Aparato (1) para punzonar chapa metálica (8), que comprende un punzón (13) para punzonar chapa metálica (8) y una matriz (10) que tiene un agujero (51) en el que se inserta dicho punzón (13),

comprendiendo dicho punzón (13) para punzonar chapa metálica (8) un cuerpo (25) de punzón; y una proyección (28) a la que se le ha dado la forma de uno de entre un cono y una pirámide y dispuesta de forma enteriza en una cara extrema (26) de dicho cuerpo (25) de punzón, presentando dicha proyección (28) una base (27) con un borde exterior (31) en el que está inscrito un círculo imaginario que es concéntrico con un centro de un círculo imaginario inscrito en un borde exterior (35) de la cara extrema (26), y que tiene un diámetro menor que un diámetro de ese círculo imaginario, en el que cuando se forma un agujero perforado (55) en la chapa metálica (8) por medio de dicha proyección (28), y dicho cuerpo (25) de punzón se inserta más en dicho agujero (51) de dicha matriz (10) en un estado en el que el movimiento de la chapa metálica (8) queda restringido por dicha proyección (28) insertada en el agujero perforado (55), la chapa metálica se fractura en torno a la cara extrema (26) de dicho cuerpo (25) de punzón, formando de este modo un agujero pasante (56) en la chapa metálica (8);

caracterizado porque un ángulo ? formado por la cara extrema (26) y una línea tangencial (37), que está en intersección con un eje (O) que pasa a través del centro del círculo imaginario inscrito en el borde exterior (35) de la cara extrema (26), y que está en contacto tanto con una cara extrema distal (36) de dicha proyección (28) como con el círculo imaginario inscrito en el borde exterior (35) de la cara extrema (26), no es menor que 25º y no mayor que 60º, y una relación e/L entre, por un lado, una diferencia e entre un radio D1/2 del círculo imaginario inscrito en el borde exterior (35) de la cara extrema (26) y un radio d1/2 del círculo imaginario inscrito en el borde exterior (31) de la base (27) y, por otro lado, una longitud L de una circunferencia del círculo imaginario inscrito en el borde exterior (35) de la cara extrema (26), es un valor que no es menor que 0,05 y no mayor que 0,14, y

una relación D1/D2 de un diámetro D2 de un círculo imaginario inscrito en un borde exterior (53) del agujero (51) de dicha matriz (10) con respecto al diámetro D1 del círculo imaginario inscrito en el borde exterior (35) de la cara extrema (26) no es menor que 0,80, y si el grosor de la chapa metálica (8) a punzonar se considera que es t, una diferencia f entre el radio D1/2 del círculo imaginario inscrito en el borde exterior (35) de la cara extrema (26) y un radio D2/2 del círculo imaginario inscrito en el borde exterior (53) del agujero (51) de dicha matriz (10) no es menor que 0,15 t

Punzón para chapa metálica delgada y dispositivo de punzón para chapa metálica delgada con dicho punzón.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un aparato para punzonar chapas metálicas y a un método de formación de un agujero pasante en chapas metálicas según los preámbulos de las reivindicaciones 1 y 8. Las características mencionadas en los preámbulos se dan a conocer en el documento JP-A-2002-153920.

Antecedentes de la técnica

Se ha propuesto un aparato punzonador en el que un punzón, que incluye un cuerpo cilíndrico que tiene un diámetro exterior más pequeño que el diámetro del agujero de una matriz y una proyección cónica dispuesta en una cara extrema de este cuerpo cilíndrico, se presiona contra una chapa metálica para formar un agujero perforado en la chapa metálica. A medida que el punzón se va insertando en el agujero de la matriz en un estado en el que el movimiento de la chapa metálica queda restringido por la proyección insertada en el agujero perforado, la chapa metálica se fractura en torno a la cara extrema del cuerpo cilíndrico del punzón, permitiendo, de este modo, que en la chapa metálica se forme un agujero pasante de sustancialmente el mismo diámetro que el del agujero de la matriz.

El documento JP-A-2002-153920 da a conocer un aparato de punzonado en prensa y un método de punzonado en prensa según se define, respectivamente, en las partes precaracterizadoras de las reivindicaciones 1 y 8.

Descripción de la invención

Según dicho aparato punzonador, la chapa metálica queda posicionada por la proyección, y se forma un agujero pasante aplicando principalmente una fuerza de tracción en lugar de una fuerza de cizalladura sobre la chapa metálica, de manera que el agujero pasante se puede formar de forma precisa en la chapa metálica sin producir rebabas. No obstante, en relación con aspectos tales como el grosor de la chapa metálica y el diámetro y similares del agujero pasante a formar en la chapa metálica, existen casos en los que el agujero perforado no se puede formar de manera deseable en la chapa metálica por medio de la proyección. Por otra parte, como consecuencia del hecho de que, con respecto a la chapa metálica, se produce principalmente un corte basado en la fuerza de cizalladura, en lugar de una fractura basada en la fuerza de tracción, existen posibilidades de que el agujero pasante no se pueda formar de manera precisa en la chapa metálica, y de que se produzcan rebabas en la chapa metálica después de la formación del agujero pasante.

Como consecuencia de efectuar repetidamente estudios exhaustivos considerando los aspectos antes descritos, los presentes inventores llegaron a completar la presente invención después de hallar que se puede formar de manera precisa un agujero pasante en la chapa metálica mediante una proyección de una forma particular y aspectos similares, y no se producen rebabas en la chapa metálica después de la formación del agujero pasante. Por consiguiente, un objetivo de la presente invención es proporcionar un punzón y un aparato punzonador que tenga el punzón, en los que, incluso si el grosor de la chapa metálica en la que se va a formar un agujero pasante es diferente, e incluso si el tamaño, por ejemplo, el diámetro, y la forma del agujero pasante a realizar en la chapa metálica son diferentes, se puede realizar de manera óptima el punzonado con respecto a la chapa metálica que tiene un grosor diferente y el agujero pasante de un tamaño y una forma diferentes, y los cuales posibilitan la formación de un agujero pasante sin rebabas y en una posición precisa.

Según la presente invención, se proporciona un aparato para punzonar chapas metálicas tal como se define en la reivindicación 1, y un método de formación de un agujero pasante en chapas metálicas tal como se define en la reivindicación 8.

En el aparato para punzonar chapas metálicas según la invención, en primer lugar se forma un agujero perforado en la chapa metálica mediante la proyección, el movimiento de la chapa metálica se limita por medio de la proyección insertada en este agujero perforado, y la chapa metálica se fractura a continuación en torno a la cara extrema del cuerpo del punzón, formando de este modo un agujero pasante en la chapa metálica. No obstante, la presente invención se basa en la siguiente consideración: con un punzón de este tipo, si la proyección es demasiado baja, la proyección se sale del agujero perforado, lo cual imposibilita limitar el movimiento de la chapa metálica. Si la proyección es demasiado alta, se puede producir el doblamiento, rotura, o similares de la proyección, lo cual hace que sea necesaria una sustitución frecuente. Adicionalmente, si el diámetro del círculo imaginario inscrito en la base de una proyección se aproxima al diámetro del círculo imaginario inscrito en la cara extrema del cuerpo del punzón, la chapa metálica no se puede fracturar satisfactoriamente debido al efecto del agujero perforado. Si el diámetro del círculo imaginario inscrito en la base de la proyección es extremadamente más pequeño que el diámetro del círculo imaginario inscrito en la cara extrema del cuerpo del punzón, se puede producir el doblamiento, rotura, o similares de la proyección, lo cual hace que sea necesaria una sustitución frecuente.

Como consecuencia de efectuar repetidamente estudios exhaustivos basándose en la consideración antes descrita, los presentes inventores hallaron que, incluso si el grosor de la chapa metálica en la que se va a formar un agujero pasante es diferente, e incluso si el tamaño, por ejemplo, el diámetro, y forma del agujero pasante a formar en la chapa metálica son diferentes, si el ángulo ? no es menor que 25º, es posible evitar eficazmente que la proyección se salga del agujero perforado. Adicionalmente, si la relación e/L no es menor que 0,05, la chapa metálica se puede fracturar satisfactoriamente eliminando el efecto del agujero perforado. Por otra parte, si el ángulo ? no es mayor que 60º y la relación e/L no es mayor que 0,14, es posible evitar satisfactoriamente el doblamiento, la rotura, o similares de la proyección. De este modo, según el punzón para punzonar chapa metálica de acuerdo con el primer aspecto de la invención, es posible realizar de forma óptima el punzonado con respecto a la chapa metálica que presenta un grosor diferente y el agujero pasante que tiene un tamaño diferente y una forma diferente, posibilitando de este modo la formación del agujero pasante sin rebabas y en una posición precisa.

En la presente invención, el extremo distal de la proyección puede ser en punta o ligeramente redondeado.

Preferentemente, tal como en el punzón de acuerdo con un segundo aspecto de la invención, el ángulo ? no es menor que 30º y no mayor que 55º, y la relación e/L no es menor que 0,09 y no mayor que 0,12.

El borde exterior de la cara extrema puede no estar achaflanado. No obstante, para reducir el efecto de la cizalladura que constituye la causa de rebabas y fracturar por tracción más satisfactoriamente la chapa metálica, el borde exterior de la cara extrema está preferentemente achaflanado con un radio de curvatura R de entre 0,3 mm y 3 mm, como en el punzón según un tercer aspecto de la invención.

Un diámetro D1 del círculo imaginario inscrito en el borde exterior de la cara extrema es preferentemente no mayor que 100 mm tal como en el punzón según un cuarto aspecto de la invención, más preferentemente no mayor que 35 mm tal como en el punzón según un quinto aspecto de la invención, y todavía más preferentemente no mayor que 30 mm tal como en el punzón de acuerdo con un sexto aspecto de la invención.

Preferentemente, tal como en el punzón según un séptimo aspecto de la invención, el punzón está dispuesto de tal manera que a medida que se forma un agujero perforado en la chapa metálica mediante la proyección, y el cuerpo del punzón se va insertando en un agujero de una matriz en un estado en el que el movimiento de la chapa metálica queda restringido por la proyección insertada en el agujero perforado, la chapa metálica se fractura en torno a la cara extrema del cuerpo del punzón, formando de este modo un agujero pasante en la chapa metálica, y el punzón se usa para un aparato para punzonar chapa metálica.

En un caso en el que al cuerpo del punzón se le haya dado la forma de un cilindro circular, y al borde exterior de su cara extrema se la haya dado la forma de un círculo,...

1. Aparato (1) para punzonar chapa metálica (8), que comprende un punzón (13) para punzonar chapa metálica (8) y una matriz (10) que tiene un agujero (51) en el que se inserta dicho punzón (13), comprendiendo dicho punzón (13) para punzonar chapa metálica (8) un cuerpo (25) de punzón; y una proyección (28) a la que se le ha dado la forma de uno de entre un cono y una pirámide y dispuesta de forma enteriza en una cara extrema (26) de dicho cuerpo (25) de punzón, presentando dicha proyección (28) una base (27) con un borde exterior (31) en el que está inscrito un círculo imaginario que es concéntrico con un centro de un círculo imaginario inscrito en un borde exterior (35) de la cara extrema (26), y que tiene un diámetro menor que un diámetro de ese círculo imaginario, en el que cuando se forma un agujero perforado (55) en la chapa metálica (8) por medio de dicha proyección (28), y dicho cuerpo (25) de punzón se inserta más en dicho agujero (51) de dicha matriz (10) en un estado en el que el movimiento de la chapa metálica (8) queda restringido por dicha proyección (28) insertada en el agujero perforado (55), la chapa metálica se fractura en torno a la cara extrema (26) de dicho cuerpo (25) de punzón, formando de este modo un agujero pasante (56) en la chapa metálica (8);

caracterizado porque un ángulo ? formado por la cara extrema (26) y una línea tangencial (37), que está en intersección con un eje (O) que pasa a través del centro del círculo imaginario inscrito en el borde exterior (35) de la cara extrema (26), y que está en contacto tanto con una cara extrema distal (36) de dicha proyección (28) como con el círculo imaginario inscrito en el borde exterior (35) de la cara extrema (26), no es menor que 25º y no mayor que 60º, y una relación e/L entre, por un lado, una diferencia e entre un radio D1/2 del círculo imaginario inscrito en el borde exterior (35) de la cara extrema (26) y un radio d1/2 del círculo imaginario inscrito en el borde exterior (31) de la base (27) y, por otro lado, una longitud L de una circunferencia del círculo imaginario inscrito en el borde exterior (35) de la cara extrema (26), es un valor que no es menor que 0,05 y no mayor que 0,14, y

una relación D1/D2 de un diámetro D2 de un círculo imaginario inscrito en un borde exterior (53) del agujero (51) de dicha matriz (10) con respecto al diámetro D1 del círculo imaginario inscrito en el borde exterior (35) de la cara extrema (26) no es menor que 0,80, y si el grosor de la chapa metálica (8) a punzonar se considera que es t, una diferencia f entre el radio D1/2 del círculo imaginario inscrito en el borde exterior (35) de la cara extrema (26) y un radio D2/2 del círculo imaginario inscrito en el borde exterior (53) del agujero (51) de dicha matriz (10) no es menor que 0,15 t.

2. Aparato (1) para punzonar chapa metálica (8) según la reivindicación 1, en el que el ángulo no es menor que 30º y no mayor que 55º, y la relación e/L no es menor que 0,09 y no mayor que 0,12.

3. Aparato (1) para punzonar chapa metálica (8) según la reivindicación 1 ó 2, en el que el borde exterior (35) de la cara extrema (26) está achaflanado con un radio de curvatura R no menor que 0,3 mm y no mayor que 3 mm.

4. Aparato (1) para punzonar chapa metálica (8) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que un diámetro D1 del círculo imaginario inscrito en el borde exterior (35) de la cara extrema (26) no es mayor que 100 mm.

5. Aparato (1) para punzonar chapa metálica (8) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la relación D1/D2 no es menor que 0,85.

6. Aparato (1) para punzonar chapa metálica (8) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dicho aparato comprende además una caja (11); una deslizadera (12) montada en dicha caja (11) de forma verticalmente deslizable y en la que dicho punzón (13) está montado de forma verticalmente deslizable; y medios (14) de recuperación dispuestos en dicha deslizadera (12) y adaptados para devolver dicho punzón (13) y dicha deslizadera (12) a sus posiciones iniciales impulsando elásticamente hacia arriba dicho punzón (13) y dicha deslizadera (12).

7. Aparato (1) para punzonar chapa metálica (18) según la reivindicación 6, que comprende además un miembro (15) de guía de deslizamiento dispuesto en dicha caja (11) para guiar el movimiento vertical de dicho punzón (13).

8. Método de formación de un agujero pasante (56) en chapa metálica (8), que comprende las etapas de: formar un agujero perforado (55) en la chapa metálica (8) por medio de dicha proyección (28), e insertar adicionalmente dicho cuerpo (25) de punzón en el agujero (51) de dicha matriz (10) en un estado en el que el movimiento de la chapa metálica (8) queda restringido por dicha proyección (28) insertada en el agujero perforado (55), para fracturar la chapa metálica en torno a la cara extrema (26) de dicho cuerpo (25) de punzón, formando de este modo un agujero pasante (56) en la chapa metálica (8);

caracterizado porque el método es de formación de un agujero pasante (56) en chapa metálica (8) por medio del aparato (1) para punzonar chapa metálica (8) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.