ZPRÁVA Z PRŮMYSLOVÉ PRAXE

Transkript

1 ZPRÁVA Z PRŮMYSLOVÉ PRAXE Číslo projektu Název projektu Jméno a adresa firmy Jméno a příjmení, tituly studenta: Modul projektu CZ.1.07/2.4.00/ Vytváření nových sítí a posílení vzájemné spolupráce v oblasti inovativního strojírenství Taforge a.s., Areál Tatry 1447/4, Kopřivnice Tomáš Brumar, Bc. 2. Tváření materiálu Společnost Taforge a.s zaujímá pozici vedoucí kovárny zápustkových výkovků v ČR. Svým zákazníkům nabízí široký sortiment výkovků různých hmotností v rozmezí od 0,5 kg až po 60 kg. Zaměření je na automobilový průmysl, zemědělství dopravní a manipulační techniku. Výrobní kapacita je tun zápustkových výkovků ročně. Příklad zadání práce, která byla součástí mé praxe ve společnosti Taforge a.s.: 1. Vypočtěte dostupnými metodami potřebnou tvářecí sílu pro daný výkovek 2. Zjistěte, jak se výsledky liší za použití různých způsobů výpočtů. Ze všech výpočtů sestavte tabulku a rozhodněte, která metoda je pro použití v praxi nejvhodnější 3. Pro matematickou simulaci použijte metodu konečných prvků (FEM) tak i metodu konečných objemů (FVM). 4. Proveďte výpočet ve 3D i 2D 5. Ověření rozdílnosti výstupů u matematické simulace při definování okrajových podmínek Vstupní parametry pro výpočet matematické simulace kování: Hmotnost osově symetrického výkovku je 8,8 kg. Vsázková hmotnost je 9.6 kg. Rozměr materiálu je buď cágl 90x154 (R12) rozměry za tepla: 90,9x155,5, nebo D100x156 rozměry za tepla D101x157,6. Jakost Ck15 ( DIN). Teplota kování C Teplota nástrojů 350 C. Přenos tepla do okolí je 1070 Watt/m2*K, teplota okolí 20 C. Prodleva před 1.operací je 5s a mezioperační je 1s Svislý kovací lis LZK4000 ( kn) Parametry stroje pro zadávání do softwaru: - Crank radius (R) 190 mm - Rod Length (L) 1300 mm - Revolution 0,91 ot/sec - mazání 1. operace f=0,6 a 2. operace f=0,2

2 1. Výpočet kovací síly dle ČSN pro svislé kovací lisy udává: Empirický vztah vyvinutý Šmeralovými závody v Brně: Dle Brjuchanov Rebelského F = 8(1 0,0005 D) (2 + 0,1 D H ) б p S F = 8(1 0,001 D) (1,1 20 D ) 2 б p S Dle Stroženova: F = б p [(1,5 + b 2 h ) S + (1,5 + b h + 0,1 D h ) S] 2.,3. Tabulka materiálu Ck15 DIN ČSN Rm [Mpa] A [%] Rp [MPa] бp [MPa] Tabulka vypočtených kovacích sil [MN] Šmeral 9,86 Brju-Reb 8,6 Stroženov 6,9 Nejvhodnější se jeví ze tří výpočtů metoda dle Brjuchanov Rebelského jelikož se blíží aritmetické hodnotě zbylých dvou. Pro rychlé orientační určení lze však použít jakýkoliv. Při výpočtu simulací byl úkol porovnat simulace při obecném a přesnějším nadefinování okrajových podmínek. Důvodem bylo ověření odlišnosti výstupu matematické simulace při zadávání vstupních okrajových dat a následné zhodnocení. (fold/lap, Damage, Die wear, principal stress, radial a tangencial results)

3 Na obr. 1 je vidět, že nepřesně nadefinované podmínky mohou ovlivnit výsledek, to znamená, že při zjišťování intenzity deformace je podstatné zpřesnit vstupní data. Obr. 1 Deformace bez parametrů /s parametry (3 mm) Při bližším pohledu u snímků intenzity napětí vidíme, že je zde také rozdíl, není však natolik zásadní. Tudíž při zjišťování napětí na výkovku není potřeba přílišně zpřesňovat data. Obr. 2 Napětí bez parametrů/ s parametry Obr. 3 Rychlost deformace bez parametrů/s parametry

4 2D simulace odpovídá relativně simulaci ve 3 rozměrech. Lze jí výborně požít pro ověření nové geometrie nástroje a to hlavně s důvodu přehlednosti a hlavně rychlosti simulačního procesu v řádech minut. Obr. 4 2D simulace napětí/ deformace Závěr Při výběru správné matematické simulace nutno přihlížet také k času, po který simulace probíhá. Pro praxi kde potřeba rychle získat výsledky pro další postup je v poměru přesnosti a rychlosti nejvhodnější metoda konečných objemů při zadání základních okrajových podmínek. 2D simulace s důvodu menší přesnosti ale velice rychlé získání výsledků je vhodná pro ověření toku materiálu u nových zápustek avšak je omezena pouze na rotační součásti. 3D simulace metodou konečných prvků je velice přesná, pro praktické využití v zápustkovém kování téměř zbytečná, využití najde spíše ve výzkumné oblasti. Dalším nedostatkem pro využití v praxi je doba průběhu simulace, která se pohybuje v řádech desítek hodin. Zhodnocení odborné praxe ve firmě Taforge a.s Ve firmě bylo možno se technologického hlediska zaměřit na oblastí obrábění a výroby nástrojů, metrologie a jakost výroby pro zápustkové kování, tepelného zpracování, tváření zápustkového kování a matematické simulace. Já jsem se zaměřil na obor, ve kterém jsem absolvoval BP, což bylo tváření a matematická simulace.

5 Ve firmě jsem byl přidělen k vedoucím oddělení konstrukce p. Ing. Šablaturovi, který mne ochotně zasvětil do chodu firmy po stránce konstrukce a výroby zápustek a jejich technologické aplikace v praxi. Vzájemně jsme si předali zkušenosti se simulačním softwarem SimufacForming. Seznámil jsem se blíže s normami pro automobilový průmysl ISO/TS :2009 a ISO 9001:2008. Bylo mi předáno zadání práce, které bylo pravidelně konzultováno přímo ve firmě, popřípadě pomocí u. Ve firmě jsem se setkal s velice ochotným přístupem a nabídkou možné budoucí spolupráce a zpracování diplomové práce na téma zápustkového kování a matematické simulace. Praxi hodnotím kladně, získané zkušenosti s oboru zápustkového kování mi pomohou při uplatnění v pracovním životě. Datum a podpis studenta