MAQUINA PARA EL CONFORMADO DE CHAPA Y PROCEDIMIENTO DE CONFORMADO.
Máquina para el conformado de chapa y procedimiento de conformado.
La máquina comprende medios de sujeción (2) que sujetan una chapa (1), sustancialmente en su perímetro, una primera herramienta (3) dispuesta en un primer lado de la chapa (1), dotada de al menos tres grados de libertad, correspondientes a desplazamientos según los ejes X, Y, Z y una segunda herramienta (3'') dispuesta en un lado opuesto al primer lado de la chapa, dotada de al menos dos grados de libertad, correspondientes a desplazamientos según los ejes X e Y. Entre la segunda herramienta (3'') y los medios de sujeción (2) existe un movimiento relativo, según el eje Z
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200600138.
Solicitante: FUNDACION FATRONIK.
Nacionalidad solicitante: España.
Provincia: GUIPÚZCOA.
Inventor/es: RODRIGUEZ GUTIERREZ,PEDRO PABLO, RIVERO RASTRERO,MARIA ASUNCION, MAIDAGAN ONANDIA,ELIXABETE.
Fecha de Solicitud: 23 de Enero de 2006.
Fecha de Publicación: .
Fecha de Concesión: 26 de Enero de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- B21D22/00 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B21 TRABAJO MECANICO DE LOS METALES SIN ARRANQUE SUSTANCIAL DE MATERIAL; CORTE DEL METAL POR PUNZONADO. › B21D TRABAJO MECANICO O TRATAMIENTO DE CHAPAS, TUBOS, BARRAS O PERFILES METALICOS SIN ARRANQUE SUSTANCIAL DE MATERIAL; CORTE DE METALES POR PUNZONADO (trabajo mecánico o tratamiento de alambre B21F). › Conformación sin cortado, por estampado, repujado o embutido (por medio de operaciones que no sean las que utilizan dispositivos o herramientas rígidas, masas flexibles o elásticas B21D 26/00).
- B21D22/24 B21D […] › B21D 22/00 Conformación sin cortado, por estampado, repujado o embutido (por medio de operaciones que no sean las que utilizan dispositivos o herramientas rígidas, masas flexibles o elásticas B21D 26/00). › que precisan dos operaciones de estirado produciendo efectos en dirección opuesta sobre la pieza.
Clasificación PCT:
- B21D22/00 B21D […] › Conformación sin cortado, por estampado, repujado o embutido (por medio de operaciones que no sean las que utilizan dispositivos o herramientas rígidas, masas flexibles o elásticas B21D 26/00).
- B21D22/24 B21D 22/00 […] › que precisan dos operaciones de estirado produciendo efectos en dirección opuesta sobre la pieza.
Fragmento de la descripción:
Máquina para el conformado de chapa y procedimiento de conformado.
Objeto de la invención
La presente invención es de aplicación para la fabricación de piezas de acuerdo con un proceso incremental de tratamiento de chapas o placas metálicas.
Es objeto de la invención una máquina y un procedimiento para conformado de chapa en la que no se utilizan matrices y en la que se emplean dos herramientas móviles que actúan, de forma combinada, a ambos lados de la chapa para su deformación puntual y progresiva hasta conformar la forma final de la pieza.
Antecedentes de la invención
Las piezas producidas por deformación de chapas metálicas empleadas en sectores industriales tales como automoción, aeronáutica y otros, se obtienen generalmente mediante procesos de estampación. La operación de estampación requiere del empleo de una prensa y de dos troqueles o matrices, superior e inferior, que reproducen la forma que se quiere obtener de la chapa. Estos troqueles o matrices son especialmente costosos y solamente se amortizan cuando se emplean para la fabricación de series de gran volumen de piezas.
Por otra parte existen determinados sectores industriales en los que se demanda una fabricación de series muy cortas de piezas, por ejemplo prototipos, productos con un elevado grado de personalización o componentes específicos, que no justifican la inversión en matrices empleadas en un proceso de estampación convencional.
En este contexto es conocida una tecnología de conformado incremental de chapa que se basa en la deformación plástica local de una chapa metálica por la acción de una herramienta móvil que conforma la chapa contra unos apoyos o matrices que tienen una geometría más simple que la que requieren las matrices de estampación, las cuales muestran normalmente la geometría exacta de la pieza a conformar.
El proceso de conformado incremental es mucho más lento que la estampación convencional, pero requiere de una inversión en matrices mucho menor, lo que supone que resulte rentable para el caso de producción de series cortas.
Este proceso se caracteriza asimismo por su gran flexibilidad, ya que el hecho de no precisar de matrices con la geometría exacta de la pieza permite utilizar una misma matriz para conformar piezas de geometrías diferentes y además resulta más sencillo realizar cambios de diseño de la pieza una vez que las matrices han sido fabricadas.
De acuerdo con este método la chapa se encuentra sujeta por un marco perimetral y la herramienta se puede desplazar por toda la superficie de la chapa.
Esta tecnología es de aplicación en cualquier sector y el único requerimiento que se plantea para su empleo consiste en que el material debe de ser dúctil. Se conocen piezas de acero inoxidable, aceros de bajo contenido en carbono y diversos tipos de aluminio que han sido fabricadas con esta tecnología.
Según este métodos se reducen los costes, con respecto a los procesos de estampación convencionales, al eliminar una de las matrices, sin embargo el coste asociado al empleo de una matriz inferior fija sigue resultando elevado, en especial cuando se trata de obtener una pieza de geometría compleja.
En la patente de invención EP 0 970 764 por ejemplo se describe un aparato para la conformación de chapas que comprende un punzón superior con desplazamientos en X, Y, Z y una matriz inferior que puede desplazarse en la dirección del eje Z para el conformado de la pieza. Esta misma solución aparece reflejada en la patente de invención JP 2002102944.
En la patente de invención JP 2003053436 se contempla que la matriz inferior sea desplazable en dirección vertical por acción de un cilindro.
En el caso de la patente de invención JP 7 132 329 se mantiene la esencia de la patente EP 0 970 764, pero a diferencia de ésta la matriz inferior consiste en un punzón. El movimiento vertical del mecanismo que sujeta la placa, en combinación con el movimiento del punzón superior contra la placa en contacto con el punzón inferior fijo, determina el conformado de la pieza. Este mismo sistema se emplea en la patente de invención 2003080320.
Por otra parte en la patente de invención JP 2000153313 se observa un dispositivo dotado de una herramienta incremental provista de un movimiento giratorio que se aplica a presión sobre el contorno de la pieza a obtener, la cual se encuentra apoyada por su cara inferior sobre una herramienta fija situada en disposición opuesta a la herramienta incremental.
En la patente de invención JP 9 085 355 se describe asimismo un aparato que está dotado de un punzón superior que desplaza en dirección vertical y un punzón inferior dotado de movimiento en dirección de los ejes X, Y y Z.
En la patente de invención WO 92/07672 la chapa a conformar dispone de un movimiento relativo, en X e Y, respecto a una herramienta superior y a una matriz inferior. La herramienta superior y la matriz inferior están dotadas de un desplazamiento vertical según el eje Z.
Descripción de la invención
La invención que se describe a continuación es de aplicación para el conformado de chapas o placas metálicas mediante la acción progresiva o incremental producida por dos herramientas situadas a ambos lados de la chapa, que van conformando el material mientras se mueven de forma coordinada sobre la chapa siguiendo unas trayectorias concretas para obtener la geometría final de la pieza, mediante deformaciones de la chapa, punzonados o ranurados e incluso recorte de los bordes exteriores de la chapa.
La máquina de la invención comprende:
- - medios de sujeción que sujetan una chapa, sustancialmente en su perímetro,
- - una primera herramienta dispuesta en un primer lado de la chapa,
- - una segunda herramienta dispuesta en un lado opuesto al primer lado de la chapa,
De acuerdo con el objeto de la invención, la primera herramienta está dotada de al menos tres grados de libertad, correspondientes a desplazamientos según los ejes X, Y, Z, y la segunda herramienta está dotada de al menos dos grados de libertad, correspondientes a desplazamientos según los ejes X e Y, existiendo un desplazamiento relativo según el eje Z entre la segunda herramienta y los medios de sujeción.
Se contempla de forma preferente que la segunda herramienta esté dotada también de un movimiento de desplazamiento según el eje Z. En este caso, los medios de sujeción de la chapa permanecen fijos.
De esta forma, la primera herramienta y la segunda herramienta definen una trayectoria combinada a ambos lados y en contacto con la chapa, ocasionando la deformación puntual de la chapa en cada sector de acuerdo con el diseño pretendido para conformar la pieza final.
La primera y/o la segunda herramienta puede comprender alguno de los siguientes elementos: un punzón, una broca, una fresa, un cabezal de soldadura o un cabezal láser, para realizar todo tipo de operaciones sobre la chapa, como deformaciones, ranuras, agujeros, cortes, recorte final del borde exterior de la pieza, calentamientos sobre la chapa, soldaduras, hasta conseguir la forma final deseada para la pieza.
Cuando se utilizan punzones, el tamaño de los mismos varía en función de la aplicación que se desee proporcionar al mismo y preferiblemente incorporará una punta esférica.
Se contempla también la posibilidad de que la primera y/o la segunda herramienta giren respecto a su propio eje y que la velocidad de giro de la primera y de la segunda herramienta sean iguales o diferentes.
Dependiendo de la particular geometría de cada pieza es posible conformar la chapa en una única etapa o bien puede precisar de varias etapas. El empleo de varias etapas viene derivado de la necesidad de aumentar el límite plástico de forma que se obtengan unos ángulos y geometrías que en una etapa no es posible conseguir.
La máquina puede incorporar un dispositivo de lubricación que aplica lubricante sobre la chapa, bien directamente o a través de la primera o segunda herramienta, por ejemplo mediante un conducto interno que desemboca en una esfera cuyo movimiento giratorio distribuye el lubricante sobre la chapa.
De acuerdo con la invención, la máquina comprende unos medios de sujeción que sujetan la chapa por su periferia, conformando un marco dotado de una amplia abertura, que define la zona de trabajo en la cual se mueven las herramientas...
Reivindicaciones:
1. Máquina para el conformado de chapa que comprende:
- - medios de sujeción (2) que sujetan una chapa (1), sustancialmente en su perímetro,
- - una primera herramienta (3) dispuesta en un primer lado de la chapa (1),
- - una segunda herramienta (3') dispuesta en un lado opuesto al primer lado de la chapa,
caracterizada porque la primera herramienta (3) está dotada de al menos tres grados de libertad, correspondientes a desplazamientos según los ejes X, Y, Z, y la segunda herramienta (3') está dotada de al menos dos grados de libertad, correspondientes a desplazamientos según los ejes X e Y, existiendo un desplazamiento relativo según el eje Z entre la segunda herramienta (3') y los medios de sujeción (2).
2. Máquina para el conformado de chapa según reivindicación 1 caracterizada porque la segunda herramienta (3') está dotada de un desplazamiento según el eje Z, permaneciendo fijos los medios de sujeción (2).
3. Máquina para el conformado de chapa según reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque al menos una de las herramientas (3, 3') es giratoria.
4. Máquina para el conformado de chapa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque al menos una de las herramientas (3, 3') está dotada adicionalmente de un movimiento giratorio ? en torno al eje X.
5. Máquina para el conformado de chapa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque al menos una de las herramientas (3, 3') está dotada adicionalmente de un movimiento giratorio f en torno al eje Y.
6. Máquina para el conformado de chapa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque incorpora un controlador (7) que controla la trayectoria, velocidad y movimiento de la primera herramienta (3) y de la segunda herramienta (3'), así como la fuerza de sujeción de los medios de sujeción (2) de la chapa (1).
7. Máquina para el conformado de chapa según reivindicaciones 1-6 caracterizada porque al menos una de las herramientas (3, 3') comprende un punzón.
8. Máquina para el conformado de chapa según reivindicaciones 1-6, caracterizada porque al menos una de las herramientas (3, 3') comprende una broca.
9. Máquina para el conformado de chapa según reivindicaciones 1-6 caracterizada porque al menos una de las herramientas (3, 3') comprende una fresa.
10. Máquina para el conformado de chapa según reivindicaciones 1-6 caracterizada porque al menos una de las herramientas (3, 3') comprende un cabezal de soldadura.
11. Máquina para el conformado de chapa según reivindicaciones 1-6 caracterizada porque al menos una de las herramientas (3, 3') comprenden un cabezal láser.
12. Procedimiento de conformado de chapa que comprende las fases de:
- - amarre de la chapa (1), en su periferia, por medios de sujeción (2), dejando libre una zona de trabajo sobre la chapa (1),
- - posicionado de una primera herramienta (3) en un primer lado de la chapa (1), en correspondencia a la citada zona de trabajo sobre la chapa (1),
- - posicionado de una segunda herramienta (3') en un lado opuesto al primer lado de la chapa (1), en correspondencia a la citada zona de trabajo sobre la chapa (1),
- - definición de la trayectoria de la primera y segunda herramienta (3, 3') mediante un programa CAD/CAM,
- - desplazamiento de la primera herramienta (3), según los ejes X, Y, Z a un lado de la chapa (1) y de la segunda herramienta (3') según los ejes X e Y, al otro lado de la chapa (1), de acuerdo con las trayectorias definidas por el programa CAD/CAM y desplazamiento relativo entre la segunda herramienta (3') y los medios de sujeción (2), según el eje Z, para producir una deformación puntual e incremental de la chapa (1).
13. Procedimiento de conformado de chapa según reivindicación 12 caracterizado porque comprende el desplazamiento de la segunda herramienta (3'), según el eje Z, permaneciendo fijos los medios de sujeción (2).
14. Procedimiento de conformado de chapa según reivindicación 12 caracterizado porque comprende la detección continua de las tensiones ocasionadas en la chapa (1) por el desplazamiento de la primera y segunda herramientas (3, 3') y la actuación sobre los medios de sujeción (2) para variar la fuerza de sujeción de los mismos, en función de las tensiones detectadas.
Patentes similares o relacionadas:
Método de estimación de regiones generadoras de defectos de forma de superficie, método de estimación de regiones de origen de defectos de forma de superficie, dispositivo de estimación de regiones generadoras de defectos de forma de superficie, dispositivo de estimación de regiones de origen de defectos de forma de superficie, programa y medios de grabación, del 1 de Julio de 2020, de NIPPON STEEL CORPORATION: Un método de estimación de región de origen de defectos de forma de superficie implementado por ordenador para determinar regiones sujetas a defectos de arrugado […]
Método de simulación de conformación por presión, simulador de conformación por presión, programa, medio de grabación para ello, y método de conformación por presión basado en el resultado de la simulación, del 18 de Septiembre de 2019, de NIPPON STEEL CORPORATION: Un método de simulación de conformación por presión implementado por ordenador para determinar un área que induce la recuperación de un material elástico-plástico […]
PRENSA HIDRÁULICA PARA MOLDEO DE TUBOS DE PVC Y UNIÓN DE TUBERÍA PVC DESLIZABLE, del 20 de Junio de 2019, de ZULUAGA ZULUAGA, Martha Nancy: La rotura de tuberías de agua en edificaciones representa grandes problemas paras las personas, dado que la reparación de estos daños requiere amplias […]
PROCEDIMIENTO DE FABRICACIÓN DE PLACAS DE SOPORTE PARA PASTILLAS DE FRENO Y PASTILLA DE FRENO OBTENIDA, del 30 de Mayo de 2019, de ZF AFTERMARKET IBERICA, S.L.U: Procedimiento de fabricación de placas de soporte para pastillas de freno y pastilla de freno obtenida, en donde se emplea una prensa para la […]
Procedimiento y dispositivo para la fabricación de un casquillo de cojinete, del 24 de Abril de 2019, de STABITEC STANZ-BIEGETECHNIK GMBH: Procedimiento para la fabricación de un casquillo de cojinete en el curso de la realización de un cojinete de goma, con las etapas de procedimiento […]
Lámina de acero aleado galvanizada por inmersión en caliente para su uso en estampación en caliente y método de fabricación de una parte de acero, del 27 de Febrero de 2019, de KABUSHIKI KAISHA KOBE SEIKO SHO (KOBE STEEL, LTD.): Una lámina de acero recocida y galvanizada por inmersión en caliente para estampación en caliente, que comprende una lámina de acero de base de 0,10 a 0,5 […]
Sistema de conformación en prensa, procedimiento de conformación en prensa y producto de programa de ordenador, del 16 de Enero de 2019, de NIPPON STEEL CORPORATION: Un sistema de conformación en prensa que tiene un aparato de conformación en prensa que forma un material, un ordenador del lado del usuario que realiza instrucciones […]
PROCESO DE IMPRESIÓN DIGITAL DE LA CARROCERÍA DE UN VEHÍCULO, del 5 de Enero de 2017, de VOLKSWAGEN DE MÉXICO, S.A. DE C.V: La presente invención se refiere a un proceso de pintado cuyo objetivo es realizar la impresión de una imagen digital proporcionada por un usuario a la carrocería de […]