Proces vývoje a výroby dílů karoserie Ing.Petr Chaloupecký 29.4.2015
Cíl přednášky Cílem přednášky je seznámit posluchače s problematikou velkoplošných karosářských dílů ve vztahu ke konstrukci a výrobě karosářského lisovacího nářadí 2
Obsah 1. Úvod do problematiky lisovacího nářadí 2. Požadavky na design a konstrukci karoserie 3. Tahový model a simulace tažení 4. Metodický plán lisování dílu 5. Konstrukce lisovacích nástrojů 6. Výroba, zapracování nástrojů 7. Předání lisovacích nástrojů do sériové výroby 8. Závěr 3
1. Úvod do problematiky lisovacího nářadí Cíle realizace projektu nového vozu - atraktivní model vozu pro zákazníky - vysoká užitná hodnota vozu v poměru k jeho ceně - procesně jistá výroba za přiměřených nákladů 4
1. Úvod do problematiky lisovacího nářadí Fáze vývoje a přípravy výroby karosářských dílů Návrhem designu vozu a prvních dat dílu začíná SE spolupráce mezi útvary vývoje, kvality, plánování výroby a nářaďovny, která končí předáním lisovacího nářadí do sériové výroby. Vývoj Design/Strak Konstrukce dílu Výroba lisovacího nářadí Metodické plánování Konstrukce nástrojů Výroba nástrojů Zapracování nástrojů Výroba Lisovna 5
2. Požadavky na design a konstrukci karoserie Povrchové díly karoserie - např. blatník, postranice, střecha Požadavky: - rozměrovost - kvalita dosedacích ploch - vysoká kvalita ploch s velkým důrazem na vnější povrchové plochy Strukturální a platformové díly - např. příčníky, podélníky, vnitřní díly, těsnící kanál - např. kryt kola, držák tlumiče pérování, Požadavky: - rozměrovost - kvalita dosedacích ploch - plocha výlisku bez zvlnění 6
2. Požadavky na design a konstrukci karoserie Vytvoření designu a CAD dat povrchu Designový návrh Vyhlazená data Vstupní data pro konstrukci dílů 7
2. Požadavky na design a konstrukci karoserie Hodnocení CAD dat povrchu karoserie z pohledu lisovatelnosti - hodnocení tvaru povrchových ploch z důvodu eliminace povrchových vad na výlisku - hodnocení průběhu tvaru povrchu z pohledu vyrobitelnosti - hodnocení kvality povrchu ve spolupráci s oddělením kvality 8
Hodnocení CAD dat povrchu karoserie z pohledu lisovatelnosti Průběh křivostí Nevyhovující průběh křivostí Vyhovující průběh křivostí Křivostní rádiusy Highlights 9
2. Požadavky na design a konstrukci karoserie Hodnocení CAD dat povrchu karoserie z hlediska provedení designových linií Markantnost designových linií 10
2. Požadavky na design a konstrukci karoserie Hodnocení tvaru, průběhu spár A-A 11
2. Požadavky na design a konstrukci karoserie Hodnocení konstrukčních dat dílů z hlediska lisovatelnosti - tvary, délky a směry návazných ploch, přírub a stojin - velikost a tvar otvorů, jejich vzájemná vazba a poloha na tvaru dílu B-B Nadzvednutý díl Pevný nástavek Pracovní klín Vyplňovací klín R 12
3. Tahový model a simulace tažení Tahový model - stanovení polohy dílu pro lisování, definice ploch dílu jako čelního tvaru tažníku - vytvoření plochy přidržovače popř. přidržovačů a činných technologických plochy tažení - stanovení brzdících lišt Návrh přidržovače Tahový model Tahový model s brzdicími lištami a nástřihem 13
3. Tahový model a simulace tažení Simulace tažení dílu - prověření vyrobitelnosti dílu z hlediska tažení, dotvarování, ostřižení a děrování prostřednictvím FEM simulace - vyhodnocení praskání, ztenčení a vypnutí výlisku - vyhodnocení kvality výlisku (zvlnění dílu a přetažené hrany) - vyhodnocení lisovatelnosti k materiálové křivce FLC Funkce soustavy LIS - NÁSTROJ Interakce NÁSTROJ - PLECH Lisovatelnost Tvarová náročnost TVAR VÝLISKU Vstupní materiál PLECH 14
3. Tahový model a simulace tažení Simulace tažení dílu - lisovatelnost 1. série simulací Finální simulace 15
3. Tahový model a simulace tažení Simulace tažení dílu přetažené hrany 1. série simulací 12,4mm Finální simulace 3,2mm 16
3. Tahový model a simulace tažení Simulace tažení dílu analýza rozpružení Nástřih Op.20 tažení Op.30 Ostřižení Op.40 Dotvarování Průběh odpružení -1,82mm 2,86mm 2,86mm 17
4. Metodický plán lisování dílu - stanovení obsahu jednotlivých operací (tažení, ostřihování, tvarování, děrování) - stanovení výhodné lisovací polohy v jednotlivých operacích - stanovení a analýza střižných úhlů - stanovení geometrie technologických ploch k zajištění eliminace rozpružení dílu - vstupní data jednotlivých operací pro konstrukci nástrojů - vstupní data pro obrábění činných ploch jednotlivých operací 18
4. Metodický plán lisování dílu 3D Metodický plán pro postranici vnější OP.20 - Tažení OP.70 Dotvarování, ostřižení a děrování OP.30 Ostřižení a tvarování OP.60 Dotvarování, ostřižení a děrování OP.40 - Dotvarování OP.50 Dotvarování, ostřižení 19
5. Konstrukce lisovacích nástrojů - vytvoření konstrukce nástroje na základě geometrie činné plochy dle metodického plánu - sestava normalizovaných i vyráběných komponentů upevněných na odlitkové skořepině 20
5. Konstrukce lisovacích nástrojů OP.20 Konstrukce tahového nástroje pro postranici vnější zástavbové rozměry nástroje 4500mm x 2400mm x 1480mm Matrice horní díl nástroje Spodní díl nástroje s vyjmutými přidržovači Spodní díl nástroje 21
5. Konstrukce lisovacích nástrojů Pevnostní analýza konstrukce lisovacího nástroje - prověření koncepce jednotlivých dílů nástroje v různých zátěžových stavech 22
5. Konstrukce lisovacích nástrojů Kinematická analýza konstrukce lisovacího nástroje - ověření bezkolizní kinematiky nástroje - ověření průchodnosti produkčním lisem Průchod linkou lis GRS 59000kN Průchod linkou lis PXL 81000kN 23
5. Konstrukce lisovacích nástrojů Prověření průchodnosti produkčním lisem PXL 81000 KN - Video 24
6. Výroba a zapracování lisovacích nástrojů Oblast přípravy výroby lisovacího nářadí - vytvoření pracovního postupu na základě CAD konstrukce nástroje - zajištění vyráběných a nakupovaných komponentů - vytváření programů pro CNC stroje Stanovení strategie obrábění Tvorba technologického postupu Tvorba NC programů Simulace frézovacích drah NC programů 25
6. Výroba a zapracování lisovacích nástrojů Oblast výroby slévárenských modelů - CNC frézování modelů - zohlednění smrštění odlitků Copyright MASSIFOND S.p.A 26
6. Výroba a zapracování lisovacích nástrojů Odlévání odlitků - odlévání na vytavitelný model - odlitky ze šedé a tvárné litiny - odlitky z ocelolitiny Copyright MASSIFOND S.p.A Copyright MASSIFOND S.p.A 27
6. Výroba a zapracování lisovacích nástrojů Oblast rovinného strojního opracování odlitků - základní opracování odlitků obrábění vodících a dosedacích ploch u dílů nástrojů 28
6. Výroba a zapracování lisovacích nástrojů Oblast tvarového opracování odlitků obrábění činné plochy lisovacích nástrojů leštění činných ploch na leštícím stroji 29
6. Výroba a zapracování lisovacích nástrojů Oblast montáže lisovacích nástrojů - sestavení kompletních dílů nástroje - ověření funkčnosti nástroje na lise 1.zdvih 30
6. Výroba a zapracování lisovacích nástrojů Oblast zapracování lisovacích nástrojů - slícování činné plochy lisovacích nástrojů - ověření tažení výlisku - porovnání se simulací tažení - ověření lisování dílu celou sadou lisovacích nástrojů - odstranění auditových a rozměrových vad dílu 31
6. Výroba a zapracování lisovacích nástrojů Optimalizace a odstranění auditových vad povrchu 32
6. Výroba a zapracování lisovacích nástrojů Kontrola rozměrovosti dílu, provádění rozměrových korekcí nástrojů. 1.3 mm 0.5 mm 33
7. Předání lisovacích nástrojů do sériové výroby Zkoušení nástrojů a nasazení ve výrobě na produkčních lisech - zkoušení lisování dílů v sadě nástrojů s mechanizací pro přenášení výlisků - kvalitní výlisek v požadovaných rozměrech - dosažení plánovaného počtu zdvihů - bezporuchová funkcionalita nářadí - procesně jistá produkce bez prostojů - přejímka nástrojů 34
8. Závěr Konstrukce a výroba nářadí udělala za posledních 20 let obrovský pokrok - zavedení CA.. techniky ve velkém rozsahu - výrazné zkrácení průběžné doby řešení vyrobitelnosti karosářských vylisků, konstrukce a výroby lisovacího nářadí - zvýšení přesnosti výroby nářadí a tím i přesnosti výlisků Témata k řešení - přesnější predikce odpružení výlisku pomocí počítačové simulace. - aplikace výše pevných materiálů pro povrchové karosářské výlisky - ohodnocení vlivu zahřívání nástroje na jistotu procesu tažení, v průběhu lisovaní velkého počtu výlisků v sériové výrobě 35