Wykorzystanie analiz MES w badaniach prototypów obrabiarek

Podobne dokumenty
ZASTOSOWANIE SYSTEMU ANSYS W BADANIACH SYMULACYJNYCH OBRABIAREK

MODELOWANIE ODKSZTAŁCEŃ CIEPLNYCH OSI POSUWÓW SZYBKICH METODĄ ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH

TOKARKA KŁOWA SUPERCIĘŻKA PŁYTOWA STEROWANA NUMERYCZNIE

TZL 420 TOKARKA KŁOWA PŁYTOWA STEROWANA NUMERYCZNIE

TOKARKA KŁOWA STEROWANA NUMERYCZNIE TC2B-160 CNC TC2B-200 CNC TC2B-224 CNC TC2B-250 CNC TC2B-275 CNC TC2B-300 CNC

TOKARKA KŁOWA STEROWANA NUMERYCZNIE T CNC T CNC T CNC T CNC T CNC T CNC

TC3-200 CNC TC3-250 CNC

TCF 160 / TCF 200 / TCF 224 / TCF 250 TCF 275 / TCF 300 TOKARKA KŁOWA STEROWANA NUMERYCZNIE

TCE 200 / TCE 250 TOKARKA KŁOWA STEROWANA NUMERYCZNIE

TCF 160 CNC TCF 200 CNC TCF 224 CNC TCF 250 CNC TCF 275 CNC TCF 300 CNC

TOKARKO-WIERTARKA DO GŁĘBOKICH WIERCEŃ STEROWANA NUMERYCZNIE WT2B-160 CNC WT2B-200 CNC

TRB 115 / TRB 135 TOKARKA KŁOWA STEROWANA NUMERYCZNIE

WIERTARKA POZIOMA DO GŁĘBOKICH WIERCEŃ W W30-200

TOKARKA KŁOWA STEROWANA NUMERYCZNIE

TOKARKA KŁOWA STEROWANA NUMERYCZNIE TR2D-93 CNC

TRP 63 / TRP 72 / TRP 93 / TRP 110 TOKARKI KŁOWE

TOKARKO-WIERTARKA DO GŁĘBOKICH WIERCEŃ STEROWANA NUMERYCZNIE WT3B-250 CNC. Max. moment obrotowy wrzeciona. Max. długość obrabianego otworu

Frezarka uniwersalna

Dobór silnika serwonapędu. (silnik krokowy)

OPTYMALIZACJA WYBRANYCH PARAMETRÓW GEOMETRYCZNYCH BELKI SUPORTOWEJ FREZARKI HSM 180 CNC W ŚRODOWISKU ANSYS

WIERTARKA POZIOMA DO GŁĘBOKICH WIERCEŃ W80-250

Gałęzie przemysłu, w których jesteśmy partnerem

Zakład Konstrukcji Spawanych

WSZECHSTRONNOŚĆ: Nie bazujemy tylko na tradycji. Systematycznie wprowadzamy innowacyjne rozwiązania do naszych produktów, modernizujemy

TM nie wymaga fundamentu, zapewnia duży stopień swobody

Centra. tokarskie DUGARD 100. ze skośnym łożem. DUGARD

PORTALOWE CENTRUM FREZARSKO WIERTARSKIE TBI SDV-H 1611 OBRABIARKI CNC SPRZEDAŻ I SERWIS OPROGRAMOWANIE CAD / CAM / PDM OBRABIARKI SPECJALNE

Nazwa obrabiarki. 1 Centrum poziome 4-osiowe H6B ze stołem obrotowym, sterowanie Fanuc 0iMC (Mitsui Seiki Japonia)... 2


Obrabiarki sterowane numerycznie i centra obróbkowe

Projekt nr POIG /09. Tytuł: Rozbudowa przedsiębiorstwa w oparciu o innowacyjne technologie produkcji konstrukcji przemysłowych

Oferta Promocyjna. Nr 189

Tokarka CNC ze skośnym łożem TBI VT / 4000

KATEDRA TECHNIK WYTWARZANIA I AUTOMATYZACJI Inżynieria wytwarzania: Obróbka ubytkowa

Poziome centra obróbkowe TBI SH 1000 (SK50)

Formularz asortymentowo-cenowy dla zadania: Zgodnie z zał. Nr 1 do SIWZ. Zgodnie z zał. Nr 1 do SIWZ. Zgodnie z zał. Nr 1 do SIWZ

Frezarka bramowa TBI SDV-H 5224

Tokarka CNC ze skośnym łożem TBI VT 480

Tokarka CNC ze skośnym łożem TBI VT 990

Pionowe centrum obróbkowe TBI VC 1570

Maszyny technologiczne. dr inż. Michał Dolata

WYKAZ MASZYN I URZĄDZEŃ DO UPŁYNNIENIA (stan na dzień r.)

OPTYMALIZACJA KORPUSU WRZECIENNIKA CENTRUM FREZARSKIEGO 1. WPROWADZENIE

POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT OBRABIAREK I TECHNOLOGII BUDOWY MASZYN. Ćwiczenie D-3

KATALOG SPRZEDAŻY 1. LASER IPG 6KW NUMER SERYJNY

KATALOG SPRZEDAŻY 1. LASER IPG 6KW NUMER SERYJNY

Servoturn 410. Servoturn 410. Tokarka. Precyzyjna, konwencjonalna tokarka z serwonapędami.

PIONOWE CENTRUM OBRÓBCZE CNC DIGIMA SMTCL VMC850B

POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT OBRABIAREK I TECHNOLOGII BUDOWY MASZYN. Ćwiczenie OB-2 BUDOWA I MOŻLIWOŚCI TECHNOLOGICZNE FREZARKI OBWIEDNIOWEJ

Centrum tokarskie TBI VT 410

SIŁOWNIKI ŚRUBOWE FIRMY INKOMA - GROUP

Pionowe centrum obróbkowe TBI VC 1270 Smart Mill

POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY PROJEKT DYPLOMOWY INŻYNIERSKI

Tokarka uniwersalna SPA-700P

MCU 450V[T]-5X. Wielofunkcyjne pięcioosiowe centrum obróbkowe.

NOWOŚĆ DURO-TA XT UCHWYTY TOKARSKIE ZĘBATKOWE. Elastyczne i lekkie dla dużych i małych przedmiotów obrabianych

PROJEKTOWANIE PROCESU TECHNOLOGICZNEGO OBRÓBKI

Centra DUGARD 700L / MC. tokarskie DUGARD. ze skośnym łożem oraz prowadnicami prostokątnymi

SIŁOWNIKI ŚRUBOWE FIRMY INKOMA - GROUP

Inżynieria Maszyn, 2018, R. 23, z. 1, BADANIA SYMULACYJNE CIĘŻKICH FREZAREK BRAMOWYCH 1. WPROWADZENIE

Szkolenia z zakresu obsługi i programowania obrabiarek sterowanych numerycznie CNC

Obrabiarki sterowane numerycznie / Jerzy Honczarenko. Wyd. 1-1 dodr. (PWN). Warszawa, Spis treści WSTĘP 11

TOKAREK UNIWERSALNYCH

5-osiowe centrum obróbkowe TBI U5

KATEDRA TECHNIK WYTWARZANIA I AUTOMATYZACJI

Obróbka w trzech osiach Raport z rynku frezarek

Tematy prac dyplomowych magisterskich kierunek MiBM

Katalog zbędnych środków produkcji 2016

Tematy prac dyplomowych inżynierskich kierunek MiBM

BADANIA WŁASNOŚCI DYNAMICZNYCH UKŁADÓW KORPUSOWYCH OBRABIAREK W PROCESIE PROJEKTOWO-KONSTRUKCYJNYM

Projektowanie hybrydowych korpusów obrabiarek

To k a r k a U l t r a p r e c y z y j n a

5-osiowe centrum obróbkowe TBI U5

Promocyjna oferta handlowa Na Centrum pionowe R1000 Baca

CIĘCIE LASEREM - TRUMPF TRUMATIC TC L 3050 Moc lasera 5 Kw.

Wiosenna Oferta Promocyjna

Oferta Promocyjna Na Centrum pionowe R550 Harnaś Nr 1125

Wiosenna Oferta Promocyjna

PROBLEMY NIEKONWENCJONALNYCH UKŁADÓW ŁOŻYSKOWYCH Łódź maja 1995 roku ROZDZIAŁ PARAMETRÓW KONSTRUKCYJNYCH ZESPOŁU WRZECIONOWEGO OBRABIARKI

550 REMA Fx550 to nowa konstrukcja pilarki formatowej przewyższająca wszystko, co dotychczas stworzyliśmy.

JAROCIŃSKA FABRYKA OBRABIAREK S.A. TOKARKI UNIWERSALNE

Oferta Promocyjna. na tokarkę sterowaną numerycznie Venus 350 (dotyczy jednej sztuki) Andrychów

Tokarka uniwersalna SPC-900PA

Wiosenna Oferta Promocyjna

OBRÓBKA SKRAWANIEM DOBÓR NARZĘDZI I PARAMETRÓW SKRAWANIA DO FREZOWANIA. Ćwiczenie nr 6

Oferta Promocyjna na tokarkę sterowaną numerycznie Venus 350 nr 4018 z wrzecionem przechwytującym oraz osią Y

FTM 700 / 1000 FCT 700. Mocno użebrowane 60 o skośne łoże dostępne jako jeden element do mm długości toczenia

Możliwości oceny stanu konstrukcji betonowych i zespolonych na podstawie badań dynamicznych obiektów mostowych

WIERTARKI SPECJALNE I AUTOMATY SERII WU I AW

Obróbka wytaczarska: Obróbka frezerska: Obróbka mechaniczna w ZAMET Budowa Maszyn S.A.

Szczegółowy opis przedmiotu zamówienia

Oferta Promocyjna. Nr Na tokarkę sterowaną numerycznie Venus 200. Wszystkie załączone zdjęcia mają charakter poglądowy.

Siłownik liniowy z serwonapędem

Katolog główny. Nano&Solution. Elektrodrążarki wgłębne. Wycinarki drutowe. Elektrodrążarki do otworów. Centra obróbkowe High Speed K1C K3HN

1. Tokarka pociągowa uniwersalna TUG-48

Precyzyjne szlifierki do płaszczyzn

Tokarka CNC z możliwością frezowania TBI TC 500 SMCY

WPŁYW USTALENIA I MOCOWANIA KORPUSÓW PRZEKŁADNI TECHNOLOGICZNIE PODOBNYCH NA KSZTAŁT OTWORÓW POD ŁOŻYSKA

Specyfikacja techniczna obrabiarki. wersja , wg. TEXT VMX42 U ATC40-05 VMX42 U ATC40

POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT OBRABIAREK I TECHNOLOGII BUDOWY MASZYN. Ćwiczenie D - 4. Zastosowanie teoretycznej analizy modalnej w dynamice maszyn

Transkrypt:

Wykorzystanie analiz MES w badaniach prototypów obrabiarek 44-100 Gliwice, Konarskiego 18A, tel: +48322371680,

PLAN PREZENTACJI WPROWADZENIE CHARAKTERYSTYKA OBRABIAREK CIĘŻKICH BADANIA MODELOWE OBRABIAREK CIĘŻKICH OPTYMALIZACJA KORPUSÓW OBRABIARKOWYCH PODSUMOWANIE

WSPÓŁPRACA KATEDRY BUDOWY MASZYN Fabryka Obrabiarek RAFAMET Spółka Akcyjna Design Technologies International "D.T.I." Sp. z o.o. Centrum Badawczo-Konstrukcyjne Obrabiarek Sp. z o.o.

WPROWADZENIE CHARAKTERYSTYKA OBRABIAREK CIĘŻKICH

Wymiary gabarytowe obrabiarek ciężkich 4900 4600 9000 11200 41000 9300 11000 4150 5200

Charakterystyka wybranych tokarek karuzelowych

Postać konstrukcyjna korpusów obrabiarek ciężkich

VIII Forum Inżynierskie Stowarzyszenia ProCAX Badania eksperymentalne obrabiarek ciężkich

Obrabiarki specjalne wielkogabarytowa tokarka kłowa RAFAMET S.A Konik Łoże Suport poprzeczny Suport tokarsko-frezarski Wrzeciennik

VIII Forum Inżynierskie Stowarzyszenia ProCAX Obrabiarki specjalne frezarka specjalna do wykorbień silników okrętowych RAFAMET S.A

Obrabiarki specjalne frezarka bramowa do obróbki z dużymi prędkościami skrawania (High Speed Machining) RAFAMET S.A

Obróbka z dużymi prędkościami (High Speed Machining) Nowe problemy: wzrost sił bezwładności spowodowany zwiększeniem prędkości i przyspieszeń ruchów przestawczych i związane z tym problemy doboru serwonapędów ruchu posuwowego, wzrost temperatur podzespołów realizujących ruch główny i ruchy posuwowe, takich jak węzły łożyskowe i przekładnie śrubowo-toczne oraz towarzyszący temu wzrost odkształceń cieplnych, zwiększenie zakresu częstości rezonansowych, związane ze znacznie wyższymi parametrami obróbki i dużą sztywnością korpusów.

Obróbka z dużymi prędkościami (High Speed Machining) Obrabiarki HSM frezarka bramowa Dane techniczne HSM 180 Prędkość przesuwów ustawczych narzędzia i stołu Przyspieszenie osi narzędziowych, podczas rozruchu do prędkości ustawczej Przyspieszenie osi przesuwu stołu wraz z detalem, podczas rozruchu do prędkości ustawczej- zależnie od masy detalu Dokładność pozycjonowania osi maszyny, w całym zakresie przesuwu Wrzeciono narzędziowe o prędkości obrotowej narzędzia wymienne automatycznie, z chwytem HSK lub CAPTO Prześwit w bramie Obciążenie stołu ok. 40.000 mm/min ok. 5 m/s 2 od ok. 2,5 m/s 2 przy obciążeniu 25% do co najmniej 1 m/s 2 przy obciążeniu 75% ok. 10 µm 18.000 obr/min 40 szerokość ok. 2200 mm, wysokość ok. 1200 mm ok. 12.000 dan

BADANIA MODELOWE OBRABIAREK CIĘŻKICH

Zakres zastosowania analiz MES dla obrabiarek: ocena sztywności statycznej ocena własności dynamicznych ocena rozkładu temperatury i odkształceń cieplnych

Analiza MES obrabiarki ciężkiej na przykładzie tokarki karuzelowej

Tokarka karuzelowa KDC 700/800 belka suportowa suwaki belka wiążąca suporty stojaki stół RAFAMET S.A

Analizowane podzespoły T X T XYZ T Y T XYZ T X T XYZ F T Y T YZ T XYZ T XYZ T XYZ T XYZ F T XYZ

Różne położenia podzespołów

Różne warianty obciążenia F 1 F 2 F 3

Model stołu

Dyskretny model stołu śruby mocujące

Podzespoły obrabiarek istotne z punktu widzenia dokładności prowadzonych analiz

Przekładnie śrubowo-toczne

Prowadnice toczne

Prowadnice ślizgowe

Uproszczenia modelowe

Uproszczenia modelowe

Uproszczenia modelowe Przemieszczenie [um] OBCIĄŻENIE DOCISKAJĄCE 12 10 8 6 4 2 0 0 15 30 Siła [kn]

Przykładowe wyniki analiz MES tokarki karuzelowej

Wyniki analizy naprężeń

Wyniki analizy przemieszczeń

Wyniki analizy przemieszczeń j i = P f i i gdzie: j i wskaźnik sztywności statycznej na kierunku i, N/µm P i siła obciążająca na kierunku i, N f i przemieszczenie mierzone na kierunku i, µm

Wyniki analizy drgań 40 częstość drgań własnych, Hz 35 30 25 20 15 10 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 pos tać drgań włas nych Suw aki w ys unięte położenie 1 Suw aki w ys unięte położenie 2 Suw aki w s unięte położenie 1 Suw aki w s unięte położenie 2

OPTYMALIZACJA KORPUSÓW OBRABIARKOWYCH

Optymalizacja korpusów obrabiarkowych Wymagania stawiane korpusom obrabiarkowym: duża sztywność statyczna i dynamiczna, dobrą zdolność tłumienia drgań, minimalne odkształcenia termiczne i ich symetryczność, mała masa korpusów ruchomych.

Optymalizacja korpusów obrabiarkowych Materiały stosowane do produkcji korpusów obrabiarkowych: żeliwo szare (korpusy konstrukcji nośnych, łóż i belek suportowych) stal (suwaki, częściowo suporty), materiały kompozytowe i polimerobeton (korpusy obrabiarek precyzyjnych i średniej wielkości).

Przykłady optymalizacji korpusów obrabiarkowych

ANALIZA STATYCZNA I DYNAMICZNA CENTRUM FREZARSKIEGO FB 125N "D.T.I." Sp. z o.o.

WYBRANE DO BADAŃ POZYCJE CENTRUM FREZARSKIEGO a) b) c) d)

ZESTAWIENIE WYNIKÓW SZTYWNOŚCI STATYCZNEJ CENTRUM FREZARSKIEGO sztywność statyczna, N/um 800,0 700,0 600,0 500,0 400,0 300,0 200,0 100,0 położenie 1 położenie 2 położenie 3 położenie 4 0,0 X Y Z kie rune k

ZESTAWIENIE CZĘSTOŚCI DRGAŃ WŁASNYCH CENTRUM FREZARSKIEGO 60 częstość drgań własnych, Hz 50 40 30 20 10 położe nie 1 położe nie 2 położe nie 3 położe nie 4 0 1 2 3 4 5 6 pos tać

VIII Forum Inżynierskie Stowarzyszenia ProCAX model oryginalny konstrukcji nośnej model z poszerzonym stojakiem na kierunku X model z poszerzonym stojakiem na kierunku X i Y model oryginalny z grubością ścianek stojaka 50mm f1= 25,7 Hz f2= 34,0 Hz f3= 34,8 Hz f1= 34,4 Hz f2= 36,0 Hz f3= 41,3 Hz f1= 38,1 Hz f2= 43,6 Hz f3= 47,9 Hz f1= 30,7 Hz f2= 39,4 Hz f3= 41,2 Hz f1= 45,8 Hz f2= 51,4 Hz f3= 56,4 Hz model z poszerzonym stojakiem na kierunku X i Y i grubością ścianek stojaka 50mm

MODYFIKACJA KONSTRUKCJI STOJAKÓW CENTRUM FREZARSKIEGO

rozwiązanie konstrukcyjne rozwiązanie konstrukcyjne konstrukcja oryginalna konstrukcja oryginalna rozw iązanie kons trukcyjne 1 2 3 4 5 6 7 konstrukcja oryginalna zwiększona grubością ścianek stojaka zwiększona grubość ścianek stojaków zwiększona grubość ścianek stojaków zwiększona szerokość stojaków zwiększona szerokość stojaków zwiększone wymiary wymiary przekrojów stojaków zwiększone wymiary przekroju stojaków zwiększone wymiary zwiększone wymiary przekroju stojaków i grubości zwiększone wymiary i grubości ścianek przekrojów i grubości stojaków ścianek stojaków wzmocnienie stalowymi wspornikami wspornikami wzmocnienie stalowymi wspornikami wzmocnienie wspornikami i wypełnienie betonem wzmocnienie stalowymi wzmocnienie stalowymi wspornikami i wypełnienie wspornikami betonem i wypełnienie betonem pierwsza częstość drgań własnych, Hz pierws za częs tość drgań włas nych, Hz 0 0 10 20 30 40 50 60 VIII Forum Inżynierskie Stowarzyszenia ProCAX

"D.T.I." Sp. z o.o.

Centrum frezarskie z przesuwnym stojakiem CBKO Sp. z o.o.

wskaźnik sztywności statycznej, N/um wskaźnik sztywności statycznej, N/µm 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 20 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 położenie 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 różnica, % wersja przed optymalizacją CBKO 1 wersja po optymalizacji CBKO 2 różnica,

pierwsza częstość drgań własnych częstoś,, Hz 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 200 180 160 140 120 100 0 1 2 3 4 5 6 postać 1 2 3 4 5 6 postać 30 25 20 15 10 5 5 0 0-5 -10 różnica, % wersja przed optymalizacją CBKO 1 wersja po optymalizacji CBKO 2 różnica,

Optymalizacja kształtu wrzeciennika centrum frezarskiego

Optymalizacja kształtu wrzeciennika centrum frezarskiego Postać korpusu Zaproponowana przez konstruktora Wynik optymalizacji kształtu / * Wskaźnik sztywności statycznej, N/um Masa korpusu, kg 372,7 313,1 / -16,0 na kierunku X 485,4 871,7 / 79,6 na kierunku Y 138,2 189,3 / 37,0 na kierunku Z 222,6 394,6 / 77,3 / * - oznacza zmianę w stosunku do modelu zaproponowanego przez konstruktora, % "-" - oznacza zmniejszenie wartości w stosunku do modelu zaproponowanego przez konstruktora, %

Optymalizacja parametryczna suwaka frezarki bramowej ściana boczna żebra D ściana wewnętrzna ściany zewnętrzne ściana boczna

Optymalizacja parametryczna suwaka frezarki bramowej Nazwa parametru wejściowego Zakres zmian parametrów wejściowych Zakres zmian parametru Sposób zmiany parametru Wartość zaproponowana przez konstruktora Grubość ściany bocznej, mm 50; 60 dyskretny 50 Grubość żebra, mm 10; 15; 20 dyskretny 20 Grubość żebra bocznego, mm 10; 15; 20 dyskretny 20 Grubość ścianek zewnętrznych, mm 20; 25; 30; 35 dyskretny 20 Grubość ścianki wewnętrznej, mm 15; 20; 25 dyskretny 30 Średnica D, mm 250-430 ciągły 427

Optymalizacja parametryczna suwaka frezarki bramowej Wyniki optymalizacji parametrycznej suwaka Nazwa Model 1 Model 2 Grubość ściany bocznej, mm 50 50 Grubość żebra, mm 10 10 Grubość żebra bocznego, mm 15 10 Grubość ścianek zewnętrznych, mm 35 30 Grubość ścianki wewnętrznej, mm 15 15 Średnica D, mm 428,09 370,64 Masa, kg 3037,4 2789,8 Przemieszczenie maksymalne punktu P na kierunku X, 27,2 30,6 Przemieszczenie maksymalne punktu P na kierunku Y, 15,3 16,5

Optymalizacja parametryczna suwaka frezarki bramowej Wartości parametrów wyjściowych oraz uzyskane w wyniku optymalizacji zmiany w odniesieniu do postaci konstrukcyjnej i wymiarów zaproponowanych przez konstruktora Model Masa, kg Redukcja masy, % Wskaźnik sztywności statycznej, N/µm Zmiana wskaźnika sztywności statycznej, % kierunek X kierunek Y kierunek X kierunek Y model zaproponowany przez konstruktora 3098,1 ---- 317,5 625,0 ---- ---- Model 1 3037,4-2,0 367,6 653,6 +15,8 +4,6 Model 2 2789,8-10,0 326,8 606,1 +2,9-3,0 znak: + - oznacza wzrost danej wielkości znak - - oznacza zmniejszenie danej wielkości

PODSUMOWANIE

PODSUMOWANIE W przypadku obrabiarek ciężkich badania modelowe wydają się być jedyną drogą oceny konstrukcji na etapie projektowania. Wiedza doświadczonego konstruktora jest niezbędna, ale niewystarczająca do tworzenia nowych, innowacyjnych konstrukcji obrabiarkowych. Powinna zostać wsparta symulacjami prowadzonymi z wykorzystaniem metod numerycznych, takich jak np. Metoda Elementów Skończonych. VIII Forum Inżynierskie Stowarzyszenia ProCAX Zakłada się, iż kierunkiem rozwoju obrabiarek ciężkich na najbliższe lata będzie optymalizacja korpusów. Wiedza konstruktora-eksperta wymagać będzie wsparcia na drodze analiz MES. Tworzenie optymalnych konstrukcji korpusów wymaga zastosowania specjalnego, przeznaczonego do tego celu oprogramowania.

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ

Wykorzystanie analiz MES w badaniach prototypów obrabiarek 44-100 Gliwice, Konarskiego 18A, tel: +48322371680,