COPRA Software für Ziehring-Konstruktion

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COPRA® RF

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Allgemeine Beschreibung

COPRA® für Ziehringe - 2D Teil (M5)
und
COPRA® für Ziehringe - 3D Teil (M6)

COPRA Ziehring Software 2D teil

COPRA® Ziehring Technologie - Berechnung der Umformstufen für gezogene Rohre
Praktisches Beispiel eines Ziehringes
Je nach Schwierigkeitsgrad werden Formrohre durch einen oder mehrere Ziehringe hergestellt. Ein Rundrohr wird dazu durch einen speziellen Ring gezogen und in die jeweilige Form gebracht.
Ein Ziehring ist ca. 40 bis 100 mm stark. Die Eingangsseite (Seite, auf der das runde Rohr in den Ring eintritt) hat groß genug zu sein, damit das Rundrohr auch problemlos umfasst werden kann. Die Kontur an der Ausgangsseite des Ringes hat die gleiche Geometrie wie das Formrohr, bzw. der jeweiligen Vorstufe.
Die Innenseite des Ziehringes wird aus einer sogenannten Freiformfläche gebildet. Für die Konstruktion der Ringgeometrie wäre es natürlich am einfachsten, wenn die Kontur von Ein- und Ausgangsseite einfach mit geraden Linien verbunden werden. In der Praxis führt dies aber zu erheblichen Problemen. Außerdem wird die Reibung zwischen Ziehring und Rohr zu groß. Die Konstruktion von Ziehringen ist deshalb keine einfache Sache. Unter anderem ist die Kontur der Formrohre zu konvertieren - Geradenelemente werden zu Bogensegmenten. Am herkömmlichen Zeichenbrett ist es praktisch unmöglich, den Umfang eines Rohres über alle Umformstufen konstant zu halten. Aber bei Einsatz von modernen CAD-Systemen ist diese Arbeit bis heute ausgesprochen kompliziert geblieben.

Die Konstruktion der Ziehringkontur war durch folgende Schwierigkeiten gekennzeichnet:

Entwurf und Konstruktion der Ziehringe wird in der Regel "frei Hand" gemacht
Die Längen der jeweiligen Bogenstücke waren schwer zu berechen

Die Fertigung der Ziehringe war sehr umständlich:

Für die Fertigung der Einformgeometrie wurden spezielle Formwerkzeuge benötigt
Der Fertigungsvorgang war lang und umständlich
Von der fertigen Geometrie musste ein Negativ erstellt werden
Um ein Originalteil zu erhalten, musste das Negativ abgegossen werden
Dieses Teil wurde dann mit einer Kopierfräse bearbeit.
m Hinterschneidungen und Übergänge zu glätten, musste das Bauteil noch nachgearbeitet werden.

Um diesen Prozess zu vereinfachen, sollte ein CAD/CAM System für den Entwurf und Fertigung von Ziehringen folgende Möglichkeiten bieten:

einfache Konstruktion der Ziehringgeometrie
hohe Genauigkeit (für den Materialfluss)
einfache Möglichkeit zur Fertigung des Ziehringes
Es sollten unnötige Zwischenschritte vermieden werden, wie beispielsweise das Herstellen von Negativformen.
Ein CAD/CAM System sollte insbesondere auch Möglichkeiten zur Konstruktion und Fertigung von zusätzlichen Werkzeugen wie z.B. Kerne, bieten.

COPRA® für Ziehringe ist das derzeit einzige Softwareprogramm für diese spezielle Aufgabe. Das Datenmodell ist kompatibel zur COPRA® Rollformsoftware. COPRA® für Ziehringe benutzt Autodesk Mechanical Desktop für die Modellierung. Die CAM-Seite wird durch industrielle Standardsoftware wie z.B. AlphaCAM von Licom Systems, realisiert. Die einzelnen Softwareprogramme sind zu einer durchgängigen Prozesskette verbunden worden, welche sämtliche Schritte - von der Konstruktion bis hin zur Fertigung der Ziehringe - umfasst.

Der Arbeitsablauf im Einzelnen:
1) Konstruktion des Endprofilquerschnittes
Im ersten Schritt wird die Gestalt des Formrohres entworfen. Das geschieht entweder mittels spezieller COPRA® Funktionen oder mittels CAD-System (Autodesk Mechanical Desktop). In diesem Fall wird die Kontur gezeichnet und dann in das COPRA® Datenmodell übernommen.

2) Konstruktion der einzelnen Umformschritte
Die ist der wichtigste Abschnitt in der Prozesskette. Die innere Form des Ziehringes wird durch einzelne Querschnitte festgelegt. Die Anzahl dieser Stütz-Querschnitte kann der Benutzer selbst definieren. Darüber hinaus kann er für jeden einzelnen Stützquerschnitt einen "Kompressionsbeiwert" angeben. Damit kann der Ziehringoberfläche eine gewisse Krümmung gegeben werden.

Mit diesen Angaben berechnet das Computerprogramm die einzelnen Querschnitte. Das Material wird dabei so über den Umfang der einzelnen Stufen verteilt, dass ein optimaler Materialfluss gewährleistet ist.
Die einzelnen Querschnitte werden auch als geschlossene Polylinie dargestellt. Damit kann die Oberfläche auch an andere 3D CAD-Systeme weitergegeben werden.

Von COPRA errechnete Umformstufen Rundrohr-Formrohr

3) Konstruktion der Ziehring-Oberfläche:
Die einzelnen Querschnitte werden nun durch sogenannte Freiformflächen miteinander verbunden. Damit dieser Schritt so einfach wie möglich durchgeführt werden kann, wurde dazu ein spezieller COPRA® Programmbaustein entwickelt.
Das Ergebnis dieses Arbeitsschrittes ist ein "Negativ" des zu erstellenden Ziehringes.

tubdraw3.gif (11247 Byte)
Computermodell des Ziehring-Negativs

4) Konstruktion des eigentlichen Ziehringes
Die gerade entwickelte Oberfläche wird nun vom Ziehring selbst (Zylinderkörper) abgezogen. Dies geschieht durch die entsprechende 3D-CAD-Funktion. Als Ergebnis erhalten wir den endgültigen Ziehring mit der für die Umformung entscheidenden Innenfläche.

Computermodell des Ziehringes
Computermodell des Ziehringes

COPRA® für Ziehringe - 2D Teil (M5)

COPRA für Ziehringe (2D Teil) berechnet die Zwischenstufen für Ziehringe, die bei der Umformung von Rundrohren zu Formrohren notwendig sind.
COPRA für Ziehringe ist die einzige Software zur Berechnung und Lösung dieses Konstruktionsproblems. Es umfasst Funktionen zur

Konstruktion des fertigen Profilquerschnittes (2D)
Berechnung und Konstruktion der einzelnen Zwischenschritte der Einformung (2D)

COPRA® für Ziehringe - 3D Teil (M6)

COPRA für Ziehringe (3D Teil) berechnet die Zwischenstufen für Ziehringe, die bei der Umformung von Rundrohren zu Formrohren notwendig sind.

Konstruktion der Ziehringoberfläche
Konstruktion/ Modellierung des Ziehringes^*
Dieser Programmmodul benötigt zusätzlich Autodesk Mechanical Desktop (nicht im COPRA Standard Funktionsumfang enthalten)


	Softwarevoraussetzungen Welche Voraussetzungen gelten für den erfolgreichen Einsatz von COPRA ? COPRA ist für Windows Betriebssysteme. verfügbar und benötigt AutoCAD bzw. Mechanical Desktop (beides eingetragene Warenzeichen von Autodesk). AutoCAD bzw. Mechanical Desktop sind in der COPRA Software nicht enthalten, sofern keine OEM-Option mitbestellt wird.

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