Development of a combined simulation-model for the prediction of process- and machine-induced deviations of surface areas in broaching

开发组合仿真模型,用于预测拉削过程中工艺和机器引起的表面区域偏差

基本信息

项目摘要

This research project deals with the development of a holistic 3D-FEM-simulation model to assess the component quality influenced by the interactions of process and machine. Based on the simulation methodology developed in the initial application, it is now possible to extend the simulation model to internal broaching. At the begin, experimental studies aiming at analyzing the production process as well as finally validating the simulation model to be developed will be conducted. For this aim, the impact of minor cutting edges on process forces is evaluated by conducting tests with single-cutting tools in full section and comparing the force evolution to the values of the specific process forces. In a further step, the analytical model for predicting the specific process forces is extended by the cross force component to be able to calculate all the forces acting. This is necessary, since the work up to was focussed on external broaching and the production process was simulated with orthogonal cutting. To be able to replicate the machine dynamics as accurately as possible, it must be experimentally investigated how the machine interacts with the built-in internal broaching tool and the clamping of the workpiece. The machine model will be set up and validated. In the following work package, the machine model will be linked with the analytical model for calculating the specific forces. The coupling of the two models will take place at two interfaces: tool-process and process-workpiece. Afterwards, the developed simulation model will be validated with and if necessary adapted to the data generated in the first work package. In conclusion, the developed simulation methodology will be applied exemplarily to another production process in order to evaluate the methods adaptivity.
该研究项目介绍了整体3D-FEM模拟模型的开发,以评估受过程与机器相互作用影响的组件质量。基于初始应用程序中开发的仿真方法,现在可以将仿真模型扩展到内部布置。一开始,将进行旨在分析生产过程并最终验证要开发的仿真模型的实验研究。为此,通过完整截面的单切工具进行测试,并将力演化与特定过程力的值进行比较,可以评估次要切割边缘对过程力的影响。在进一步的一步中,跨力分量扩展了用于预测特定过程力的分析模型,以便计算所有作用。这是必要的,因为要进行的工作集中在外部释放上,并且通过正交切割模拟了生产过程。为了能够尽可能准确地复制机器动力学,必须对机器如何与内置的内部开支工具和工件的夹紧进行实验研究。将设置并验证机器模型。在以下工作包中,机器模型将与用于计算特定力的分析模型相关联。这两个模型的耦合将在两个接口上进行:工具过程和过程工作人员。之后,开发的仿真模型将通过并在必要时进行验证,并适应第一个工作包中生成的数据。总之,开发的仿真方法将示例应用于另一个生产过程,以评估方法的适应性。

项目成果

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Surface Quality after Broaching with Variable Cutting Thickness
  • DOI:
    10.1016/j.procir.2014.04.020
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    F. Zanger;N. Boev;V. Schulze
  • 通讯作者:
    F. Zanger;N. Boev;V. Schulze
Novel Approach for 3D Simulation of a Cutting Process with Adaptive Remeshing Technique
采用自适应网格划分技术的切削过程 3D 仿真新方法
  • DOI:
    10.1016/j.procir.2015.03.022
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Zanger;Schulze
  • 通讯作者:
    Schulze
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