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
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.

    Průmysl 4.0 v praxi

    Reflexe současného poznání s aplikací prvků Průmyslu 4.0 do praxe byla předmětem odborné konference, kterou společnost Ceratizit společně se svými partnery připravila pro téměř stovku účastníků z řad výrobních společností ve svém Technickém centru. Od původního teoretizování o aspektech Průmyslu 4.0 jsme se nyní dostali již k praktických zkušenostem.

    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.

    Související články
    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.

    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Související články
    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.

    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.

    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?

    Příprava CAD modelu součásti pro výrobu

    NC programátoři se velmi často potýkají s problémy týkajícími se různé kvality trojrozměrných modelů potřebné pro programování obrábění. Úpravy mohou být obtížné, protože 3D modely součástí často pocházejí z různých zdrojů.

    Letadlo poháněné sluneční energií vyrazilo na cestu kolem světa

    Solar Impulse je projekt mající za cíl vyrobit letadlo poháněné sluneční energií, které dokáže obletět Zemi. Letoun je dílem švýcarského psychiatra a vzduchoplavce Bertranda Piccarda, jednoho z pilotů prvního balonu, který obletěl celý svět bez jediné přestávky, a švýcarského inženýra a podnikatele Andrého Borschberga. Vývoj zastřešuje polytechnika v Lausanne a podílí se na něm několik desítek specialistů.

    Setkávání

    Setkávání uživatelů konstrukčních a technologických softwarů má již dlouholetou tradici. Informace o novinkách, představení nejrůznějších tipů a triků, někdy i možnost si zasoutěžit a v neposlední řadě rovněž výměna zkušeností v neformální atmosféře patří k hlavním bodům programu takovýchto akcí.

    Konstrukce i technologie snadno, rychle a bezpečně

    CAD/CAM systém TopSolid verze 7.9 přináší v návaznosti na technologickou část další rozšíření možností v oblasti obecné konstrukce.

    Softwarový simulátor stavebního stroje nahrazuje nákladné prototypy

    Vývoj stavebních strojů bývá spojen se stavbou fyzických prototypů nových zařízení. Ty však vyžadují vysoké finanční náklady a množství času. Efektivní řešení dnes nabízejí softwarové simulátory. Společnost Volvo Construction Equipment zařadila do vývoje simulátor „human-in-the-loop“, který vyvinula v nástrojích Matlab a Simulink firmy MathWorks.

    Od správy nástrojů po simulaci NC programů

    V oblasti integrované správy nástrojů u společnosti KHS hraje software pro správu nástrojových dat TDM zásadní úlohu. Tento software zde byl zaveden před čtyřmi lety a v současné době poskytuje 3D modely nástrojů a nástrojová a technologická data pro NC programování, simulaci výroby, seřizování nástrojů, jakož i pro správu skladových zásob.nástrojů, jakož i pro správu skladových zásob.

    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