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EFB-Forschungsbericht Nr. 269

Erweiterung der Kennwertermittlung durch eine automatische Belastungs- und Vermessungseinrichtung für Pressen der Blechverarbeitung

EFB269.jpg

Verfasser:
Prof. Dr.-Ing. Bernd-Arno Behrens, M. Sc. Mohsen Javadi, Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen der Leibniz Universität Hannover

65 Seiten (sw 44 Abb, 14 Tab.)

ISBN: 978-3-86776-301-1

Preis (Digital) EUR 52,00

Preis (Print) EUR 59,00

Zusammenfassung

Die geometrische Genauigkeit und die Oberflächengüte von Blechbauteilen sowie der Verschleiß der eingesetzten Werkzeuge werden sowohl durch die Prozessparameter, als auch durch die Wechselwirkungen zwischen Presse und Werkzeug beeinflusst. Sowohl für den Pressenhersteller, als auch für den Anwender ist eine quantitative Beschreibung der Maschineneigenschaften von besonderer Bedeutung. Für den Pressenhersteller bietet sich die Möglichkeit, auf Basis solcher Daten eine Bewertung von Neuentwicklungen im Vergleich zu Vorgängermaschinen durchzuführen. Darüber hinaus ist eine Verfolgung der Änderung der Eigenschaften einer Maschine über deren gesamte Lebensdauer möglich. Für den Anwender ergibt sich aus den Kennwerten eine differenzierte Aussage zur Kaufentscheidung, ob eine Maschine für einen betrachteten Anwendungsfall geeignet ist.

Ziel des Forschungsprojektes ist die Erweiterung der Kennwertermittlung für Pressen der Blechverarbeitung. Die Erweiterung der Kennwertermittlung umfasst die Messung von Ziehkisseneigenschaften und die Ermittlung der Veränderung von Maschineneigenschaften während der Anlaufphase. Zur Kennwertermittlung während der Anlaufphase wurde eine automatische Belastungs- und Vermessungseinrichtung (BVE) gebaut. Die Ergebnisse sind aufgrund des automatisierten Ablaufes sicher reproduzierbar und stehen unmittelbar nach dem Versuch zur Verfügung. Den Pressenanwendern wird es durch einen regelmäßigen Einsatz der BVE ermöglicht, sich einen Überblick über den Ist-Zustand und die Verschleißentwicklung an den Maschinen zu verschaffen.

Die BVE lässt sich für Pressen mit einer Nennkraft von 1600 bis 6000 kN einsetzen. Beim Einsatz dieser Anlage wird die manuelle zeitintensive und aufwändige Vermessungsmethode nach DIN 55189 durch ein automatisches Verfahren ersetzt, das die notwendige Zeit zur Ermittlung der statischen Pressenkenngrößen von mehreren Stunden auf etwa 45 Minuten senkt.

Das Forschungsvorhaben „Erweiterung der Kennwertermittlung durch eine automatische Belastungs- und Vermessungseinrichtung für Pressen der Blechverarbeitung“ wurde unter der Fördernummer AiF 14252 N 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. 269 erschienen und ist bei der EFB-Geschäftsstelle und im Buchhandel erhältlich.

Summary

Automated Load and Measurement Device

The geometrical accuracy and surface quality of sheet metal parts as well as the wear of the tools depend on the process parameters and on interaction between press and tool.

The quantitative characterization of the machines properties is of high importance for both press manufacturers and press operators. Based on this data, press manufacturers gain the ability to compare newly developed machines with their predecessors. Furthermore the change of the static machine properties can be monitored throughout the life-cycle. Machine operators are able to gain detailed information in order to make purchase decisions as which machine best suits a specific application based on the characteristic values of the diverse presses.

A goal of the project was the extension of the characterization of presses for sheet metal forming. For this purpose, an automatic Load and Measurement Device (BVE) has been developed and built, whereby the determination of the impact factors like warming up influences is provided. The BVE can be used for presses for sheet metal working with a nominal force between 1600 and 6000 kN. Using this device the manual time-consuming procedure according to DIN 55189 can be replaced by an automatic procedure which decreases the necessary time for the investigation of a press from several hours to 45 minutes. The reproducibility of the results is increased, too.

Due to the automation of the measuring procedure it becomes possible for press users to get an overview of the actual condition of a press and the wear history by using the BVE frequently. Furthermore the investigation of influences during the warming up phase on static properties of the press has been enabled. Another topic in this project was the measurement of the pulling cushions rigidity.

Inhalt

1. Einleitung
1.1. Ausgangssituation
1.1.1. Maschineneinfluss in der Produktion
1.1.2. Maschineneinfluss bei der Einarbeitung
1.2. Zielsetzung
1.3. Lösungsweg zur Erreichung des Forschungsziels
2. Stand der Technik
2.1. Pressenvermessung
2.1.1. Normierte Verfahren der Pressenvermessung
2.1.2. Automatisierte Pressenvermessung
2.2. Vermessung von Tiefziehpressen
2.3. Erwärmungseinfluss auf die Kennwerte im Anfahrbetrieb einer Presse
3. Entwicklung und Auslegung einer automatischen Belastungs- und
Vermessungseinrichtung (BVE)
4. Entwurf und Aufbau einer automatische Belastungs- und
Vermessungseinrichtung (BVE)
4.1. Mechanische Konstruktion
4.1.1. Belastungsvorrichtung
4.1.2. Spindelsystem
4.1.3. Wegsensorsäule
4.1.4. Gestell zur Montage der optischen Sensoren zur Erfassung der horizontalen Verlagerung
4.2. Hydraulische Schaltung Hydraulischer Schaltungsablauf bei hydraulischen bzw. mechanischen Pressen
5. Steuerungsprogramm Messtechnik
6. Durchgeführte Versuche in Anlehnung an DIN 55189
6.1. Beschreibung der Versuchspressen
6.2. Verifikation gegenüber DIN 55189
6.3. Interpretation der Messergebnisse
6.4. Erwärmungseinflüsse
6.5. Ziehkissenvermessung
7. Zusammenfassung
8. Literaturverzeichnis
9. Anhang zum Bericht
Ermittlung des horizontalen Versatzes mittels der BVE