ES2211509T3 - Procedimiento para deformar una pieza de tubo de metal de pared delgada. - Google Patents
Procedimiento para deformar una pieza de tubo de metal de pared delgada.Info
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Abstract
Procedimiento para deformar una pieza de un tubo de metal (1) de pared delgada, que comprende los pasos de doblar la pieza de tubo (1) respecto a su eje longitudinal original y realizar a continuación hidroconformar la pieza de tubo (1) al menos en el lugar donde ha sido doblada, en el que la pieza de tubo (1), previamente a la operación de doblado, es comprimida en el lugar donde se mostrará el doblez como resultado de la operación de doblado para formar una arruga, que se extiende sustancialmente paralela al eje longitudinal del tubo (1) por el lado exterior del doblez que ha de ser formado, caracterizado porque en la operación de compresión previa a la operación de doblado, se forman arrugas longitudinales en el exterior e interior del doblez a ambos lados del plano neutro de los esfuerzos de doblado, impulsando, por consiguiente, el material de la pared de ambos lados del plano neutro más cerca del plano neutro.
Description
Procedimiento para deformar una pieza de tubo de
metal de pared delgada.
El invento se refiere a un procedimiento para
deformar una pieza de tubo de metal de pared delgada, que comprende
los pasos de doblar la pieza de tubo con respecto a su eje
longitudinal original e hidroconformar después la pieza de tubo al
menos en el lugar donde haya sido doblada de esta manera.
Un método conocido para deformar piezas de tubo
comprende lo que se conoce por hidroconformación. En este
procedimiento, la pared de la pieza de tubo es apretada contra una
pieza de molde bajo la acción de presión de agua, de manera que la
pieza de tubo adquiere su forma definitiva. La técnica de
hidroconformación es generalmente conocida y por lo tanto no
requiere aquí ninguna explicación adicional. Si la pieza de tubo
debe ser también doblada, se realiza una operación de doblado antes,
y por separado, del paso de hidroconformación, en cuyo caso la pieza
de tubo doblada adquiere entonces su forma definitiva y deseada por
medio del procedimiento de hidroconformación. De esta manera, se
pueden producir numerosas y muy complicadas formas, que son usadas
en ingeniería, por ejemplo en la industria de la automoción.
Se ha encontrado, en este método de tratamiento,
que el doblado de la pieza de tubo es una operación crítica. En
particular, si se usa un pequeño espesor de pared para la pieza de
tubo, se forman rápidamente rajas a lo largo del exterior del codo o
doblez durante la operación de doblado, mientras que se forman
arrugas en la región comprimida a lo largo del interior del doblez.
Estas arrugas ocurren en este caso en la dirección circunferencial
de la pieza de tubo, es decir, se extienden en una dirección que es
transversal respecto al eje longitudinal de la pieza de tubo. Si la
pieza de tubo doblada se somete a continuación a una operación de
hidroconformación, se ha encontrado que no pueden ser ya suprimidas
arrugas de esta naturaleza que se extienden en la dirección
circunferencial. El resultado es un producto inaceptable.
El documento
JP-61-086029-A
describe un procedimiento para deformar un tubo de metal del tipo
anteriormente mencionado, que incluye un paso de aplastamiento por
presión previo al doblado del tubo. En este paso de aplastamiento
por presión, el tubo es introducido dentro de un agujero de un
dispositivo aplastador, que tiene el mismo diámetro que el diámetro
exterior del tubo, y a continuación se introduce un macho o troquel
contra la pared del tubo en el lugar donde el tubo debe ser doblado
en el último paso de doblado. Por medio del cual, la sección del
tubo, que entra en contacto con el macho, es aplastada por presión e
impulsada en contacto contra la pared del tubo en el lado opuesto.
Después de este paso de aplastamiento por presión, el tubo es
insertado en un agujero de un dispositivo doblador de tubos de forma
tal que la parte recta de la pared del tubo, a la cual la sección
aplastada por presión de la pared del tubo ha sido llevada a hacer
contacto, es situada de forma que tope con una parte de cúspide de
forma de cresta de la superficie del borde inferior del agujero. A
continuación, se impulsa un macho a través de un agujero de la
matriz contra la sección aplastada a presión de la pared del tubo,
con lo cual el tubo es doblado a lo largo de la parte de cúspide con
forma de cresta.
En este procedimiento de técnica anterior se
afirma que se impide la generación de pliegues en la operación de
doblado, ya que las secciones de pared del tubo que están a tope con
la parte de cúspide de forma de cresta son apretadas por presión
desde ambos lados durante el procedimiento de doblado. Sin embargo,
en el paso de aplastamiento por presión, la sección de pared tiene
que ser deformada en gran medida para impulsarla a contacto apretado
con la sección de la pared del lado opuesto. De acuerdo con esto,
este procedimiento es difícilmente aplicable a tubos de paredes
delgadas.
Por lo tanto, el objeto del invento es proponer
un método mediante el cual se cause menos problemas en la producción
de piezas dobladas de tubo de pared delgada y de productos formados
usando dichas piezas de tubo. En particular, se trata de reducir el
riesgo de agrietamiento y evitar la formación de arrugas en la
dirección circunferencial.
En el procedimiento descrito en el preámbulo,
esto se consigue si a la pieza de tubo, antes de que sea doblada, se
le hace una depresión tanto en el interior como en el exterior del
doblez que debe ser formado en el lugar donde mostrará un doblez
como resultado de la operación de doblado.
Como resultado de la depresión, que incluye
impulsar el material de la pared más cerca del plano neutro de los
esfuerzos de doblado, la pieza de tubo puede ser doblada con mayor
facilidad, con el resultado de que el riesgo de agrietamiento y la
formación de arrugas en la dirección circunferencial se reducen
considerablemente. La forma definitiva de la pieza de tubo que debe
ser deformada puede ser entonces impuesta durante la siguiente
operación de hidroconformación, durante la cual puede ser eliminada
cualquier deformación que pueda haber sido impuesta en la dirección
longitudinal, o pueden producirse deformaciones adicionales. Debe
tenerse en cuenta que, sorprendentemente, se ha encontrado que
arrugas en la pared de la pieza de tubo doblada que se extienden en
la dirección longitudinal, o sea, más o menos paralelas al eje de la
pieza de tubo, ya no son visibles después de haber realizado la
hidroconformación.
El procedimiento puede ser usado para conferir
una sección transversal constante a la pieza de tubo deformada a lo
largo de su longitud, de manera que la pieza de tubo sin deformar
está provista en primer lugar de arrugas longitudinales a ambos
lados del plano neutro como resultado de la compresión y, a
continuación, después de la operación de doblado, se restaura la
sección transversal constate por medio del paso de
hidroconformación. Se ha descubierto que de esta manera se pueden
producir con éxito piezas de tubo de pared delgada con una sección
transversal constante y con un radio de curvatura relativamente
pequeño. En el pasado, la producción de piezas de tubo de esta
naturaleza causaba considerables problemas.
En una realización del procedimiento de acuerdo
con el invento, la pieza de tubo, después de la operación de
formación de depresión y antes o después de la operación de doblado,
es deformada de tal manera que al menos parte del material que forma
la pieza de tubo, cuya parte, vista en corte transversal a lo largo
de la pieza de tubo, es situada en una región entre regiones donde
se forma la depresión en la pieza de tubo, es impulsada más cerca
del centro de gravedad de la sección transversal. De esta manera se
reduce más el riesgo de agrietamiento y/o de arrugas.
Se explica a continuación el invento haciendo
referencia a un número de figuras.
La Figura 1, a-d, muestra la
producción de una pieza doblada de sección transversal constante a
partir de una pieza de tubo recta.
La Figura 2 muestra la producción de un producto
tubular de forma complicada a partir de una pieza de tubo
recta.
En la Figura 1, a, b, c y d se muestran varias
fases de la producción de la pieza doblada 4. En la figura 1a, el
número de referencia 1 indica una pieza de tubo recta que debe ser
formada para conseguir la pieza doblada 4, mostrada en la Figura
1d.
La Figura 1b muestra la pieza de tubo 1 con
sección transversal 2 después de que la pared haya sido comprimida a
ambos lados a mitad de camino a lo largo de la pieza de tubo, con el
resultado que se forman arrugas de pared en la dirección
longitudinal. La sección transversal de la pieza de tubo en la zona
de esas arrugas longitudinales está indicada con 3. Las flechas que
están dirigidas una contra otra indican en forma de diagrama la
depresión de acuerdo con el invento. Las flechas dirigidas una
contra otra en 3' indican cualquier otra deformación de la pieza de
tubo antes o después de ser doblada. La Figura 1c muestra cómo la
pieza de tubo puede ser fácilmente doblada en la zona de la pieza
adelgazada en el medio, parcialmente como resultado de la
considerable reducción en el módulo de la sección transversal en esa
zona. Como resultado, el riesgo de que se produzcan grietas o
arrugas en la dirección circunferencial es considerablemente
reducido. La forma mostrada en la Figura 1d puede ser obtenida
sometiendo al producto mostrado en la Figura 1c a una operación de
hidroconformación.
La Figura 2 muestra la producción de una pieza
con una forma más complicada. En las Figuras 2a1 y a2, se muestran
una vista frontal y una sección transversal a lo largo de una pieza
de tubo. Las Figuras 2d1 y d2 muestran una vista lateral y una
sección transversal a lo largo del producto 9 formado de esta
manera. En la zona 7, se presionan arrugas longitudinales hacia el
interior de la pieza de tubo 5, con el resultado de que se forma en
ese lugar una sección transversal de la forma señalada por 8
(compárense las Figuras 2b1 y b2). La forma mostrada en las Figuras
2c1 y c2 se obtiene mediante doblado de la pieza de tubo.
A partir de ella, la forma final 9 puede ser
obtenida mediante hidroconformación; se pueden concebir numerosas
variaciones de esta forma.
Claims (1)
1. Procedimiento para deformar una pieza de un
tubo de metal (1) de pared delgada, que comprende los pasos de
doblar la pieza de tubo (1) respecto a su eje longitudinal original
y realizar a continuación hidroconformar la pieza de tubo (1) al
menos en el lugar donde ha sido doblada, en el que la pieza de tubo
(1), previamente a la operación de doblado, es comprimida en el
lugar donde se mostrará el doblez como resultado de la operación de
doblado para formar una arruga, que se extiende sustancialmente
paralela al eje longitudinal del tubo (1) por el lado exterior del
doblez que ha de ser formado, caracterizado porque en la
operación de compresión previa a la operación de doblado, se forman
arrugas longitudinales en el exterior e interior del doblez a ambos
lados del plano neutro de los esfuerzos de doblado, impulsando, por
consiguiente, el material de la pared de ambos lados del plano
neutro más cerca del plano neutro.
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