Title

Description

    Задачи в области производства форм из листового материала

    Идеальное взаимодействие между виртуальным и реальным миром

    На протяжении более 30 лет CAD/CAM-решения компании Tebis зарекомендовали себя в отрасли инструментального производства. На сегодняшний момент, наряду с темой автоматизации процесса производства, ключевую роль играет оцифровка. Эта область включает в себя также и 3D-фотограмметрию для контроля качества листовых деталей и пресс-форм. Для этого необходимо идеальное взаимодействие между виртуальным и реальным миром.

    Проблемы в инструментальном производстве

    Одной из самых больших проблем в производстве пресс-форм является высокая доля ручной доводки инструмента. От фрезерной обработки до первой установки в штамповочном прессе часто проходят недели и месяцы – с частично неподдающейся расчёту многократной корректировкой.

    Причины этому можно разделить на 4 аспекта:

    • эффекты отпружинивания листового материала
    • истончение и утолщение листа во время формования
    • точность и качество поверхностей инструмента
    • жесткость инструмента и прессов

    В прошлых годах устоялась «сквозная» симуляция отпружинивания. Тем не менее, эффекты отпружинивания листа предсказуемы лишь условно. Особенно при использовании алюминиевых деталей и при горячей формовке, для определения мер корректировки необходимы реальные данные инструмента. Важным аспектом при этом становится симуляция и компенсация истончения листа. До сих пор соответствующие эффекты устраняются частично вручную инструментальщиками и частично в штамповочном прессе. Часто проблемы лежат не столько в технологии, сколько в точности и качестве фрезерованных поверхностей. Которые не являются достаточными для непосредственной установки инструментов в штамповочном прессе. Следствием этого является необходимость дорогостоящей доработки поверхностей и , например, дополнительной закалки радиусов. Доработка инструмента не может быть исключена даже в случае идеального качества поверхности, если не учитывать прогиб инструмента и пресса.

    Центральная роль оцифровки

    Процесс оцифровки многократно применяется в инструментальном производстве. Оцифровка инструментов и их деталей поможет предотвратить производственные потери вследствие износа или поломки инструмента.

    Оцифровка отливок

    На основе оцифрованных данных (облаков точек) можно легко и просто создать 3D-CAD-поверхности, например отдельных частей инструмента и затем их изготовить. Высокая точность обеспечивает замену отдельных частей инструмента без повторной доработки инструмента. Так же производится дигитализация доработанных инструментов и реконструкция в CAD, например дошлифованных радиусов деталей.

    На базе оцифрованных данных, используя сравнение заданных и действительных значений в CAD/CAM-процессе, могут быть определены и реализованы меры по компенсации в отдельных деталях или сборке. Тем самым можно эффективно и быстро реализовать как коррекции размеров, так и оптимизации поверхностей. Изменения, связанные с инструментом или конструкцией детали можно сравнить на экране. Это позволяет решить, могут ли быть изменения осуществлены непосредственно в цеху или должны быть внесены конструктивно. Для внесения конструктивных изменений могут использоваться оцифрованные данные 1:1, что позволяет обеспечивать высокий уровень точности.

    Также в производственном процессе оцифровка играет важную роль. Особенно чистовая обработка занимает еще очень много времени. В частности, для изготовления крупногабаритных деталей используется технология литья. Проблемы возникают, если полученные литьевые детали и конструкции не совпадают. Если отливки оцифровываются непосредственно при получении товара, то это способствует обеспечению надёжного и автоматизированного CAD/CAM-процесса. Кроме того, это ведёт к сокращению времени обработки на станке. Опция: Также и для окончательно обработанных частей инструмента стоит проводить оцифровку: чтобы контролировать функцию инструмента, отдельные детали оцифровываются после их обработки и собираются в виртуальном режиме в CAD/CAM-системе и проверяются на возможные столкновения. Только если ошибки были исключены, инструменты допускаются для сборки и доработки.

    Технологические решения Tebis

    Tebis позволяет производить эффективную черновую обработку на основе оцифрованных литых деталей Интегрированные технологии, например, для избежания полного врезания, оптимизации движения подачи и оптимизированные под заготовки отводы инструмента станка, а также адаптивные фрезерные стратегии являются основой для эффективной черновой обработки. Опция: Tebis точно отображает геометрии новых инструментов HFC (High Feed Cutter) и HPC (High Performance Cutter) и позволяет сократить время обработки на станке.

    Точность и отличное качество поверхностей при 3D-обработке

    Технологии Tebis, например, для равномерного деления 3D-траектории и стратегии HSC-распределения точек, обеспечивают идеальное качество и снижают необходимость доработки инструмента.
    Рихтовка после фрезерования снижает шероховатость и уплотняют поверхность. Радиусы, подверженные большим нагрузкам, режущие кромки и кулачки для доформовки в инструментах как правило повергаются закалке. Оба процесса полностью интегрированы в Tebis.

    Поверхность пресс-форм с сопряжёнными переходами между контактными и свободными областями
    Симуляция рихтовки в Tebis

    Инновационный процесс обработки рабочих поверхностей

    Создание рабочих поверхностей в процессе изготовления инструментов играет центральную роль. С их помощью определяется качество и точность размеров листовых деталей. Системы на базе FEM позволяют рассчитывать отпружинивание с высокой точностью. На основе этих результатов, в качестве возможного варианта, разрабатывается стратегия для компенсации перегиба для всех инструментов и в виде облаков точек передаётся в Tebis CAD/CAM-процессы. При этом данные симулирования, например, элементы структуры, могут быть использованы для перегибки. Тоже самое касается и отсканированных листов, например, в горячей штамповке. Обобщённые закономерности предлагают упрощенные правила для формообразования, благодаря чему, что особенно важно для наружных деталей, сохраняется оригинальная кривизна при качестве поверхности «класс А». Для распознавания ошибок в видимых поверхностях деталей на ранней стадии, Tebis предлагает функции анализа поверхностей «класса А», а также мощные функции оптимизации поверхностей.

    Одной из задач подготовки рабочих поверхностей компании Tebis является компенсация утончения листа, внесение областей давления и конструирование негативных радиусов. С помощью специализированных функций, программирование может происходить без припусков и негативных припусков так, что видимые ребра и выступы исчезают с поверхности пресс-форм. Компенсация прогиба пресса и деформация инструмента, применяя закономерности перегиба, может быть легко учтена.

    Программирование на сконструированной поверхности упрощает весь CAD/CAM-процесс. Технология шаблонов компании Tebis делает возможной в NC-программировании высокую степень автоматизации и позволяет сократить время программирования. Основой для использования HFC-фрезы служат однородно подготовленные рабочие поверхности. Кроме того, в особенности для остаточного материала, снижается время расчёта. Преимущества для процессе пригонки по краске: Сокращение доводки инструмента позволяет прямой монтаж инструментов в формовочные прессы.

    Эта статья Стефана Галоци, менеджера по продукции Tebis AG, была впервые опубликована по случаю Встречи пользователей «Quality Engineering в 2016» компании «Topometric GmbH». Темой мероприятия было «Обеспечения качества в области обработки листового материала – инновационные решения для автомобильной промышленности».