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EFB-Forschungsbericht Nr. 452

Methode zur Auslegung von Sonderverfahren in der Blechumformung mit hoher Prozessdynamik am Beispiel der Kissen-Stößel-Pulsation

efb452

Verfasser:
Dipl.-Ing. Sebastian Kriechenbauer, Prof. Dr.-Ing. Dirk Landgrebe, Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik Dresden

80 Seiten (sw, 45 teils farbige Abb., 2 Tab.)

ISBN: 978-3-86776-501-5

Preis (Digital) EUR 52,06

Preis (Print) EUR 64,77

Zusammenfassung

Moderne Servo-Pressen bieten zahlreiche Einstellmöglichkeiten für Umformprozesse. Bisher wurden die Vorteile genutzt, um die Hubzahl durch Anpassung des Leerhubes zu steigern.

Neuere Entwicklungen beschäftigen sich mit der Anpassung der Bewegung von Stößel und Ziehkissen während des Umformprozesses, um Bauteileigenschaften lokal zu beeinflussen oder das Prozessfenster zu erweitern.

Im Rahmen des Projektes wurden erweiterte Prozessmodelle mit Berücksichtigung der elastischen Maschineneigenschaften zur Sensitivitätsanalyse von Blechumformprozessen entwickelt.

Dadurch wird die Prognose von Umformprozessen mit variablen Bewegungsprofilen verbessert. Die entwickelte Sensitivitätsanalyse basiert auf der bisherigen Methodenplanung. Die benutzten Werkzeuge zur Umformsimulation wurden ergänzt und automatisiert.

Die Gestaltung der Werkzeuge und Auslegung der Prozesse können durch eine systematische Analyse der Einflüsse auf den Umformprozess unterstützt werden. Aus der numerischen Sensitivitätsanalyse wurden Metamodelle generiert, die das Systemverhalten von Prozess und Maschine für die gewählte Konfiguration approximieren. Aus dem Metamodell lassen sich dann optimale Einstellparameter für den Prozess ableiten.
Das Forschungsziel des Vorhabens wurde erreicht.

Das IGF-Vorhaben „Methode zur Auslegung von Sonderverfahren in der Blechumformung mit hoher Prozessdynamik am Beispiel der Kissen-Stößel-Pulsation“ wurde unter der Fördernummer AiF 17488BR von der Forschungsvereinigung EFB e.V. finanziert und betreut und über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Der Abschlussbericht ist als EFB-Forschungsbericht Nr. 452 erschienen und bei der EFB-Geschäftsstelle und im Buchhandel erhältlich.

Summary

Forming processes can be flexible adjusted on modern servo presses. So far, the ad-vantages lead to an increase in the productivity. For example, with servo presses once can make the idle stroke faster while the forming process is slower with soft touch of the forming tools onto the workpiece.

Recent developments deal with the optimized movement of the ram and the cushion during the forming process to locally influence part properties or to extend forming limits. The tool design and interpretation of the processes can be supported by a systematic analysis of the influence of the parameter on the forming process.

Within the present project advanced process models were developed, which consider the elastic characteristics of the machine during a sensitivity analysis of sheet metal forming processes. The advanced process models improve the prognosis of deep drawing process with variable motion paths. The developed sensitivity analysis based on current planning methods. The simulation tools were updated and automated to work with variable motion paths.

Metamodels can be generated as a result of the sensitivity analysis, which approximate the system behavior of the process and the press machine for the selected configuration. Then optimal setting parameters for the process can be derived from the metamodel.
The research objective of the project was achieved.

Inhaltsverzeichnis

Zusammenfassung
Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
Formelverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis
1 Einleitung
2 Stand der Technik
2.1 Variable Bewegungsprofile beim Tiefziehen von Blechformteilen
2.2 Tiefziehen mit Schwingungsüberlagerung
3 Stand der Forschung
3.1 Experimentelle Vorarbeiten zur Kissen-Stößel-Pulsation
3.2 Erweiterte Simulation von Tiefziehprozessen
3.3 Sensitivitätsanalyse von Blechumformprozessen
4 Aufgabenstellung und Zielsetzung
4.1 Ausgangssituation
4.2 Vorgehensweise
5 Durchgeführte Arbeiten und Ergebnisse
5.1 Randbedingungen und Datenbeschaffung
5.2 Erweiterte FEM-Simulation
5.3 Funktionstest
5.4 Sensitivitätsanalyse
5.5 Prozessoptimierung
6 Ergebnisse
7 Innovativer Beitrag der Forschungsergebnisse
8 Literaturverzeichnis