Fachbeiträge Multi-stage tools are often used in forging processes, which require a long period in an experimentally designed optimisation process with the production machine. With the methodology for coupled simulation, developed at the Laboratory for Machine Tools and Production Engineering (WZL) of RWTH Aachen University, Ganzheitlicher Simulationsansatz zur Berücksichtigung der Presse-Werkzeug-Prozess-Interaktionen Einleitung Die Umformtechnik ist heute immer noch ein Fertigungsverfahren, bei dem die Herstellung eines Werkstücks in der Regel erst nach Vorversuchen und durch Nutzen von Expertenwissen möglich ist. Dies macht die Umformtechnik technologisch und wirtschaftlich anspruchsvoller als andere Fertigungsverfahren. Dieser Umstand resultiert nicht aus einer inkorrekten Planung, sondern vielmehr aus Effekten im Prozess, die nur durch Presse- Werkzeug- Prozess- Interaktionen beschrieben 34 SchmiedeJOURNAL März 2014 werden können. Die auftretenden Umformkräfte führen sowohl zu einer Auffederung der gesamtem Maschinenstruktur, als auch des eingesetzten Werkzeugsystems. Bei exzentrischer Belastung spielt zusätzlich die Verkippung des Stößels eine Rolle. Insbesondere bei mehrstufig belegten Prozessen sind die Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Fertigungsstufen hochgradig komplex. Änderungen an einer Umformstufe resultieren in einem veränderten Auffederungs-, Kipp- und Versatzverhalten des gesamten Werkzeugsatzes und haben somit wiederum Einfluss auf alle Umformstufen. Da bei mehrstufigen Umformprozessen das Umformergebnis einer Werkzeugstufe wiederum das Ausgangswerkstück der jeweils nachfolgenden Stufe darstellt, liegen bei mehrstufig belegten Prozessen sogar mehrfache Wechselwirkungen zwischen den Einzelstufen vor. Die Optimierung dieser Prozesse ist durch die gegenseitigen Interaktionen der einzelnen Prozessstufen des In der Massivumformung werden Mehrstufenwerkzeuge oft mit hohem Zeitaufwand in einem experimentell geprägten Optimierungsprozess auf der Produktions- maschine eingefahren. Mit der am Werkzeugmaschinenlabor (WZL) der Rheinisch- Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) Aachen entwickelten Methodik zur gekoppelten Simulation, mit der die Interaktionen zwischen Umformmaschine, Werkzeugsystem und Umformprozess in der Umformsimulation Berücksichtigung findet, kann dieser kostenintensive Vorgang verkürzt werden. Hierzu wird bereits vor der Fertigung der Werkzeuge eine simulationstechnische Werkzeugoptimierung durchgeführt – unter Berücksichtigung des nichtlinearen Verlagerungs- verhaltens der späteren Produktionsmaschine, sowie des gesamten Werkzeugsystems. Prof. Dr.-Ing. Christian Brecher, Dipl.-Ing. Stephan Bäumler und M.Sc. Kolja Bakarinow, Aachen with which the interactions between forming machines, tool systems and forming processes in the forming simulation are considered, this cost-intensive procedure can be shortened. In order to do this, a tool optimisation by means of technical simulations is implemented even before the tool is produced – considering the non-linear displacement behaviour of the later production machines, as well as the entire tool system. Complete Simulation Approach for the Consideration of Solid Forming Press Tool Process Interaction
2014-03-Schmiede-Journal
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