FORSIM

BAYERISCHER FORSCHUNGSVERBUND SIMULATIONSTECHNIK

Z1 Integrierte NC-FE-Simulation zur Optimierung von Fertigungsprozessen

Arbeitsfeld:

Um den Fräsprozess wirtschaftlicher durchführen zu können, ist man bestrebt, die prozessbeeinflussenden Parameter, wie die Lage der Bearbeitungsbahnen, Vorschub- und Schnittgeschwindigkeiten oder das Werkzeug, optimal auszuwählen. In der täglichen Produktion kommt es immer wieder vor, dass durch veränderliche Schnittbedingungen oder Werkzeug- bzw. Bauteilverformungen während des Bearbeitungsprozesses die Bauteilqualität stark gesenkt wird. Durch ideal angepasste Prozessparameter können folglich weitreichende Verbesserungen im Hinblick auf Werkzeugstandzeit, Oberflächenqualität und wirtschaftliche Bearbeitung erzielt werden.

Werkstücke mit geringer Eigensteifigkeit verformen sich bei spanender Bearbeitung aufgrund der wirkenden Prozess- und Spannkräfte. Form- und Maßhaltigkeit des Werkstücks werden dadurch negativ beeinflusst. Anhand virtueller Modelle von Produkt und Produktionsmittel sowie der Aufspannung sollen die ungewollten Verformungen im Rahmen der Fertigungsplanung analysiert und die Prozessparameter daraufhin optimiert werden. Die Verformungsanalyse soll durch eine integrierte NC-FE-Simulation im Zeitbereich erfolgen.

Anwendung in der Praxis:
Die durch die Simulation gewonnenen Erkenntnisse über Bauteilverformungen während des Fräsprozesses sollen in Maßnahmen zur Optimierung der Form- und Maßhaltigkeit des zu bearbeitenden Werkstücks umgesetzt werden. Die Verformungen aufgrund der Bearbeitung können graphisch dargestellt werden, wobei Bereiche mit besonders starken Verformungen hervorgehoben werden. Dadurch erhält der Arbeitsplaner Hinweise über verformungskritische Arbeitsschritte. Ferner wird ein Postprozessor entwickelt, der das NC-Programm durch Veränderung der Lage der Bearbeitungsbahnen bzw. durch Veränderung der Vorschub- und Schnitt-geschwindigkeiten optimiert.

Die Simulationsergebnisse sollen ebenso in der Konstruktion genutzt werden können, um Bauteile mit einer nach fertigungstechnischen Gesichtspunkten verbesserten Bauteilgestalt zu entwickeln.