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          CAD軟件—更加快捷地生產型材
          (時間:來源:易想商務信息中心 時間:2008/12/28 19:26:53)  

                  型材和管材是輕質結構的關鍵部件。然而在某些情況下需要采用新式、靈活的刀具,才能根據載荷情況生產出特殊的形狀。利用現代化的軟件技術可以滿足這些要求。
                  目前,管材或者型材的生產已經無法滿足市場的要求。這說明當前許多應用場合對板材加工的要求正不斷提高,而獲取市場盈利也越來越困難。用戶訂單的提前量也越來越重要。只有通過縮短產品開發周期并提高質量水平才能保證進度。
                  直觀的三維模型:板材經過預擠壓處理的
          滾壓成型工藝

                  通過結構設計改善型材的質量
                  型材和管材是輕質結構的關鍵部件。采用了型材的現代化建筑結構已經憑借其經濟性和結構方面的優勢證明了它的優越性;傳統的滾壓成型還可以不斷拓展其加工范圍,比如可以根據載荷的實際情況調整型材的形狀。例如進行拼焊加工時可以節省大量的材料和重量。而上文所述的加工工藝也自然會對加工設備提出特殊的要求。不過,利用現代化的軟件技術已經能夠很好的滿足這方面的要求。隨后需要在解決問題的流程中不斷進行改進。接下來本文將就應用于結構設計、項目規劃、滾壓成型刀具開發方面的工藝模擬等方面的軟件技術以及產業發展趨勢進行介紹。
                  冷滾壓成型工藝是通過驅動滾輪在鋼板上擠壓成型生產鋼質型材的高效工藝方法。這種方法的優勢在于其幾乎可以不受型材截面形狀、冷壓變形材料成型過程的限制,而是可以根據具體要求采取適合的工藝布置。但是有許多因素制約著這種方法的盈利能力,比如設計周期偏長,滾輪制造過程中的裝配、調試,刀具及其內應力的檢查、成品的變形情況檢查均相當耗時。對這些因素的計算就需要采用高效率的分析及優化軟件。為了充分利用成型加工的高效率,就需要在設計階段采用能夠明顯改善型材質量的方法和流程。
                  過程模擬使得一切皆有可能:對非常規橫
          截面型材進行柔性滾壓成型加工的目標幾何
          尺寸。

          位于OberlaindernValley地區的數據M軟件有限公司開發了一套軟件,利用內置集成的CopraRF程序可以對滾壓成型工藝的滾輪組進行評估和驗證。這套軟件能夠支持所有開放或者封閉型材截面的開發工作。整個流程從對成品型材截面的單次成型尺寸的設計(銅板或者花紋板材)開始,直到工藝文件(加工圖紙、零件表、CNC程序)的生成以及隨后進行的型材截面和滾輪刀具的質量檢查。接下來要納入專門開發的光學測量裝置進行聯合測試。多次擠壓成型的方案能夠加快設計和分析流程,也能夠充分考慮到設計人員的需求(對刀具組能夠快速完成設計),還能夠便于生產主管盡早介入并完成對滾壓成型工藝流程的審核。
                  
                  設計人員及生產主管成為關注的焦點
                  如果從最終用戶的角度出發,需要借助“草稿”程序制定花紋板材,由此產生的CAD數據將導入分析程序(CopraFTM-變形工藝模塊)對成型加工中心進行評估。參照諸如型材橫截面幾何尺寸、材料強度、滾輪排列布置以及滾輪直徑等決定性影響因素,軟件只需幾秒鐘的運算就可以得出在成型加工中材料本身可能會出現的彈性或者塑性形變,并且能夠給出板材材料是否發生過載以及哪里已經發生過載的提示。

          新型滾輪組的使用情況:模擬結果顯示了
          利用滾輪組之后出現的問題,這里顯示的是
          切割后出現的回彈現象,造成零件不對稱。

                  根據收集到的數據生成工藝文件
                  在獲取真實、詳細的數據或者開始滾輪生產之前,可以利用快速的計算軟件對不同的成型加工形式進行檢查,并在可能的情況下對設計好的成型加工草圖數據進行校核。這能夠節省大量的時間并且能夠降低對相應滾輪組進行返工甚至重新加工的風險。
                  在大多數情況下,影響型材質量的因素主要是板材的形變(內應力),并且主要是由于滾壓成型時出現的長度方向上的延展所引起的。CopraFTM程序能夠顯示出板材上發生的長度方向延展的理論值或者由于這種延展作用在板材橫截面上而使其下側出現的鋸齒缺陷。盡管利用滾壓成型工藝生產出的型材的橫截面能夠符合質量方面的要求,但是由于在實際生產中的大多數情況下總是談到“板材邊沿延展”,因此這個功能顯得非常重要。人們可以在對材料進行預鉆孔處理時發現這種現象。由于滾輪引起的塑性形變,這些孔從沖壓生產線一開始就受到擠壓,并且產生嚴重的形變,從而無法符合原來的質量目標。一旦完成了成型加工以及滾輪組的細節的布置就可以開始著手準備類似用于生產滾輪和滾輪刀具的工藝文件,比如鋸削工藝表格、工藝圖紙以及CAD數據。隨后滾輪刀具將裝配到成型加工設備上。直到下一次大的產品設計更改,整臺設備都無需進行優化改造或者優化。
                  
                  FEM有限元模擬:型材的最終狀態如何?
                  到目前為止,用于生產能夠正常運轉滾輪組的方法只能通過在機床上進行實際的試生產而得到,F在有了一種新的方法能夠加速滾壓成型滾輪刀具的生產流程,縮短費時、昂貴的分析流程;而且很有可能可以取消幾乎所有的刀具返修工作——在計算機上就能夠完成所有的流程模擬。

          特殊的過程:CopraRF軟件能夠支持特殊
          的刀具,這里顯示的是在滾輪組中集成了拉
          伸刀具,即所謂的成型靠模。
                  一旦完成滾輪組的設計,就能夠采用在有限元模擬軟件時所獲得的數據:CopraFEARF(滾輪形狀的有限元分析)軟件能夠借助非線性的彈性-塑性算法對滾壓成型流程進行模擬。軟件使用人員無需考慮如何回答諸如有限元計算模型的定義、離散度、如何選擇合適的單元或者邊界條件的定義等問題。Copra的流程鏈軟件能夠利用內置集成的程序全面、自動地解決上述問題。一系列高效的分析功能使得用戶可以對將來產品的質量水平或者特點充滿信心。產品有可能是一根精密管材,其圓度方面的精度極高;或者可能是一個汽車保險桿,其最終用戶也許希望知道這樣的材料能夠擁有怎樣的吸能效果。最終的型材產品和單獨的成型加工過程都可以用彩色的三維模型顯示。通過顯示潛在的缺陷,人們無需對成型加工設備進行經驗性質的嘗試和判斷。更多的優點還在于:用戶能夠更好地理解滾壓成型加工的流程,并且能夠在設計階段就能夠開始優化刀具,從而節省時間成本和資金成本。
                  
                  通過兩級式方案獲得優化結果
                  由于并不是每一家企業都需要一整套行業解決方案所包含的所有功能,因此整套軟件采用了模塊化的設計思想。程序采用了“可擴展”的結構,從而可以根據不同企業的實際情況進行個性化調整以滿足不同的要求。在目前流行的計算機上完成有限元分析計算也只需要短短幾分鐘時間,隨后可以利用快速的計算模塊進行預優化并且能夠通過有限元的方法檢查實際應用條件下的刀具狀態。
                  在冷滾壓成型工藝流程中的效果顯示,新式刀具能夠降低其運行時間并且能夠進一步提高流程方面的安全性。型材生產商目前也得以了解整個冷滾壓成型技術的流程并獲取相關經驗,這在以前是無法想象的。因此能夠在開始生產新產品之前就能夠避免潛在的錯誤和問題。



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