Spektrum SchmiedeJOURNAL März 2014 47 des Konstrukteurs schon in der Phase der Produktentwicklung einen großen Einfluss auf die resultierenden Fertigungskosten, -zeiten und -qualitäten. Nach Ullmann werden in der Phase der Entwicklung und Konstruktion nur 10 Prozent der (Produkt-) Selbstkosten verursacht, aber bereits 70 Prozent der (Produkt-) Kosten festgelegt 2. Aus diesem Grund ist es sinnvoll, bereits in einer frühen Phase der Konstruktion die durch den Konstrukteur zu treffenden Entscheidungen durch eine entsprechende Mitarbeit und Bereitstellung relevanter Informationen unter anderem von Seiten der Arbeitsvorbereitung zu unterstützen 3. Derzeit existiert keine Methode zur Konstruktion von Schmiedebauteilen und -werkzeugen, die produktionsspezifische Informationen der Prozesskette der Bauteilherstellung in die Konstruktionsphase einbezieht und so den Konstrukteur während der Konstruktion von Bauteil und Schmiedewerkzeug unterstützt. Bild 1: Methode zur produktionsangepassten Konstruktion. Bild 2: An die produktionstechnische Prozesskette angepasstes Schmiedebauteil. Methodischer Ansatz Um eine optimale Abstimmung zwischen Konstruktion und Arbeitsvorbereitung bereits zu einem frühen Zeitpunkt der Konstruktionsphase zu ermöglichen, wird gegenwärtig am Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen (IFUM) der Leibniz Universität Hannover eine Softwareapplikation entwickelt, die den Konstrukteur frühzeitig mit produktionstechnischen Daten über die zur Verfügung stehenden Maschinen und Anlagen informiert. Zu diesen Daten zählen konstruktionsrelevante, anlagenspezifische Eigenschaften, wie beispielsweise die Fertigungsgenauigkeit oder der Einbauraum der Presse. Mit der in diesem Projekt zu entwickelnden Methode soll dem Konstrukteur eine schnelle und auf die Anlagen der jeweiligen Prozesskette abgestimmte Konstruktion des Bauteils und Werkzeugs ermöglicht werden (Bild 1). Die Methode soll sich dabei zunächst auf rotationssymmetrische Bauteile sowie die zugehörigen Werkzeuge beschränken. Als Referenzbauteil dient in diesem Zusammenhang die in Bild 2 dargestellte Lagerbuchse. Die Kenntnisse der für eine schmiedegerechte Konstruktion notwendigen Gestaltungselemente (zum Beispiel Radien, Schrägen, Aufmaß) sowohl für den Schmiedeprozess als auch für die vorgelagerte Erwärmung des Rohteils sowie die nachgelagerten Prozesse der Wärmebehandlung und spanenden Nachbearbeitung sind dabei eine wesentliche und wichtige Voraussetzung für eine produktionsangepasste Konstruktion. Daher werden im ersten Schritt des Projekts konstruktionsrelevante Gestaltungselemente und Maschinenparameter für die oben genannten Prozesse auf Basis von Literatur und Fachgesprächen mit Unternehmen der Schmiedeindustrie ermittelt und klassifiziert. Darauf aufbauend werden Maschinen- und Anlagenparameter mit einem signifikanten Einfluss auf die Gestaltungselemente des Bauteils und Werkzeugs und deren valide Wertebereiche ermittelt und in einen Parameterkatalog überführt. Auf Basis dieses Parameterkatalogs erfolgt die nachfolgende Ableitung der produktionsangepassten Konstruktionsmethode. Im Zuge dessen wird ein wissensbasierter Abfolgeplan erstellt. Anhand des Abfolgeplans wird der Konstrukteur manuell, schrittweise durch die Methode geführt, um das Bauteil und das Schmiedewerkzeug an die jeweilige Prozesskette anpassen zu können (Bild 2). Anschließend erfolgt die softwaretechnische Entwicklung und Implementierung der Zusatzapplikation namens „ProKon“. Damit entsteht ein automatisierter Abfolge
2014-03-Schmiede-Journal
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