Témata
Reklama

Verifikace simulací hlubokého tažení dílů karoserií

Výsledky verifikací provedených v ústavu strojírenské technologie na ČVUT potvrzují reálnost nasimulovaných hodnot deformací a tím potvrzují možnosti, nebo spíše nutnosti, dalšího použití počítačové podpory při technologické přípravě hlubokého tažení.

V posledních deseti letech došlo k zásadnímu zlomu při využívání výpočetní techniky v technické přípravě výroby. Týká se to rovněž i počítačové podpory tváření plechů, tj. plošného tváření. Tento rozvoj následoval po vzniku možnosti využívání dříve nedostupné výpočetní techniky a odpovídajícího softwaru.
Reklama
Reklama

Software pro simulaci plastického toku materiálu

Provádění simulací plastického toku materiálu odstartovala zejména možnost využití metody konečných prvků v podobě různých softwarových produktů (např. MARC Autoforge či Ansys). Technologie tváření s výhodou používá celou řadu speciálního softwaru pro objemové či plošné tváření. Pro oblast plošného tváření za studena jde o AutoForm (ETH Zurich) či ANSYS/LS-DYNA PrePost, jednodušší Deform 2D nebo složitější Deform 3D (DFM engineering, s. r. o.) a dále softwarový balík PAM STAMP (ESI France) obsahující PAM-Manager, PAM-Generis, PAM-View, PAM-AutoSTAMP solver. ESI dále nabízí speciální software pro rychlá řešení simulace PAM-QuikSTAMP a dále software pro navrhování technologických ploch či dělicí roviny PAM-Diemaker 2000. Většina tohoto softwaru pracuje ve 3D na pracovních stanicích pod operačním systémem UNIX, jen software Optris (ESI) je aplikovatelný na PC. Většina softwaru používá vstupní data získaná pomocí různých CAD systémů, jako Pro/Engineer, Catia, IronCAD aj. Přenos dat se uskutečňuje nejčastěji ve formátu IGES, VDA. Meshovací software bývá dodáván buď zvlášť, nebo může být součástí softwarového balíku.
Všechen tento software slouží k simulaci toku materiálu a následně k optimalizaci vlastního tvářecího technologického postupu včetně navrhování počtu operací a tvarů nástrojů a k optimalizaci všech technologických parametrů. Výstupní data nástrojů se dále používají k navrhování a optimalizaci obráběcích postupů tvářecích nástrojů.

Okrajové podmínky

Simulační technika je velice závislá na okrajových podmínkách pro řešení. Tyto podmínky mohu být formulovány čistě matematicky nebo vkládány z pomocných databází, přičemž je potřeba je předem zjistit. To, které okrajové podmínky volit a jak je vkládat, zároveň představuje základní problém celé simulace. Vlastní metoda konečných prvků FEM je stejná. Různý software má různou citlivost na tyto okrajové podmínky a pracuje s různou rychlostí. Nutno zdůraznit, že vhodné řešení může velice urychlit fázi přípravy výroby, tj. určení počtu operací a optimalizaci technologického postupu a jednotlivých technologických parametrů. Vlastní TPV je prakticky velice zdlouhavá a ani nemůže zahrnout vliv všech okrajových podmínek. Simulace pomůže najít rychle bez experimentů optimální řešení, ale bez bližší specifikace okrajových podmínek sama nic nevyřeší. Okrajové podmínky musí být tedy předem definovány, ale které se použijí a jaká bude jejich velikost, to záleží v první řadě na zkušenostech technologa a konstruktéra nástroje. Přitom se předpokládá, že budou předem respektovány zásady technologičnosti lisovaného dílu.
Průběh plastického toku materiálu závisí na těchto okrajových podmínkách:
  • jakosti materiálu, jeho tloušťce a povrchové drsnosti;
  • tlaku a tvaru přidržovače ;
  • tvaru a umístění brzdicích lišt;
  • tvaru přístřihu;
  • počtu operací;
  • kvalitě a množství maziva;
  • drsnosti a zejména opotřebení tvářecího nástroje;
  • rychlosti tváření.
  • Vložit tyto okrajové podmínky do řešení simulace pomocí daného softwaru je bez praktických zkušeností velice obtížné. Technická veřejnost se proto stále častěji bude zajímat, nakolik simulace toku materiálu odpovídají skutečnosti. Metoda verifikace je poměrně pracná a znamená vedle provedení simulací také změření povrchové deformace ve vybraných kritických řezech skutečných výlisků. Proměřovat celý výlisek není nutné, neboť nás zajímají místa s největšími deformacemi.

    Optimalizace zaběhlé výroby

    Simulační software kromě oblasti TPV nachází další využití při odstraňování závad a optimalizaci již zaběhlé výroby. Mezi závady, které se vyskytují na výtažcích, patří lokální ztenčení tloušťky stěny s možným porušením, špatná kvalita povrchu výtažku, nedodržení rozměrů (velké tolerance a odpružení). Odstraňování těchto závad představuje často značný problém: Technologie je v podstatě ověřena, nástroje jsou hotové a vyrábí se. Najednou se citelně zvýší zmetkovitost a dodatečně se zjišťuje, proč. Tato problematika se týká jak malosériové, tak velkosériové výroby, avšak větším problémem to je v hromadné výrobě, kde je nutné co nejrychleji najít optimální ekonomické řešení v rozumném snížení zmetkovitosti. Nejčastější závadou bývá nadměrné ztenčení tloušťky plechu s možností porušení výtažku v těchto místech. Jedná se v podstatě o tváření s nadkritickou velikostí deformace, lokální deformace jsou větší, než dovoluje FLD diagram. Problém bývá v tom, že polohu FLD může ovlivňovat několik okrajových podmínek, za nichž byl zjišťován. Akceptování všech těchto polohu ovlivňujících podmínek je vzhledem k pracnosti zjišťování FLD jen obtížně proveditelné.
    Ve druhé části článku si ukážeme dva příklady verifikace deformací nasimulovaných pomocí simulačního softwaru pro hluboké tažení PAM STAMP, které byly pro automobilový průmysl prováděny na FS ČVUT v Ústavu strojírenské technologie odborem tváření, slévání a svařování. Dokončení příště.
    Reklama
    Vydání #6
    Kód článku: 20641
    Datum: 12. 06. 2002
    Rubrika: Informační technologie / CAD/CAM/CAE
    Autor:
    Firmy
    Související články
    CAM pro CMM

    V posledních letech se ve strojírenství stále více dbá na přesnost výroby a tím i na kvalitu a efektivnost měřicího procesu. Měřicí proces dnes zasahuje i do různých stadií výroby, nejen do závěrečného procesu kontroly výrobku.

    Cena MM Award na EMO 2019

    Také v roce 2019 došlo na udílení cen MM Award. Jedná se o oficiální a jediné ceny udělované na veletrhu EMO. Porota i letos vybírala z mnoha přihlášených exponátů, nejen německých výrobců. Do užšího výběru se jich dostalo jen pár, a nakonec bylo rozdáno pět hlavních cen v pěti kategoriích. S prázdnou neodešly ani firmy, jejichž produkty se ocitly na druhém a třetím místě. I v tomto roce došlo k jistému „posunu“ ve vnímání obsahu jednotlivých kategorií, a tedy i oceněných produktů. Pojďme se podívat na vítězné exponáty podívat jednotlivě. Je to lehký nástin toho, jak EMO vidí němečtí kolegové.

    Obrobkové sondy a úskalí jejich použití

    Téměř většina z nově vyrobených, zejména pak sofistikovaných obráběcích strojů, je dnes vybavena obrobkovými měřícími sondami. V uživatelských návodech k těmto sondám se lze dočíst o tom, jakými přínosy je jejich nasazení ve výrobě ohledně efektivnosti, snižování vedlejších časů při mezioperačních a finálních kontrolách obrobků atd. Ano, to vše je pravdou, nicméně i měřící sondy mají svá úskalí - tak jako ostatně každé jiné měřící zařízení.

    Související články
    Obráběčská obec se opět sešla v Plzni

    Katedra technologie obrábění Fakulty strojní na ZČU v Plzni slaví letos 50. výročí od založení. K této příležitosti, mimo jiného, s Techmania science center a s partnery pořádala začátkem roku již osmý ročník úspěšné mezinárodní konference Strojírenská technologie - Plzeň 2019. Konference se nesla v duchu témat z oblasti metrologie, zabezpečování jakosti ve strojírenské výrobě, trendů technologie obrábění, nástrojů a řezných materiálů, technologické přípravy výroby a projektování, automatizace a dalších. Doplněna byla o doprovodný program věnující se problematice 3D kovového tisku.

    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Související články
    Trendy ve světě přesné měřicí techniky

    Požadavky kladené na kontrolu kvality se rok od roku stále zvyšují. S tímto trendem se musejí vypořádat všichni výrobci měřicí techniky. Shodně je tomu i u firmy Mitutoyo, která se snaží šíří svého sortimentu maximálně vyhovět požadavkům pro dílenskou kontrolu, měrové laboratoře i procesní kontrolu, ale zároveň neopomíjí současný trend - Průmysl 4.0 a IoT - požadavek na inteligentní komunikativní měřidla a přístroje.

    Software MSP - dva nástroje k bezchybné výrobě na 5osých centrech

    V jednom z předchozích článků jsme se zabývali obslužným SW pro spínací dotekové měřicí sondy. Ukázali jsme, že běžná měřicí doteková sonda je vlastně jenom opakovatelný spínač a že použitelný výsledek nám dá až software v řídicím systému. Ať už pracujeme s makroprogramy přímo v paměti CNC nebo tvoříme vlastní cykly na úrovni CAD, výsledkem jednoho měření je obvykle údaj o jednom geometrickém prvku, maximálně vztah několika prvků (nový počátek nebo úhel natočení obrobkových souřadnic, průměr a osa díry, šířka drážky apod.). Také obslužný software skenovací sondy, která obvykle sbírá mnohem větší množství bodů než sondy spínací, většinou směřuje k hodnocení daného prvku nebo pravidelného geometrického tvaru.

    Metrologie v automatické výrobě

    Názory na aktivity SMLC – Smart Manufacturing Leadership Coalition – a hlavně německou výzvu Industrie 4.0 jsou různé. Nikdo asi dnes nedokáže spolehlivě předpovědět, zda výrobní technologie jsou skutečně na počátku nové etapy, nebo je to spíše marketingový produkt. Jedno je ovšem vidět na první pohled: Technické prostředky používané ve výrobě se velmi rychle mění, a to hlavně v oblasti elektronických řídicích systémů, jejich programového vybavení a vzájemné provázanosti. Téměř žádný výrobní stroj nebo přístroj se už neobejde bez elektronické jednotky schopné kromě vlastního řízení neustále komunikovat s okolím.

    Automatická analýza jakosti výlisků

    S rozvojem hromadné výroby karoserií automobilů má toto téma stále narůstající význam. Optická 3D - měřicí technika v posledních deseti letech doznala v lisařině stále většího použití.

    Čo ponúka priemyselná počítačová tomografia?

    Rentgénová počítačová tomografia určená pre priemyselné využitie sa objavila na trhu len pred niekoľkými rokmi, no jej nesporné výhody presvedčili už množstvo zákazníkov, ktorí márne hľadali vhodnú technológiu pre nedeštrukčné vyhodnotenie kvality ich výrobkov.

    Progresivní 3D skenery

    Mimořádně zdařilé propojení špičkové technické charakteristiky, flexibilnosti aplikací a snadné ovladatelnosti představují nové 3D skenery řady CogniTens WLS400.

    Zvyšte potenciál svého 2D CAD softwaru!

    Stále příliš mnoho firem přichází o své finanční prostředky tím, že sice využívají nové technologie, ale ty nezvyšují jejich celkový potenciál. V takovém případě pomůže aplikace DraftSight od Dassault Syst?mes. Pomocí tohoto softwaru lze spouštět stávající DWG soubory a vytvářet nové za zlomek nákladů oproti jiným CAD řešením.

    Aerospace - vlajkový průmysl s extrémními nároky

    Letecký průmysl je ve Francii významným oborem, a tak není divu, že společnost Missler Software získala v této oblasti jedinečné zkušenosti díky spolupráci s většinou subdodavatelů v oboru. To ji spolu s tisíci díly obráběnými pomocí TopSolidCam řadí mezi špičky v leteckých technologiích.

    Nový integrovaný CAM systém

    Vývoj výrobků historicky zahrnoval dva oddělené procesy: prvním byl návrh výrobku, druhým pak jeho výroba. Používání samostatných neintegrovaných CAD (návrh) a CAM (výroba) nástrojů při vývoji výrobků vedlo ke komunikační bariéře mezi návrhem a výrobou. Ve výsledku to způsobovalo problémy s náklady, časem a kvalitou, a to zejména v případech, kdy bylo potřeba upravit návrh nebo došlo k narušení vyrobitelnosti. Použitím integrovaného CAD/CAM řešení lze překonat problémy související s tradičním odloučením návrhu a výroby. S použitím integrované CAD/CAM platformy je tak možné zkrátit dobu výrobního cyklu, řídit náklady a zlepšit kvalitu při současné podpoře spolupráce mezi návrhem a výrobou výrobku.

    Zlepšení produktivity navrhování a obrábění

    O něco málo více než po roce je tu opět nová verze parametrického 3D modeláře Creo. Jak se povedlo vývojářům do již páté verze Creo zakomponovat požadavky trhu a jaké jsou hlavní směry inovací?

    Reklama
    Předplatné MM

    Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

    Proč jsme nejlepší?

    • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
    • Vysoký podíl redakčního obsahu
    • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

    a mnoho dalších benefitů.

    ... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

        Předplatit