ES2197552T3 - Maquina troqueladora y estampadora. - Google Patents

Abstract

Máquina troqueladora y estampadora con bastidor (16) de máquina, estampa (13), matriz (9) y un soporte (15) de piezas de trabajo para el alojamiento de una pieza de trabajo (1), caracterizada porque la matriz (9) está retenida en un bastidor (8) de matriz guiada de forma desplazable, que está guiada a través de un disco de control (5), desplazable con relación al soporte (15) de la pieza de trabajo en el bastidor (16) de la máquina, y la estampa (13) está conectada con un árbol de excéntrica (4), que está montado de forma giratoria en el bastidor (8) de la matriz (9), estando acoplados directamente entre sí el árbol de excéntrica (4) y el disco de control (5) y estando conectados con el árbol de accionamiento (3).

Description

Máquina troqueladora y estampadora.

La invención se refiere a una máquina troqueladora y estampadora según el preámbulo de la reivindicación 1.

Se conocen desde hace mucho tiempo máquinas troqueladoras y estampadoras en las más diferentes formas de realización. La herramienta principal de estas máquinas es una estampa, que es llevada a impacto o a perforación a alta presión contra la pieza de trabajo que se apoya, en general, en una matriz o, en cambio, adyacente a ella. En el primer caso, se habla de estampación, en el segundo caso de habla de perforación. En la perforación, se elimina el material en la forma de la estampa o bien de la matriz desde la pieza de trabajo, en la estampación se consigue una deformación plástica del material respectivo en la pieza de trabajo. Existen entretanto también formas mixtas, en las que, por ejemplo, deben formarse regiones en forma de abrazadera a partir de una superficie de la pieza de trabajo originalmente cerrada. En este caso, la región respectiva es troquelada en parte a partir de la pieza de trabajo, pero permanece conectada todavía, sin embargo, por medio de puentes con la pieza de trabajo.

Como piezas de trabajo se mecanizan con máquinas de este tipo presumiblemente metales, lo que condiciona que las fuerzas a aplicar con la estampa deben ser muy grandes. Para conseguir la deformación plástica o la separación del material.

Las fuerzas son transmitidas ahora de una manera más convencional o bien mecánicamente a través de un árbol de excéntrica o hidráulicamente sobre la estampa. Las máquinas mecánicas convencionales presentan, en general, dimensiones muy grandes, puesto que la fuerza debe ser formada y transmitida directamente en el lugar de la estampa y son adecuadas para la mecanización de piezas individuales grandes. Las máquinas hidráulicas, puesto que la formación de la presión se realiza separada de la estampa, pueden estar constituidas también más pequeñas y sin adecuadas también para la mecanización de piezas más pequeñas.

Precisamente durante la mecanización de cuerpos huecos cilíndricos se plantean ahora problemas, por una parte, en virtud de las dimensiones, en parte, muy pequeñas, de las piezas de trabajo y, por otra parte, debido a la colocación de la estampa y de la matriz, especialmente cuando la pieza de trabajo cilíndrica debe ser mecanizada a lo largo de su periferia en lugares determinados, que se encuentran con frecuencia a distancia regular.

Las máquinas mecánicas convencionales para la mecanización de piezas de trabajo desde el interior hacia el exterior no se pueden emplear para piezas de trabajo pequeñas debido a los movimientos de carrera grandes de la estampa, puesto que estos movimientos no pueden ser realizados en la región interior de la pieza de trabajo. El mismo problema se plantea en máquinas para la mecanización de las piezas de trabajo desde el exterior hacia el interior, puesto que allí la matriz no puede realizar el movimiento de carrera necesario en la región interior de la pieza de trabajo.

Por lo tanto, normalmente se emplean máquinas hidráulicas para este campo de aplicación. En este caso, la estampa de carrera corta y la matriz son guiadas, en efecto, en una guía común, pero no acopladas de manera forzada entre sí. Esto limita, entre otras cosas, la velocidad máxima de trabajo, lo que repercute de una manera especial en piezas de trabajo, en las que deben realizarse un gran número de procesos de troquelado o de estampación a lo largo de su periferia.

El cometido de la presente invención consistía en encontrar una máquina troqueladora y estampadora, que permita un troquelado o estampado rápido fiable, especialmente de piezas de trabajo huecas cilíndricas.

Este cometido se soluciona según la invención por medio de una máquina con las características según la reivindicación 1. Otras formas de realización preferidas de la máquina se deducen a partir de las características de las reivindicaciones 2 a 9.

Según la invención, se utiliza una máquina de este tipo de acuerdo con las reivindicaciones 10 y 11.

A través del acoplamiento forzado del movimiento de la matriz y de la estampa así como de las superposiciones de estos dos movimientos con relación a la pieza de trabajo a mecanizar o bien a su soporte de fijación, se consigue, durante un movimiento relativo sólo muy reducido entre la estampa y la pieza de trabajo, un efecto de troquelado o de estampación fiable y suficiente sobre la pieza de trabajo. Esto permite hacer que la estampa actúe también desde el lado interior de piezas de trabajo cilíndricas huecas con radios interiores relativamente pequeños hacia el exterior. La estampa puede ser dimensionada en este caso, sin embargo, suficientemente grande para posibilitar la transmisión de la fuerza sin peligro de rotura o de deformación también a velocidades altas de mecanización. Lo mismo se aplica también durante la mecanización de las piezas de trabajo desde el exterior, en las que la matriz está dispuesta sobre el lado interior de la pieza de trabajo y se puede dimensionar igualmente de una manera más ventajosa de tamaño suficientemente grande. A través del acoplamiento forzado de la estampa y de la matriz se consigue, además, una alta precisión de la estampación o del troquelado.

Con preferencia, el disco de control con el árbol de excéntrica está acoplado de manera ajustable en el ángulo de giro relativo con el fin de adaptar los movimientos, con respecto al soporte de la pieza de trabajo o bien a la pieza de trabajo, de una manera correspondiente a los requerimientos. La forma del disco de control se puede adaptar igualmente de una manera correspondiente a las necesidades. Así, por ejemplo, una máquina según la invención puede presentar un conjunto de discos de control diferentes, que se pueden emplear según sea necesario o de acuerdo con la aplicación.

Cuando con preferencia el accionamiento del árbol de excéntrica se realiza a través de un servoeje controlado, se pueden elevar adicionalmente la presión y la capacidad de ajuste y en sincronización con la activación de un soporte de piezas de trabajo configurado con preferencia también de forma giratoria por medio de un servomotor, se pueden realizar a altas velocidades de mecanización con alta precisión estampaciones o troquelados de piezas de trabajo cilíndricas huecas a lo largo de su periferia.

Aunque con preferencia con una máquina de este tipo se pueden mecanizar de manera especialmente ventajosa piezas de trabajo cilíndricas, la utilización no está limitada a este fin.

A continuación se explica en detalle todavía un ejemplo de realización de la presente invención con la ayuda de dibujos. En este caso

La figura 1 muestra la sección longitudinal esquemática a través de una máquina según la invención con una pieza de trabajo cilíndrica hueca, que es mecanizada con la estampa desde el lado interior.

La figura 2 muestra la sección longitudinal esquemática a través de una máquina según la invención con una pieza de trabajo cilíndrica hueca, que es mecanizada con la estampa desde el exterior; y

Las figuras 3 a) a c) muestran la vista en proyección esquemática sobre la región de trabajo de la máquina según la figura 1 en tres posiciones diferentes.

En la figura 1 se representa de forma esquemática la sección longitudinal a través de una máquina troqueladora o estampadora según la invención. La pieza de trabajo 1 a mecanizar está retenida de forma giratoria alrededor del eje A de la pieza de trabajo, en la posición representada, a través de un soporte 15 de piezas de trabajo, que está conectado con el bastidor 16 de la máquina. El árbol de excéntrica 4 es accionado por medio de un árbol de accionamiento 3, realizado, por ejemplo, como árbol cardánico. El ángulo de giro del disco de control 5 con relación al árbol de excéntrica 4 es regulable con preferencia, o bien sin escala o en etapas discretas. Este ajuste es realizado, en general, en la instalación de la máquina, pero también sería concebible un ajuste por motor controlado, que podría activarse durante el funcionamiento o en el caso de interrupciones del funcionamiento. En el ejemplo de realización representado, el árbol de excéntrica 4 está dispuesto coaxialmente con el disco de control 5, pero también sería concebible una disposición separada excéntrica.

El disco de control 5 presenta en su lado inferior una trayectoria de control en forma de una ranura circundante 6. La ranura 6 puede estar configurada, por ejemplo, como ranura circular o elíptica configurada excéntricamente con respecto al eje de giro del árbol de excéntrica o podría presentar una forma cerrada discrecional. En esta ranura 6 encaja un pivote 7, que está conectado con el carro de aproximación 2.

La aproximación del carro de aproximación 2 se puede ajustar a través de un husillo roscado 18 por un accionamiento mecánico o eléctrico 19, que está conectado fijamente con el bastidor 16 de la máquina, radialmente con respecto a la pieza de trabajo 1. Sirve para la alineación de la máquina al diámetro deseado de la pieza de trabajo o bien al diámetro de la pieza de trabajo a mecanizar.

El árbol de excéntrica 4 está montado en el bastidor 8 de la matriz, que está guiado radialmente con respecto al eje A de la pieza de trabajo de una manera desplazable en el bastidor 16 de la máquina. Durante el funcionamiento del árbol de accionamiento 3 se mueve ahora el vaivén el bastidor 8 de la matriz, de acuerdo con la configuración de la ranura 6 del disco de control 5, periódicamente en su guía, con lo que la matriz 9 dispuesta en el extremo del bastidor 8 de la matriz hace tope contra el borde de la pieza de trabajo 1 o bien se eleva desde el mismo. De acuerdo con la configuración de la ranura 6 se lleva a cabo este movimiento con un recorrido mayor o menor, en cada caso una vez por cada revolución.

En el pivote de excéntrica 17 del árbol de excéntrica 4 está dispuesta una biela motriz 10, que está conectada, por ejemplo, a través de un pivote de unión 11 con el brazo 12 de la estampa. Este brazo 12 de la estampa está dispuesto en el bastidor 8 de la matriz igualmente de forma desplazable en dirección radial con respecto al eje A de la pieza de trabajo. De esta manera, durante la rotación del árbol de excéntrica 4 se mueve también en vaivén el brazo 12 de la estampa una vez por cada revolución y por lo tanto, también la estampa 13 que está dispuesta en el extremo del brazo de la estampa.

A través de la disposición del árbol de excéntrica 4, del disco de control 5 y del pivote de excéntrica 17 se lleva a cabo un movimiento acoplado, guiado de manera forzada, tanto de la matriz 9 como también de la estampa 13, pudiendo ser muy pequeño el movimiento relativo de la estampa 13 con respecto al eje A de la pieza de trabajo de acuerdo con la forma de realización y la disposición de la ranura 6 del disco de control 5 con relación a la carrera del pivote de excéntrica 17.

De esta manera se consigue ahora que la cabeza de estampa 14 del brazo 12 de la estampa pueda ocupar prácticamente todo el espacio interior de la pieza de trabajo 1, sin que sea influenciada por ello la carrera propiamente dicha de la estampa 13, que corresponde a la carrera del pivote de excéntrica 17. Esto tiene ahora la ventaja decisiva de que el brazo 12 de la estampa puede estar configurado suficientemente rígido de acuerdo con la fuerza de troquelado o de estampación aplicada con el fin de evitar, por un lado, un daño en el funcionamiento y para realizar, por otro lado, los troquelados o estampaciones con una precisión muy alta reproducible.

Evidentemente, la disposición representada se puede emplear también para hacer que la estampa 13 actúe desde el lado exterior sobre la pieza de trabajo 1 y en este caso para llevar la matriz 9 a tope en el lado interior de la pieza de trabajo 1, como se representa en la figura 2. En principio, la estructura es la misma que se muestra en la figura 1, solamente el bastidor 8 de la matriz y el brazo 12 de la matriz están configurados de manera correspondientemente diferentes.

En las figuras 3 a) a 3 c) se representan ahora todavía de forma esquemática las vistas en proyección sobre la región de trabajo de la máquina según la invención, descrita anteriormente. La figura 3 a) muestra la posición de partida de la máquina, representada igualmente en la figura 1, en la que tanto la matriz 9 como también la estampa 13 presentan la máxima distancia con respecto a la superficie de la pieza de trabajo 1 a mecanizar. El soporte de la pieza de trabajo o bien la pieza de trabajo 1 están dispuestos en este caso fijos estacionarios con respecto al bastidor 16 de la máquina, el bastidor 8 de la matriz se encuentra en si posición más interior, es decir, en la representación sobre el lado izquierdo, y el brazo 12 de la estampa se encuentra en su posición más adelantada, es decir hacia el lado derecho.

En el caso de giro del árbol de accionamiento 3 en el sentido contrario a las agujas del reloj, éste es desplazado a través de la configuración del disco de control 5 o bien de la ranura 6 hacia la derecha hacia la pieza de trabajo 1, como se representa en la figura 3 b). La ranura 6 del disco de control 5 está colocada de tal forma que el desplazamiento es tan grande que la matriz 9 se apoya precisamente a tope con la pared exterior de la pieza de trabajo 1. Con preferencia, esta posición se alcanza ya después de un movimiento giratorio de aproximadamente 90º - 110º desde la posición de partida y se mantiene a continuación. Esto se consigue porque en este intervalo angular siguiente, la ranura 6 presenta un radio constante con relación al eje del árbol de accionamiento 3, es decir, que está configurada de forma circular concéntrica. A través del movimiento correspondiente del pivote de excéntrica 17 se ha desplazado ahora al mismo tiempo hacia la izquierda la estampa 13 sobre el brazo 12 de la estampa y la biela motriz 10 con relación al bastidor 8 de la matriz, pero se encuentra prácticamente todavía en el lugar original con relación al eje A de la pieza de trabajo. De esta manera, entre la estampa 13 y la matriz 9 ha sido preparado ya el movimiento relativo que es necesario para la mecanización de troquelado o la mecanización de estampación con la carrera necesaria de acuerdo con el par de giro aplicado.

Ya en la última región de la semi-rotación del árbol de accionamiento 3 se mueve ahora la estampa 13 hacia la izquierda también con respecto a la pieza de trabajo 1 y lleva a cabo la mecanización prevista, como se representa en la figura 3 c) en la posición después de media vuelva alrededor de 180º a partir de la posición de reposo.

Durante la rotación adicional siguiente alrededor de 180º se retorno a la posición de partida, la estampa 12 y la matriz 9 se desprenden en secuencia inversa desde la pieza de trabajo. En este caso, la pieza de trabajo 1 puede ser girada, por ejemplo, alrededor de su eje A a la siguiente posición, de acuerdo con los requerimientos de mecanización.

Si se emplea ahora con preferencia un servoeje controlado como accionamiento del árbol de accionamiento 3, el control puede activar exactamente tanto este servoeje como también la rotación del soporte 15 de la pieza de trabajo. De esta manera se pueden troquelas o estampar piezas de trabajo cilíndricas huecas desde el lado interior con exactitud muy alta y a alta velocidad de trabajo.

La forma de la ranura 6 del disco de control 5 es determinada en función de la carrera del pivote de excéntrica 17, del tipo de mecanización, del tamaño de la cabeza 14 de la estampa y de la forma de la sección transversal y de la configuración de la pieza de trabajo 1. En general, presentará una configuración simétrica de forma ovalada.

Claims (11)

1. Máquina troqueladora y estampadora con bastidor (16) de máquina, estampa (13), matriz (9) y un soporte (15) de piezas de trabajo para el alojamiento de una pieza de trabajo (1), caracterizada porque la matriz (9) está retenida en un bastidor (8) de matriz guiada de forma desplazable, que está guiada a través de un disco de control (5), desplazable con relación al soporte (15) de la pieza de trabajo en el bastidor (16) de la máquina, y la estampa (13) está conectada con un árbol de excéntrica (4), que está montado de forma giratoria en el bastidor (8) de la matriz (9), estando acoplados directamente entre sí el árbol de excéntrica (4) y el disco de control (5) y estando conectados con el árbol de accionamiento (3).

2. Máquina troqueladora y estampadora según la reivindicación 1, caracterizada porque el disco de control (5) está dispuesto directamente sobre el eje del árbol de excéntrica (4).

3. Máquina troqueladora y estampadora según la reivindicación 2, caracterizada porque el disco de control (5) está configurado ajustable en el ángulo de giro con respecto al árbol de excéntrica (4).

4. Máquina troqueladora y estampadora según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque el disco de control (5) presenta al menos una ranura (6) circundante, en la que encaja un pivote (7) del carro de aproximación (2).

5. Máquina troqueladora y estampadora según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la estampa (13) está conectada con el árbol de excéntrica (4) a través de una biela (10).

6. Máquina troqueladora y estampadora según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la estampa (13) está dispuesta en un brazo (12) de estampa guiado desplazable linealmente.

7. Máquina troqueladora y estampadora según la reivindicación 6, caracterizada porque el brazo (12) de la estampa está guiado en el bastidor (8) de la matriz.

8. Máquina troqueladora y estampadora según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el árbol de excéntrica (4) está montado en el bastidor (8) de la matriz.

9. Máquina troqueladora y estampadora según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el árbol de excéntrica (4) está conectado con un motor eléctrico, con preferencia con un servomotor NC, o un hidromotor.

10. Utilización de una máquina troqueladora y estampadora según una de las reivindicaciones 1 a 9 para la mecanización de piezas de trabajo 1 cilíndricas huecas.

11. Utilización de una máquina troqueladora y estampadora según una de las reivindicaciones 1 a 9 para la mecanización de piezas de trabajo 1 cilíndricas huecas con una estampa (13) desde el lado interior o desde el lado exterior.