Strategi og modell for halvautomatisk styring av plateformingsmaskin

Abstract

Denne rapporten omhandler utviklingen av en metode for bestemmelse av bøyeparametere i en inkrementell bøyejigg for forming av aluminiumsplater for bruk i båtindustrien. Platene består av friksjonssveiste, ekstruderte aluminiumsprofiler (AA6082-T4) med T-stivere.

Hoveddelen av arbeidet utgjør utarbeidelse av en FEM-modell for inkrementell flerstegforming med kalkulering av springback, samt gjennomførelse av praktiske forsøk som danner et sammenligningsgrunnlag for modellen. Det har blitt utarbeidet en manuell og en automatisert prosedyre for beskrivelse av skroggeometrier i CAD programvaren ”Rhinoceros”. Videre har det blitt utarbeidet en enkel strategi som tar i bruk CAD programvare for å estimere bøyeparametere for enkeltkrummede geometrier.

FEM-modellen gir godt samsvar med praktiske forsøk på enkle bjelkegeometrier med et gjennomsnittlig avvik i springback på 10 %. For forming av profilbaserte plater er det et betydelig avvik på 20 - 45 %, spredningen i avviket er knyttet til spredning i måledata ved praktiske forsøk.

Automatisert beskrivelse av skroggeometrier i CAD systemet fungerer tilfredsstillende på enkeltkrummede geometrier.

Strategien for sekvensiell forming er utprøvd på enkeltkrummede geometrier som er formet i FEMmodellen og gir 27 % lavere stempelforskyvninger enn optimalt. Avviket ser ut til å være konstant slik at korrekt geometri oppnås ved 27 % økning av forskyvningene.

This report develops a methodology for the determination of bending parameters in an incremental bending jig for shaping aluminum panels for use in boat hulls. The panels are extruded and friction welded profile-based aluminum sheets with integrated T-stiffeners in alloy AA6082-T4.

The main work includes development of a FEM-model for incremental multi-step forming, with springback-calculations in the metal forming software “Stampack”. Results from practical experiments form the basis for comparison for the model. A manual and an automated procedure for the description of hull geometries in the CAD software “Rhinoceros” have been developed. Furthermore, a simple method that uses CAD software to determine the bending parameters for single curved geometries have been developed.

The FEM-model provides a good match with practical experiments for single-profile (beam) geometries, with an average springback-deviation of 10 %. For the forming of profile-based sheets, there is a significant deviation of 20 – 45 %.

Automated description of hull geometries in “Rhinoceros” works satisfactorily when using simple, single-curved geometries.

The sequential forming strategy has been tested using single-curved geometries produced with the FEM-model. The results show that the model estimates approximately 27 % lower punch displacements than necessary. The deviation seems to be constant, so that an accurate geometry is achieved by increasing the displacements with 27 %.