longheroni di trazione (5) sono adeguati nella loro lunghezza di accoppiamento all'altezza dell 'attrezzo. 10.- Dispositivo idraulico di imbutitura secon do le rivendicazioni 1 fino a9, caratterizzato dal fatto che la piastra (11) del cuscino di imbutitura è disposta, assieme alla piastra di azionamento idraulica (12), al di sopra della piastra (8) della matrice per imbutitura. 11.- Dispositivo idraulico di imbutitura secon do una o più delle rivendicazioni 1 fino a 10, carat terizzato dal fatto che i cilindri (13) a corsa bre ve sono disposti in un campo modulare suddiviso in quadrati, avente una distanza modulare L di 37,5 mm fino a 150 mm, di preferenza pari a 75 mm.