PT3052257T

PT3052257T - Dispositivo para deformação de uma peça de trabalho

Info

Publication number: PT3052257T
Application number: PT147773006T
Authority: PT
Inventors: Wolf Michael; Lehr Ottmar; Waidmann Dieter; König Peter; Leinmüller Klaus
Original assignee: Allgaier Werke Gmbh
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2014-09-26
Publication date: 2017-10-02
Also published as: BR112016006959B1; CA2921109C; LT3052257T; MX374449B; EP3052257A1; WO2015044363A1; US11833565B2; ES2641219T3; MX2016003487A; CA2921109A1; DE102013219819A1; EP3052257B1; JP6170633B2; RU2016111901A; HUE034049T2; ZA201600930B; CN105899307B; HRP20171358T1; JP2016532563A; DK3052257T3

Description

DESCRIÇÃO

DISPOSITIVO PARA DEFORMAÇÃO DE UMA PEÇA DE TRABALHO A invenção refere-se ao campo de processamento de peças de trabalho de metal, tal como aço ou outros metais. Ela refere-se a. um dispositivo para deformar uma peça. de trabalho, em particular uma peça em bruto de chapa metálica. 0 processamento de uma peça de trabalho pode compreender qualquer processo, por exemplo o corte, a prensagem, a estiragem e a deformação.

As peças de trabalho são muitas vezes componentes em forma de taça. Os componentes em forma de taça compreendem uma base, uma parede da taça e um bordo estirado. Um tal componente é frequentemente usado como um recipiente de mola para acolher as extremidades de uma mola em espiral. Eles são usados de muitas maneiras, particularmente 11a indústria automóvel.

Os aços de alta resistência são problemáticos quando se produz tais recipientes de mola. Na verdade, os referidos recipientes proporcionam a vantagem de forças de tracção extremamente elevadas, sendo por isso que podem ser usados aços de menor espessura e, consequentemente, de menor peso. No entanto, tais aços são comparativamente frágeis e susceptíveis a fracturas. Isto ocorre particularmente durante a deformação nas zonas de transição sob elevada tensão. As fracturas ocorrem particularmente na área de transição entre a base da taça e a parede da taça e entre a base da taça e o bordo de estiramento. A DE 102 54 103 B.3 descreve uma ferramenta de embutidura profunda para a embutidura profunda de peças moldadas. A referida ferramenta inclui um dispositivo de aperto anular para apertar uma peça em bruto. 0 dispositivo de aperto engloba, um espaço, no qual um molde da base e um molde da parede são deslocáveis na direcção de estiragem. Os referidos moldes podem ter velocidades diferentes, conseguindo uma maior precisão de moldagem. A DE 27 27 174 C2 descreve um método e um dispositivo para a embutidura profunda de um recipiente de alumínio. Aqui, duas peças, ou seja, uma punção de corte e uma matriz, são deslocáveis em relação uma à outra. Aqui, a velocidade da ferramenta de punção de corte que se desloca para cima pode ser maior do que a velocidade da matriz que se desloca para baixo. Deste modo poder ser obtido um grande rácio de embuti dura profunda.. A DE 10 2 007 050 581 AI descreve um método para influenciar o perfil da espessura da folha na embutidura profunda de corpos ocos. Isso envolve a flexão em vários passos (deformação) e re-flexão (reformação) de uma peça de trabalho. Durante a fase da reformação, a velocidade relativa entre a punção de corte e a matriz é aumentada em comparação com a velocidade durante a fase de deformação. Durante a fase de deformação, o punção de corte executa um movimento oposto à fase de reformação. As velocidades do punção de corte durante as referidas fases são diferentes. A WO 2006/000187 AI descreve uma prensa de deformação para controlar uma força de retenção da chapa metálica entre uma parte inferior da ferramenta e uma parte superior de ferramenta. Neste caso, utilizam-se accionadores eléctricos, incluindo uma transmissão linear ou rotativa para aplicar uma pressão ao suporte da chapa metálica. A DE 10 2012 005 635 B3 descreve um equipamento e um método para a deformação de uma peça em bruto de chapa metálica. Mo entanto, o equipamento mostrado não funciona nem com almofadas pneumáticas ou hidráulicas nem com parafusos de pressão. A DE 10 2007 033 943 AI descreve uma prensa para deformação de peças de trabalho. Este documento trata da compensação das deformações indesejadas da peça de trabalho na prensa. 0 risco de fractura da peça de trabalho durante o processo de deformação está presente em todos os dispositivos conhecidos. Uma tal fractura ocorre principalmente nas zonas do bGrdo da peça de trabalho, bem como em maiores profundidades de estiragem.

Encontram-se proporcionadas na técnica anterior uma ou mais almofadas de estiragem, movendo-se tão rapidamente quanto o pistão da prensa durante o processo de estiragem no modo de deslocamento. A almofada do pistão ê deslocada à velocidade do pistão mesmo durante o processo de trabalho. 0 objectivo da invenção é o de realizar um dispositivG, um equipamento, um método e uma peça de trabalho de modo a que os aços de alta resistência sejam deformáveis sem que ocorram fracturas nas zonas do bordo, e que seja obtida uma maior profundidade de estiragem do que antes.

Este objectivo é alcançado por meio de um dispositivo de acordo com a reivindicação 1. A invenção apresenta numerosas vantagens: - 0 processo de estiragem em si é controlado, nâo outras coisas. - As transmissões referidas na reivindicação I actuam directamente sobre a respectiva peça de trabalho, ou seja, sem interposição de peças funcionais. Podem ser usadas aqui as peças que servem exclusivamente para transmitir as forças, por exemplo como os parafusos. No entanto, também é possível uma acção indirecta.

Ao interpor uma ou várias servo-unidades, os referidos parafusos são carregados não abruptamente, mas mais suavemente que antes. 0 processo de carregamento e deste modo também o impacto dos parafusos na peça de trabalho é efectuadG dentro de um período de tempo, que leva apenas alguns milissegundos mais do que em dispositivos conhecidos. Como resultado, o risco de fractura é consideravelmente minimizado, e sâo produzidas peças de trabalho de alta qualidade e resistência.

De acordo com um outro conceito da invenção, o dispositivo encontra-se realizado de tal modo que a matriz interna e a matriz externa podem ser deslocadas a diferentes velocidades 11a direcçãc· de estiragem durante o processo de deformação. Para esse fim, foi respectivamente atribuída à matriz externa e à matriz interna eventualmente juntamente com o suporte de chapa metálica -respectivamente uma transmissão especial, transmissão essa que desloca as referidas duas matrizes na direcç?ão de estiragem a diferentes velocidades durante o processo de deformação - a seguir designada cgitio "unidade Variotempo". Numa prensa com uma unidade Variotempo, a servo-unidade move-se a uma velocidade maior do que o pistão da prensa no sentido da estiragem, ou seja, na direcção do pistão.

Podem ser proporcionadas várias unidades de Variotempo, distribuídas sobre a área de impacto da prensa. Isso pode ser importante em grandes componentes, tais como guarda-lamas para automóveis. Em tais componentes, a carga da peça de trabalho - durante a deformação ou em operação -pode ser particularmente elevada, de modo que é recomendável proporcionar uma unidade Variotempo nas respectivas posições da peça de trabalho durante a deformação.

Uma unidade Variotempo pode estar proporcionada na mesa de prensagem ou no pistão de prensagem ou em ambos os respectivos dispositivos. PGde estar proporcionada sobre ou em uma placa flutuante, sendo a referida placa flutuante uma placa que distribui a força de prensagem sobre uma superfície.

As unidades Variotempo também podem ser instaladas posteríormente em equipamentGS de prensagem existentes. A invenção será explicada tomando como referência os desenhos. As figuras representam:

Figura 1 esquema de uma prensa tendo uma servo- unidade integrada atribuída à mesa de prensagem.

Figura 2 esquema de uma prensa com servo-unidade integrada. Neste caso a servo-unidade encontra-se atribuída ao pistão da prensa.

Figura 3 esquema de uma forma de realização de uma servo-unidade da presente invenção;

Figura 4 representação esquemática e em vista frontal de um dispositivo de estiragem com uma peça de trabalho deformada num primeiro passo de deformação do curso de deformação, estando a servo-unidade omitida.

Figura 5 peça de trabalho imediatamente antes do final da segunda fase de deformação.

Figura 6 peça de trabalho no final do processo de deformação,

Figuras 7 a 12 processo de deformação em seis diferentes passos de deformação. A prensa inclui uma mesa de prensagem 1, colunas 2 e um pistão 3. Entre a mesa de prensagem 1 e o pistão 3 encontram-se proporcionados uma matriz e um punção de corte, não mostrados aqui, que suportam as partes superiores da peça de trabalho e as partes inferiores da peça de trabalho, respectivamente. A servo-unidade inclui duas servo-almofadas 4 na forma de câmaras hidráulicas, além disso respectivamente uma servobomba 5 e um servomotor 6. Os parafusos 7 estão proporcionados na mesa de prensagem 1. Os referidos parafusos podem ser carregados pela respective servo-almofada 4, de modo que se movem para cima e para baixo na direcção vertical. A cada servo-almofada 4 pode ser atribuído um número diferente de parafusos 7. Assim, a cada servo almofadei pode ser atribuído um parafuso individual. No entanto, também é possível atribuir dois ou mais parafusos a uma servo-aImofada. 0 meio de operação da servo-unidade no presente caso é um líquido. Também poderia ser um sistema pneumático.

Na figura 2, a servo-unidade encontra-se atribuída ao pistão 3. Apenas a bomba 5 encontra-se assinalada.

Nas duas formas de realização de acordo com as figuras 1 e 2, a servo-unidade encontra-se construtivamente integrada, na mesa de prensagem ou no pistão.

Na figura 3, a servo-unidade encontra-se pormenorizadamente ilustrada, novamente esquematicamente. Aqui, encontra-se integrada num punção de corte 8. Em vez do punção de corte, a servo-unidade também poderia estar integrada numa matriz.

Podem ser reconhecidas três servo-unidades 4. Cada servo-unidade 4 actua sobre dois parafusos 7. Cada servocâmara 4 é carregada por uma servobomba 5, que é accionada por um servomotor 6.

Aqui pode ser atribuído a cada servo-unidade 4 um conjunto distinto de bomba de servomotor. No entanto, também é possível que várias servo-unidades 4 sejam accionadas por um único conjunto de bomba de servomotor. Neste caso, a montante de cada servo-unidade 4 encontra-se proporcionada uma válvula de controlo, não mostrada.

Em geral, o controlo da prensa, ou do processo de deformação, será ligado ao controlo da(s) servo-almofada (s) . 0 dispositivo de estiragem ilustrado na figura 4 inclui um punção de corte 8 e um suporte de chapa, metálica 9. 0 punção de corte 8 apresenta uma forma ligeiramente cónica. Inclui uma superfície de formação da parte inferior 8.1 e uma superfície de formação de parede 8,2. Os conceitos ilustrados nas figuras 1 a 3, que incluem servo-unidades e parafusos, não se encontram ilustrados na figura 4. No entanto, entende-se que os conceitos são incorporados no dispositivo de estiragem de acordo com a figura 4. 0 punção de corte 8 encontra-se rodeado pelo suporte de chapa metálica 9. 0 suporte de chapa metálica 9 inclui uma superfície de suporte 9.1. 0 suporte de chapa metálica 9 apresenta uma. forma anular.

Acima da punção de corte 8 encontra-se localizada uma matriz interna 1Q. A matriz é pelo menos aproximadamente cilíndrica. Ela encontra-se rodeada por uma matriz externa 11. A referida matriz apresenta uma forma anular. A matriz interna 10, por sua vez, apresenta uma superfície de formação da parte inferior 10.1. A matriz externa 11 apresenta a forma anular. Inclui uma superfície de formação de parede 11.1, além de uma superfície de aperto 11.2 para apertar o bordo de estiramento 12.3 de uma peça de trabalho 12 na superfície de suporte 9.1 gg suporte de chapa metálica 9. A peça de trabalho 12 surgiu a partir de uma peça em bruto em forma de placa circular. Inclui uma parte inferior 12.1, uma parede 12.2 bem como o referido bordo estirado 12.3. 0 dispositivo de estiragem funciona da seguinte forma: Primeiro ê aberto, o que significa que a superfície de aperto 11.2 da matriz externa 11 encontra-se localizada aproximadamente à altura da superfície formadora da parte inferior 10.1 da matriz interna 10. A superfície de suporte 9.1 do suporte da chapa metálica 9 encontra-se localizada à mesma altura ou mesmo mais alta, suficiente para inserir a peça de trabalho 12.

Nesta fase é inserida uma peça de trabalho 5 no dispositivo de estiragem, e apertada entre a superfície de suporte 9.1 e a superfície de aperto 11.2. Agora começa a fase de trabalho actual do dispositivo de estiragem. Neste caso, a matriz interna 10 e a matriz externa 11 movem-se para baixo em conjunto com a peça de trabalho previamente deformada 12, bem como com o suporte da chapa metálica 9. Neste caso, as peças mencionadas (matriz interna 10, matriz externa 11, suporte de chapa metálica 9 e peça de trabalho previamente deformada) têm a mesma velocidade.

De acordG com a invenção, isto muda numa fase posterior. Aqui, a matriz interna 10 ultrapassa a matriz externa 11.

Numa outra fase subsequente, a matriz externa 11 ultrapassa a matriz interna 10.

Deverá notar-se que isso pode ter lugar ao contrário. 0 dispositivo de estiragem ilustrado na figura 4 ê apenas uma estação de uma série de estações de estiragem. As referidas estações não se encontram ilustradas aqui. Na prática, elas estão ligadas em série num estaleiro móvel.

Aqui, precisa de ser realizada apenas uma estação de estiragem individual de acordo com a invenção, ou seja, munida com accionadores que são capazes de proporcionar velocidades diferentes à matriz interna 10, por um lado, e por outro lado à matriz externa 11 e suporte de chapa 9 durante o processo de estiragem. 0 aspecto da peça de trabalho depois de deixar as diferentes estações de estiragem pode ser visto nas figuras 7 a 12 .

As vantagens da invenção podem ser resumidas da seguinte forma: o processo de deformação opera de forma óptima e resulta, em peças de trabalho de alta qualidade, a invenção pode ser aplíccida com sucesso em peças de trabalho de grande superfície, como guarda-lamas. Estas podem ser submetidas a diferentes processos de deformação em diferentes pontos, de cargas de material correspondentemente diferentes. Caso sejam utilizadas várias unidades de Variotempo, espalhadas por tGda a área da peça de trabalho, isso pode ser abordado na medida em que o rácio das velocidades na. matriz interna e na matriz externa é ajustado de modo correspondente durante o processo de deformação, pode ser realizado um controlo global comparativamente simples, em que o controlo dos movimentos do parafuso, por um ladG, e toda a prensa por outro lado, podem ser adaptados um ao outro de uma maneira simples, 0 sistema pode ser facilmente realizado em instalações existentes,

Lista das referências 1 Mesa de prensagem 2 Colunas 3 Pistão 4 Servo-unidades sob a forma de câmaras hidráulicas 5 Servobomba 6 Servomotor 7 Parafuso 8 Punção de corte 8.1 Superfície formadora da parte inferior 8.2 Superfície formadora da parede 9 Suporte da chapa metálica 9.1 Superfície de suporte 10 Matriz interna 10.1 Superfície formadora da parte inferior 11 Matriz externa 11.1 Superfície fGrmadora da parede 11.2 Superfície de aperto 12 Peça de trabalho 12.1 Parte inferior da peça de trabalho 12.2 Parede da peça de trabalho 12.3 Bordo de estiragem

DOCUMENTOS REFERIDOS NA DESCRIÇÃO

Esta lista de documentos referidos pelo autor do presente pedido de patente foi elaborada apenas para informação do leitor. Não é parte integrante do documento de patente europeia. Não obstante o cuidado na sua elaboração, ο IEP não assume qualquer responsabilidade por eventuais erros ou omissões.

Documentos de patente referidos na descrição ® DE 10254103 B3 [0005] ® DE 2727174 C2 [0006] ® DE 102007050581 AI [0007] ® WO 2006000187 AI [0008] • DE 102012005635 B3 [0009] • DE 102007033943 AI [0010]

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo para deformação de uma peça em, bruto de chapa metálica, compreendendo as seguintes características: 1.1. armação de prensagem com uma mesa de prensagem (1) , colunas verticais (2), uma travessa e um pistão (3) ; 1.2. uma parte superior da ferramenta, compreendendo uma matriz externa e interna (11, 10) bem como uma peça de base de ferramenta, compreendendo um punção de corte (8) e um suporte de chapa metálica (9) ; 1.3. peio menos um meio de accionamento, que está atribuído a pelo menos uma das duas partes da ferramenta; caracterizado pelas seguintes particularidades: 1.4. o meio de accionamento compreende: vários parafusos (7), que estão proporcionados verticalmente deslizáveis no sentido de pressão no pistão (3) e que actuam sobre a respectiva parte da ferramenta; - várias servo-almofadas pneumáticas ou hidráulicas, que actuam individualmente ou sobre grupos de parafusos (7) na direcção de prensagem; - uma servobomba (5) que carrega as servo-almofadas, que sâo accionadas por um servomotor (6); 1.5 o punção de corte (8) compreende uma superfície de deformação da base (8.1) e uma superfície de deformação da parede (8.2); 1.6 um suporte anular de chapa metálica (9) que rodeia o punção de corte (8) com uma superfície de suporte (9.1) ; 1.7 uma matriz interna (10) com uma superfície de defGrmação da parte inferior (10.1); 1.8 uma matriz externa (11) com uma superfície de deformação de parede (11.1) e uma superfície de aperto (11.2) para agarrar a superfície periférica da peça de trabalho emergente (12); 1.9 encontra-se respectivamente atribuído um meio de accionamento à matriz interna (10), por um lado, e à matriz externa (11) , bem como ao suporte de chapa metálica (9) , por outro lado, meio de accionamento esse que desloca estes dois a diferentes velocidades na direcção de estiragem.
2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por um único servomotor-conjunto de bomba se encontrar atribuído a uma servo-almofada hidráulica.
3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por um único servomotor conjunto de bomba estar atribuído a uma ou várias servo-almofadas hidráulicas, e por se encontrar previsto para o servomotor-conjunto de bomba uma válvula de controlo para controlar a pressão e/ou a quantidade do meio fornecido à servo-almof ada .
4. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado por se encontrar prevista uma unidade de controlo globcil que ajusta o controlo da prensa e o controlo da servo-unidade um ao outro.
5. Dispositivo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por várias matrizes internas, que actuam sobre a peça de trabalho em diferentes locais.
6. Método para operar um dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado por um ou mais dos seguintes passos do método: I. durante um período inicial, ambas as matrizes (10, 11) se movem na mesma direcção com a mesma velocidade; II. durante uma fase intermédia, ambas as matrizes (10, 11), por sua vez, se movem na mesma direcção, mas a matriz interna (10) a uma velocidade maior do que a externa (11) III. numa fase final, a matriz interna (10) permanece imóvel enquanto que a matriz externa (11) se move a uma velocidade constante.