BRPI0800055B1 - Lâmina de corte, estampo de corte, processo de corte de chapas metálicas e peça metálica - Google Patents

Abstract

lâmina de corte, estampo de corte, processo de corte de chapas metálicas e peça metálica. a presente invenção refere-se a uma lâmina de corte (201), particularmente para corte de chapas metálicas (203), compreendendo pelo menos uma extremidade de corte (202) dotada de uma pluralidade de recessos de corte (204) que se projetam paralelamente ao plano longitudinal da lâmina de corte (201). descreve-se também um estampo de corte (200), particularmente para corte de chapas metálicas (203), compreendendo pelo menos uma lâmina de corte (201) de acordo com o acima mencionado. descreve-se ainda um processo de corte de chapa metálica compreendendo as etapas de colocação de uma bobina de chapa metálica (203) em uma desbobinadeira; acoplamento de uma ferramenta de corte à desbobinadeira; acionamento da desbobinadeira para desenrolar a bobina de chapa metálica (203); e acionamento da ferramenta de corte para cortar as chapas metálicas (203), sendo que a ferramenta de corte compreende pelo menos um estampo de corte (200) conforme acima mencionado. descreve-se ainda uma peça metálica (300) obtida de acordo com o processo acima mencionado, compreendendo pelo menos uma extremidade entrelaçável (301).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para LÂMINA DE CORTE, ESTAMPO DE CORTE, PROCESSO DE CORTE DE CHAPAS METÁLICAS E PEÇA METÁLICA.

A presente invenção refere-se a uma lâmina de corte de chapas metálicas utilizadas na produção de peças de veículos automotores. Mais particularmente, a invenção refere-se a uma nova disposição de uma lâmina de corte de chapa metálica que permite uma economia e otimização de matéria-prima, reduzindo os custos envolvidos em um processo produtivo de veículos automotores.

A presente invenção refere-se também a um estampo de corte que compreende pelo menos uma lâmina de corte acima mencionada, sendo que a lâmina de corte pode ser representada por uma matriz de corte ou um punção de corte do dito estampo de corte.

A presente invenção refere-se também a um processo de corte 15 de chapa metálica que utiliza em uma de suas etapas o estampo de corte acima mencionado.

A presente invenção refere-se ainda a uma peça metálica obtida pelo processo acima mencionado.

Descrição do Estado da Técnica

Um dos principais desafios enfrentados atualmente pela indústria de veículos automotores consiste na redução dé custos do processo produtivo. Assim, dentre as diversas maneiras para se obter tal redução de custos, déstaca-se a economia de matéria-prima como as chapas metálicas utilizadas na produção de partes de veículos automotores como, por exem25 pio, chassis e portas. Evidentemente, tal economia não deve comprometer a confiabilidade e a qualidade final do produto e, além disso, também não deve envolver dispositivos, aparatos ou métodos difíceis de se implementar e/ou que sejam de alto custo.

Atualmente, no processo de produção de veículos automotores, as chapas metálicas são cortadas, inicialmente, de uma maneira retilínea, isto é, sem curvas e/ou recessos. As chapas metálicas cortadas são denominadas peças metálicas. O termo extremidade pode ser entendido como a borda da peça metálica, ou seja, se, por exemplo, a peça metálica tem um formato retangular, tal peça compreende quatro extremidades ou lados. Estas extremidades de peças metálicas são utilizadas em uma etapa posterior do processo produtivo, para serem associadas entre si e formarem um 5 conjunto de peças que dão forma ao veículo automotor. Assim, para que esta associação seja possível, é necessário que uma determinada porção da peça metálica seja reservada e destinada para este fim, sendo que tal porção compreende pelo menos uma extremidade retilínea capaz de se juntar a uma outra extremidade retilínea de outra peça metálica.

Nas figuras 1 e 2, pode-se observar uma extremidade de corte retilíneo 101 de uma matriz de corte retilíneo 100. A matriz de corte retilíneo 100, compreendido por um estampo de corte, é uma lâmina metálica que permite o corte das chapas metálicas em segmentos menores ou peças metálicas.

Por outro lado, um corte da extremidade de forma não-retilínea,

se feito adequadamente para a aplicação em uma linha de produção de veículos automotores, permite uma economia de matéria-prima (chapa metálica) e redução de custos.

Até o presente momento não é conhecida uma maneira para 20 prover um tipo de corte de extremidade (de chapa metálica) com formato não retilíneo, que seja simples, econômica, fácil de ser implementada e que seja ainda adequada para aplicação em uma linha de produção de veículos automotores, ou seja, para uma produção em larga escala e grandes quantidades em um tempo relativamente curto.

Os documentos US 2,330,207 e FR 2810265 referem-se a métodos de produção de peças metálicas utilizadas para confecção de recipientes em geral. Tais metodologias descritas nestes documentos consistem em realizar um corte nas extremidades (bordas) das peças metálicas, em porções espaçadas e seriadas, com a finalidade de permitir um encaixe entre as 30 referidas extremidades, facilitando a associação. Assim, este encaixe é do tipo macho-fêmea e pode ser utilizado para a fabricação, por exemplo, de corpos de latas. Os documentos estendem o formato das porções de corte para diversos tipos geométricos, desde que se possibilite o encaixe desejado. No entanto, em nenhum dos documentos US 2,330,207 ou FR 2810265, é mencionado algum objetivo relacionado com a economia de matéria-prima utilizada, redução de custos e nem a utilização de lâminas de corte como um 5 punção ou matriz de corte. Adicionalmente, não foi descrita nenhuma aplicação no campo automobilístico.

Os documentos JP 61144225 e JP 2034228 referem-se a processos de corte utilizados para a obtenção de segmentos individuais no formato quadrado chanfrado ou no formato circular. No caso do documento JP 10 61144225, o aparato utilizado permite um corte simétrico curvilíneo nas extremidades (bordas) de uma chapa metálica retangular e no caso do documento JP 2034228, o aparato permite um corte simétrico em formato de V nas extremidades de uma chapa metálica retangular, além do corte curvilíneo já mencionado. Nos casos, o processo é realizado de uma maneira con15 tínua e progressiva, ou seja, as etapas de corte são executadas à medida que a chapa metálica se desloca na parte interna da máquina. Apesar dos documentos JP 61144225 e JP 2034228 terem como objetivo a economia de matéria-prima utilizada em um processo de corte de chapas metálicas, os aparatos descritos são complexos e envolvem um alto custo de desenvolvi20 mento, obtenção e/ou implementação, sendo que não são adequados para aplicação em uma linha de produção para veículos automotores.

O documento US 5,421,185 revela um aparato e método para cortar as bordas de uma chapa metálica em segmentos curvilíneos. O aparato compreende uma cabeça de corte capaz de rotacionar em torno de um 25 eixo vertical e também capaz de se mover em uma direção lateral, perpendicularmente ao movimento axial da chapa metálica. Os movimentos da cabeça de corte são possíveis através de sinais enviados por um controlador, permitindo assim, o corte curvilíneo das bordas da chapa metálica. As chapas cortadas são utilizadas para a produção de cotovelos de tubos e dutos 30 metálicos, ou seja, uma aplicação totalmente diferente da produção para veículos automotores, com objetivos não relacionados à economia de matéria-prima. Além disso, mais uma vez, o aparato descrito neste documento é

complexo e envolve um alto custo de desenvolvimento, obtenção e/ou implementação.

O documento US 4,047,457 descreve um aparato que permite o corte de uma chapa metálica em qualquer formato bidimensional. O referido 5 aparato é dotado de uma ferramenta de corte capaz de se mover nas direções horizontais x e y, além de uma direção angular â. Estes parâmetros (x,y e â) são controlados por um computador devidamente programado para se obter o formato de corte desejado da chapa metálica. Este documento não menciona como objetivo a utilização de nenhum tipo de corte específico ob10 jetivando a economia de matéria-prima. Novamente, o aparato descrito neste documento apresenta uma alta complexidade e envolve um alto custo de desenvolvimento, obtenção e/ou implementação.

Assim, nenhum documento revela o conceito de corte das extremidades (bordas) das chapas metálicas em um formato não retilíneo atra15 vés da utilização de um aparato/dispositivo/equipamento adequado para um processo produtivo para veículos automotores que seja de custo baixo, simples e fácil de implementar, objetivando a economia e otimização de matériaprima (chapa metálica) e a redução de custos.

Objetivos da Invenção

Um primeiro objetivo da presente invenção é propor uma lâmina de corte capaz de cortar uma chapa metálica em segmentos menores utilizáveis na produção de partes de veículos automotores, de maneira a prover economia de matéria-prima (chapa metálica).

Um segundo objetivo da presente invenção é propor uma ferra25 menta de corte equipado com a lâmina de corte acima mencionada.

Um terceiro objetivo da presente invenção é propor um processo que utiliza em uma de suas etapas a ferramenta de corte acima mencionada.

Um quarto objetivo da presente invenção é propor uma peça metálica obtida pelo processo acima mencionado.

Breve Descrição da Invenção

O primeiro objetivo da presente invenção é alcançado através da provisão de uma lâmina de corte, particularmente para corte de chapas me-

tálicas, compreendendo pelo menos uma extremidade de corte dotada de uma pluralidade de recessos de corte que se projetam paralelamente ao plano longitudinal da lâmina de corte.

O segundo objetivo da presente invenção é alcançado por um estampo de corte, particularmente para corte de chapas metálicas, compreendendo pelo menos uma lâmina de corte de acordo com o acima mencionado.

O terceiro objetivo da presente invenção é alcançado por um processo de corte de chapa metálica compreendendo as etapas de colocação de 10 uma bobina de chapa metálica em uma desbobinadeira; acoplamento de uma ferramenta de corte à desbobinadeira; acionamento da desbobinadeira para desenrolar a bobina de chapa metálica; e acionamento da ferramenta de corte para cortar as chapas metálicas, sendo que a ferramenta de corte compreende pelo menos um estampo de corte conforme acima mencionado.

O quarto objetivo da presente invenção é alcançado por uma peça metálica obtida de acordo com o processo acima mencionado, compreendendo pelo menos uma extremidade entrelaçável.

Descrição Resumida dos Desenhos

A presente invenção será descrita a seguir em maiores detalhes, 20 com referência aos desenhos anexos, nos quais:

figura 1 - representa uma vista em perspectiva de uma lâmina de corte do estado da técnica:

figura 2 - representa uma vista em perspectiva de um detalhe da lâmina de corte ilustrada na figura 1 (estado da técnica);

figura 3 - representa uma vista em perspectiva de uma lâmina de corte, objeto da presente invenção;

figura 4 - representa uma vista em perspectiva de um detalhe da lâmina de corte ilustrada na figura 3;

figura 5 - representa uma comparação entre o tipo de corte con30 vencional retilíneo e o tipo de corte de chapas metálicas proposto pela presente invenção;

figura 6 - representa uma vista superior de uma peça metálica,

objeto da presente invenção, destacando o formato de linha de corte;

figura 7 - representa uma vista em perspectiva de uma parte do chassi de um veículo utilizando uma peça metálica obtida pelo processo proposto pela presente invenção.

Descrição Detalhada das Figuras

O estampo de corte 200, objeto da presente invenção, está ilustrado na figura 3. Este estampo de corte 200 é, preferencialmente, utilizado para cortar chapas metálicas 203 em porções menores como, por exemplo, peças metálicas 300 para fabricação de partes de chassis de veículos auto10 motores. Evidentemente, tais peças metálicas 300 poderíam ser utilizadas na fabricação de partes de diversos equipamentos, aparatos, dispositivos, veículos de transporte, gabinetes etc. O material metálico pode compreender alumínio, cobre, ferro, zinco ou qualquer metal que seja adequado para a aplicação. Preferencialmente, a chapa metálica 203 é composta de aço utili15 zável em chassis de veículos automotores.

Em linhas gerais, o estampo de corte 200 é uma ferramenta de corte ativada por prensas capaz de produzir peças metálicas 300 de diferentes formatos a partir da chapa metálica 203. O estampo de corte 200 compreende duas porções básicas: uma superior, onde o punção de corte está dis20 posto, e uma inferior, onde a matriz de corte é disposta. O punção de corte pressiona a chapa contra á matriz de corte produzindo a peça metálica 203.

Na presente invenção, o estampo de corte 200 compreende pelo menos uma lâmina de corte 201 que pode ser representada pela matriz de corte ou pelo punção de corte acima mencionados. Tal lâmina de corte 201 é 25 dotada de pelo menos uma extremidade de corte 202 que, caso a lâmina de corte 201 seja de um formato substancialmente retangular, representa um dos lados (ou parede) do retângulo. Caso a lâmina de corte 201 seja, por exemplo, substancialmente circular ou elíptica, a extremidade de corte 202 representa a parede da circunferência ou elipse externa. A forma geométrica 30 da lâmina de corte 201 em si pode ser regular ou irregular.

A chapa metálica 203 é, preferencialmente, proveniente de uma bobina metálica. Desta forma, a chapa metálica 203 tem um formato retan-

guiar, embora, tal formato não seja obrigatório, podendo ser, qualquer formato geométrico, regular ou irregular.

A extremidade de corte 202 é dotada de uma pluralidade de recessos de corte 204 que se projetam paralelamente ao plano longitudinal da 5 lâmina de corte 201, conforme ilustrado pela figura 4. O plano longitudinal é o plano visualizado em uma vista superior da lâmina de corte 201. Preferencialmente, a lâmina de corte 201 compreende uma pluralidade de recessos de corte 204 côncavos dispostos ao longo da extremidade de corte 202, sendo que cada recesso de corte 204 se repete periodicamente ao longo da 10 extremidade de corte 202, como uma senóide. Evidentemente, o formato do recesso de corte 204 pode ser um outro formato geométrico qualquer, regular ou irregular, periódico ou não periódico. Por exemplo, a extremidade de corte 202 podería compreender uma configuração dente de serra ou um formato similar a um sinal de onda retangular.

A grande vantagem da utilização destas lâminas de corte 201 compreendendo extremidades de corte 202 dotada de recessos de corte 204 em relação às lâminas de cortes convencionais compreendendo apenas extremidades retilíneas é na economia e otimização de matéria-prima (chapa) e, consequente redução de custos no processo de corte (produção) da cha20 pa metálica 203.

Tal processo de corte desta chapa metálica 203 compreende as etapas de:

- colocação de uma bobina de chapa metálica 203 em uma desbobinadeira;

- acoplamento do estampo de corte 200 à desbobinadeira;

- acionamento da desbobinadeira para desenrolar a bobina de chapa metálica 203; e

- acionamento do estampo de corte 200.

Nesta última etapa, são obtidas as peças metálicas 300 que 30 compreendem pelo menos uma extremidade entrelaçável 301 dotada de uma pluralidade de recessos de associação 302, do mesmo formato do recesso de corte 204 da lâmina de corte 201, que se projeta paralelamente ao

plano longitudinal da peça metálica 300. O plano longitudinal é o plano visualizado em uma vista superior da peça metálica 300.

Assim, evidentemente o formato da extremidade entrelaçável 301 da peça metálica 300 é similar ao formato da extremidade de corte 202 5 da lâmina de corte 201, sendo que, o formato do recesso de associação 302 da peça metálica 300 é, preferencialmente, côncavo.

Desta maneira, a peça metálica 300 compreende uma pluralidade de recessos de associação 302 dispostos ao longo da extremidade éntrelaçável 301. Porém, tal recesso de associação 302 pode ter um formato ge10 ométrico qualquer, regular ou irregular, desde que permita uma associação adequada entre as peças metálicas 300.

Da mesma forma, o formato substancial da peça metálica 300 em si pode ser retangular, circular ou quaisquer outros formatos geométricos, regulares ou irregulares.

Em uma etapa posterior do processo produtivo, a extremidade entrelaçável 301 de uma peça metálica 300 se associa à extremidade entrelaçável 301 de outra peça metálica 300 através de um método adequado como, por exemplo, através de soldagem. Para que esta associação seja possível, é necessária a alocação de uma determinada área da peça metáli20 ca 300 (na extremidade) para realizar a junção com outra peça metálica 300, que, por sua vez, também necessita da alocação de uma área equivalente em sua extremidade entrelaçável 301. Em um corte retilíneo (figura 5), esta área é representada por uma região retangular compreendendo a extremidade retilínea 501 da peça metálica do estado da técnica 500. Supondo que 25 esta região retangular tenha lados de comprimentos a e b, sendo que a é o comprimento da extremidade e b é a largura necessária que garante a qualidade da associação entre as chapas, é fácil concluir que a área desta região é a x b.

No entanto, constatou-se que esta área está sobredimensiona30 da, ou seja, pode-se juntar as peças metálicas, utilizando-se de uma área menor de associação, sem comprometer o resultado e a qualidade final.

Após estudos e análises, concluiu-se que a região retangular da

peça metálica pode apresentar porções vazadas, como recessos, diminuindo-se a área necessária para a associação das peças metálicas, desde que a porção que contorna os recessos atinja a largura b. Tal porção representa a extremidade da peça metálica. Desta forma, pode-se afirmar que esta no5 va extremidade é entrelaçável, ao contrário da extremidade retilínea 501 da peça metálica do estado da técnica 500.

A figura 6 ilustra as linhas de corte 206 da chapa metálica 203 da bobina. Tais linhas de corte 206 se assemelham a um sinal de onda quadrada periódica. No processo de corte descrito antèriormente, o corte provi10 do pela lâmina de corte 201 ocorre exatamente nestas linhas de corte 206, sendo que a peça metálica 300 obtida apresenta duas extremidades entrelaçáveis 301 dotadas de recessos de associação 302.

A figura 7 ilustra partes de veículos automotores, já estampados, produzidas através das peças metálicas 300 obtidas pelo processo de corte 15 descrito anteriormente.

Os dados da tabela abaixo foram obtidos a partir da medição de

matéria-prima (chapa metálica) economizada e da redução de custos resul tante, devido à esta economia:

Quantidade de peças	Modelo do veículo automotor	Quantidade de chapa economizada (Kg)	Redução de custos (R$)
17	A	111,197,15	232,606,00
B	28,193,70	58,977,00
C	115,880,51	239,397,00
D	66,156,77	136,673,00
E	19,05	38,67
F	49,173,98	102,160,00
G	3,209,78	6,068,00
H	9,178,53	17,934,00
I	9,348,44	18,074,00
J	5,281,93	11,399,00
K	18,855,87	35,676,00
TOTAL ANUAL	416,495,71	859,002,67

Desta forma, fica evidente a economia de matéria-prima e redução de custos conseqüentes da utilização das peças metálicas providas pela lâmina de corte 201, do estampo de corte 200 e do processo de corte revelados nesta invenção.

Tendo sido descrito um exemplo de concretização preferido, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações apensas, onde são incluídos os possíveis equivalentes.

Claims (15)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Lâmina de corte (201), particularmente para corte de chapas metálicas (203), caracterizada pelo fato de que compreende pelo menos uma extremidade de corte (202) dotada de uma pluralidade de recessos de corte (204) que se projetam paralelamente ao plano longitudinal da lâmina de corte (201).
2. 2. Lâmina de corte (201) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os recessos de corte (204) são côncavos.
3. 3. Lâmina de corte (201) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os recessos de corte (204) são de um formato geométrico regular ou irregular.
4. 4. Lâmina de corte (201) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que é um formato geométrico regular ou irregular.
5. 5. Estampo de corte (200), particularmente para corte de chapas metálicas (203), compreendendo pelo menos uma lâmina de corte (201) como definida nas reivindicações de 1 a 4.
6. 6. Estampo de corte (200) de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a lâmina de corte (201) é uma matriz de corte.
7. 7. Estampo de corte (200) de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a lâmina de corte (201) é um punção de corte.
8. 8. Processo de corte de chapa metálica compreendendo as etapas de:

   - colocação de uma bobina de chapa metálica (203) em uma desbobinadeira;

   - acoplamento de uma ferramenta de corte à desbobinadeira;

   - acionamento da desbobinadeira para desenrolar a bobina de chapa metálica (203); e

   - acionamento da ferramenta de corte para cortar as chapas metálicas (203) caracterizado pelo fato de que a ferramenta de corte compreende pelo menos um estampo de corte (200) conforme definido pelas reivindicações 5 a 7.
9. 9. Peça metálica (300) obtida de acordo com o processo como definido pela reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que compreende pelo menos uma extremidade entrelaçável (301).
10. 10. Peça metálica (300) de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que a extremidade entrelaçável (301) compreende uma

    5 pluralidade de recessos de associação (302) que se projetam paralelamente ao plano longitudinal da peça metálica (203).
11. 11. Peça metálica (300) de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que os recessos de associação (302) são côncavos.
12. 12. Peça metálica (300) de acordo com a reivindicação 10, ca10 racterizada pelo fato de que os recessos de associação (302) são de um formato geométrico regular ou irregular.
13. 13. Peça metálica (300) de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que é de um formato geométrico regular ou irregular.
14. 14. Peça metálica (300) de acordo com a reivindicação 13, ca-
15. 15 racterizada pelo fato de que é substancialmente retangular.