Dispositivo y método para fabricar o mecanizar piezas de trabajo a partir de una preforma, en particular para el conformado de perfiles interiores o dentados interiores.

Dispositivo para fabricar o mecanizar piezas de trabajo a partir de una preforma (4.

1), con un punzón (1a) giratoriosobre un eje longitudinal (x) del dispositivo y apoyado desplazable paralelo al eje longitudinal (x), así como con unmandril (1b) para sujetar la preforma (4.1) así como con un casquillo de cabezal móvil (2a) acoplable con el punzón(1a) y apoyado desplazable a lo largo del eje longitudinal (x) y con una unidad de conformado (3) para conformar lapreforma (4.1), pudiendo ser la preforma (4.1) fijada y sujetada axial y radialmente en una composición delcasquillo de cabezal móvil (2a) y del punzón (1a), de manera que se forma una unidad cerrada del casquillo decabezal móvil (2a), la preforma 4.1, el punzón (1a) y el mandril (1b), presentando el dispositivo un arrastrador (1d),pudiendo la unidad ser desplazada en dirección del arrastrador (1d), de manera que la preforma (4.1) en elcontacto con el arrastrador es presionada contra el arrastrador (1d),caracterizado porqueel punzón (1a) está unido asegurado contra el giro con el arrastrador (1d) y el mandril (1b) está apoyado giratoriosobre el punzón (1a).

Dispositivo y método para fabricar o mecanizar piezas de trabajo a partir de una preforma, en particular para el conformado de perfiles interiores o dentados interiores.

El invento se refiere a un dispositivo para fabricar o mecanizar piezas de trabajo a partir de una preforma, en particular para el conformado de perfiles interiores o dentados interiores según el preámbulo de la reivindicación 1, así como a un procedimiento correspondiente.

Un procedimiento para el estirado a compresión está descrito en el documento EP 1 004 373 B1. Se emplean dispositivos adecuados para conformar un dentado interior en una pieza de trabajo, especialmente en anillos para engranajes planetarios. En ello por aplicación de estirado a compresión en la preforma es desplazado material de la misma contra la forma negativa del mandril de compresión. Las fuerzas que actúan en ello actúan sobre los dentados exteriores del mandril de compresión, de manera que pueden romper éstos. En el estado de la técnica se ha propuesto por eso prever un anillo distanciador de material deformable del extremo libre del mandril de compresión. El anillo distanciador deformable se adapta en el proceso de conformado al perfil exterior del mandril de compresión. El anillo distanciador absorbe por lo tanto al menos parcialmente las fuerzas que se producen en el conformado de la preforma.

Aquí es desventajoso que siempre son necesarios un anillo distanciador y un muelle adaptador, lo que complica la disposición. Además se producen altas temperaturas de conformado, que elevan de forma manifiesta el tiempo necesario para conformar y fabricar una pieza de trabajo.

Además por el documento DE 100 62 002 A1 representativo del género es conocido un dispositivo de estirado a compresión, en el que está previsto un elemento de tope, el cual aplica una tensión de torsión definida sobre la preforma, que contrarresta las fuerzas de torsión provocadas por el estirado a compresión. De este modo debe ser descargado el mandril; es desventajoso sin embargo, que debido a las fuerzas de reacción a aplicar se provoca una carga más fuerte del propio dispositivo de estirado a compresión y además son necesarias medidas de construcción para la generación del movimiento de contrarrotación del elemento de tope.

El problema del invento es mejorar el dispositivo citado al principio pretendiendo que no se presenten los inconvenientes mencionados.

Este problema es solucionado con las características de la reivindicación 1 y respectivamente mediante un procedimiento con las características de la reivindicación 13. En las reivindicaciones dependientes se encuentran formas de realización ventajosas.

Según el invento el mandril no sólo es desplazable junto con el punzón, sino que también está apoyado giratorio radialmente, es decir, paralelo a o idénticamente con el eje longitudinal del dispositivo según el invento. Mediante el flujo de material del material que fluye de la preforma por compresión éste debido a la rotación del punzón fluye no sólo axialmente, sino que el flujo de material recibe también una componente radial o tangencial. Mediante la capacidad de giro del mandril las fuerzas que actúan radialmente sobre el mandril, producidas por el material desalojado, no llevan a una sobrecarga del mandril (y dado el caso de los dientes practicados sobre él) , sino a que el mandril se mueva en dirección de las fuerzas ejercidas. Así el mandril en caso de presión muy alta siempre puede ceder, de manera que se evitan daños, como por ejemplo la rotura de dientes. Además se ha demostrado que debido al invento se reduce considerablemente el rozamiento en la dirección radial del punzón y así se producen temperaturas de conformado considerablemente más bajas que en los procedimientos convencionales, de manera que el conformado puede realizarse considerablemente más rápido y pueden ser terminadas más piezas de trabajo por hora.

El invento es explicado esquemáticamente en detalle a continuación con ayuda de los dibujos de las Figuras 1 a 13B.

La Figura 1 -muestra una vista a través del dispositivo según el invento en sección longitudinal durante la sujeción de la preforma,

la Figura 2 -muestra el dispositivo según el invento con la preforma sujeta,

la Figura 3 -muestra el dispositivo según el invento inmediatamente antes del conformado,

la Figura 4 -muestra el dispositivo según el invento con la preforma parcialmente mecanizada,

la Figura 5 -muestra el dispositivo según el invento al final del proceso de conformado,

la Figura 6 -muestra el dispositivo según el invento en la extracción de la pieza de trabajo terminada, fabricada a partir de la preforma,

la Figura 7 -muestra una preforma,

la Figura 8 -muestra una preforma parcialmente conformada,

la Figura 9 -muestra la pieza de trabajo tras el proceso de conformado,

la Figura 10 -muestra una sección transversal paralela al eje transversal z de la máquina (izquierda) a través de una parte de la preforma y de la instalación de conformado a lo largo de una línea de sección B-B y una sección a lo largo del eje longitudinal x de la máquina (derecha) ,

la Figura 11 -muestra una sección transversal paralela al eje transversal z de la máquina (izquierda) a través de una parte de la preforma y de la instalación de conformado a lo largo de una línea de sección A-A y una sección a lo largo del eje longitudinal x de la máquina (derecha) .

las Figuras 12

(A) y (B) -muestran esquemáticamente el movimiento/deformación radial y respectivamente axial de un volumen de material en el sector mostrado en la Figura 10,

las Figuras 13

(A) y (B) -muestran esquemáticamente el movimiento/deformación radial y respectivamente axial de un volumen de material en el sector mostrado en la Figura 11.

El dispositivo según el invento representado en las Figuras 1 a 6 presenta una caja de husillo principal 1 con un accionamiento de husillo. En el husillo principal está embridada una instalación de útiles 1c, que está provista de un elemento arrastrador 1d dentado frontalmente con un taladro de alojamiento para el mandril 1b y el punzón 1a.

Con el husillo principal está unido un punzón desplazable 1a, que está apoyado desplazable (axialmente) en la dirección del eje longitudinal o eje x de la máquina. Relativamente a esto la dirección perpendicular al plano del dibujo y perpendicular al eje longitudinal x de la máquina es designada también eje transversal z de la máquina. El punzón desplazable 1a es accionado en el caso normal axialmente por un cilindro hidráulico (no representado) . En el extremo del punzón 1a que está dirigido hacia un casquillo de cabezal móvil 2a previsto en un cabezal móvil 2 se encuentra un perfil 1a’, en el cual puede encajar la instalación de sujeción de útil 2a’ del casquillo de cabezal móvil 2a. De este modo la preforma 4.1 en unión del casquillo de cabezal móvil 2a y del punzón 1a es fijada y sujetada axial y radialmente, de manera que resulta una unidad, que puede ser desplazada axialmente y hecha girar radialmente sobre el eje longitudinal x de la máquina.

Con relación a la preforma 4.1 en esta situación el mandril 1b puede girar, en tanto que esté atacado por una fuerza que actúa desde fuera, como entre otras cosas es el caso si el mandril 1b presenta dentados oblicuos 1e (ver las Figuras 10 y 11) .

El mandril 1b equipado en el diámetro exterior con un perfil negativo 1b del perfil interior a formar 4a está instalado fijado axialmente y giratorio sobre el punzón desplazable 1a. En el lado del mandril 1b que está dirigido hacia la preforma 4.1 puede, en tanto que sea necesario, ser practicado un dentado frontal, que entonces mediante la presión axial mediante el punzón 1a (por ejemplo por un cilindro hidráulico) es presionado contra la pared 4b (ver Figuras 7, 8 y 9) de la preforma

4.1.

La unidad de conformado 3 está dispuesta desplazable axialmente en el centro del eje longitudinal x de la máquina, sobre el que giran los cuerpos de rodadura 3a y una jaula 3c. Los cuerpos de rodadura 3a, guiados en su jaula 3c, con el contacto con la preforma 4.1 rodean a ésta en forma de planetarios, es decir, los cuerpos de rodadura 3a durante el proceso de conformado con la jaula 3c giran alrededor... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo para fabricar o mecanizar piezas de trabajo a partir de una preforma (4.1) , con un punzón (1a) giratorio sobre un eje longitudinal (x) del dispositivo y apoyado desplazable paralelo al eje longitudinal (x) , así como con un mandril (1b) para sujetar la preforma (4.1) así como con un casquillo de cabezal móvil (2a) acoplable con el punzón

(1a) y apoyado desplazable a lo largo del eje longitudinal (x) y con una unidad de conformado (3) para conformar la preforma (4.1) , pudiendo ser la preforma (4.1) fijada y sujetada axial y radialmente en una composición del casquillo de cabezal móvil (2a) y del punzón (1a) , de manera que se forma una unidad cerrada del casquillo de cabezal móvil (2a) , la preforma 4.1, el punzón (1a) y el mandril (1b) , presentando el dispositivo un arrastrador (1d) , pudiendo la unidad ser desplazada en dirección del arrastrador (1d) , de manera que la preforma (4.1) en el

contacto con el arrastrador es presionada contra el arrastrador (1d) ,

caracterizado porque

el punzón (1a) está unido asegurado contra el giro con el arrastrador (1d) y el mandril (1b) está apoyado giratorio sobre el punzón (1a) .

2. Dispositivo según la reivindicación 1, 15 caracterizado porque

el mandril (1b) presenta una forma negativa (1e) , que corresponde a una forma positiva (4a) a configurar en la preforma (4.1) .

3. Dispositivo según una de las la reivindicaciones precedentes, caracterizado porque

el punzón (1a) está asignado a una caja de husillo principal (1) y es libremente móvil axial y tangencialmente en un 20 alojamiento de útil (1c) .

4. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque la caja de husillo principal (1) presenta un accionamiento para hacer girar y/o desplazar axialmente la preforma

(4.1) mediante el alojamiento de útil (1c) y el arrastrador (1d) dispuesto en él, que está dirigido hacia el casquillo de 25 cabezal móvil (2a) .

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el casquillo de cabezal móvil (2a) está asignado a un cabezal móvil (2) y presenta un anillo de apriete (2a”) .

6. Dispositivo según la reivindicación 5,

caracterizado porque el casquillo de cabezal móvil (2a) del cabezal móvil (2) está apoyado giratorio y/o desplazable axialmente.

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la unidad de conformado (3) presenta al menos dos cuerpos de rodadura (3a) .

8. Dispositivo según la reivindicación 7,

caracterizado porque la unidad de conformado (3) está dispuesta desplazable axialmente.

9. Dispositivo según una de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado porque el ángulo de avance del cuerpo de rodadura (3a) es variable.

10. Dispositivo según una de las reivindicaciones 7 a 9, 40 caracterizado porque

los cuerpos de rodadura (3a) están dispuestos y apoyados de manera que pueden ser accionados giratorios sobre la preforma (4.1) .

11. Procedimiento para fabricar o mecanizar piezas de trabajo a partir de una preforma (4.1) por medio de un dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, en el cual una preforma (4.1) que se encuentra sobre un mandril (1b) fijado axialmente y colocado giratorio sobre un punzón (1a) es conformada por medio de una unidad de conformado (3) , efectuándose el conformado de la preforma (4.1) mediante un flujo de material que se produce por presión entre la unidad de conformado (3) y la preforma (4.1) , en lo cual el mandril (1b) durante el conformado sigue la dirección de movimiento del material que fluye, con lo cual el flujo de material recibe una componente tangencial,

caracterizado porque

mediante el mandril (1b) apoyado giratorio sobre el punzón (1a) las tensiones de torsión son compensadas por el giro simultáneo del mandril, moviéndose el mandril (1b) en la dirección de las fuerzas ejercidas.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque el mandril (1b) durante el conformado sigue las direcciones de movimiento axiales y tangenciales del material que

fluye.

13. Procedimiento según la reivindicación 11 o 12,

caracterizado porque

antes del conformado en primer lugar la preforma (4.1) es alojada por un punzón (1a) que se desplaza hacia delante axialmente por medio de un movimiento de avance (1e) , a continuación la preforma (4.1) es presionada contra un alojamiento de útil (1c) por un casquillo de cabezal móvil (2a) que se desplaza axialmente hacia delante, de manera que se forma una unidad acoplada del mandril (1b) , el punzón (1a) , la preforma (4.1) y el casquillo de cabezal móvil (2a) .

14. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque durante el conformado la unidad acoplada sigue las direcciones de movimiento axiales y tangenciales del material

que fluye.

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado porque

el mandril (1b) mediante el dispositivo de sujeción (2a’) es arrastrado sobre el punzón (1a) contra la parte interior de la preforma (4.1) , de manera que el mandril (1b) llega a entrar en contacto directo con el sector no a deformar de la preforma (4.1) .

16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizado porque la unidad acoplada es desplazada en giro.

17. Procedimiento según una de las reivindicaciones 11 a 16, caracterizado porque la preforma (4.1) antes del conformado es sujetada no desplazable radial y axialmente con respecto al mandril (1b)

apoyado giratorio en un punzón (1a) .

18. Procedimiento según una de las reivindicaciones 11 a 17, caracterizado porque la unidad de conformado (3) presenta cilindros (3a) , que son aplicados en la preforma (4.1) a mecanizar.

19. Procedimiento según una de las reivindicaciones 11 a 18, caracterizado porque la unidad de conformado (3) bajo el apriete de los cilindros en la preforma (4.1) es movida con relación a ésta en su

dirección longitudinal (x) .