Stöbern Sie in der
Publikationsliste »

0 Dokumente
auf der Merkliste »

EFB-Forschungsbericht Nr. 162

Simulation der dynamischen Schneidspaltbeeinflussung bei kombinierten Schneid- und Tiefziehoperationen an Mehrstößel-Transferpressen

efb162.jpg

Verfasser:
Prof. Dr.-Ing. habil. Knut Großmann, Dipl.-Ing. Hajo Wiemer, Institut für Werkzeugmaschinen und Steuerungstechnik der Technischen Universität Dresden, Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing. Peter Groche, Dipl.-Ing. Roland Schneider, Institut für Produktionstechnik und Umformmaschinen der Technischen Universität Darmstadt

84 Seiten (Sw 73, teils farbige Abb., 5 Tab.)

ISBN: 978-3-86776-142-0

Preis (Digital) EUR 45,00

Preis (Print) EUR 50,30

Zusammenfassung

Ziel des Forschungsvorhabens war es, zur Verbesserung des Genauigkeits- und Verschleißverhaltens von Pressmaschinen beizutragen. Dieses Ziel wurde mit dem Ansatz verfolgt, geeignete Methoden zur modellgestützten Analyse des Gesamtsystems Maschine, Werkzeug und Prozess zu entwickeln, mit dem die relevanten Einflüsse auf das dynamische Verhalten der Presse (bzgl. der Werkzeugverlagerungen, welche sich direkt in der Schneidspaltausprägung widerspiegeln) abgebildet werden können.

Im Projekt wurden dazu die Modellierungsgrundlagen ausgehend von der Modellstrukturierung über die Darstellung des Modellansatzes, die Parametrierung und Verifikation bis zur Bewertung der Modellaussagefähigkeit entwickelt.

Als Resultat liegt die Modellbeschreibung einer Mehrstößel-Transferpresse (MSTP) im Sinne einer "virtuellen Presse" (exemplarisch für eine MSTP der Bauart ERFURT mit einer Gesamtnennkraft von 32000 kN) vor. Die Berücksichtigung der folgenden Eigenschaften des Pressensystems

  • vollständige, dreidimensionale Struktureigenschaften des Pressengestells 
  • nichtlineares Steifigkeits-, Dämpfungs- und Reibverhalten der Stößelführungen 
  • kompletter Antriebsstrang mit Räder- und Hebelgetriebe 
  • nichtlineares Steifigkeitsverhalten der hydraulischen Überlastsicherung 
  • hubabhängiger Stößelgewichtsausgleich 
  • exzentrische Prozesskräfte aus Schnitt- und Ziehoperationen 
  • durch Säulenführungen zusätzlich zentrierte Werkzeugoberteile

Im Gesamtmodell "virtuelle Presse" ermöglicht die modellgestützte Analyse des dynamischen Pressenverhaltens unter dem Einfluss der relevanten Baugruppen und des Produktionsprozesses.

Durch die Beschreibungsmöglichkeiten von elementaren Zusammenhängen des Prozesses bis zum Zusammenwirken gekoppelter Teilsysteme wird eine realitätsnahe Berechnung aller modellierten Prozessparameter im zeitlichen Verlauf einschließlich aller relevanten Rückwirkungen erreicht. Ergebnisgrößen, wie Verlagerungen, Geschwindigkeiten und Belastungen aller modellierten Bauteile stehen dem Anwender zur Analyse bereit.

Die Projektergebnisse stehen dem Anwender unter folgenden Gesichtspunkten zur Verfügung:

  • Anwendung des entwickelten Simulationsmodells für grundlegende Problemanalysen an MSTP
  • dynamikgerechte Entwicklung von Großpressen
  • Die Beschreibung der Parametergewinnung und die Erläuterung des Aufbaus der Teilmodelle gewährleistet die Übertragung der Modellgrundlagen auf weitere Pressen.

Mit der abschließenden beispielhaften Anwendung des Simulationsmodells zur Beantwortung solcher Fragestellungen wie "gegenseitige Beeinflussung der zwei Stößel", "Einfluss der Stößelführung auf das Verlagerungsverhalten" oder "Einfluss der Ziehkissenkraft auf die Stößelkippung" wurde die Leistungsfähigkeit der entwickelten Methoden zur modellgestützten Analyse unter der Projektüberschrift "Einfluss auf die dynamische Schneidspaltbeeinflussung" demonstriert.

Das Forschungsvorhaben „Simulation der dynamischen Schneidspaltbeeinflussung bei kombinierten Schneid- und Tiefziehoperationen an Mehrstößel-Transferpressen“ wurde unter der Fördernummer AiF 11786B 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. 162 erschienen und ist bei der EFB-Geschäftsstelle erhältlich.   

Inhalt

1 Einleitung
2 Stand der Technik
2.1 Mehrstößel-Transferpressen
2.1.1 Einordnung der Maschine
2.1.2 Aufbau der Maschine
2.1.3 Koordinatensystem
2.1.4 Kenngrößen
2.1.5 Genauigkeitskenngrößen
2.2 Analyse des statischen und dynamischen Verhaltens von Pressen
2.2.1 Experimentelle Untersuchungen an Pressen
2.2.2 Modellgestützte Untersuchungen von Pressen
3 Forschungsziel und Lösungsweg
3.1 Vorbetrachtung
3.2 Forschungsziel
3.2.1 Beurteilungskriterium „Schneidspalt“
3.2.2 Einflussgrößen auf die Schneidspaltausprägung
3.2.3 Anforderungen an den Modellinhalt
3.3 Lösungsweg
3.3.1 Referenzmaschine
3.3.2 Referenzwerkstück
3.3.3 Simulationsumgebung
3.3.4 Zur Modellbildung
3.3.5 Zu den Teilsystemen
4 Referenzmodell für die dynamische Analyse der Einflüsse auf den Schneidspalt
4.1 Modellierung der Maschinen-, Werkzeug- und Prozesskomponenten und Simulation der Teilsysteme
4.1.1 Antriebsstrang
4.1.1.1 Struktur des Antriebsstranges
4.1.1.2 Rädergetriebe
4.1.1.3 Hebelgetriebe
4.1.1.4 Druckpunkt
4.1.2 Gestellbaugruppen
4.1.2.1 Pressenrahmen
4.1.2.2 Stößel
4.1.2.3 Aufstellung
4.1.3 Führungssystem
4.1.3.1 Struktur des Führungssystems
4.1.3.2 Teilmodell „Stößelführung
4.1.3.3 Werkzeug-Säulenführung
4.1.4 Gewichtsausgleich
4.1.5 Werkzeug Und Prozess
4.1.5.1 Ziehkissen
4.1.5.2 Prozess
4.2 Modellierung und Simulation der Mehrstößel-Transferpresse als Gesamtsystem
4.2.1 Struktur des Gesamtsystems
4.2.2 Simulationsmodell des Gesamtsystems
4.2.3 Verifikation des Gesamtsystems
4.2.4 Aussagefähigkeit des Gesamtsystems
5 Anwendung des Simulationsmodells auf die Schneidspaltausprägung
5.1 Beeinflussung des Schneidspaltes durch Wechselwirkungen zwischen Stößel 1 und 2
5.2 Einfluss des Stößelführungsspieles auf den Schneidspalt
5.3 Einfluss des Kraftangriffspunktes auf den Schneidspalt
6 Zusammenfassung
7 Literaturnachweis