3D-suunnitteluohjelmiston käyttöönotto ohutlevytuotteiden tuotannossa
Varis, Santeri (2017)
Kandidaatintyö
2017
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201804106434
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201804106434
Tiivistelmä
Ohutlevyjen taivutus ja ohutlevykappaleiden lopullisten mittojen määrittäminen etukäteen on haastava aihe, joka on jatkuvan aktiivisen tutkimustyön kohteena. Yksiselitteistä ja yleispätevää laskentamallia kappaleen oikaistun pituuden määrittämiseen ei ole pystytty kehittämään, sillä kappaleen lopullisten mittojen muodostumiseen vaikuttaa materiaali, materiaalivahvuus, käytetty taivutusmenetelmä sekä taivutuskoneet työkaluineen. Näistä tekijöistä johtuen toimivat laskentamallit ovat usein yrityskohtaisia eikä ne ole yleistettävissä.
Tässä tutkimuksessa käsiteltiin 3D-suunnitteluohjelmiston käyttöönottoa kohdeyrityksessä, 3D-suunnitteluohjelmistoon asetettavia taivutusparametreja sekä vapaataivutuksella taivutettavien ohutlevyjen käyttäytymistä niin teoriassa, kuin käytännössä. Tutkimus oli kaksiosainen, jossa teoreettisessa osuudessa käsiteltiin ohjelmiston käyttöönottoa yleisellä tasolla sekä eri tapoja kappaleen oikaistun pituuden selvittämiseksi. Kokeellisessa osuudessa suoritettiin kohdeyrityksen materiaaleilla ja laitteistolla taivutuskokeita, jonka jälkeen taivutuskokeiden tulosten avulla haettiin 3D-suunnitteluohjelmiston taivutusparametrit vastaamaan taivutettuja kappaleita. Teoriaosuuden ja käytännön kokeiden yhteistuloksena kohdeyritykseen saatiin valittua k-arvoon perustuva oikaistun pituuden määrittämisen laskentamalli ja mallin k-arvoksi 0,30.
Tutkimuksen tuloksista huomattiin, että kappaleen oikaistun pituuden määrittäminen ei ole yksiselitteistä edes käytännön kokeiden kautta, ja että laskentamallit ovat hyvin herkkiä mittavirheille. Bending of sheet metal parts and prediction of final dimensions of bended sheet metal part is challenging area, which is under constant research. Unequivocal and universal calculation model for determining the flat length of the sheet metal part couldn’t have been developed, because used material, material thickness, used bending process and bending machine including different tools all affects to final dimensions of the bended part. Therefore, calculating models of sheet metal bending are commonly company-specific and couldn’t be generalized.
In this research, implementing 3D CAD software into target company, bending parameters to be set into the 3D CAD software and behaviour of the sheet metal parts bended with air bending was studied both in theory and in practice. Research was divided to two parts, theoretical and practical parts. In theoretical part, software implementation in general and different methods to determine flattened length of sheet metal part was studied. In practical part, bending tests with target company’s materials and machinery was performed. After that, dimensions of bent parts were used to adjust bending parameters in 3D CAD software to match bent parts. Combining the results from theoretical and practical parts, flattened length calculation model based on k-factor was chosen for target company. Value for k-factor was determined to be 0,30.
From the results of this research it was concluded that determining the flattened length of sheet metal part is not unequivocal even with the help of practical test series. In bending, there are many variables affecting the final dimensions of the part and calculation models are very sensitive to measuring errors.
Tässä tutkimuksessa käsiteltiin 3D-suunnitteluohjelmiston käyttöönottoa kohdeyrityksessä, 3D-suunnitteluohjelmistoon asetettavia taivutusparametreja sekä vapaataivutuksella taivutettavien ohutlevyjen käyttäytymistä niin teoriassa, kuin käytännössä. Tutkimus oli kaksiosainen, jossa teoreettisessa osuudessa käsiteltiin ohjelmiston käyttöönottoa yleisellä tasolla sekä eri tapoja kappaleen oikaistun pituuden selvittämiseksi. Kokeellisessa osuudessa suoritettiin kohdeyrityksen materiaaleilla ja laitteistolla taivutuskokeita, jonka jälkeen taivutuskokeiden tulosten avulla haettiin 3D-suunnitteluohjelmiston taivutusparametrit vastaamaan taivutettuja kappaleita. Teoriaosuuden ja käytännön kokeiden yhteistuloksena kohdeyritykseen saatiin valittua k-arvoon perustuva oikaistun pituuden määrittämisen laskentamalli ja mallin k-arvoksi 0,30.
Tutkimuksen tuloksista huomattiin, että kappaleen oikaistun pituuden määrittäminen ei ole yksiselitteistä edes käytännön kokeiden kautta, ja että laskentamallit ovat hyvin herkkiä mittavirheille.
In this research, implementing 3D CAD software into target company, bending parameters to be set into the 3D CAD software and behaviour of the sheet metal parts bended with air bending was studied both in theory and in practice. Research was divided to two parts, theoretical and practical parts. In theoretical part, software implementation in general and different methods to determine flattened length of sheet metal part was studied. In practical part, bending tests with target company’s materials and machinery was performed. After that, dimensions of bent parts were used to adjust bending parameters in 3D CAD software to match bent parts. Combining the results from theoretical and practical parts, flattened length calculation model based on k-factor was chosen for target company. Value for k-factor was determined to be 0,30.
From the results of this research it was concluded that determining the flattened length of sheet metal part is not unequivocal even with the help of practical test series. In bending, there are many variables affecting the final dimensions of the part and calculation models are very sensitive to measuring errors.