ES2300070T3 - Cuchilla con acodado de cuchilla forjado por recalcado. - Google Patents
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Abstract
Cuchilla con acodado (18) de cuchilla forjado por recalcado, caracterizada porque la cuchilla presenta varias capas (28, 30) de material.
Description
Cuchilla con acodado de cuchilla forjado por
recalcado.
El presente invento se refiere a una cuchilla
con acodado y a un procedimiento para fabricar semejante
cuchilla.
Ya se conocen cuchillas del tipo mencionado
anteriormente y los correspondientes procedimientos de fabricación.
En el método de fabricación clásico, se forja de una pieza la
cuchilla, compuesta de hoja, acodado y espiga. Dado que hoja,
acodado y espiga presentan sensibles diferencias en sus áreas de la
sección transversal, resulta determinante, en el procedimiento de
fabricación clásico, la mayor área de la sección transversal, o sea,
normalmente la del acodado, para la selección del área de la
sección transversal de la pieza en bruto. Esta sección transversal
de la pieza en bruto ha de ser luego adecuadamente reducida para
producir la hoja de la cuchilla y la espiga de la cuchilla por
forjado (forja en estampa), lo que se ha revelado como muy costoso,
ya que, por ejemplo, las áreas de la sección transversal del acodado
y de la hoja son muy diferentes.
El documento US-PS 689.046 y el
FR-PS 694 520 describen una cuchilla y su
fabricación, forjándose por separado la hoja de la cuchilla, el
acodado de la cuchilla y la espiga de la cuchilla, dado el caso de
materiales diferentes, y seguidamente se sueldan entre sí. Se
reducen así los costes de fabricación en comparación con el método
de fabricación clásico descrito anteriormente. A causa del acabado
impreciso de los distintos componentes, condicionado por el
procedimiento, se requieren también aquí notables retoques, en
especial, en las superficies de ensamblaje para el proceso de
soldadura.
El documento
EP-A-0429035 describe una cuchilla y
su fabricación, en la que hoja de cuchilla, acodado de cuchilla y
espiga de cuchilla se fabrican asimismo separadamente y seguidamente
se sueldan entre sí. Sin embargo, en este caso no se forja el
acodado de la cuchilla, sino que se sinteriza, con lo cual es
posible un acabado más preciso del acodado y, con ello, una mejora
de la calidad superficial de las superficies de ensamblaje
necesarias para el subsiguiente proceso de soldadura. En este caso,
no se requiere normalmente retocado alguno. Evidentemente, los
distintos componentes constructivos han de ser soldados unos con
otros a continuación de su fabricación, por lo cual el número de
etapas de trabajo es muy elevado. Además, el sinterizado del acodado
es muy caro y dura comparativamente mucho.
El documento
GB-A-692 042 describe una cuchilla
con acodado de cuchilla forjado por recalcado y su fabricación.
Una misión del presente invento es crear una
cuchilla con acodado de cuchilla, que pueda fabricarse sencilla y
económicamente de un material alternativo, así como en el menor
número posible de etapas.
Esta misión se solventa según el presente
invento por medio de una cuchilla según la reivindicación 1 y según
un procedimiento según la reivindicación 13.
La cuchilla comprende según el invento un
acodado de cuchilla forjado por recalcado. Al forjar por recalcado,
no se disminuye la sección transversal de la pieza en bruto en la
zona tratada, sino que más bien se amplía, de modo que ya no
resulta decisiva la mayor área de la sección transversal, o sea el
área de la sección transversal del acodado, para la selección de la
sección transversal de la pieza en bruto. Según el invento, se puede
utilizar una pieza en bruto sensiblemente plana, cuya área de la
sección transversal corresponda a la de la hoja de la cuchilla y/o
a la de la espiga de la cuchilla. Se recalca luego esta pieza en
bruto en la región del acodado de la cuchilla a fabricar, de modo
que la pieza en bruto se repliegue allí sobre sí misma hasta que se
forme la mayor área de sección transversal para el acodado. Una
ventaja esencial consiste en que, al forjar la pieza en bruto, sólo
se ha tratar el acodado de la cuchilla, pero no la hoja de la
cuchilla ni la espiga de la cuchilla. Esto tiene la ventaja de que
se conserva el espesor del material de la espiga y de la hoja y,
por consiguiente, la calidad del acero original. También el eje
central de la pieza en bruto y su espesor de partida sólo son
afectados ligeramente por el proceso de forjado, de modo que el
resultado del tratamiento es sensiblemente más preciso. Las
diferencias de medida de una partida así como las tolerancias de
los componentes son claramente menores en comparación con el forjado
convencional. La pieza en bruto forjada, acabada con precisión,
tiene también una influencia positiva en la precisión y la calidad
de todas las etapas de tratamiento subsiguientes. Las formas de la
hoja de la cuchilla y de la espiga de la cuchilla pueden ser, por
ejemplo, sencillamente estampadas a continuación del proceso de
forjado, ya que la pieza en bruto utilizada ya presenta el área de
la sección transversal necesaria para la hoja de la cuchilla y la
espiga de la cuchilla. Una ventaja adicional consiste en que la
cuchilla, compuesta de hoja de cuchilla, acodado de cuchilla y
espiga de cuchilla, puede formarse a partir de una pieza en bruto
de una pieza, pero siendo el acabado más preciso y menos costoso en
comparación con el modo de fabricación clásico. La fabricación a
partir de una pieza en bruto de una pieza resulta ventajosa en
comparación con la fabricación a partir de varias piezas en bruto,
teniendo en cuenta que no es necesario un ensamblaje de hoja de
cuchilla, acodado de cuchilla y espiga de cuchilla. En
consecuencia, desaparecen tanto etapas de trabajo como también los
requerimientos de superficies de ensamblaje necesarias para la
soldadura.
Tal como se mencionó al principio, la hoja de la
cuchilla, el acodado de la cuchilla y la espiga de la cuchilla se
configuran preferiblemente de una pieza por las razones
aducidas.
La pieza en bruto utilizada comprende
ventajosamente varias capas de material, presentando, al menos, una
de las capas de material una dureza elevada, preferiblemente de
entre 54 y 70 HRC (dureza por ensayo Rockwell, escala C para
metales duros), mejor aún en el entorno de 66 HRC. Esa, al menos,
una capa de material de dureza elevada forma la superficie de corte
de la cuchilla acabada. Se utiliza como material para ella
preferiblemente el acero, de cuyo contenido en carbono depende la
dureza. El contenido de carbono no debería se inferior al 0,5% en
peso y, por otro lado, no debería sobrepasar el 2% en peso, ya que,
de no ser así, el acero sería demasiado frágil y, por consiguiente,
propenso a roturas. El acero puede contener además otros elementos
de aleación adicionales, como por ejemplo, manganeso, cromo,
molibdeno, vanadio o volframio. El manganeso hace el acero más
resistente y mejor forjable. El cromo aumenta asimismo la
resistencia del acero, lo hace más resistente a la abrasión por la
formación de carburos de cromo y aumenta su resistencia a la
corrosión. A partir de un contenido en cromo de alrededor de un
12%, se considera un acero como inoxidable o bien resistente al
óxido. El molibdeno aumenta la resistencia del filo de corte y la
duración del acero, especialmente en combinación con el vanadio. El
volframio finalmente eleva la resistencia, aumenta sensiblemente la
dureza y la duración del filo de corte. Gracias a la selección de
los elementos de aleación y sus proporciones, se pueden ajustar
propiedades especiales del acero. Pero dureza, resistencia del filo
de corte y propensión a las roturas ocupan, en este caso, el primer
plano, ya que esta capa de material debe formar la superficie de
corte.
La, al menos, una capa de material de dureza más
elevada se dispone preferiblemente en la región del núcleo de la
pieza en bruto y, por consiguiente, del corte de la cuchilla
fabricada posteriormente, de tal modo que la superficie de corte de
la cuchilla a fabricar se dispone centralmente. Esta capa de
material dura también se puede disponer centralmente fuera, si así
se desease. La región del núcleo comprende de forma ventajosa, al
menos, un 50% de todo el espesor de la hoja de la cuchilla o bien de
la superficie de la sección transversal de toda la hoja de la
cuchilla, de tal modo que, por ejemplo, al afilar o reafilar la
cuchilla acabada, también sea afilada efectivamente la superficie
de corte. Para que la región del núcleo se disponga lo más
centradamente posible, el número de capas de material será impar
por conveniencia.
Las restantes capas de material, que rodean
preferiblemente la región del núcleo dura, presentan preferiblemente
una dureza menor que la región del núcleo y son básicamente
inoxidables. Esto último tiene la ventaja de que el acero, que
contiene carbono, de la región del núcleo y que tiene mucha
tendencia al óxido, sea protegido de la atmósfera por dichas capas
de material inoxidables circundantes.
Las transiciones visibles de las capas de
material, por ejemplo, en la trasera de la cuchilla, en el acodado
de la cuchilla o en la hoja de la cuchilla, se decapan
preferiblemente para hacer visible el dibujo existente debido a la
multiplicidad de capas. Esto tiene básicamente motivos ópticos. El
acodado de la cuchilla forjado por recalcado presenta,
especialmente a causa del replegado de la pieza en bruto de varias
capas, un dibujo individual, que recuerda al acero damasceno.
Según el procedimiento del invento, la hoja de
la cuchilla, el acodado de la cuchilla y la espiga de la cuchilla
se hacen preferiblemente de una pieza en bruto de una pieza. De ese
modo, se puede renunciar tras el forjado a todas las operaciones de
ensamblaje. Conformando el acodado por medio del forjado por
recalcado, se asegura también, en caso de pieza en bruto de una
pieza, que el acabado sea preciso y no demasiado costoso.
La pieza en bruto se estampa preferiblemente a
partir de una chapa de varias capas, por medio de un calentamiento
de resistencias y se recalca o bien se pliega en la etapa de forjado
por recalcado en la región del acodado a realizar.
La etapa de forjado por recalcado o bien el
resultado de la etapa de forjado por recalcado depende básicamente
del recorrido del recalcado, de la velocidad de recalcado y de la
regulación de la temperatura. La temperatura es además
preferiblemente de 1.050ºC, dependiendo la temperatura del
material.
A la etapa de forja por recalcado, le sigue
preferiblemente una etapa de forja de precisión, en especial, para
tratar el relieve de los distintos contornos del recalcado de la
cuchilla. El resultado de la etapa de la forja de precisión depende
esencialmente de la velocidad del procedimiento de la herramienta
superior, del esfuerzo de compresión, del recorrido del proceso,
del tiempo de contacto y del lubrificante refrigerante empleado. La
forja de precisión del acodado preferiblemente comprende
exclusivamente una pasada.
Finalmente, el contorno de la cuchilla es
preferiblemente desbarbado o bien troquelado.
El procedimiento descrito anteriormente hace
posible un acabado muy preciso así como económico, comprendiendo el
procedimiento pocas etapas y resultando sin etapa de ensamblaje
alguna. Se reducen notablemente el consumo de energía, el empleo de
acero, la superficie y el ruido.
La pieza en bruto utilizada para el
procedimiento descrito anteriormente comprende, como se describió
antes, varias capas, preferiblemente con una capa de acero de
elevada dureza dispuesta centradamente, que deberá formar, al fin y
al cabo, la superficie de corte de la cuchilla. Para producir la
pieza en bruto, se plaquean varias capas de chapa y se laminan en
frío, de modo que se produzcan chapas a partir de las cuales se
puedan troquelar las piezas brutas.
A continuación, se describe el presente invento
con mayor precisión en relación con el dibujo. Las figuras 1 a 6
representan, en dicho dibujo, distintos resultados de etapas del
procedimiento consecutivas según una forma de realización preferida
del procedimiento según el invento.
Las figuras muestran en particular:
Figura 1 una vista en planta desde arriba de una
pieza en bruto utilizada según una forma de realización preferida
del procedimiento según el invento;
Figura 2 una vista en planta desde arriba de la
pieza en bruto representada en la figura 1, tras llevarse a cabo la
etapa de forja por recalcado según el invento;
Figura 3 una vista en planta desde arriba de la
pieza en bruto representada en la figura 2, tras llevarse a cabo la
etapa de forja de precisión;
Figura 4 una vista en planta desde arriba de la
pieza en bruto representada en la figura 3, tras llevarse a cabo
una etapa de desbarbado;
Figura 5 una vista en plante desde arriba de la
pieza de desecho, producida por medio de la etapa de desbarbado,
que se envía como chatarra de acero para la reutilización en la
instalación; y
Figura 6 una vista ampliada de la sección
transversal del acodado de la cuchilla recalcado de varias
capas.
La figura 1 muestra una pieza 10 en bruto, que
se utiliza para llevar a cabo una forma de realización preferida
del procedimiento según el invento. En el caso de la pieza 10 en
bruto, se trata de un fleje de acero de varias capas, por ejemplo,
desde tres capas hasta combinados Clad semejantes al acero
damasceno, por ejemplo, de 33 capas. La pieza 10 en bruto presenta
por el centro de su superficie transversal una capa de un acero de
elevada dureza, de 66 HRC en el presente caso. Esta capa de material
responde de aproximadamente del 50% del espesor total de la hoja de
la cuchilla o bien de la superficie de la sección transversal total
de la hoja de la cuchilla y forma la superficie de la hoja de la
cuchilla a producir.
La pieza 10 en bruto representada en la figura 1
fue troquelada a partir de una chapa grande de acero de varias
capas laminada en frío, que presenta la deseada superficie de la
sección transversal de la hoja de la cuchilla y de la espiga de la
cuchilla. Análogamente, la pieza 10 en bruto presenta también la
correspondiente superficie de la sección transversal.
La figura 2 muestra la pieza 10 en bruto
representada en la figura 1, tras llevarse a cabo la etapa de
forjado por recalcado según el invento. Como puede reconocerse, el
material de la región 12, en la que ha de configurarse el acodado
de la cuchilla a fabricar, se pliega sobre sí mismo de tal modo que
la superficie de la sección transversal de la región 12 se amplíe
de acuerdo con la superficie de sección transversal deseada del
acodado de la cuchilla. Las regiones 14 y 16, a partir de las
cuales se producirán después la hoja y la espiga de la cuchilla, no
fueron modificadas sensiblemente por la etapa de recalcado. El
recalcado tiene lugar por calentamiento de resistencias. En este
lugar, debería quedar claro que el calentamiento puede realizarse
también de otras formas.
La figura 3 muestra la pieza 10 en bruto
representada en la figura 2 después de haberse llevado a cabo una
etapa de forjado de precisión, con la cual se configuró la forma del
acodado 18 de la cuchilla en la región 12. La forja de precisión
tiene lugar realizándose una única pasada. También podrían
realizarse además, en la etapa de forjado de precisión, más de una
pasada, prefiriéndose naturalmente que la forma del acodado de la
cuchilla se pueda realizar por medio de una sola pasada
suficientemente precisa. Tal como puede reconocerse en la figura 3,
las regiones 14 y 16, a partir de las cuales se hacen la hoja de la
cuchilla y la espiga de la cuchilla, quedan también sin ser
modificadas sensiblemente durante la realización de la etapa de
forjado de precisión.
La figura 4 muestra la pieza 20 acabada, que se
conforma cuando la pieza 10 en bruto, representada en la figura 3,
ha sufrido una etapa de desbarbado. En esta etapa de desbarbado se
troquela el respectivo contorno de la hoja 22 de la cuchilla, del
acodado 18 de la cuchilla y de la espiga 24 de la cuchilla.
La figura 5 muestra finalmente la pieza 26 de
desbarbado, producida de acuerdo con la etapa de desbarbado. Tal
como puede reconocerse, en el procedimiento según el invento sólo se
produce una pequeña cantidad de desechos.
La figura 6 muestra finalmente una vista
ampliada de la sección transversal del acodado 18 recalcado de la
cuchilla de varias capas. La capa 28 de material, dispuesta
básicamente centralmente, o sea, en la región del núcleo, y de
dureza más elevada, se extiende plegada formando meandros a lo largo
del acodado 18 de la cuchilla. Responde aproximadamente del 50% de
la superficie de la sección transversal y está rodeada de otras
capas 30 de material sensiblemente más finas y asimismo plegadas,
que, por supuesto, sólo se han representado por zonas en la figura
6. Debería quedar claro que se extienden capas 30 de material a
través de todo el acodado 18 por encima y por debajo de las capa 28
de material y que discurren según la conformación del acodado 18.
Estas capas 30 de material son más blandas que la capa 28 de
material y son resistentes a la corrosión para proteger la capa 28
de material de las influencias negativas de la atmósfera. A base de
la figura 6, se puede reconocer que, por medio de un afilado
adecuado y por decapado de la superficie afilada, se puede poner de
manifiesto el dibujo individual, lo que puede ser deseable desde el
punto de vista óptico.
Debería quedar claro que la forma de realización
preferida del procedimiento según el invento descrita antes, así
como la cuchilla con el acodado de cuchilla, representado a modo de
ejemplo no es limitativo en relación con el ámbito de protección,
que queda definida por las reivindicaciones adjuntas. Más bien son
posibles modificaciones y variaciones sin abandonar el ámbito de
protección.
- 10
- Pieza en bruto
- 12
- Región
- 14
- Región
- 16
- Región
- 18
- Acodado de la cuchilla
- 20
- Pieza acabada
- 22
- Hoja de la cuchilla
- 24
- Espiga de la cuchilla
- 26
- Pieza de desbarbado
- 28
- Capa de material central
- 30
- Otras capas de material.
Claims (28)
1. Cuchilla con acodado (18) de cuchilla forjado
por recalcado, caracterizada porque la cuchilla presenta
varias capas (28, 30) de material.
2. Cuchilla según la reivindicación 1,
caracterizada porque la hoja (22) de cuchilla, el acodado
(18) de cuchilla y la espiga (24) de cuchilla se han hecho de una
pieza.
3. Cuchilla según la reivindicación 1,
caracterizada porque se trata de un acero de varias capas en
el caso de varias capas (28, 30) de material.
4. Cuchilla según la reivindicación 1 ó 3,
caracterizada porque la, al menos, una capa (28) de material
presenta una dureza elevada.
5. Cuchilla según la reivindicación 4,
caracterizada porque la dureza de dicha, al menos, una capa
(28) de material es de 54 a 70 HRC y queda preferiblemente en el
entorno de 66 HRC.
6. Cuchilla según la reivindicación 4 ó 5,
caracterizada porque, en el caso de la capa (28) de material
de dureza elevada, se trata de un acero endurecido con un contenido
en carbono de entre 0,5% y 2%.
7. Cuchilla según una de las reivindicaciones 4
a 6, caracterizada porque la, al menos, una capa (28) de
material de dureza elevada se ha dispuesto centralmente en una
región del núcleo.
8. Cuchilla según la reivindicación 7,
caracterizada porque el espesor de la región del núcleo
presenta, al menos, el 50% del espesor total de la hoja de la
cuchilla.
9. Cuchilla según una de las reivindicaciones 1
y 3 a b, caracterizada porque el número de capas (28, 30) de
material es impar.
10. Cuchilla según una de las reivindicaciones 4
a 9, caracterizada porque las demás capas (30) de material
presentan una dureza menor que la capa (28) de material de dureza
elevada.
11. Cuchilla según una de las reivindicaciones 4
a 10, caracterizada porque las demás capas (30) de material
son básicamente inoxidables.
12. Cuchilla según una de las reivindicaciones 1
y 3 a 11, caracterizada porque se decapan, al menos
parcialmente, las transiciones de capas de material visibles.
13. Procedimiento para la fabricación de una
cuchilla con acodado, habiéndose previsto para la configuración del
acodado (18) una etapa de forjado por recalcado,
caracterizado porque la pieza (10) en bruto utilizada para
la etapa de forjado por recalcado presenta varias capas (28, 30) de
material.
14. Procedimiento según la reivindicación 13,
caracterizado porque la pieza (10) en bruto utilizada para la
etapa de forjado por recalcado se calienta previamente.
15. Procedimiento según la reivindicación 14,
caracterizado porque el calentamiento de la pieza (10) en
bruto se lleva a cabo mediante calentamiento por resistencias
eléctricas.
16. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 13 a 15, caracterizado porque la pieza (10)
en bruto utilizada para la etapa de forjado por recalcado ha sido
laminada en frío.
17. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 13 a 16, caracterizado porque la pieza (10)
en bruto utilizada para la etapa de forjado por recalcado presenta,
al menos, una capa (28) de material de elevada dureza.
18. Procedimiento según la reivindicación 17,
caracterizado porque dicha, al menos, una capa (28) de
material presenta una dureza de 54 a 760 HRC, aún mejor una dureza
en el entorno de 66 HRC.
19. Procedimiento según la reivindicación 17 ó
18, caracterizado porque en el caso de dicha, al menos, una
capa (28) de material, se trata de un acero endurecido con un
contenido en carbono de entre 0,5% y 2%.
20. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 17 a 19, caracterizado porque dicha, al
menos. una capa (28) de material se ha previsto básicamente
centrada en la región del núcleo de la pieza (10) en bruto.
21. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 17 a 20, caracterizado porque las demás
capas (30) de material presentan una dureza menor que la capa (28)
de material de elevada dureza.
\newpage
22. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 17 a 21, caracterizado porque las demás
capas (30) de material son básicamente inoxidables.
23. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 13 a 22, caracterizado porque la pieza (10)
en bruto utilizada para la etapa de forjado por recalcado se
troquela.
24. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 13 a 23, caracterizado porque hoja (22) de
cuchilla, el acodado (18) de cuchilla y la espiga (24) de cuchilla
se conforman a partir de una pieza (10) en bruto de una pieza.
25. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 13 a 24, caracterizado porque, a la etapa de
recalcado, se le agrega una etapa de forjado de precisión para una
conformación adicional del acodado (18).
26. Procedimiento según la reivindicación 25,
caracterizado porque la etapa de forjado de precisión
presenta exactamente una pasada.
27. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 13 a 26, caracterizado porque el contorno de
la cuchilla se desbarba con acodado (18).
28. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 13 a 27, caracterizado porque se decapan, al
menos parcialmente, las transiciones de las capas de material
visibles.
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