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EFB-Forschungsbericht Nr. 178

Modellierung des Blechumformprozesses in der Anlagensimulation auf Grundlage von Ergebnissen der FEM-Prozeßsimulation

EFB178.jpg

Verfasser:
Prof. Dr.-Ing. habil. Knut Großmann, Dipl.-Ing. Hajo Wiemer, Institut für Werkzeugmaschinen und Steuerungstechnik der Technischen Universität Dresden, Prof. Dr.-Ing. Volker Thoms, Dr.-Ing. Frank Schirmacher, Institut für Produktionstechnik der Technischen Universität Dresden

74 Seiten (sw 45, teils farbige Abb., 3 Tab.)

ISBN: 978-3-86776-080-5

Preis (Digital) EUR 37,00

Preis (Print) EUR 41,70

Zusammenfassung

Das Ziel dieses Vorhabens war die Erschließung von Genauigkeitsreserven in der Blechumformung durch die Präzisierung der Prozessbeschreibung im Gesamtmodell des Systems „Maschine-Werkzeug-Prozess“. Damit ergänzt dieses Projekt bisherige Forschungsergebnisse unter der Forderung nach einer ganzheitlichen Betrachtung des Fertigungssystems mit der Modellierung der Komponente „Prozess“. Im Vorhaben wurden Vorgehensweisen zur Prozessbeschreibung der Verfahren der Blechumformung, ausgehend von Ergebnissen der FEM-Prozesssimulation, zur Verwendung in der Anlagensimulation erarbeitet und bewertet. Diese wurden anhand von Referenzwerkstücken erarbeitet.

Als Ergebnisse liegen nach Projektabschluss zum einen Methoden zur Berechnung, Auswertung und Ausgabe der erforderlichen Prozessverläufe in der FE-Prozesssimulation vor. Zum anderen stehen physikalische Prozessmodelle zur Verfügung, welche als detaillierte Prozessbeschreibungen im damit erweiterten Gesamtmodell Maschine-Werkzeug-Prozess zur Optimierung der Maschinenparameter für die Presseneinstellung, zur Bewertung konstruktiver Änderungen an Maschine und Werkzeug sowie zur Bestimmung optimaler Prozessparameter Anwendung finden. Denkbar ist auch die Anwendung des Gesamtmodells bei der Auswahl einer geeigneten Maschine zur optimalen Fertigung eines Blechteiles. Daher werden die Projektergebnisse für Pressen- und Werkzeugentwickler gleichermaßen wie für die Pressenbetreiber interessant und anwendbar.

Das Forschungsvorhaben „Modellierung des Blechformprozesses in der Anlagensimulation auf Grundlage von Ergebnissen der FEM-Prozesssimulation“ wurde unter der Fördernummer AiF 12122B von der EFB e.V finanziert und betreut und über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AIF e.V) mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWI) gefördert. Der Abschlussbericht ist als EFB-Forschungsbericht Nr. 178 erschienen und ist bei der EFB-Geschäftsstelle erhältlich.

Inhalt

I Inhaltsverzeichnis
II Verwendete Formelzeichen
0 Einleitung und Wissenschaftliche
Problemstellung
1 Kenntnisstand
1.1 Verhaltensanalyse Maschine-Werkzeug-Prozess
1.2 Stand der FEM-Prozesssimulation
1.3 Stand der Anlagensimulation
1.3.1 Modellierung des Maschinenverhaltens
1.3.2 Stand der Prozessmodellierung in der Anlagensimulation
2 Prozesssimulation
2.1 Lösungskonzept - Einführendes Beispiel
2.2 Beispiel Einstufenprozess
2.3 Beispiel Stufenfolge
2.4 Ermittlung der Elastischen und Plastischen Arbeitsanteile
2.5 Elastische Werkzeuge
3 Anlagensimulation
3.1 Modellierung des Statischen und Dynamischen Maschinenverhaltens
3.1.1 Zur Anlagensimulation von Umformmaschinen
3.1.2 Zur Simulationsumgebung
3.1.3 Zur Modellbildung
3.1.4 2-Stößel-Transferpresse
3.1.5 Kniehebelpresse
3.1.5.1 Teilsystem „Antriebsstrang“
3.1.5.2 Teilsystem „Gestellbaugruppen“
3.1.5.3 Teilsystem „Führung“
3.1.5.4 Teilsystem „Gewichtsausgleich“
3.1.5.5gesamtsystem „Kniehebelpresse“
3.2 Prozessabbildung im Pressenmodell
3.2.1 Anforderungen an das Teilmodell „Umformprozess“
3.2.2 Separate Abbildung der Umformstufen
3.2.3 Realistische Abbildung der Prozesslastwirkung
3.2.4 Berücksichtigung der elastischen und plastischen Lastanteile
3.3 Beispiel Radscheibe auf der 2-Stößel-Transferpresse
3.4 Beispiel Radscheibe auf der Kniehebel-Presse
4 Zusammenfassung und Ausblick
III Literaturverzeichnis
IV Anhang