Kontrola jakości produktów głębokiego tłoczenia blach za pomocą symulacji komputerowych

: Już w fazie projektowania procesów głębokiego tłoczenia blach dąży się do eliminacji lub przynajmniej minimalizacji przewidywanych niedokładności kształtu i wymiarów produktu, spowodowanych wieloma różnymi warunkami samego procesu jak i własnościami odkształcanego materiału. Wyróżnić można wiele czynników opisujących końcową jakość produktu (zjawisko nawrotu sprężystego, utrata spójności materiału, czy fałdowanie powierzchni. W artykule przedstawiono szeregu wad wytłoczek, które mogą być opisane poprzez odpowiednie wskaźniki ilościowe i jakościowe. W przeciwieństwie do tradycyjnych metod laboratoryjnych wykorzystywanych do poprawy jakości wytłoczek popularnym narzędziem i mniej kosztownym narzędziem stają się symulacje numeryczne połączone z automatycznymi metodami optymalizacji. W pracy przedstawiono dwa pakiety oparte o Metodę Elementów Skończonych (MES): ABAQUS/Explicit i Eta/Dynaform 5.2, oraz dokonano porównania wyników symulacji przykładowego procesu tłoczenia prostokątnej puszki stalowej, uzyskanych z tych programów. Przedstawiono również analizę wyników symulacji numerycznych pod kątem oceny jakości wytłoczki poprzez zdefiniowanie odpowiednich wskaźników oraz możliwości zastosowania procedur automatycznej optymalizacji w celu jej poprawy. Dokonano oceny dokładności obliczeń w porównaniu z wynikami eksperymentalnymi. Ponadto przedstawiono wrażliwość zjawiska odsprężynowania powrotnego na zastosowanie dodatkowych sił oporowych działających na kołnierz wytłoczki podczas procesu, oraz zastosowanie metody odwrotnej do wyznaczenia wartości tych sił w celu zminimalizowania wielkości nawrotu sprężystego.

There are many important factors (springback, thinning/thickening, wrinkling) which determine the quality of deep drawing processes products. Inaccuracies of shape and dimensions of products, which are caused by various process conditions, should be minimized or even eliminated. However, it is a difficult task, which can be solved by different methods. The proper drawing dies design, which is the most important part of the process design, is preceded by series of physical or numerical tests. Thus, accurate numerical models for such parameters as friction, stress and strain state in the material, strain hardening, etc. are needed. Development of models is based on plastometric tests and the inverse anlalysis for their interpretation. Dedicated finite element software equipped with quality factors evaluation and control is used for simulations of drawing processes. In this work, two FEM based programs, ABAQUS/Explicit and the Eta/Dynaform 5.2, are presented and compared using deep drawing of the 3D part as an example. The analysis of results of numerical simulation is presented in the paper. The accuracy of calculations and specific quality factors are evaluated. Beyond this, the sensitivity of springback to changes of forces causing flow resistance of the sheet, as well as application of the inverse method to evaluate these forces for minimal values of springback deformation, is presented.