ES2211509T3 - Procedimiento para deformar una pieza de tubo de metal de pared delgada. - Google Patents

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.