ES2330771T3 - Procedimiento para producir una variedad de piezas perfiladas de polvo. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para producir una pieza perfilada de polvo, en especial de polvo metálico, de un material pastoso que contiene un polvo, de un material fluyente que contiene un polvo o de material preprensado, que presenta: - una matriz (1) que se compone de un cuerpo base (2) y de un manguito de matriz (3) insertado en el mismo, que presenta al menos dos partes (6, 7) cilíndricas huecas dispuestas concéntricas una respecto a la otra, y forma al menos una superficie de moldeo (4) para la pieza perfilada, - al menos un macho de prensado (5) que puede penetrar en una abertura definida por el manguito de matriz (3) en una dirección de prensado (P) y puede comprimirse el material situado en el manguito de matriz (3), y - en donde están previstos medios (8), con los que al menos dos partes (6, 7) del manguito de matriz (3) puede desplazarse en la dirección de prensado (P) una con relación a la otra, caracterizado porque al menos dos partes (6, 7) del manguito de matriz (3) poseen superficies de moldeo (4) dirigidas hacia el interior, que definen el contorno exterior de la pieza en bruta a moldear, en donde la parte (6) está dispuesta fijamente en el cuerpo base (2) y dentro de la parte (7) desplazable en la dirección de prensado (P).
Description
Procedimiento para producir una variedad de
piezas perfiladas de polvo.
La invención se refiere a un dispositivo para
producir una pieza perfilada de polvo, en especial de polvo
metálico, de un material pastoso que contiene un polvo, de un
material fluyente que contiene un polvo o de material preprensado,
que comprende una matriz que se compone de un cuerpo base y de un
manguito de matriz insertado en el mismo, presenta al menos dos
partes cilíndricas huecas dispuestas concéntricas una respecto a la
otra, y forma al menos una superficie de moldeo para la pieza
perfilada, al menos un macho de prensado que puede penetrar en una
abertura definida por el manguito de matriz en una dirección de
prensado y puede comprimirse el material situado en el manguito de
matriz, y medios con los que al menos dos partes del manguito de
matriz pueden desplazarse en la dirección de prensado una con
relación a la otra. Dispositivos de este tipo se han dado a conocer
mediante los documentos JP 09176701 A, US 5.364.253 A o US 3.524.220
A y en la disposición con un manguito de matriz fijado y un macho
de prensado adicional, desplazable con relación a éste y que se
sumerge en la cámara de moldeo, mediante el documento JP 63154299
A.
Con dispositivos de la clase genérica es posible
producir piezas perfiladas de polvo metálico mediante el prensado y
el sinterizado a continuación. Es conocido usar para el prensado de
material pulveriforme herramientas de tipo troquel, que comprimen
polvo introducido en una matriz mediante un movimiento de prensado
axial. Para esto se requiere al menos un macho de prensado, que
penetra en la matriz. En este caso la matriz posee una cavidad, que
está abierta hacia el lado del macho. La abertura de matriz se
cierra mediante el macho - hasta una holgura insignificante. El
macho establece la presión necesaria para la compresión, mediante su
penetración en la cavidad de matriz.
También puede preverse que se usen varios
machos, que pueden moverse en un sentido axial. Los machos pueden
sumergirse de este modo en una matriz cerrada axialmente por un lado
o bien, en el caso de una matriz abierta axialmente en ambos
sentidos, venir desde ambos sentidos axiales. Ocasionalmente se usan
también barras de mandril continuas, que sin embargo no tienen en
principio una función de compresión, sino una función de expulsión.
Los machos pueden sumergirse también lateralmente en la matriz, para
generar entradas de moldeo u otras expresiones geométricas. Para
desmoldear la pieza perfilada se retraen estos machos que se
sumergen radialmente, hasta un punto tal que no se impida el
desmoldeado.
Normalmente la matriz se compone de un anillo de
matriz (cuerpo base de matriz) y de un casquillo o manguito de
matriz insertado en el mismo con el contorno de pieza de
trabajo.
Mediante el documento US 5.455.002 A se ha dado
a conocer prever en el extremo superior de un manguito de matriz
enterizo un rebajo de contorno, que tiene un diámetro mayor que el
taladro de paso conectado del extremo inferior de matriz. En el
taladro de paso se sumerge un contramacho para el proceso de
prensado.
Del documento WO 02/32655 A1 se conoce una
herramienta de prensado de polvo, en el que está previsto que esté
configurado de tal modo en un segmento de exprimición, que las
paredes de matriz que apuntalan el canal de exprimición se
estrechen de forma creciente. Mediante las paredes que se estrechan
en esta región se obtiene una flexibilidad paulatinamente creciente
de la herramienta, con lo que se pretende facilitar del
desmoldeado.
Según el documento DE 198 30 601 A1 se ha
previsto un dispositivo de prensado para material pulveriforme o
granulado, en el que dos matrices, cuyos lados frontales contienen
el contorno de la pieza perfilada, abarcan un ángulo mediante
guías, en donde las superficies de los lados frontales de las
matrices hacen contacto mutuo al alcanzar el contorno final de la
pieza perfilada.
Para crear piezas perfiladas con una despulla
-según se mira en la dirección de desmoldeado de la pieza perfilada-
se conoce del documento DE 195 08 952 C2 un dispositivo de prensado
con una matriz y varios machos, en donde se usa un empujador de
segmento que, mediante mecanismos correspondientes de avance y
retracción, también puede moverse durante el proceso de prensado
para la pieza perfilada después del cierre del molde de
prensado.
Para generar la presión de prensado sobre los
propios machos de prensado se conoce del documento EP 1 097 801 A1
prever un dispositivo, en el que para conseguir una clase
constructiva compacta coopera un elemento hidráulico con un
piezo-actuador.
Con ello es deseable conseguir una elevada
funcionalidad y variabilidad mediante piezas de herramienta móviles
relativamente entre ellas. Por medio de esto se crean grados de
libertad para la posibilidad de fabricación de piezas perfiladas. A
esto se opone sin embargo el requisito de una clase constructiva lo
más compacta posible del dispositivo. Cada eje de prensado
adicional exige un aumento considerable del espacio de instalación
de herramienta en el dispositivo de prensado. De este modo queda
descartado en la mayoría de los casos un reequipamiento de
dispositivos de prensado disponibles.
Por ello la invención se ha impuesto la tarea de
perfeccionar un dispositivo de la clase citada al comienzo, de tal
modo que se cree un elevado grado de libertad a la hora de fabricar
piezas perfiladas, en donde se pretende que sea posible una clase
constructiva muy compacta, que dado el caso es también adecuada para
reequipar dispositivos disponibles.
Esta tarea es resuelta conforme a la invención
por medio de que una parte de manguito de matriz está dispuesta
fijamente en el cuerpo base y dentro de otra parte de manguito de
matriz, desplazable en la dirección de prensado.
Un perfeccionamiento prevé que la parte
dispuesta fijamente en el cuerpo base haga contacto, con un
segmento de su superficie exterior cilíndrica, con la superficie
interior cilíndrica de la parte dispuesta de forma desplazable.
Los medios para desplazar al menos una parte del
manguito de matriz pueden estar configurados como sistema
hidráulico de émbolo-cilindro. El cilindro del
sistema de émbolo-cilindro está configurado de forma
preferida como anillo anular en el cuerpo base de la matriz.
Según una configuración de la invención está
previsto que un extremo del manguito de matriz esté obturado con
una placa. En este caso sólo penetra por un lado un macho de
prensado en el manguito de matriz. La placa está inmovilizada con
ello ventajosamente sobre la parte dispuesta de forma desplazable
del manguito de matriz.
El macho de prensado puede estar compuesto por
varias partes cilíndricas huecas dispuestas concéntricamente. Puede
presentar una barra dispuesta centralmente.
Con la configuración propuesta se consigue que
el manguito de matriz esté configurado con una posibilidad de
movimiento integrada, con la que puede ejercerse presión
escalonadamente sobre el polvo introducido en el manguito de
matriz. Mediante el otro eje de prensado creado conforme a la
invención aumenta la posibilidad de configuración para la
fabricación de partes de prensado de polvo.
No es necesario un aumento considerable del
espacio de instalación de herramienta del dispositivo de prensado,
de tal modo que puede hacerse posible de forma sencilla un
reequipamiento de instalaciones disponibles.
También es muy ventajoso que sólo tenga que
ejecutarse un reducido movimiento de elevación mediante el sistema
de émbolo-cilindro, para prensar piezas perfiladas.
En el caso de soluciones preconocidas debería moverse mediante un
sub-émbolo en casos comparables toda la matriz, lo que ya no es
necesario con la propuesta conforme a la invención.
Se deducen particularidades y detalles
adicionales de la invención de las reivindicaciones y de la
descripción de un ejemplo de ejecución de la invención,
representado en los dibujos. Aquí muestran:
la figura 1 una representación de principio del
prensado de polvo metálico; y
la figura 2 una representación en corte a través
de una matriz con macho de prensado implantado.
En la figura 1 se ha representado
esquemáticamente un dispositivo, con el que puede prensarse un polvo
metálico 15 para formar una pieza perfilada. El dispositivo
presenta una matriz 1, que se compone de un cuerpo base 2
cilíndrico hueco, en el que se inserta coaxialmente un manguito de
matriz 3. Para que el manguito de matriz 3 sea muy resistente
contra el desgaste, se compone de forma preferida de metal duro. El
manguito de matriz 3 define una superficie de moldeo cilíndrica 4.
En el espacio formado por esta superficie de moldeo se introduce el
polvo de metal 15. Tanto desde arriba como desde abajo pueden
introducirse después en cada caso un macho de prensado 5 en las
respectivas aberturas del manguito de matriz 3, en la dirección de
prensado P, y moverse axialmente uno hacia el otro. Con ello se
ejerce sobre el macho 5 una fuerza de prensado F_{P}, de tal modo
que se comprime el polvo 15.
Debe destacarse que el dispositivo no sólo es
adecuado para el tratamiento de pólvora. Con frecuencia se prensa
posteriormente una pieza en bruto ya premoldeada en un paso
adicional, en especial durante el prensado final con una mayor
presión, lo que es una aplicación especialmente importante del
dispositivo conforme a la invención y del procedimiento
correspondiente.
En la figura 2 se ha representado en corte una
matriz 1 junto con el macho de prensado 5. La matriz 1 presenta un
cuerpo base 2, en el que se ha insertado un manguito de matriz 3 con
dos partes. El manguito de matriz 3 se compone de las dos partes 6
y 7 configuradas de forma cilíndrica hueca. Mientras que la parte 6
está inmovilizada fijamente en el cuerpo base 2, la otra parte 7
del manguito de matriz 3 está montado de forma desplazable en la
dirección de prensado P.
Las dos partes 6 y 7 del manguito de matriz 3
poseen superficies de moldeo 4 dirigidas radialmente hacia el
interior, que definen el contorno exterior de la pieza en bruto a
moldear. La forma de la pieza en bruto se determina además mediante
una placa 12, dispuesta frontalmente sobre la parte móvil 7 del
manguito de matriz 3. Aparte de esto se obtiene su forma mediante
el macho de prensado 5 a introducir desde abajo en el manguito de
matriz 3.
El macho de prensado 5 se compone en el ejemplo
de ejecución de varios manguitos 13, 13', 13'',... dispuestos
concéntricamente, de cuya posición relativa axial se obtiene de
forma correspondiente la forma de la pieza en bruto. Los manguitos
13, 13', 13'',... están dispuestos concéntricamente con relación a
una barra 14. El macho de prensado 5 es impulsado con ello por un
elemento de movimiento no representado con la fuerza de prensado
F_{P}.
En la mitad izquierda de la imagen se muestra en
la figura 2 la parte 7 del manguito de matriz 3 desplazado hacia
arriba, mientras que en la mitad derecha de la imagen se mueve la
parte 7 hacia abajo.
Como puede verse además de esto, la parte 7
desplazable del manguito de matriz 3 con una superficie interior 10
cilíndrica circunda la superficie exterior 9 cilíndrica de la parte
6, dispuesta fijamente en el manguito de matriz 3. Las dos
superficies 9, 10 cooperantes se toleran con ello de tal modo, que
es posible una posibilidad de desplazamiento de ambas partes 6, 7,
en donde sin embargo sólo se presenta una rendija lo más reducida
posible entre ambas partes.
El movimiento de la parte 7 desplazable del
manguito de matriz 3 con relación a la parte 6 dispuesta fijamente
se realiza con medios 8, que están ejecutados como sistema
hidráulico de émbolo-cilindro. Para esto está
practicada en el cuerpo base 2 de la matriz 3 una ranura anular 11,
que sirve como cilindro para un émbolo anular 16 insertado. El
cilindro 11 está unido a dos conductos de líquidos 17 y 18, a través
de los cuales puede introducirse en la cámara cilíndrica el aceite
hidráulico regulado o controlado, para mover el émbolo 16 de forma
controlada o regulada a una posición relativa deseada con relación
al cilindro 11, con lo que la parte 7 se posiciona de forma
correspondiente.
El recorrido de desplazamiento máximo de la
parte 7 con relación a la parte 6 del manguito de matriz 3 se indica
con una x.
- 1
- Matriz
- 2
- Cuerpo base
- 3
- Manguito de matriz
- 4
- Superficie de moldeo
- 5
- Macho de prensado
- 6
- Primera parte del manguito de matriz (fija)
- 7
- Segunda parte del manguito de matriz (desplazable)
- 8
- Medio de movimiento (sistema de émbolo-cilindro)
- 9
- Superficie exterior cilíndrica
- 10
- Superficie interior cilíndrica
- 11
- Cilindro
- 12
- Placa
- 13, 13', 13''
- Partes de macho de prensado
- 14
- Barra
- 15
- Polvo
- 16
- Émbolo anular
- 17
- Conducto de líquido
- 18
- Conducto de líquido
\vskip1.000000\baselineskip
- P
- Dirección de prensado
- F_{P}
- Fuerza de prensado
- x
- Recorrido de desplazamiento
Claims (8)
1. Dispositivo para producir una pieza perfilada
de polvo, en especial de polvo metálico, de un material pastoso que
contiene un polvo, de un material fluyente que contiene un polvo o
de material preprensado, que presenta:
- -
- una matriz (1) que se compone de un cuerpo base (2) y de un manguito de matriz (3) insertado en el mismo, que presenta al menos dos partes (6, 7) cilíndricas huecas dispuestas concéntricas una respecto a la otra, y forma al menos una superficie de moldeo (4) para la pieza perfilada,
- -
- al menos un macho de prensado (5) que puede penetrar en una abertura definida por el manguito de matriz (3) en una dirección de prensado (P) y puede comprimirse el material situado en el manguito de matriz (3), y
- -
- en donde están previstos medios (8), con los que al menos dos partes (6, 7) del manguito de matriz (3) puede desplazarse en la dirección de prensado (P) una con relación a la otra,
caracterizado porque al menos dos partes
(6, 7) del manguito de matriz (3) poseen superficies de moldeo (4)
dirigidas hacia el interior, que definen el contorno exterior de la
pieza en bruta a moldear, en donde la parte (6) está dispuesta
fijamente en el cuerpo base (2) y dentro de la parte (7) desplazable
en la dirección de prensado (P).
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque la parte (6) dispuesta fijamente en el
cuerpo base (2) hace contacto, con una parte de su superficie
exterior (9) cilíndrica, con la superficie interior (10) cilíndrica
de la parte (7) dispuesta de forma desplazable.
3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque los medios (8) para desplazar al menos
una parte (7) del manguito de matriz (3) están configurados como
sistema hidráulico de émbolo-cilindro.
4. Dispositivo según la reivindicación 3,
caracterizado porque el cilindro (11) del sistema de
émbolo-cilindro está configurado como anillo anular
en el cuerpo base (2) de la matriz (1).
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 4, caracterizado porque un extremo del manguito de matriz
(3) está obturado con una placa (12).
6. Dispositivo según la reivindicación 5,
caracterizado porque la placa (12) está inmovilizada sobre la
parte (7) dispuesta de forma desplazable del manguito de matriz
(3).
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 6, caracterizado porque el macho de prensado (7) se
compone de varias partes (13, 13', 13'') cilíndricas huecas
dispuestas concéntricamente.
8. Dispositivo según la reivindicación 7,
caracterizado porque el macho de prensado (5) presenta una
barra (14) dispuesta centralmente.
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