Diese Arbeit beschreibt die Entwicklung einer Methodik, die es ermöglicht, die elastische Wechselwirkung zwischen dem Fertigungsmittel und der Fertigungspresse systematisch zu erfassen. Hilfreich hierfür ist der Trend, die FEM-Simulation im Bereich Blechumformung noch stärker als bisher zu nutzen und weiterzuentwickeln. Durch die Einbindung der Umformsimulation in den virtuellen Entwicklungsprozess von Umformwerkzeugen gelingt es, prozesstypische und bauteilabhängige Lastzustände im Umformwerkzeug abzubilden. Unterstützt wird diese Praxisnähe durch die Einbindung der Fertigungspresse in das FEM-Gesamtmodell. Erst durch ihre elastische Wechselwirkung mit dem Fertigungsmittel können praxisrelevante Pressentischbiegelinien und ihre Auswirkungen auf die Werkzeugwirkflächen rechnerisch ermittelt und bewertet werden. Die beschriebene Methodik wurde mit dem Fokus der industriellen Anwendbarkeit entwickelt und baut daher in einigen Teilbereichen auf bereits existierenden, virtuellen Teilprozessen auf. Erst durch die Entwicklung geeigneter Schnittstellen, die ebenfalls im Rahmen dieser Arbeit entstanden, wird ihr effizientes Zusammenwirken möglich. In zwei Anwendungsfällen wird am Beispiel des Umformwerkzeugs der Frontklappe der BMW 5er Baureihe (e60), sowie des Längsträger Oberteil Werkzeugs der BMW 3er Baureihe (e90), die Funktionsfähigkeit der entwickelten Methodik nachgewiesen. In einer Gegenüberstellung des neu entwickelten Lastfalls, bei dem das Zusammenwirken von Umformsimulation, Werkzeug und Umformpresse im Vordergrund steht, mit dem vereinfachten Lastfall, der auf der konstanten Verteilung der Umformkraft auf der Pressentischspannplatte und der Stösselspannplatte beruht, werden die Auswirkungen der beiden Lastfälle ermittelt und bewertet. Dabei wurde deutlich, dass das Verhalten der Umformpresse Auswirkungen auf das elastische Verhalten des Umformwerkzeugs hat. Bei den angestellten Untersuchungen war festzustellen, dass sowohl der Ort der Krafteinleitung als auch die Größe des Werkzeugs, das Ergebnis der Pressentischdurchbiegung prägen. Durch verschiedene prozessbegleitende Messungen konnten die Berechnungsergebnisse abgesichert werden.
Entwicklung einer Methodik zur optimierten Gestaltung von Umformwerkzeugen
utg-Forschungsberichte ; 43 ; 1-151
2008
151 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
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