ES2927084T3 - Herramienta compuesta y procedimiento de fabricación de un componente de chapa - Google Patents

Abstract

La invención se refiere en particular a una herramienta compuesta para producir un componente de chapa plana (K), que tiene una primera estructura (O) que tiene un troquel de embutición (1) y una segunda estructura (U) que tiene un punzón de embutición (2), en la que al menos la primera estructura (O) o la segunda estructura (U) es al menos parcialmente ajustable en traslación y en la segunda estructura (U) además del punzón de dibujo (2) hay al menos un portapiezas (3) que es ajustable en traslación con respecto al punzón de embutición (2) para sujetar la matriz de embutición (1º) y el punzón de embutición (2) para presionar uno contra el otro y formar el componente de chapa (K) a partir de una pieza en bruto de chapa (K') situado entre la matriz de embutición (1) y el punzón de embutición (2) y diseñado como una única pieza bruta mediante embutición. El soporte de chapa (3) está diseñado para sujetar un borde exterior de la pieza en bruto de chapa (K') que se va a dibujar en el soporte de chapa (3). Además, se prevé que - el troquel de embutición (1) de la primera estructura (O) esté diseñado en al menos dos partes, con un troquel interior (1A) y un troquel exterior (1B), el troquel interior (1A) y el troquel exterior (1B) de la primera estructura (O) son ajustables entre sí, y - el troquel exterior (1B) y el soporte de chapa (3), que es ajustable en traslación con respecto al punzón de estirado (2), uno frente al otro y están configurados, al presionar el troquel de trefilado de dos partes (1) y el punzón de trefilado (2) uno contra el otro para sostener una pieza de desecho (A) de la hoja de metal en bruto (K ') entre ellos, que con la presión de la matriz de embutición (1) y el punzón de embutición (2) uno contra el otro en el borde exterior de la pieza bruta de chapa embutida (K') se separa. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Herramienta compuesta y procedimiento de fabricación de un componente de chapa

La invención se refiere a una herramienta compuesta según el preámbulo de la reivindicación 1 y a un procedimiento de fabricación según el preámbulo de la reivindicación 15. Dicha herramienta compuesta y un correspondiente procedimiento de fabricación se conocen por el documento WO 2008/025387 A1.

Las herramientas compuestas y, en particular, las herramientas compuestas integrales en general se caracterizan por el hecho de que se llevan a cabo al menos dos procedimientos de mecanizado tecnológicamente diferentes en una herramienta y en una carrera de prensado. En otras palabras, se integran varias operaciones o funciones en una sola herramienta o etapa de mecanizado. Hasta ahora, las herramientas compuestas se han utilizado principalmente para componentes geométricamente sencillos que, por regla general, se fabrican a partir de una tira de chapa. En la fabricación de componentes de chapa más grandes y complejos, por ejemplo, componentes de carrocería, a partir de piezas en bruto de chapa, por ejemplo, en forma de planchas individuales, no es habitual el uso de herramientas compuestas integrales.

Las piezas de chapa de carrocería se fabrican por regla general en una secuencia de operaciones de embutición, recorte, perforación y conformación final en varias herramientas o etapas de herramienta. El conformado final puede ser, en particular, una operación de plegado. Normalmente, la embutición de la forma básica del componente a partir de una chapa plana en bruto es la primera operación del proceso de fabricación con herramientas de línea o de transferencia.

La embutición suele ser un proceso de embutición profunda, de estiramiento o un proceso combinado en una herramienta. A continuación, en operaciones independientes de la embutición, se llevan a cabo las etapas posteriores, como el punzonado, el corte y la conformación final.

Los procesos de corte más habituales en las piezas de chapa de carrocería son, por ejemplo, los procesos de corte por cizalla:

- Punzonado: para crear un contorno interior cerrado en la pieza de trabajo

- Recorte: en este sentido, el borde exterior de embutición se corta para crear el contorno exterior del componente, o un contorno exterior provisional que se mecaniza en una operación posterior.

- Otros procesos de corte que no son relevantes para la presente invención son, por ejemplo, el entallado o el cajeado.

También se entienden como conformación posterior o conformación final las operaciones de conformación que se realizan en su mayoría en la última etapa de utillaje. Un proceso de postformado o de conformación final es el plegado. A este respecto, se "dobla" el borde de la pieza de chapa embutida y recortada unos 90°. Los bordes plegados de las piezas de chapa se utilizan, por ejemplo, como bridas de unión o como preforma para una operación de rebordeado o dobladillo de rodillo en la obra gruesa, donde la pieza individual se une con otras para formar un conjunto. El plegado se efectúa generalmente en la última operación.

La figura 16A muestra de forma esquemática una secuencia de operaciones conocida por el estado de la técnica de embutición-corte-plegado en un componente de carrocería K. En primer lugar, se efectúa una embutición del componente de carrocería K a partir de una chapa en bruto K' (1.), antes de que se recorte en una herramienta independiente (2.) y se pliegue una sección marginal Ka (3.). Por diversas razones, puede ser ventajoso "apretar" la sección marginal Ka, es decir, preformar la forma del borde plegado en la embutición hasta una determinada profundidad. Esto se ilustra con más detalle con ayuda de la figura 16B. Las figuras 16A y 16B muestran en cada caso en este sentido el caso sencillo en el que todas las operaciones pueden realizarse en la dirección de trabajo de una prensa. A este respecto, un elemento de herramienta (barra de plegado) pasa por delante de la sección marginar que se ha de plegar y, a este respecto, la pliega hacia abajo.

Otras variantes de postconformado o conformado final son, por ejemplo, el reembutido o el calibrado. A este respecto, se actúa por zonas sobre un componente ya formado para influir localmente en su geometría. En este sentido, por ejemplo, se practican relieves o se reducen radios.

Además, se conoce una combinación de recorte y plegado en una herramienta de seguimiento sobre un componente embutido en una primera herramienta, sirviendo la cuchilla de corte (con una barra de corte) al mismo tiempo como barra de plegado. Esto se muestra esquemáticamente en las figuras 17A a 17C.

Partiendo del estado de la técnica anteriormente expuesto, la invención se basa en el objetivo de lograr una reducción del número total de herramientas necesarias para la fabricación de un componente de chapa y, de este modo, una reducción de los costes de los recursos operativos, así como de los tiempos de desarrollo y aprovisionamiento, y acortar las cadenas de procesos.

Este objetivo se consigue con una herramienta compuesta de la reivindicación 1, así como con un procedimiento de fabricación de la reivindicación 15.

De acuerdo con un primer aspecto de la invención, se propone una herramienta compuesta para la fabricación de un componente de chapa plana con una primera estructura que presenta una matriz de embutición (en adelante también abreviada como "matriz") y una segunda estructura que presenta un punzón de embutición (en adelante también abreviado como "punzón"). Al menos la primera estructura o la segunda estructura se puede ajustar, al menos parcialmente, de forma translacional para presionar la matriz y el punzón uno contra el otro y conformar así el componente de chapa a partir de una pieza en bruto de chapa configurada como plancha individual y situada entre la matriz y el punzón mediante embutición, es decir, mediante una operación de embutición, y fabricación de una pieza embutida. Para ello, adicionalmente al punzón, se prevé en la segunda estructura al menos un soporte de chapa que es translacionalmente ajustable con respecto al punzón. Además, de acuerdo con la invención, está previsto que

- la matriz de la primera estructura de al menos dos piezas esté realizada con una matriz interior y una matriz exterior, pudiendo ajustarse entre sí la matriz interior y la matriz exterior en la primera estructura, y

- la matriz exterior y el soporte de chapa, regulable en traslación con respecto al punzón, se sitúen uno frente al otro y estén preparados para mantener entre sí, cuando la matriz de dos piezas y el punzón se presionan uno contra el otro, una pieza de desecho de la chapa en bruto que se corta en un borde exterior de la chapa en bruto embutida -o de la pieza embutida fabricada a partir de la chapa en bruto- cuando la matriz y el punzón se presionan uno contra el otro.

De este modo, cuando la matriz de al menos dos piezas y el punzón se presionan entre sí, se efectúa, adicionalmente a la embutición de la chapa (en una primera fase de ajuste de las estructuras primera y segunda) un recorte marginal (en al menos una segunda fase de ajuste posterior). En este sentido, el soporte de chapa ajustable por traslación, en interacción con la matriz de al menos dos piezas, asegura la posición definida y la alineación de la pieza de desecho que se ha de cortar y, gracias a su ajustabilidad con respecto al punzón, garantiza la integración de una operación de recorte en la carrera de la prensa. En lo sucesivo, por "presionar la matriz de dos piezas y el punzón uno contra el otro" se entiende, en particular, que la matriz de dos piezas y el punzón se desplazan uno hacia el otro bajo el efecto de una fuerza de ajuste aplicada por una prensa (equipada con la herramienta compuesta) y no se efectúa un verdadero prensado de al menos una pieza de la matriz de al menos dos piezas contra el punzón hasta el final temporal de la operación de embutición. "Al presionar la matriz y el punzón de dos piezas uno contra el otro" y, por lo tanto, acompañando el desplazamiento para el verdadero y posterior prensado de la matriz (de embutición) y el punzón (de embutición), por ejemplo, inicialmente solo se "presiona", en sentido propio, la matriz exterior contra el soporte de chapa. En particular, se incluye que, durante toda la operación de embutición, la matriz exterior se presiona contra el soporte de chapa y un prensado de la matriz interior contra el punzón solo tiene lugar al final de la operación de embutición.

Que la matriz interior y las matrices exteriores de la primera estructura sean ajustables relativamente entre sí incluye tanto que la matriz interior sea ajustable con respecto a la matriz exterior, como que la matriz exterior sea ajustable con respecto a la matriz interior. Gracias a la posibilidad de ajustar las matrices interior y exterior entre sí en la primera estructura, así como a la interacción con el soporte de chapa ajustable de la segunda estructura, se puede realizar una separación de la pieza de desecho de manera particularmente sencilla en la carrera de la prensa. Básicamente, la matriz exterior de la primera estructura puede encerrar a este respecto, al menos parcialmente, la matriz interior.

En una variante de realización, la matriz exterior presenta una primera zona de unión por arrastre de forma y el soporte de chapa presenta una segunda zona de unión por arrastre de forma. La pieza de desecho de la chapa en bruto se deforma (localmente) a través de las zonas de unión por arrastre de forma primera y segunda de las matrices exteriores y del soporte de chapa durante el prensado, de tal modo que al menos una zona de la pieza de desecho encaja por arrastre de forma en al menos una de las zonas de unión por arrastre de forma primera y segunda y/o al menos una de las zonas de unión por arrastre de forma primera y segunda encaja por arrastre de forma en la pieza de desecho. De este modo, la primera y la segunda zonas de unión por arrastre de forma pueden servir para fijar la pieza de desecho entre el soporte de chapa y la matriz exterior durante el prensado, aunque esto no es obligatorio. Las primeras y segundas zonas de unión por arrastre de forma pueden estar configuradas, por ejemplo, por salientes y/o depresiones. Por ejemplo, se prevé una protuberancia en la matriz exterior para generar una moldura correspondiente en la pieza de desecho de la chapa en bruto.

Así, la herramienta compuesta está preparada para utilizar al mismo tiempo una fuerza de prensado aplicada para conformar la chapa en bruto para cortar un borde exterior de la chapa en bruto como pieza de desecho y así recortar la chapa en bruto. Dado el caso, el borde del componente de chapa también recibe su forma final, o al menos se conforma. En una carrera de la prensa, se efectúa, por tanto, adicionalmente a la conformación, un recorte y, por ejemplo, un doblado o plegado marginal. En consecuencia, la primera estructura y la segunda estructura no solo pueden configurarse para separar también un borde exterior de la chapa en bruto como pieza de desecho presionando la matriz y el punzón uno contra otro. Por el contrario, la primera estructura y la segunda también pueden estar preparadas para conformar una sección marginal del componente de chapa en la que está presente un borde de separación resultante de la separación de la pieza de desecho, antes o después de la separación de la pieza de desecho. En este contexto, se puede prever en particular que, con el prensado de la matriz y el punzón uno contra el otro, la sección marginal del componente de chapa en la que está presente el borde de separación se doble antes de que se separe la pieza de desecho o se pliegue después de que se haya separado la pieza de desecho. En este sentido, una prensa que se ha equipado con la herramienta compuesta con la primera y la segunda estructura representa el único accionamiento para todas las funciones de la herramienta, es decir, que no se utilizan otros actuadores hidráulicos o de otro tipo para realizar el recorte y la conformación final.

En una herramienta compuesta de acuerdo con la invención, se puede integrar al menos una operación posterior en la herramienta de embutición a través de las matrices interiores y exteriores que son ajustables entre sí. En este sentido, al menos un recorte externo del componente de chapa está integrado en la etapa de embutición. En particular, puede tratarse a este respecto de un recorte circunferencial, es decir, un recorte completo. Sin embargo, también es concebible realizar solo un primer recorte de segmento en la herramienta de embutición, lo que sería factible, por ejemplo, en el caso especial de una embutición con cabezales abiertos. La embutición y el recorte se realizan a este respecto básicamente en una carrera continua de la herramienta compuesta. El borde de separación o de recorte generado puede representar tanto el contorno de la pieza acabada como seguir siendo mecanizado en operaciones posteriores, por ejemplo, una operación de plegado o reconformado.

La herramienta compuesta de acuerdo con la invención permite reducir el número de herramientas para la fabricación de un componente de chapa en al menos una operación. La invención no se limita en este sentido, por ejemplo, a los componentes de carrocería de vehículos de motor, sino que también se extiende a la fabricación de otros componentes planos de chapa, en particular los componentes de chapa de acero, aluminio u otros materiales. La integración del recorte marginal de la chapa en bruto también debe separarse a este respecto de la aplicación de una ranura de descarga en una zona interior de desechos del componente, por ejemplo, en una abertura de ventana. Este corte de descarga se realiza durante la conformación, lo que favorece el flujo de material de "dentro hacia fuera". Sin embargo, a este respecto solo se trata de un corte lineal, es decir, no de una operación de recorte. En esta operación no se produce ninguna pieza de desecho que tenga que ser retirada de la herramienta. La zona del corte de descarga solo se recorta en una posterior operación. Por lo tanto, no se trata de integrar una operación de recorte en la herramienta de embutición.

También es conocida la aplicación de cortes u orificios internos de descarga ya al cortar una chapa en bruto. Tampoco en este caso se trata de integrar una operación de recorte en la herramienta de embutición. También es conocido el montaje de punzones perforadores en la herramienta de embutición. Estos sirven para practicar orificios en la zona de desechos del componente que se utilizan para centrar la pieza de embutición en la subsiguiente operación. Tampoco en este caso se trata de integrar una operación de recorte en la herramienta de embutición, como prevé la solución propuesta.

En una variante de realización, la herramienta compuesta integra un recorte de componente exterior circunferencial en la etapa de embutición. En posibles perfeccionamientos, pueden integrarse otras operaciones en la etapa de embutición en posibles. A este respecto, se trata, por ejemplo, de la integración de embutición, corte y plegado o embutición, corte, y estampado. Esto permite, por ejemplo, realizar toda la secuencia de fabricación de un componente de chapa en la herramienta compuesta y en una carrera de prensa implementada con ella.

La solución propuesta también se diferencia a este respecto de las herramientas compuestas progresivas, que se caracterizan por el hecho de que la fabricación de los componentes se efectúa a partir de una tira de chapa (procedente de una bobina), que se empuja o extiende paso a paso a través de una secuencia de varias etapas de herramienta. El componente terminado solo se separa de la tira en la etapa final. Las herramientas compuestas progresivas se utilizan por regla general solo para fabricar componentes pequeños o medianos, geométricamente sencillos, en gran número. En cambio, con la solución propuesta es posible fabricar componentes de chapa de gran tamaño y complejidad a partir de una chapa plana en bruto (en forma de plancha individual), precediendo en términos de tiempo una operación de conformación al recorte del componente.

La herramienta compuesta constituye en este sentido generalmente una herramienta de prensado de componentes específicos en la que se conforma globalmente una chapa en bruto. En este sentido, a continuación sigue un corte, preferentemente un corte de cizalla en el perímetro de la geometría tridimensional, y no un corte por láser o por chorro de agua en el plano horizontal. Además, el componente de chapa no se recorta, sino que se corta una pieza de desecho de la chapa en bruto.

Alternativa o adicionalmente, en una variante de realización, el soporte de chapa en la segunda estructura se puede ajustar relativamente al punzón en una posición de inserción en la matriz exterior. En la posición de inserción adoptada en ese momento, la chapa en bruto debe disponerse con una sección marginal sobre el soporte de chapa. Durante el subsiguiente prensado de la matriz y el punzón uno contra otro, el soporte de chapa puede desplazarse relativamente al punzón a una posición de retención, diferente de la posición de inserción, en la que la pieza de desecho separada de la chapa en bruto está sujeta entre la matriz exterior y el soporte de chapa. Por ejemplo, el soporte de chapa se desplaza de la posición de inserción bajo el efecto de la primera estructura y, en particular, de la matriz exterior desplazada con la primera estructura. La pieza de desecho de la chapa en bruto prevista entre la matriz exterior y el soporte de chapa ajustable, dado el caso, se forma en este sentido de manera definida. En cualquier caso, mediante el soporte de chapa, que puede ajustarse relativamente al punzón, la pieza de desecho separada es sujetada en una posición definida al final de la carrera de la prensa y puede ser desplazada relativamente al componente de chapa acabado. Esto es en particular ventajoso en lo que respecta a la evacuación de la pieza de desecho fuera de la herramienta compuesta.

Como ya se ha explicado anteriormente, la herramienta compuesta propuesta está preparada para utilizar una fuerza de prensado aplicada para conformar la chapa en bruto y, por lo tanto, la carrera de prensado al mismo tiempo para cortar la pieza de desecho y, dado el caso, para terminar de conformar el borde del componente de chapa. Por consiguiente, en una variante de realización, mediante el ajuste de traslación de la primera estructura y la segunda estructura entre sí, se puede ajustar también el soporte de chapa relativamente al punzón y/o las matrices interior y exterior entre sí. De este modo, el soporte de chapa puede ajustarse en relación con el punzón durante la carrera de la prensa, por ejemplo, no mediante una fuerza externa a través de un accionamiento adicional, sino únicamente a través de la fuerza de prensado. De este modo, el movimiento relativo del soporte de chapa con respecto al punzón se produce únicamente por el desplazamiento de la primera y la segunda estructura entre sí y la carrera de prensado así realizada. Para ello no se ha previsto un accionamiento de ajuste adicional (motorizado). Lo mismo se cumple para el ajuste alternativo o complementario de las matrices interior y exterior entre sí durante el prensado.

En la segunda estructura se prevé adicionalmente un complemento de punzón que se dispone entre el soporte de chapa y una zona de inserción para una cuchilla de la primera estructura. Al prever un complemento de punzón adicional, por ejemplo, se hace posible una configuración de una cáscara de embutición en la herramienta compuesta con un marco de ángulo abierto. Esto, a su vez, permite estirar la chapa en bruto hasta el centro del componente. Esto es necesario, por ejemplo, en el caso de piezas planas exteriores como componentes de chapa (de carrocería) que se han de fabricar, por ejemplo, techos o paneles exteriores de puerta. El complemento de punzón es adyacente a una zona de la segunda estructura, la zona de inserción, en la que puede entrar una cuchilla de la segunda estructura prevista para recortar la chapa en bruto durante el prensado. En una variante de realización, el complemento de punzón se sitúa contra este fondo en frente de un pisador de la primera estructura. En una variante de realización, el complemento de punzón puede estar distanciado del punzón y, por otro lado, del soporte de chapa (transversalmente a la dirección de ajuste del soporte de chapa). En una variante de realización alternativa, sin embargo, el complemento de punzón también puede ser una parte integral del punzón.

Básicamente, la primera estructura y la segunda estructura de la herramienta compuesta pueden estar preparadas para separar la pieza de desecho mediante corte por cizallamiento con el prensado de la matriz y el punzón uno contra otro.

En el caso de la matriz de al menos dos piezas propuesta de acuerdo con la invención, en la que una matriz interior y una matriz exterior pueden ajustarse entre sí, se puede configurar un borde de corte o se puede montar una cuchilla en la matriz exterior en una variante para cortar la pieza de desecho. En el primer caso mencionado, un borde de la matriz exterior adyacente a la matriz interior forma un borde de corte para cortar la pieza de desecho. En este caso, se ajusta la matriz exterior (dado el caso, junto con el soporte de chapa opuesto) con respecto a la matriz interior durante la carrera de la prensa. En el otro caso mencionado anteriormente, se ha montado en la matriz exterior una cuchilla independiente o un cuchillo de corte con tal cuchilla.

En la primera estructura está prevista una cuchilla (de un cuchillo de corte), relativamente a la cual está montada la matriz interior de la matriz de al menos dos piezas de forma ajustable en la primera estructura. Por consiguiente, en esta variante, durante la carrera de prensado y un ajuste de la primera estructura hacia la segunda estructura, la matriz interior se desplaza en contra de la dirección de ajuste con respecto a la cuchilla, de tal modo que la cuchilla corta la pieza de desecho durante el desplazamiento posterior de la primera estructura, formando dado el caso el borde de separación adyacente a la matriz interior.

En una variante de realización, la cuchilla se configura con una barra de corte que (a) actúa al mismo tiempo como barra de plegado cuando la matriz y el punzón se prensan el uno contra el otro, o que (b) coopera con un contrasoporte cuando la matriz y el punzón se presionan el uno contra el otro y entonces actúa como barra de plegado contra este contrasoporte. En este último caso, la barra de corte está prevista, por ejemplo, para el plegado de un borde acampanado y/o con varios escalones durante el prensado de la matriz y el punzón el uno contra el otro.

En un ejemplo de realización, un borde de corte de la barra de corte presenta al menos una primera sección de borde de corte y al menos una segunda sección de borde de corte, situándose, con respecto a una dirección que apunta desde la matriz interior hacia la matriz exterior, la al menos una primera sección de borde de corte en el interior y la al menos una segunda sección de borde de corte, en el exterior, de tal modo que un contorno interior del borde de corte se define con la al menos una primera sección de borde de corte y un contorno exterior del borde de corte se define con la al menos una segunda sección de borde de corte. La proyección de diferentes secciones de bordes de corte puede resultar en particular ventajosa si se van a prever dos zonas marginales en el componente, de las cuales una zona marginal esté terminada después de embutir y recortar, mientras que una zona marginal adyacente todavía debe ser sometida a una flexión después de embutir y recortar un borde extendido. La barra de corte móvil se prepara en este caso de forma diferente para estas distintas zonas marginales.

En particular, en este contexto, se puede prever además que la al menos una segunda sección de borde de corte que define el contorno exterior sobresalga con respecto a la al menos una primera sección de borde de corte que define el contorno interior, concretamente, por ejemplo, en una dirección de ajuste de la cuchilla en la que la cuchilla se ajuste al presionar la matriz y el punzón entre sí. De este modo, cuando la matriz y el punzón se presionan uno contra otro, la cuchilla recorta primero la chapa en bruto en una segunda zona marginal (que se plegará posteriormente) por medio de la segunda sección de borde de corte de su borde de corte, antes de que la cuchilla recorte la chapa en bruto en una primera zona marginal diferente por medio de la primera sección de borde de corte de su borde de corte.

La al menos una segunda sección del borde de corte que define el contorno exterior sobresale -en función de la geometría del componente, el proceso, el material de la chapa y el grosor-, por ejemplo, de 0,5 mm a 3,0 mm con respecto a la al menos una primera sección del borde de corte que define el contorno interior. En una variante de realización, está prevista, por ejemplo, una proyección en el intervalo de 0,7 mm a 1,4 mm. En la segunda zona marginal del plegado, la segunda sección de borde de corte sobresale así en una cierta medida con respecto a la sección de borde de corte para la primera zona marginal, por ejemplo, de 0,5 mm a 3,0 mm. De esta manera, se completa en primer lugar el recorte en la segunda zona de borde.

Un contrasoporte que coopera con la barra de corte puede estar configurado y previsto, además, para actuar como una contracuchilla para una zona de transición del borde de corte en la que el borde de corte pasa de la al menos una primera sección de borde de corte a la al menos una segunda sección de borde de corte cuando la matriz y el punzón son presionados uno contra otro. De este modo, se puede limitar a una longitud mínima o incluso evitarse por completo un desgarro incontrolado en una zona de borde de transición de la chapa en bruto.

En particular en un perfeccionamiento basado en esto, se puede configurar y prever un contrasoporte que coopere con la barra de corte para ser desplazado por la cuchilla que se apoya con la al menos una primera sección de borde de corte contra el contrasoporte durante el prensado de la matriz y el punzón uno contra el otro después de que se haya realizado un recorte de la chapa en bruto por medio de la al menos una segunda sección de borde de corte. Tras el recorte efectuado en una segunda zona marginal y en una zona de transición, la barra de corte de la primera zona marginal reposa en este caso sobre el contrasoporte y comienza a desplazarlo hacia abajo contra una fuerza definida a medida que avanza la carrera de la prensa.

En una variante de realización, un contorno de un contrasoporte que coopera con la barra de corte para una zona de transición del borde de corte, en la que el borde de corte transita desde la al menos una primera sección de borde de corte a la al menos una segunda sección de borde de corte, está configurado como cuchilla inferior. En este caso, el recorte se lleva a cabo en la primera zona marginal y, a continuación, se desprende de la zona del borde de transición. Por último, se corta y pliega la segunda zona marginal.

Alternativa o adicionalmente, se puede prever un inserto de corte en una cuchilla superior o inferior en una zona de transición.

En una variante de realización, la primera estructura y la segunda estructura pueden estar preparadas además para proporcionar al menos un relieve en la sección marginal del componente de chapa que se va a fabricar con el prensado de las matrices y el punzón uno contra otro. Para ello, por ejemplo, se prevé al menos una superficie de conformación en relieve o escalonada para la chapa en bruto en un contrasoporte, dado el caso, ajustable de la primera o segunda estructura, de tal modo que, durante la carrera de la prensa y cuando la chapa en bruto está introducida en la herramienta compuesta según lo previsto, se presenta un relieve correspondiente en la sección marginal finalmente conformada al final de la carrera de la prensa. Se puede prever una superficie de conformación para el estampado, por ejemplo, en la primera estructura en una barra de corte, plegado o estampado y/o en la segunda estructura en el punzón.

En otro perfeccionamiento, también la cuchilla de la primera estructura, en relación con la cual la matriz interior está montada de forma ajustable, puede estar configurada con una barra de corte que, cuando la matriz y el punzón se presionan el uno contra el otro, actúa al mismo tiempo como barra de plegado y como una tira de conformación para proporcionar el relieve con el fin de proporcionar el relieve en un borde extendido de la sección marginal.

Alternativa o adicionalmente, se puede prever un inserto (de estampado) en la primera estructura mediante el cual se realice un relieve en la superficie del componente (y, por lo tanto, no en una brida marginal), en particular un rebaje de manija de puerta, durante la embutición o después de completar la embutición. La integración de un proceso de estampado para la fabricación de un relieve en la superficie del componente en la carrera de la prensa puede facilitar a este respecto la obtención de una mayor calidad de acabado. Durante la formación del relieve situado en la superficie del componente, por ejemplo, para un rebaje de agarre, mediante el inserto (de estampación), la chapa en bruto sigue estando en cierta medida bajo tensión de tracción biaxial de la operación de embutición y la superficie del componente a la que se va a proporcionar el relieve se mantiene sujeta entre el punzón y la matriz interior. Esta tensión de tracción biaxial se solapa con los estados de tensión que se producen dentro y alrededor del relieve debido a la operación de estampado y reduce la influencia de las diferentes longitudes de desenrollado sobre el relieve.

En un ejemplo de realización, se prevé un punzón perforador en la primera estructura para practicar al menos un orificio en el componente de chapa. El punzón perforador puede utilizarse en este sentido para practicar al menos un orificio en el relieve realizado por el inserto. En un perfeccionamiento preparado para este propósito, el inserto está montado de forma ajustable, por ejemplo, en la primera estructura, de tal modo que, después de que se haya realizado el relieve en una primera fase de ajuste, el inserto se desplaza durante el prensado posterior de la matriz y el punzón entre sí -y, por lo tanto, en una segunda fase de ajuste- y el punzón perforador practica el al menos un orificio. Por lo tanto, el estampado y la perforación también son posibles en este caso por medio de la herramienta compuesta en una sola carrera de prensa. En este sentido, puede ser en particular ventajoso si el punzón perforador es guiado en el inserto (de estampación) y el inserto (en la segunda fase de ajuste) asume la función de un pisador. Como ya se ha explicado al principio, la herramienta compuesta puede estar realizada como herramienta compuesta integral y/o, en particular, estar preparada y prevista para la fabricación de un componente de carrocería plano para un vehículo de motor. Un componente de la carrocería plano es, por ejemplo, un panel de techo. Otro componente plano de la carrocería puede ser, por ejemplo, un panel de puerta, en particular, un panel exterior de puerta de la puerta de un vehículo de motor.

Otro aspecto de la solución propuesta se refiere a un procedimiento de fabricación de un componente de chapa plano mediante un dispositivo de prensado que comprende una primera estructura que presenta una matriz y una segunda estructura que presenta un punzón.

Por analogía con la herramienta compuesta propuesta, que puede formar parte de un correspondiente dispositivo de embutición, el procedimiento propuesto prevé que, cuando la matriz y el punzón se presionan uno contra otro para formar el componente de chapa por embutición, un borde exterior de la chapa en bruto también se corta como pieza de desecho y, por lo tanto, también se realiza un recorte de la chapa en bruto al mismo tiempo dentro de la herramienta compuesta. Para la embutición de la chapa en bruto, se utiliza al menos un soporte de chapa ajustable en traslación con respecto al punzón y en el que se sujeta un borde exterior de la chapa que se ha de embutir. En el marco del procedimiento, se utiliza una matriz de al menos dos piezas con una matriz interior y una matriz exterior, en la que la matriz interior y la matriz exterior son ajustables entre sí en la primera estructura. La matriz exterior y el soporte de chapa, que se puede desplazar translacionalmente con respecto al punzón, están situados uno frente al otro, y la matriz exterior y el soporte de chapa sujetan entre sí, cuando la matriz de dos piezas y el punzón se presionan el uno contra el otro, la pieza de desecho, que se corta en el borde exterior de la chapa en bruto embutida cuando la matriz y el punzón se presionan el uno contra el otro. En la primera estructura está prevista una cuchilla para cortar la pieza de desecho y, en la segunda estructura, está previsto adicionalmente un complemento de punzón (2B) que está dispuesto entre el soporte de chapa y una zona de inserción para la cuchilla de la primera estructura.

En consecuencia, también en este caso tanto la conformación como el recorte se realizan en una sola carrera de prensado, realizándose el recorte mecánicamente mediante las piezas del dispositivo de prensado ajustadas entre sí durante el prensado, sin que estas tengan que ajustarse mediante un accionamiento de ajuste propio.

Por ejemplo, complementariamente se prevé una conformación final doblándose la sección marginal del componente de chapa, en la que está presente un borde de separación resultante de la separación de la pieza de desecho, antes de separar la pieza de desecho o después de separar la pieza de desecho, mientras se presionan la matriz y el punzón uno contra otro.

En un procedimiento de fabricación propuesto, se puede utilizar una prensa con una herramienta compuesta de acuerdo con la invención, en particular puede estar equipada con esta. A continuación, la prensa equipada con la herramienta compuesta acciona la herramienta compuesta. Las ventajas y características explicadas anteriormente y a continuación para las variantes de realización de una herramienta compuesta se cumplen también para las variantes de realización de un procedimiento de fabricación propuesto y viceversa.

Las figuras adjuntas ilustran ejemplos de posibles variantes de realización de la solución propuesta.

En este sentido, muestran:

la Figura 1 una primera variante de realización de una herramienta compuesta con una matriz de dos piezas, estando montadas una matriz interior y otra exterior de la herramienta compuesta de manera ajustable relativamente entre sí y estando configurado en una matriz exterior un borde de corte para separar una pieza de desecho de una chapa en bruto;

la Figura 1A una vista ampliada fragmentaria de la zona de las matrices interior y exterior de la herramienta compuesta de la figura 1 en el borde de corte de la matriz exterior;

las Figuras 2A-2F diferentes fases de un proceso de fabricación de un componente de chapa, en este caso, por ejemplo, en forma de componente de carrocería, utilizando la herramienta compuesta de las figuras 1 y 1A;

la Figura 3 otra variante de realización de una herramienta compuesta con una cuchilla de un cuchillo de corte montada en la matriz exterior;

las Figuras 4A-4E diversas fases de un proceso de fabricación de componentes de carrocería utilizando la herramienta compuesta de la figura 3;

la Figura 5 otra variante de realización de una herramienta compuesta con una matriz interior y otra exterior, así como una cuchilla independiente y un complemento de punzón;

las Figuras 6A-6G diversas fases de un proceso de fabricación de componentes de carrocería utilizando la herramienta compuesta de la figura 5;

la Figura 7 en escala ampliada, un perfeccionamiento de la variante de realización de las figuras 5 y 6A a 6G con un punzón destalonado;

la Figura 8 fragmentariamente, un componente de chapa que se ha a fabricar en forma de pieza de carrocería con una brida que sobresale en forma de lengüeta en la zona de la sección marginal terminada de conformar;

la Figura 9 otra variante de realización de un componente de carrocería que se ha de fabricar con un borde estampado en la sección marginal terminada;

la Figura 10A otra variante de realización de una herramienta compuesta con una cuchilla independiente que presenta dos secciones de corte que discurren en un ángulo entre sí;

la Figura 10B en escala ampliada con vista del punzón de la herramienta compuesta de la figura 10A, un posible perfeccionamiento para la fabricación de un borde estampado en la pieza de carrocería correspondientemente a la figura 9;

la Figura 11 una vista a escala ampliada del punzón de la herramienta compuesta y un posible perfeccionamiento para la fabricación de un borde con varios escalones;

la Figura 12 otra variante de realización de una herramienta compuesta con un inserto para la fabricación de un relieve en forma de artesa en la superficie de un componente de carrocería que se ha de fabricar en la carrera de la prensa y con un punzón perforador guiado en el inserto para fabricar un orificio en el relieve en forma de artesa;

las Figuras 13A- 13G diversas fases de un proceso de fabricación de componentes de carrocería utilizando la herramienta compuesta de la figura 12;

la Figura 14 de forma esquemática un perfeccionamiento de la herramienta compuesta de la figura 5 con complemento de punzón integrado en el punzón que coopera con un pisador para la fabricación del componente de carrocería;

la Figura 15A un componente de chapa plano que se ha de fabricar en forma de panel de techo para un vehículo de motor;

la Figura 15B un componente de chapa plano que se ha de fabricar en forma de panel exterior de puerta para la puerta de un vehículo de motor;

las Figuras 16A-16B esquemáticamente, secuencias conocidas por el estado de la técnica para la embutición, el recorte y el plegado en un componente de carrocería;

las Figuras 17A-17C en diferentes fases, una combinación común de recorte y plegado en un componente de carrocería previamente embutido en una herramienta de embutición independiente;

la Figura 18 un componente de carrocería con zonas de recorte y plegado terminadas;

las Figuras 18A-18B fragmentariamente, un perfeccionamiento de una herramienta compuesta de las figuras 5 y 6A a 6G que ilustran diferentes secciones de borde de corte para una barra de corte para fabricar el componente de carrocería de la figura 18;

la Figura 19 fragmentariamente, una variante de realización de una barra de corte en una herramienta compuesta según las figuras 18A y 18B en vista oblicua desde abajo;

la Figura 20 una vista superior del contorno de un contrasoporte que coopera con la barra de corte de la figura 19.

La figura 15A muestra un componente de carrocería K en forma de panel de techo de automóvil con un borde plegado perimetralmente. La figura 15B muestra un componente de carrocería K en forma de panel de puerta exterior para la puerta de un vehículo de motor con un rebaje de agarre M en los orificios L1 y L2 formados en su interior para la instalación de una manija de puerta. Los detalles A y B de la figura 15B muestran en sección la configuración de los diferentes bordes del panel exterior la puerta, incluidas las bridas. La secuencia convencional de operaciones en la fabricación de dichos componentes de chapa de las figuras 15A y 15B consiste en embutir, cortar y plegar, generalmente, en cuatro herramientas y, dado el caso, complementariamente -en el caso de la chapa exterior de la puerta-, en estampar y perforar. Todas las zonas de borde de corte son más o menos perpendiculares a la dirección de trabajo del dispositivo de prensado que se va a utilizar. Las zonas plegadas están exentas de destalonamientos.

Las figuras 1 a 14 ilustran diferentes variantes para fabricar una pieza de carrocería plana K o una pieza de carrocería modificada K a partir de una pieza en bruto (de chapa) K' en forma de una plancha individual plana.

Las variantes de las figuras 1, 1A y 2A a 2F, por un lado, y las figuras 3 y 4A a 4E, por otro, proponen la embutición y el recorte completo en una herramienta compuesta W (global). El plegado se realiza en una herramienta independiente.

La variante de las figuras 5 y 6A a 6G propone la embutición, el recorte completo y el plegado perimetral en una herramienta compuesta W (global) perfeccionada, es decir, que todo el proceso de fabricación del componente de carrocería K se efectúa en la herramienta compuesta W. Un posible perfeccionamiento apunta a geometrías de componentes ligeramente divergentes con bridas extendidas KF correspondientemente a la figura 8. Incluye la embutición, el recorte completo, el plegado y el postconformado en una herramienta. A este respecto, el postconformado se refiere al ajuste de los ángulos de brida en la herramienta cerrada, con lo que se consigue una compensación específica de las desviaciones angulares elásticas al abrir la herramienta.

La variante de las figuras 10A y 10B propone la embutición, el recorte completo, el plegado y el estampado en una herramienta compuesta W, presentando zonas de bridas extendidas KF relieves P (véase la figura 9). La operación de estampado puede utilizarse al mismo tiempo para ajustar el ángulo de brida (compensación de la flexión).

La figura 11 ilustra la fabricación de múltiples bordes escalonados por medio de la herramienta compuesta W.

Una herramienta compuesta W mostrada en las figuras 12 y 13A a 13G y el procedimiento implementado con ella prevé la embutición, el recorte completo, el plegado, el estampado y la perforación, por ejemplo, para la fabricación de un panel de puerta exterior de la figura 15B. En este caso, el plegado se realiza en bridas rectas y extendidas. El estampado tiene lugar en la superficie del componente; alternativa o complementariamente, (también) puede tener lugar en la zona de la brida.

En la variante de las figuras 1, 1A y 2A a 2F, la herramienta compuesta W comprende una estructura superior O con una matriz 1 de varias piezas y una estructura inferior U con un punzón 2 y un soporte de chapa 3 ajustable al respecto. En el presente caso, la herramienta compuesta W se instala en una prensa, estando la estructura superior O fijada a un empujador (de prensa) 7 de la prensa y la estructura inferior U, a una mesa (de prensa) 6 de la prensa. La presente matriz 1 de dos piezas presenta una matriz interior 1A y una matriz exterior 1B. Las matrices interior y exterior 1A, 1B son móviles relativamente entre sí. La matriz exterior 1B encierra la matriz interior 1A al menos por zonas.

La matriz interior 1A y la matriz exterior 1B están montadas de forma ajustable en una parte superior 5 de la estructura superior O mediante pernos (de aire superior) Bo. Estos pernos Bo sobresalen a través de orificios pasantes 50 de la parte superior 5 y, por tanto, de los orificios pasantes 70 alineados con ellos de un empujador 7 de la prensa que está dispuesto por encima de la parte superior 5 y al que se fija la parte superior 5. En la parte superior 5, en la zona de la matriz exterior 1B, está previsto al menos un espaciador Z. A través de este espaciador Z, la parte superior 5 puede actuar sobre la matriz exterior 1B durante una carrera de prensado a lo largo de una dirección de ajuste Vu y provocar un movimiento de ajuste de las matrices interior y exterior 1A, 1B relativamente entre sí.

La matriz interior 1A se sitúa frente al punzón 2 de la estructura inferior U, que está fijada de forma inmóvil a una parte inferior 4 de la estructura inferior U. La parte inferior 4 se apoya a su vez en la mesa 6 de la prensa. El punzón 2 constituye una superficie de punzonado 20. Esta superficie de punzonado 20 se sitúa frente a una superficie de matriz 10A de la matriz interior 1a .

Adyacentemente a la matriz exterior 1B, la matriz interior 1A configura un nervio de flexión 11A marginalmente. Este nervio de flexión 11A sobresale en la dirección del punzón 2 y se corresponde con una escotadura marginal 21 en el punzón 2. Cuando la matriz 1 y el punzón 2 son presionados uno contra otro a través de la aproximación de la estructura superior O a la estructura inferior U, se forma una sección marginal doblada Ka en el componente de carrocería K a través del nervio de flexión 11A de la matriz interior 1A y la escotadura 21 del punzón 2.

Esta sección de borde Ka se crea en un borde de separación donde una pieza de desecho A se separa de la pieza en bruto K' mediante un corte por cizallamiento. Para ello, la matriz exterior 1B forma un borde de corte 11B e interactúa con un soporte de chapa 3 de la estructura inferior U. El soporte de chapa 3 está montado en la estructura inferior U en este sentido de forma que pueda desplazarse en traslación y forma una superficie de soporte de chapa 30 sobre la que se coloca la pieza de desecho A de la pieza bruta K' que se ha de cortar. La superficie de punzón 20, junto con la superficie de matriz 10A de la matriz interior 1A, la superficie de soporte de chapa 30 y una superficie opuesta 10B de la matriz exterior 1B, definen en este sentido un espacio intermedio R entre el punzón 2, el soporte de chapa 3 y la matriz 1 realizada de dos piezas. La pieza en bruto K' se introduce en este espacio intermedio R para formar y recortar el componente de carrocería K en una carrera de prensa. La pieza de desecho A está presionada y sujeta firmemente en este sentido entre la superficie de soporte de chapa 30 y la superficie opuesta de matriz 10B de la matriz exterior 1B.

Para la fijación de la pieza de desecho A, en particular durante la separación de la misma del resto de la pieza en bruto K', el soporte de chapa 3 y la matriz exterior 1B forman una zona de unión por arrastre de forma en forma de depresión acanalada 32 y un saliente 12B.

La carrera de prensado y, por lo tanto, el mecanizado de la pieza en bruto (de chapa) K' tiene lugar en la herramienta compuesta W mostrada en 8 fases, que se ilustran en las figuras 2A a 2F.

En primer lugar, la herramienta compuesta W está abierta, es decir, el espacio intermedio R es accesible y el soporte de chapa 3 se mueve a una posición de inserción elevada hacia la matriz exterior 1B. El ajuste del soporte de chapa 3 a lo largo de una dirección de ajuste Vo se controla en este sentido a través de pernos (de aire inferior) Bu. Cuando el soporte de chapa 3 se encuentra en su posición de inserción o de inicio, la superficie de soporte de chapa 30 se sitúa aproximadamente al nivel del punto más alto de la superficie de punzón 20. La matriz interior 1A y la matriz exterior 1B, controladas por los pernos (de aire superior) Bo, se retraen en tal medida que la pieza en bruto K' puede ser insertada y viene a descansar sobre la superficie de soporte de chapa 30 (figura 2A).

A continuación, la matriz interior 1A y la matriz exterior 1B descienden junto con la parte superior 5. Una superficie 110A en el extremo saliente más externo de la barra de flexión 11A permanece a este respecto a la altura de la superficie de matriz 10B de la matriz exterior (véase la figura 1A). Por medio de las zonas de unión por arrastre de forma 12B y 32 en la matriz exterior 1B y el soporte de chapa 3, se conforman molduras de embutición o bloqueo o escalones de sujeción para el control del flujo de material en la pieza en bruto K'. El borde de la pieza en bruto K' que comprende la pieza de desecho posterior A se sujeta por apriete entre la superficie de soporte de chapa 30 y la superficie de matriz 10B de la matriz exterior 1B (figura 2B).

La fuerza del colchón de aire superior (colchón de arrastre) definida por los pernos Bo es mayor que la fuerza del colchón de aire inferior (colchón de arrastre de mesa) definida por los pernos Bu. En consecuencia, la matriz exterior 1B desplaza el colchón de aire inferior a medida que avanza la carrera, es decir, a medida que la estructura superior O continúa acercándose a la estructura inferior U a lo largo de la dirección de ajuste Vu. La operación de embutición da comienzo. La pieza en bruto "K" se sujeta sobre el punzón 2. A este respecto, las superficies 110A y 10B de las matrices interior y exterior 1A, 1B permanecen al mismo nivel, ya que estas se apoyan en cada caso en el colchón de aire superior común a través de la fila de pernos Bo (figura 2C).

Cuando la matriz interior 1A se asienta en el punzón 2, se conforma el componente de carrocería K y concluye la operación de embutición. A medida que avanza la carrera de la prensa, los pernos de aire superior Bo son desplazados hacia el empujador (de prensa) 7 por medio de la matriz interior 1A. A este respecto, los pernos de aire superior Bo regresan vacíos tras la matriz exterior 1B. La matriz interior 1A, la matriz exterior 1B y el soporte de chapa 3 se detienen brevemente hasta que la matriz exterior 1B se apoya en el al menos un espaciador Z (figura 2D).

Si la carrera de la prensa sigue avanzando de forma continua, la matriz interior 1A permanece quieta mientras la matriz interior 1A sigue desplazando el perno de aire superior Bo encajado en ella. Por el contrario, la matriz exterior 1B se apoya contra la parte superior 5 y el empujador de prensado 7 a través del al menos un espaciador Z. Esto hace que la matriz exterior 1B siga moviéndose hacia abajo en la dirección de ajuste Vu, desplazando el soporte de chapa 7, y concretamente con respecto a la matriz interior 1A. Así, por primera vez, se produce un movimiento relativo entre las matrices interior y la exterior 1A, 1B. La operación de corte da comienzo.

La matriz interior 1A fija el componente de carrocería K en el punzón 2 y asume así la función de un pisador de corte. El punzón 2 tiene ahora la función de un accesorio de corte. El borde de corte 11B de la matriz exterior 1B realiza la función de una cuchilla de corte. El borde de corte 11B penetra en la chapa hasta atravesarlo. El intersticio de corte s viene determinado en este sentido por un desplazamiento horizontal entre el punzón 2 y la matriz exterior 1B (figura 1A). La operación de corte ha finalizado. Un borde de embutición definido por la pieza de desecho A se separa del componente de carrocería K (figura 2E).

Tras alcanzar el punto muerto inferior, la estructura superior O se desplaza hacia arriba (en dirección de ajuste Vo) con el empujador de prensado 7 y la parte superior 5, arrastrando consigo las matrices interior y exterior 1A, 1B. A este respecto, no importa si el aire superior en esta fase está solicitado con presión o está despresurizado. Ahora se puede retirar el componente de carrocería K y la pieza de desecho A. Esto puede hacerse de forma simultánea o consecutiva, de forma manual o mecanizada, por ejemplo, mediante ventosas de succión robotizadas. Resulta ventajoso para la extracción que la pieza de desecho cortada llegue a descansar a un nivel por debajo del borde de separación del componente de carrocería (véase la figura 2E).

Preferentemente, el aire inferior con el soporte de chapa 3 solo se desplaza de nuevo hacia arriba después de haberse retirado el componente de carrocería K y la pieza de desecho A, para evitar que la chatarra choque con el componente de carrocería K. Después de alcanzar la posición de inserción (posición inicial) del soporte de chapa 3, se puede insertar una nueva pieza en bruto K' en forma de una sola plancha plana individual.

El procedimiento explicado anteriormente también puede variarse desviándose de las figuras adjuntas, por ejemplo, de forma que

- el punzón 2 y el soporte de chapa 3 estén dispuestos en la estructura superior O y las matrices interior y exterior 1A, 1B estén dispuestas en la estructura inferior U,

- en lugar de resortes de aire (controlados) superiores y/o inferiores se utilicen otros elementos de resorte adecuados, y/o

- a diferencia de la secuencia mostrada, no sea el punzón 2 el que se quede quieto, sino cualquier otro elemento de la herramienta compuesta W, mientras que los demás elementos de la herramienta se muevan en consecuencia con respecto a él, independientemente de la tecnología de accionamiento necesaria para ello por parte de la herramienta o de la prensa.

Las figuras 3 y 4A a 4E muestran otro ejemplo de realización de la herramienta compuesta W. La secuencia del procedimiento es en principio idéntica a la del ejemplo de realización de las figuras 1, 1A y 2A a 2F. La variante de las figuras 3 y 4A a 4E difiere de la variante anteriormente explicada esencialmente en los siguientes puntos:

1. En particular en el caso de las piezas planas de la piel exterior, como techos de automóviles, puede ser necesario añadir un denominado complemento al punzón (de embutición). El complemento en el borde lateral del punzón 2 está configurado en el presente caso de una sola pieza con el punzón 2 y define dos escalones desplazados 21a y 21b en la escotadura 21. El complemento permite así una mayor profundidad de embutición y una configuración abierto del marco. El resultado es un mejor estiramiento del componente de carrocería K en su centro. Si se utiliza un complemento de este tipo, el recorte no tiene lugar en el plano de separación del punzón 2 y el soporte de chapa 3, como en la variante de las figuras 1, 1A y 2A a 2F, sino en el escalón 21 b definido por el complemento y que sobresale lateralmente con respecto a la matriz interior 1A. El complemento también actúa como un banco de recorte.

2. La matriz exterior 1B está unida firmemente a la parte superior 5 y, por tanto, no es ajustable. La matriz interior 1A se apoya en la parte superior 5 mediante los resortes de gas Go u otros elementos elásticos. Una vez finalizada la operación de embutición, los elementos de resorte, en este caso en forma de resortes de gas Go, son desplazados. Una variante con resortes de gas Go es especialmente adecuada a este respecto, por ejemplo, para su uso en prensas que no disponen de aire superior.

3. El verdadero elemento de corte está realizado como cuchilla independiente 9 en forma de barra de corte, en este caso mostrada con ángulos de separación. En lugar del borde de corte 11B, se prevé un redondeo 13B en la matriz exterior 1B. La cuchilla 9 está montada en una escotadura 19B de la matriz exterior 1B que actúa como soporte de montaje. La previsión de una cuchilla independiente 9 permite una adaptación más sencilla del intersticio de corte y el solapamiento de corte, así como una selección particular de materiales, mecanizado, tratamiento térmico o recubrimiento de los elementos de corte en comparación con la configuración de la cuchilla en la matriz exterior 1B. Si se preparan las barras de corte de forma adecuada, se puede realizar un pelado o un corte cruzado en lugar de un corte completo. Esto reduce significativamente las fuerzas de corte y el impacto de corte al abrirse paso. Por supuesto, el punzón 2 también puede estar equipado con una cuchilla, en particular en forma de barras de corte, y/o provisto de un ángulo de holgura.

4. En esta realización, además, la cuchilla 9 también puede retraerse con respecto a la matriz interna 1A hasta el final de la embutición sin afectar así al resultado de la embutición.

Las variantes de las figuras 1, 1A y 2A a 2F y las figuras 3 y 4A a 4E también pueden combinarse entre sí. Así, una herramienta compuesta W de acuerdo con la variante de las figuras 1, 1A y 2A a 2F puede

- estar equipada también con barras de corte, y/o

- utilizar resortes de gas en lugar de pernos de colchones de mesa, y/o

- utilizar elementos de resorte en lugar de pernos de aire superiores, y/o

- presentar ángulos libres en el borde de corte 11B y/o en el punzón 2.

Las variantes de las figuras 1, 1A y 2A a 2F y las figuras 3 y 4A a 4E muestran la fabricación de componentes con borde inclinado. La inclinación del borde es necesaria para asegurar el posicionamiento del componente de carrocería K embutido y recortado cuando se inserta en la herramienta de plegado posterior. Sin embargo, existe en este sentido el riesgo de que se produzcan los llamados desprendimientos de bordes. El desprendimiento de bordes representa un defecto de acabado del componente a lo largo de la línea de plegado, que es visible en particular en el vehículo pintado y, por lo tanto, no se puede tolerar.

Este peligro se evita en la variante de las figuras 5 y 6A a 6G. Con esta variante se puede conseguir en este sentido lo siguiente:

- También el plegado está integrado en la herramienta compuesta W. Se ahorran dos herramientas en comparación con la secuencia de fabricación convencional del panel de techo.

- Gracias a ello, se puede prescindir de la inclinación del borde como ayuda de posicionamiento para una herramienta de plegado independiente. Se elimina el riesgo de desprendimiento de bordes.

- Se omite fino nervio de flexión 11A que sobresale a modo de talón en la matriz interior 1A para la inclinación del borde. Esto hace que la herramienta compuesta W sea más robusta.

- Se puede utilizar un pisador 1C en la estructura superior O si esto es ventajoso para el proceso de corte.

- En la estructura inferior U se puede utilizar un contrasoporte 8 si esto es ventajoso para el proceso de plegado. - La distancia entre el componente de carrocería K y la pieza de desecho A al final de la carrera de prensado es mayor que en las variantes de las figuras 1, 1A y 2A a 2^f y de las figuras 3 y 4A a 4E, lo que facilita la retirada y separación controlada del componente de carrocería K y la pieza de desecho A.

La secuencia de procedimiento para la fabricación del componente de carrocería K se divide en este caso en siete fases, ilustradas por un grupo de herramientas con el contrasoporte 8 y el pisador 1C, como se muestra en las figuras 6A a 6G. Estos dos elementos no son forzosamente necesarios, pero pueden mejorar la calidad y la fiabilidad del proceso en función del componente. En este caso, el contrasoporte 8 se apoya en la parte inferior 4 a través de un elemento de resorte en forma de resorte de gas Gu y está sujeto en dirección de la parte superior 5. El contrasoporte 8 se sitúa frente a la cuchilla 9 de la estructura superior O y está dispuesto entre el punzón 2 y un complemento de punzón 2B. El complemento de punzón 2B está dispuesto entre el soporte de chapa 3 y una zona de inserción E para la cuchilla 9 de la primera estructura O. El pisador 1C está dispuesto a su vez frente al complemento de punzón 2B y está situado entre la cuchilla 9 y la matriz exterior 1B.

En primer lugar, la herramienta compuesta W está abierta. La matriz interior 1A y el pisador 1C se apoyan en el perno extendido Bo del colchón de empujador. El contrasoporte 8 y el soporte de chapa 3 se encuentran en cada caso en una posición de inserción o de inicio elevada. Se inserta la pieza en bruto K' (figura 6A).

El empujador 7 con la parte superior 5 se desplaza hacia abajo. La matriz exterior 1B se asienta sobre el soporte de chapa 3. Se conforman las molduras en la pieza de desecho A y se sujeta por apriete el borde de plancha de la pieza en bruto K' entre el soporte de chapa 3 y la matriz exterior 1B (figura 6B).

En el siguiente movimiento descendente, la chapa se sujeta sobre el punzón 2 y a este respecto es conformada. La operación de embutición se completa cuando la matriz interior 1A y el pisador 1C se asientan sobre la chapa o el componente de carrocería K. Una zona de la pieza de desecho A se apoya entonces en una superficie de sujeción por apriete 20B del complemento de punzón 2B y se sujeta por apriete entre el pisador 1C y el complemento de punzón 2B, mientras que una zona de la pieza de desecho A más cercana al borde se fija entre la matriz exterior 1B y el soporte de chapa 3 (figura 6C).

Opcionalmente, se puede dejar el aire inferior sin presión. La bajada libre del soporte de chapa 3 libera la moldura. De este modo, el componente de carrocería K se retrae elásticamente en cierta medida. Como resultado, el componente de carrocería K se recorta con menor tensión, lo que, en determinadas circunstancias, puede tener un efecto positivo en su calidad y precisión dimensional.

Mientras el empujador de prensado 7 y, por lo tanto, la estructura superior O con la parte superior 5, continúa descendiendo, la matriz interior 1A y el pisador 1C desplazan el colchón de empujador. La cuchilla 9 del cuchillo de corte entra en contacto con la pieza en bruto K' y realiza el recorte. A diferencia de la ilustración simplificada, el complemento de punzón 2B y la cuchilla 9 pueden estar provistos de ángulos libres para el corte. En primer lugar, el borde se dobla libremente en un ángulo determinado hasta que el contrasoporte 8 comienza a actuar. A partir de aquí, el cuchillo de corte con la cuchilla 9 actúa como una barra de plegado. Para ello, el cuchillo de corte está provisto preferentemente de un radio (no mostrado) en su borde orientado hacia el punzón 2. Al mismo tiempo, el soporte de chapa 3 sigue siendo desplazado continuamente contra el colchón de mesa (figura 6D).

En el curso posterior, el cuchillo de corte se apoya con la cuchilla 9 en el contrasoporte 8 de la estructura inferior U. La pieza de carrocería K se sujeta por apriete entre la cuchilla 9 y el contrasoporte 8 bajo presión. En el movimiento descendente posterior, la chapa de la pieza de carrocería K se extrae entre estos dos elementos 8, 9 de forma controlada y se conforma sucesivamente en un borde. Al mismo tiempo, el aire superior e inferior se desplazan aún más. El movimiento continuado del soporte de chapa 3 y de la matriz exterior 1B empuja la pieza de desecho hacia fuera y la separa espacialmente de la pieza de carrocería K. Si no se utiliza un contrasoporte 8, el borde de pliega libremente durante esta fase (figura 6E).

Cuando la herramienta compuesta W alcanza su punto muerto inferior y la estructura superior O y la estructura inferior U se aproximan así al máximo entre sí a lo largo de la dirección de ajuste Vu, la herramienta compuesta W está completamente cerrada. El borde está completamente conformado (figura 6F).

A continuación, la estructura superior O se desplaza a lo largo de la dirección de ajuste opuesta Vo a su posición inicial. El cuchillo de corte con la cuchilla 9 se retrae consecutivamente. La matriz interior 1A y el pisador 1C liberan el componente de carrocería K. El componente de carrocería K y la pieza de desecho A pueden retirarse. Ventajosamente, el soporte de chapa 3 permanece inicialmente en su posición inferior, es decir, en la configuración mostrado, el aire inferior sube de manera retardada. Esto permite agarrar la pieza de desecho A desde su posición estable en el soporte de chapa 3 y el complemento de punzón 2B. El contrasoporte 8 también debe elevarse con retardo para evitar la deformación del borde. Esto se realiza en la configuración ilustrado con un resorte de gas controlado Gu (figura 6G).

En un posible perfeccionamiento de la herramienta compuesta W, que se muestra en la figura 7, el punzón 2 presenta un ángulo a de destalonamiento definido en la zona de la sección plegada Ka del componente de carrocería K (que forma el borde plegado). Así, una pared lateral 22 del punzón 2 retrocede en este caso con respecto a la matriz interior 1A por el ángulo a de destalonamiento. En conexión con una configuración adecuado del radio del borde del punzón, superficies complementarias adicionales en la cuchilla 9 y/o en la matriz interior 1A, así como la incorporación precisa de las condiciones de presión en la herramienta compuesta W, se puede lograr una sobreflexión precisa del borde en la herramienta cerrada. Tras la apertura elástica de la herramienta compuesta W, el borde adopta la posición angular requerida.

La ilustración ampliada de la figura 7 muestra también la superficie de soporte 80 del contrasoporte 8 inclinada en un ángulo 13 con respecto a la horizontal. La superficie de retención inclinada 80 refuerza a este respecto la extracción controlada de la pieza de carrocería K entre el contrasoporte 8 y la cuchilla 9.

Otro ejemplo de realización se refiere a la fabricación de piezas de chapa con una brida KF que sigue al borde plegado al menos por zonas, tiene, por ejemplo, forma de lengüeta, que cumple, por ejemplo, la función de brida de unión y se extiende predominantemente en perpendicular a la dirección de trabajo de la prensa. En la figura 8 se muestra como ejemplo una correspondiente pieza de carrocería K.

En principio, para la fabricación de dicha pieza de carrocería K se utiliza una herramienta compuesta W que se corresponde con la variante de las figuras 5 y 6A a 6G, siendo en este caso absolutamente necesario un contrasoporte 8. Dado que la longitud total del borde es mayor en las zonas de la brida adicional KF, el recorte se realiza más exteriormente. El cuchillo de corte con la cuchilla 9 y el contrasoporte 8 se realizan más anchos con la correspondiente dimensión. En el punto muerto inferior, el contrasoporte 8 se apoya preferentemente en al menos un espaciador rígido que limita la carrera del contrasoporte hacia abajo (en la dirección de ajuste Vu). A diferencia de la variante de las figuras 5 y 6A a 6G, la carrera ya se ha completado cuando todavía hay una medida de chapa entre la cuchilla 9 y el contrasoporte 8 que se corresponde con la anchura de la brida KF.

También es significativo en este caso que la cuchilla 9 y el contrasoporte 8 pueden presentar un ángulo positivo o negativo 3 con respecto a la horizontal (véase también la figura 7). Este ángulo 3 se utiliza para formar bridas KF que presenten una correspondiente posición en la herramienta compuesta W. De manera preferente, el ángulo 3 está dimensionado de manera que compensa mediante una sobreflexión precisa la desviación elástica de la brida cuando la herramienta compuesta W se abre.

Las bridas de unión de un componente de chapa suelen tener escalones adicionales o relieves P o similares, como se muestra en la figura 9 a modo de ejemplo. Para formar estos relieves P, se requiere una operación de estampado. Esto puede realizarse con una variante de configuración de la herramienta compuesta W como la que se muestra en las figuras 10A y 10B. A este respecto, el cuchillo de corte con la cuchilla 9 y su barra de corte asumen también la función de barra de plegado y, por último, de barra de conformación para el estampado.

En esta variante, se efectúa primero una embutición y recorte correspondientemente a la variante de las figuras 5 y 6A a 6G. El pisador 1C de la estructura superior O es también opcional. Durante la operación de plegado, el flujo de material se controla preferentemente mediante un contrasoporte 8 para garantizar una conformación impecable. La herramienta compuesta W y el proceso de fabricación que se va a realizar con ella están coordinados de tal manera que el borde de recorte o de separación de la chapa abandona el contrasoporte 8 poco antes de alcanzar el punto muerto inferior. De este modo, el contorno de punzón se corresponde en gran medida con el contorno de la pieza de carrocería acabada K.

A diferencia de la variante de las figuras 5 y 6A a 6G, el punzón 2 y la cuchilla 9 presentan superficies opuestas y con formas complementarias que se corresponden con la geometría del borde extendido de la pieza de carrocería K. En consecuencia, la superficie moldeada 210 de la escotadura 21 del punzón 2 opuesta a una primera sección de borde de corte 90a presenta escalones para generar los relieves P. Por otro lado, la superficie de soporte 80 del contrasoporte 8, así como la superficie complementaria de una segunda sección de corte 90b opuesta a esta superficie de soporte 80, que discurre en ángulo obtuso con respecto a la superficie de la primera sección de corte 90a, son en gran medida planas (figura 10B). Una vez que la chapa de la pieza de carrocería K ha salido del contrasoporte 8, se encuentra entre las superficies (moldeadas) del punzón 2 y la cuchilla 9. En una carrera restante hasta el punto muerto inferior, que únicamente se corresponde con la altura de los relieves P o un poco más, tiene lugar la conformación de los relieves P.

La zona entre la cuchilla 9 y el punzón 2 se ajusta de nuevo ventajosamente mediante el ángulo 13 (véase figura 7) con respecto a la horizontal para formar las capas correspondientes del borde extendido o para introducir sobredoblamientos específicos.

Como se muestra en la vista en sección de la figura 11, también es posible la fabricación de bordes de múltiples escalones con una herramienta compuesta W. En otro perfeccionamiento de acuerdo con la figura 11, las secciones de corte 90a, 90b, por ejemplo, adyacentes, de la cuchilla 9 están realizadas escalonadas para este fin, por ejemplo, de tal modo que una sección de corte 90b sobresale con respecto a la otra sección de corte 90a en la dirección de ajuste Vu. En consecuencia, el contrasoporte 8 opuesto a la cuchilla 9 presenta una superficie de retención 80 escalonada de forma complementaria a las secciones de corte 90a, 90b, de tal modo que un borde formado entre la cuchilla 9 y el contrasoporte 8 al final de la carrera de prensado está escalonado varias veces.

Una variante de una herramienta compuesta W ilustrada con las figuras 12 y 13A a 13G se basa en la variante de realización de las figuras 5 y 6A a 6G y prevé la formación de un relieve en forma de artesa en la superficie del componente por medio de un inserto (de estampación)) 16 en la estructura superior O durante el corte y el plegado en la zona marginal. El inserto 16 está montado en este sentido en la parte superior 5 de manera ajustable elásticamente, en relación con la matriz interior 1A. El montaje elástico se realiza mediante varios elementos de resorte F1, F2, a través de los cuales el inserto 16 se apoya en la parte superior 5. La fabricación del relieve en la pieza de carrocería -en este caso, por ejemplo, en forma de rebaje de agarre M correspondiente a la figura 15B-también se realiza a este respecto en la carrera de la prensa y sin accionamientos de ajuste adicionales. Para ello, una cavidad de estampado 201 del punzón 2 configurada en la superficie del punzón 20 se encuentra frente al inserto 16. El inserto 16 puede sumergirse en esta cavidad de estampado 201 al presionar la matriz interior 1A y el punzón 2 uno contra otro.

Para realizar otro orificio L1 en el relieve M en una primera fase de ajuste después de conformar el relieve M con forma de artesa en la chapa en bruto K', se guía en el inserto 16 un punzón perforador 17 fijado rígidamente a la parte superior 5. Así, después de la conformación del relieve M, el inserto 16 se desplaza contra los elementos de resorte F1, F2 en la parte superior 5 durante el ajuste posterior de la parte superior 5 en el ajuste Vu y, por tanto, en una segunda fase de ajuste posterior. El punzón perforador 17 entra en acción y perfora el componente de carrocería K durante el ajuste posterior, asumiendo el inserto 16 la función de un pisador. Los desechos de punzonado LA producidos durante la perforación se eliminan a través de una abertura en la cavidad de estampado 201, en la que se sumerge el punzón perforador 17 y que desemboca en un canal de desechos 2010.

Por lo general, no es práctico aplicar relieves a la manera del rebaje de agarre M en una etapa de embutición por medio de una matriz y un punzón de contornos correspondientes. El resultado suele presentar falta de suavidad, ondulación, fruncimiento de los bordes, marcas planas o de hundimiento alrededor o en el rebaje de agarre M que representan defectos de acabado intolerables de la pieza de carrocería. Por lo tanto, este tipo de relieves se suelen formar en operaciones posteriores con diferentes insertos de sujeción y de moldeado.

Por el contrario, la variante de realización propuesta en las figuras 12 y 13A a 13G facilita la obtención de un acabado de componente de alta calidad, ya que, durante la conformación del rebaje de agarre M por medio del inserto 16, la chapa en bruto K' sigue sometida a una tensión de tracción biaxial de la embutición y se mantiene sujeta entre el punzón 2 y la matriz interior 1A. Esta tensión de tracción se solapa con los estados de tensión que se producen dentro y alrededor del rebaje de agarre M debido a la operación de estampado y reduce la influencia de las diferentes longitudes de desenrollado sobre el rebaje de agarre M.

Contrariamente a la ilustración de las figuras 12 y 13A a 13G, también se pueden realizar orificios independientemente de la función de estampación en el caso de geometrías divergentes de componentes, guiando el punzón perforador 17 en la matriz interior 1A. La matriz interior 1A asume en este sentido la función de un pisador en la segunda fase de ajuste para la perforación. Por lo demás, es evidente que, gracias al apoyo de la matriz interior 1A contra los pernos (de aire superior) Bo, también es posible estampar y/o perforar en una dirección que se desvíe de la dirección de trabajo de la prensa, si se proporcionan los accionamientos adecuados para los elementos de estampación y/o corte.

La figura 14 también ilustra esquemáticamente un perfeccionamiento de la herramienta compuesta W de la figura 5 con complemento de punzón 2^b integrado en el punzón 2. En este sentido, el complemento de punzón 2B está separado de la superficie de punzón 20 del punzón 2, que coopera con la matriz interior 1A, únicamente a través de la zona de inserción E para la cuchilla 9. El complemento de punzón 2B que coopera con el pisador independiente 1C de la parte superior 5 en este caso no está espacialmente separado del punzón 2 como en las variantes anteriormente explicadas, sino que es una parte del punzón 2. Una integración del complemento de punzón 2B en el punzón 2 también es posible, por supuesto, a este respecto en las variantes de realización anteriormente explicadas.

Las figuras 18, 18A y 18B y las figuras 19 y 20 ilustran un perfeccionamiento de una herramienta compuesta de las figuras 5 y 6A a 6G.

La figura 18 muestra en este sentido en primer lugar un componente de carrocería K que presenta diferentes zonas marginales I, II y III. Una primera zona marginal I está terminada de mecanizar después de la embutición y el recorte. Las zonas marginales II adyacentes se someten a un plegado después de la embutición y el recorte del borde extendido Ka. Por lo tanto, en las zonas marginales I y II, la cuchilla móvil 9 debe tener una configuración correspondientemente diferente, tal como se ilustra en las figuras 18A y 18B, que muestran fragmentariamente secciones de diferentes bordes de corte 900A, 900B para una barra de corte para fabricar el componente de carrocería K de la figura 18:

- En la zona marginal I, un borde de corte 900, que está situado en una barra de corte de la cuchilla 9, se encuentra en el interior de la matriz interior 1A. El punzón 2 sirve de contracuchilla rígida.

- En la zona marginal II, el borde de corte 900 está exteriormente en el pisador 1C. El complemento de punzón 2B sirve como contracuchilla. La cuchilla 9 cumple también en este caso la función de barra de plegado.

El borde de corte 900 de la barra de corte presenta así primeras secciones de borde de corte 900A, segundas secciones de borde de corte 900B y zonas de transición 901 situadas entre ellas. En relación con una dirección que apunta desde la matriz interior 1A hacia la matriz exterior 1B, las primeras secciones de borde de corte 900A están situadas en este sentido en cada caso interiormente, y la segunda sección de borde de corte 900B está situada en el exterior, de tal modo que las primeras secciones de borde de corte 900A definen un contorno interior del borde de corte 900 y la segunda sección de borde de corte 900B define un contorno exterior del borde de corte 900. 1.

Entre la primera y la segunda zona marginal I y II, se encuentra una zona marginal de transición III. Como se muestra en la vista oblicua desde abajo de la cuchilla 9 en la figura 19, la cuchilla 9 está preparada para este propósito de tal manera que, en una zona de transición 901, el borde de corte 900 discurre desde el contorno interior hasta el contorno exterior de la barra de corte. Sin embargo, esta transición para un contorno de recorte KC implica que, en la zona entre punzón 2 y complemento punzón 2B, no hay ninguna contracuchilla que actúe en la parte inferior (de herramienta) 4 para evitar una deformación incontrolada y/o un desgarro no tolerable de la chapa. Ante este trasfondo, en la herramienta compuesta mostrada se prevé lo siguiente:

1. En la segunda zona marginal II del plegado, la cuchilla 9 está realizada de tal manera que una segunda sección de borde de corte 900B sobresale o discurre por delante en una cierta medida con respecto a una sección de borde de corte 900A para una primera zona marginal I. Dependiendo de la geometría del componente, el proceso, el material de la chapa y el espesor, esta dimensión es, por ejemplo, de 0,5 mm a 3,0 mm, en particular, de 0,7 mm a 1,4 mm. De esta manera esta manera, se completa en primer lugar el recorte en la segunda zona marginal II.

2. Una vez realizado el corte en la segunda zona marginal II, el borde de corte 900 se abre camino pelando por las zonas marginales de transición III hasta las primeras zonas marginales I por medio de las zonas de transición 901 (configuradas con desfase de altura) de la cuchilla 9 y de las superficies de corte 9000 previstas en este caso. A este respecto, el borde Ka que se ha de plegar ya está ligeramente doblado en la segunda zona marginal II sobre una superficie de plegado 902 de la cuchilla 9.

3. A continuación, se cortan las primeras zonas marginales I. En la carrera, los desechos pueden ser empujados hacia abajo en las primeras zonas marginales I mientras que, al mismo tiempo, son presionados hacia afuera por el soporte de chapa 3.

Así, en este caso la segunda sección de borde de corte 900B de borde de corte 900 que define el contorno exterior sobresale en relación con las primeras secciones de borde de corte 900A que definen el contorno interior, de tal manera que cuando la matriz 1 y el punzón 2 se presionan uno contra el otro, la cuchilla 9 recorta primero una segunda zona marginal II (que se plegará posteriormente) por medio de la segunda sección de borde de corte 900B de su borde de corte 900, antes de que la cuchilla 9 recorte las primeras zonas marginales I por medio de la primera sección de borde de corte 900A de su borde de corte 900.

Además, en el presente caso, para la primera zona marginal I, se prevé un contrasoporte 8 en la parte inferior (de herramienta) 4, que es complementario a la cuchilla 9 al menos en algunas zonas y que se muestra en la vista superior de la figura 20. Esta contracuchilla 8 permanece en su posición superior durante el recorte de las segundas zonas marginales II y las zonas marginales de transición III y actúa como contracuchilla en la zona marginal de transición III. Esto limita un desgarro incontrolado en la zona marginal de transición III a una longitud mínima o incluso lo evita por completo. Tras el recorte efectuado en las segundas zonas marginales II y en las zonas marginales de transición ⁱIⁱ, la cuchilla 9 se asienta sobre el contrasoporte 8 en la zona de la primera zona marginal I y comienza a desplazarla hacia abajo (en la dirección de ajuste Vu) contra una fuerza definida a medida que avanza la carrera de la prensa.

La posibilidad de utilizar un contrasoporte independientes 8 en la zona del plegado no se ve afectada, si esto es oportuno por parte del componente y/o del proceso. A este respecto, el contrasoporte 8 para el corte y el contrasoporte 8 para el plegado también pueden estar realizados de una sola pieza con una configuración correspondiente y/o estar apoyados contra los mismos elementos de presión en la parte inferior 4.

Si se utiliza desde el principio un contrasoporte 8 para el plegado en la segunda zona marginal II, su contorno en la zona marginal de transición III también puede realizarse como una cuchilla inferior. En este caso, el recorte se lleva a cabo en la primera zona marginal I y, a continuación, se desprende de la zona marginal de transición III. Por último, se corta y pliega la segunda zona marginal II.

Por lo demás, la función y la configuración descritos de la herramienta no implican forzosamente el corte de todo el borde en la primera y segunda zonas marginales I y II. En este caso, también se puede prever un corte transversal o de pelado, según sea necesario.

En una variante de realización, se prevé un inserto de corte en la cuchilla superior o inferior en la zona de transición 901. Su borde de corte sobresale en este caso, por ejemplo, en una medida de 0,5 mm a 3,0 mm en comparación con los de la barra o barras de corte en las zonas marginales I y II. El inserto de corte corta la zona marginal de transición III y, a continuación, se desplaza hasta que su borde de corte se encuentra al mismo nivel que el de las primeras y segundas zonas marginales I y II. A continuación, las secciones de borde de corte 900A, 900b entran en acción en las de la primera y segunda zonas marginales I y II.

La solución de acuerdo con la invención, ejemplificada con ayuda de los ejemplos de realización anteriormente descritos, puede ofrecer ventajas en varios aspectos:

- Al reducir el número total de herramientas o etapas de utillaje necesarias para la fabricación de un componente, se puede conseguir una reducción de los costes de recursos operativos, así como de los tiempos de desarrollo y adquisición.

- Al acortar las cadenas de proceso, las prensas (o líneas de prensa) existentes se pueden utilizar de forma más eficiente y se pueden minimizar los costes de equipamiento y mantenimiento.

- Si se producen cambios en el componente (por ejemplo, por parte del desarrollador del componente) o estos son necesarios en la herramienta (por ejemplo, para compensar signos de recuperación elástica), es necesario procesar menos superficies de trabajo de la herramienta. A diferencia del procesamiento de conjuntos completos de herramientas, esto puede ahorrar tiempo y costes.

- Al reducir las operaciones de manipulación entre las distintas herramientas, se reduce el riesgo a este respecto de deformar, rayar o dañar de otro modo el componente.

- Al acortar la cadena del proceso se reduce el riesgo de que virutas, polvo, óxido u otras partículas sean arrastradas a las siguientes herramientas, donde causan daños a la superficie. Lo mismo se cumple para las impresiones que pueden producirse en la superficie del componente al cerrar los moldes. Al integrar todas las etapas de mecanizado en una herramienta compuesta, estos peligros se eliminan por completo.

- La reducción del número de pasos de la herramienta reduce o elimina el riesgo de deformación del componente al cerrar la herramienta siguiente, por ejemplo, como resultado de una recuperación elástica de la herramienta precedente que no se compensa de manera segura para el proceso.

- En particular, en el caso de componentes planos, de contorno débil y sin orificios, el estado de la técnica presenta el problema de posicionar el componente en la siguiente herramienta con precisión y sin que se deslice. Al integrar las siguientes operaciones, que tendrían lugar después del recorte, este problema queda obsoleto, ya que no es necesario transferir el componente a la siguiente herramienta.

Los rasgos de configuración característicos de cada una de las variantes pueden combinarse libremente entre sí en el marco de la invención, tal como se define en las reivindicaciones. En principio, es concebible, aunque no se muestra, integrar funciones de deslizamiento en la herramienta compuesta W, con las que se puedan realizar operaciones locales de corte, perforación o conformación desviándose de la dirección de trabajo de la prensa.

Lista de referencias

1 Matriz (de embutición) / Grupo matriz

10A, 10B Superficie de matriz

10C Superficie de sujeción por apriete

110A Superficie

11A Nervio de flexión

11B Borde (de corte)

12B Saliente (1a zona de unión por arrastre de forma)

13B Redondeo

16 Inserto (de estampación)

17 Punzón perforador

19B Escotadura

1A Matriz interior

1B Matriz exterior

1C Pisador

2 Punzón (de embutición)

20 Superficie de punzonado

201 Cavidad de estampado

2010 Canal de desechos

20B Superficie de sujeción por apriete

21 Escotadura

210 Superficie moldeada escalonada

21a, 21b Escalón

22 Pared lateral retraída

2B Complemento de punzón

3 Soporte de chapa

30 Superficie de soporte de chapa

32 Depresión (2a zona de unión por arrastre de forma)

4 Parte inferior

40 Abertura pasante

5 Parte superior

50 Abertura pasante

6 Mesa

60 Abertura pasante

7 Empujador

70 Abertura pasante

8 Contrasoporte

80 Superficie de soporte

9 Cuchilla

900 Borde de corte

9000 Superficie de corte

900A, 900B Sección de superficie de corte

901 Zona de transición con desplazamiento vertical

902 Superficie de plegado

90a, 90b Sección de corte

A Pieza de desecho

Bo, Bu Perno

E Zona de inserción

F1, F2 Elemento de resorte

Go, Gu Resorte de gas

K Componente de carrocería (componente de chapa)

K' Pieza en bruto

Ka Sección marginal / borde

KB Borde

KC Contorno de sangrado

KF Brida

L1, L2 Orificio

LA Residuos de perforación

M Rebaje de agarre

O Estructura superior (primera estructura)

P Relieve

R Espacio intermedio

s Intersticio de corte

U Estructura inferior (segunda estructura)

Vo, Vu Dirección de ajuste

W Herramienta compuesta

Z Espaciador

a, p Ángulos

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Herramienta compuesta para fabricar un componente de chapa plana (K), con una primera estructura (O) que presenta una matriz de embutición (1) y una segunda estructura (U) que presenta un punzón de embutición (2), pudiendo ajustarse al menos la primera estructura (O) o la segunda estructura (U), al menos parcialmente de manera traslacional, y estando previsto adicionalmente al punzón de embutición (2) en la segunda estructura (U) al menos un soporte de chapa (3) ajustable de manera translacional con respecto al punzón de embutición (2) para presionar la matriz de embutición (1) y el punzón de embutición (2) uno contra otro y conformar el componente de chapa (K) mediante embutición a partir de una chapa en bruto (K') que se encuentra entre la matriz de embutición (1) y el punzón de embutición (2) y que está configurada como una plancha individual, estando preparado el soporte de chapa (3) para sujetar en el soporte de chapa (3) un borde exterior de la chapa en bruto (K') que se va a embutir,

- estando realizada la matriz de embutición (1) de la primera estructura (O) al menos de dos piezas, con una matriz interior (1A) y una matriz exterior (1B), pudiendo ajustarse entre sí la matriz interior (1A) y la matriz exterior (1B) en la primera estructura (O), y

- estando dispuestos uno frente a otro la matriz exterior (1B) y el soporte de chapa (3), ajustable en traslación con respecto al punzón de embutición (2), y estando preparados para sujetar entre sí, cuando la matriz de embutición (1) de dos piezas y el punzón de embutición (2) se presionan uno contra otro, una pieza de desecho (A) de la chapa en bruto (K') que se corta en el borde exterior de la chapa en bruto embutida (K') cuando la matriz de embutición (1) y el punzón de embutición (2) se presionan uno contra otro,

caracterizada por que

en la primera estructura (O) está prevista una cuchilla (9) para cortar la pieza de desecho (A) y, en la segunda estructura (U), está previsto adicionalmente una construcción de punzón (2B) que está dispuesta entre el soporte de chapa (3) y una zona de inserción (E) para la cuchilla (9) de la primera estructura (O).

2. Herramienta compuesta según la reivindicación 1, caracterizada por que la primera estructura (O) y la segunda estructura (U) están preparadas para conformar, con el prensado de la matriz de embutición (1) y el punzón de embutición (2) uno contra otro, también una sección marginal (Ka) del componente de chapa (K) en la que está presente un borde de separación resultante de la separación de la pieza de desecho (A), después de haber cortado la pieza de desecho (A), estando preparadas la primera estructura (O) y la segunda estructura (U) para doblar la sección marginal (Ka) del componente de chapa (K) en la que está presente el borde de corte, después de haber cortado la pieza de desecho (A), presionando la matriz de embutición (1) y el punzón de embutición (2) uno contra otro.

3. Herramienta compuesta según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada por que

(a) la matriz exterior (1B) de la primera estructura (O) encierra al menos parcialmente la matriz interior (1A) y/o (b) la matriz interior (1A) de la primera estructura (O) se puede ajustar con respecto a la matriz exterior (1B) o la matriz exterior (1B) de la primera estructura (O) se puede ajustar con respecto a la matriz interior (1A).

4. Herramienta compuesta según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el soporte de chapa (3) para embutir y recortar marginalmente la chapa en bruto (K') durante el prensado uno contra otro de la matriz de embutición (1) de dos piezas y el punzón de embutición (2) se puede ajustar en traslación.

5. Herramienta compuesta según la reivindicación 4, caracterizada por que el soporte de chapa (3)

- se puede ajustar en la segunda estructura (U) con relación al punzón de embutición (2) en una posición de inserción sobre la matriz exterior (1B), en la que la chapa en bruto (K') debe disponerse con una sección marginal en el soporte de chapa (3), y

- al presionar la matriz de embutición (1) y el punzón de embutición (2) el uno contra el otro, se puede ajustar con relación al punzón de embutición (2) en una posición de retención diferente de la posición de inserción en la que la pieza de desecho (A) separada de la chapa en bruto (K') está sujeta entre la matriz exterior (1B) y el soporte de chapa (3).

6. Herramienta compuesta según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que,

(a) mediante el ajuste en traslación de la primera estructura (O) y de la segunda estructura (U) entre sí, el soporte de chapa (3) puede desplazarse con relación al punzón (3) y/o las matrices interior y exterior (1A, 1B) pueden desplazarse en relación entre sí, y/o

(b) en la primera estructura (O) está previsto adicionalmente un pisador (1C), que está dispuesto entre la matriz interior (1A) y la matriz exterior (1B), y/o

(c) la primera estructura (O) y la segunda estructura (U) están preparadas para cortar la pieza de desecho (A) por cizallamiento mediante un movimiento relativo entre las matrices exterior e interior (1A, 1B) con el prensado de la matriz de embutición (1) y el punzón de embutición (2) uno contra otro.

7. Herramienta compuesta según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que,

(a) la cuchilla (9) está montada en la matriz exterior (1B), o

(b) la matriz interior (1A) de la matriz de embutición (1) de al menos dos piezas está montada en la primera estructura (O) de forma ajustable con relación a la cuchilla (9).

8. Herramienta compuesta según la reivindicación 7, caracterizada por que, con la cuchilla (9) prevista en la primera estructura (O), con respecto a la cual la matriz interior (1A) de la matriz de embutición (1) de al menos dos piezas está montada de forma ajustable en la primera estructura (O), la cuchilla (9) está configurada con una barra de corte que (a), cuando la matriz de embutición (1) y el punzón de embutición (2) se presionan uno contra otro, actúa al mismo tiempo como barra de plegado, o que (b), cuando la matriz de embutición (1) y el punzón de embutición (2) se presionan uno contra otro, coopera con un contrasoporte (8) y actúa como barra de plegado contra este contrasoporte (8).

9. Herramienta compuesta según la reivindicación 8, caracterizada por que un borde de corte (900) de la barra de corte presenta al menos una primera sección de borde de corte (900A) y al menos una segunda sección de borde de corte (900B), situándose, con respecto a una dirección que señala desde la matriz interior (1A) hacia la matriz exterior (1B), la al menos una primera sección de borde de corte (900A) en el interior y la al menos una segunda sección de borde de corte (900B) en el exterior, de tal modo que un contorno interior del borde de corte (900) se define con la al menos una primera sección de borde de corte (900A) y un contorno exterior del borde de corte (900) se define con la al menos una segunda sección de borde de corte (900B).

10. Herramienta compuesta según la reivindicación 9, caracterizada por que

(a) la al menos una segunda sección de borde de corte (900B) del borde de corte (900) que define el contorno exterior sobresale con respecto a la al menos una primera sección de borde de corte (900A) que define el contorno interior, y/o

(b) el contrasoporte (8) que coopera con la barra de corte está configurado y previsto para actuar como una contracuchilla para una zona de transición (901) del borde de corte (900) en la que el borde de corte (900) pasa de la al menos una primera sección de borde de corte (900A) a la al menos una segunda sección de borde de corte (900B) cuando la matriz de embutición (1) y el punzón de embutición (2) son presionados uno contra otro, y/o

(c) el contrasoporte (8) que coopera con la barra de corte está configurado y previsto para ser desplazado durante el prensado de la matriz de embutición (1) y el punzón de embutición (2) uno contra otro por medio de la cuchilla (9), que se apoya con la al menos una primera sección de borde de corte (900A) contra el contrasoporte (8) después de que se haya llevado a cabo un recorte de la chapa en bruto (K') por medio de la al menos una segunda sección de borde de corte (900B).

11. Herramienta compuesta según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la primera estructura (O) y la segunda estructura (U) están preparadas para proporcionar, con el prensado de la matriz de embutición (1) y el punzón de embutición (2) uno contra otro, al componente de chapa (K) al menos un relieve (M, P) en una sección marginal (Ka) del componente de chapa (K) en la que está presente un borde de separación resultante de la separación de la pieza de desecho (A).

12. Herramienta compuesta según las reivindicaciones 7 y 11, caracterizada por que, con la cuchilla (9) prevista en la primera estructura (O), con relación a la cual la matriz interior (1A) de la matriz de embutición (1) de al menos dos piezas está montada de forma ajustable en la primera estructura (O), la cuchilla (9) está configurada con una barra de corte que, cuando la matriz (1) y el punzón de embutición (2) se presionan uno contra otro, actúa al mismo tiempo como barra de plegado y barra de conformación para proporcionar el relieve (P) con el fin de proporcionar el relieve (P) en un borde extendido de la sección marginal (Ka).

13. Herramienta compuesta según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que en la primera estructura (O) está previsto un inserto (16) mediante el cual se aplica un relieve (M) durante la embutición o tras la finalización de la misma, y/o en la primera estructura (O) está previsto además un punzón perforador (17) para producir al menos un orificio (L1, L2) en el componente de chapa (K).

14. Herramienta compuesta según la reivindicación 13, caracterizada por que el punzón perforador (17) para producir el al menos un orificio (L1, L2) está previsto en el relieve (M) producido mediante el inserto (16) y el inserto (16) está montado de forma ajustable en la primera estructura (O) de tal modo que el inserto (16), tras la producción del relieve (M) en una primera fase de ajuste, se desplaza durante el subsiguiente prensado de la matriz de embutición (1) y el punzón de embutición (2) uno contra otro en una subsiguiente segunda fase de ajuste y el punzón perforador (17) produce el al menos un orificio (L1, L2).

15. Procedimiento para fabricar un componente de chapa plana (K) por medio de un dispositivo de embutición que comprende una primera estructura (O) que presenta una matriz de embutición (1) y una segunda estructura (U) que presenta un punzón de embutición (2), pudiendo ajustarse al menos la primera estructura (O) o la segunda estructura (U) al menos parcialmente de manera traslacional y estando previsto adicionalmente al punzón de embutición (2) en la segunda estructura (U) al menos un soporte de chapa (3) ajustable de manera translacional con respecto al punzón de embutición (2) para presionar la matriz de embutición (1) y el punzón de embutición (2) uno contra otro y formar el componente de chapa (K) mediante embutición a partir de una chapa en bruto (K') que se encuentra entre la matriz de embutición (1) y el punzón de embutición (2) y que está configurada como una plancha individual, sujetándose en el soporte de chapa (3) un borde exterior de la chapa en bruto (K') que se va a embutir,

- estando realizada la matriz de embutición (1) de la primera estructura (O) al menos de dos piezas, con una matriz interior (1A) y una matriz exterior (1B), pudiendo ajustarse entre sí la matriz interior (1A) y la matriz exterior (1B) en la primera estructura (O), y

- estando dispuestos uno frente a otro la matriz exterior (1B) y el soporte de chapa (3), ajustable en traslación con respecto al punzón de embutición (2), y sujetando entre sí la matriz exterior (1B) y el soporte de chapa (3), durante el prensado de la matriz de embutición (1) de dos piezas y el punzón de embutición (2) uno contra otro, una pieza de desecho (A) de la chapa en bruto (K') que se corta en el borde exterior de la chapa en bruto embutida (K') cuando la matriz de embutición (1) y el punzón de embutición (2) se presionan uno contra otro,

caracterizado por que

en la primera estructura (O) está prevista una cuchilla (9) para cortar la pieza de desecho (A) y, en la segunda estructura (U), está previsto adicionalmente una construcción de punzón (2B) que está dispuesta entre el soporte de chapa (3) y una zona de inserción (E) para la cuchilla (9) de la primera estructura (O).