ZPRÁVA Z PRŮMYSLOVÉ PRAXE

ZPRÁVA Z PRŮMYSLOVÉ PRAXE Číslo projektu Název projektu Jméno a adresa firmy Jméno a příjmení, tituly studenta: Modul projektu

CZ.1.07/2.4.00/31.0170 Vytváření nových sítí a posílení vzájemné spolupráce v oblasti inovativního strojírenství Taforge a.s., Areál Tatry 1447/4, 742 21 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 20 000 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 (1.1141 DIN).  Teplota kování - 1150°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 (40.000 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

Tato zpráva byla vypracována pro účely projektu Vytváření nových sítí a posílení vzájemné spolupráce v oblasti inovativního strojírenství s reg. č. CZ.1.07/2.4.00/31.0170. Projekt je podpořen z prostředků ESF a státního rozpočtu ČR.

1. Výpočet kovací síly dle ČSN pro svislé kovací lisy udává: Empirický vztah vyvinutý Šmeralovými závody v Brně:

𝐷 𝐹 = 8(1 − 0,0005 ∗ 𝐷) ∗ (2 + 0,1 ∗ ) ∗ б𝑝 ∗ 𝑆 𝐻

Dle Brjuchanov – Rebelského

20 2 𝐹 = 8(1 − 0,001 ∗ 𝐷) ∗ (1,1 ∗ ) ∗ б𝑝 ∗ 𝑆 𝐷

Dle Stroženova: 𝐹 = б𝑝 [(1,5 + 2. ,3. Tabulka materiálu Ck15 DIN ČSN 1.0401 12 023

𝑏 𝑏 𝐷 ) ∗ 𝑆 + (1,5 + + 0,1 ∗ ) ∗ 𝑆] 2∗ℎ ℎ ℎ

Rm [Mpa] 370

Tabulka vypočtených kovacích sil -------Šmeral Brju-Reb Stroženov

A [%] 27

Rp [MPa] 260

бp [MPa] 90

[MN] 9,86 8,6 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)


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


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. Tato zpráva byla vypracována pro účely projektu Vytváření nových sítí a posílení vzájemné spolupráce v oblasti inovativního strojírenství s reg. č. CZ.1.07/2.4.00/31.0170. Projekt je podpořen z prostředků ESF a státního rozpočtu ČR.

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 16 949:2009 a ISO 9001:2008. Bylo mi předáno zadání práce, které bylo pravidelně konzultováno přímo ve firmě, popřípadě pomocí emailu. 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

……………………………


ZPRÁVA Z PRŮMYSLOVÉ PRAXE

Recommend Documents