Aufbau einer adaptiven Prozesssteuerung für das Innenhochdruck-Umformen von Rohren mit großem Längen-Durchmesser-Verhältnis

大长径比管材内部高压成型自适应过程控制的开发

• 批准号: 191475796
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Mathias Liewald
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Umformtechnik (IFU)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2010-12-31 至 2014-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/191475796?language=en
• 关键词: Aufbau; einer; adaptiven; Prozesssteuerung; das

Der vorliegende Forschungsantrag beschäftigt sich mit der Innenhochdruck-Umformung von Rohren, die ein sehr großes Längen-Durchmesser-Verhältnis aufweisen. Die spezifische, technologische Herausforderung bei der Innenhochdruck-Umformung derartiger Halbzeuge liegt darin, dass man diese Rohre wegen der Gefahr des Ausknickens und den mit der Halbzeuglänge zunehmenden Reibungskräften in axialer Richtung nur bedingt nachschieben kann, um in der Umformzone die geforderte Bauteilgeometrie zu realisieren. Die Problematik beim beidseitigen Nachschieben der Rohre von außen während eines IHU-Prozesses besteht darin, dass mit zunehmendem Innendruck auch die Kontakt-/Anlagefläche des Werkstücks an der Werkzeugwandung proportional ansteigt und axial eingeleitete Nachschiebekräfte mit wachsendem Abstand vom Rohrende abgebaut werden und dadurch ein Nachschieben des Rohres in der Umformzone deutlich erschwert wird. Um auch Rohre mit sehr großem Längen-Durchmesser-Verhältnis prozesssicher bei ausreichender Qualität mittels IHU umformen zu körnnen, soll im Rahmen des hier beantragten Forschungsvorhabens ein zeit- und verfahrenstechnisch optimierter Prozessablauf entwickelt werden. Die Idee dieses modifizierten IHU-Prozesses ist die Integration einer axial beweglichen Hülsenkonstruktion in das Werkzeug, die das Rohr größtenteils aufnimmt. Diese Hülse wird werkzeugtechnisch derart ausgelegt, dass sie während des Prozesses getrennt angesteuert und nachgeschoben werden kann. Mit der Zielsetzung einer individuellen Prozessführung bei schwankenden Eigenschaften des Rohrmaterials soll eine adaptive Prozesssteuerung dieses modifizierten IHU-Prozesses für dünne lange Rohre aufgebaut werden, die die heutigen technologischen Defizite einer Solldruck- orientierten Prozessführung überwindet. Aktuelle Fachdiskussionen und Berichte zeigen [Lie10], dass die heute eingesetzten Vielachsen-Steuerungen komplexer Hydroformprozesse von Rohren stets auf dem Konzept zeitabhängiger Achsbewegungen in Abhängigkeit vom Solldruck in der Werkzeugkavität basieren. Der Nachteil unterschiedlich stark ausgeprägter Werkstückgeometrien im Falle schwankender Rohrwerkstoffeigenschaften im IHU-Prozess kann mit diesen Strategien nicht überwunden werden. Im hier vorliegenden Forschungsantrag soll diesem technologische Defizit dahingehend entgegnet werden, dass die o.g. Hülsenkonstruktion für das Umformen dünner langer Rohre wegabhängig ausgeführt werden soll und diese Achse mit dem neuartigen Ansatz einer an den Volumenstrom des in die Werkzeugkavität eingeleiteten Mediums regelungstechnisch gekoppelt werden soll. Damit kann das Werkstückvolumen steuerungstechnisch vorgegeben werden.Fernziel dieser Forschungsarbeiten bildet somit die Entwicklung neuartiger Prozessstrategien für das Innenhochdruck-Umformen dünner langer Rohre, die nachfolgende Kalibrierprozesse weitestgehend erübrigen sollen. Dieser Forschungsantrag ist insbesondere vor dem Hintergrund zukünftiger Bauteilgeometrien für Wärmetauscher, Energiegewinnungssysteme und Kollektorapplikationen sinnvoll.

前研究者必须与Rohren的内部印刷厂合作，这是一个非常大的Längen-Durchmesser-Verhältnis aufweisen。这种特殊的，技术的Herausforderung bei nenhochdruck-Umformung derartiger Halbzeuge liegt darin，dass man diese Rohre wegen der Gefahr des Ausknickens and den den mit der Halbzeuglänge zunehmenden Reibungskräften in axialer Richtung努尔bedingt nachyben kann，um in der Umformzone die geoforte Bauteilgeometrie zurealisieren。最好的IHU-Prozesses方法是在德国的Umformzone中，通过对Rohres的韦尔登和膨胀的轴向膨胀进行适当的抑制，使其与Werkzeugwandung的比例和轴向膨胀成一定的比例，从而使其与Werkzeugwandung的接触/接触。Um auch Rohre mit sehr großem Längen-Durchmesser-Verhältnis prozesssicher bei ausreichender Qualität mittels IHU umformen zh körnnen，soll im Rahmen des Escherbeantragten Forschungsvorhabens ein zeit- und verfaintech technisch optiierter Prozessablauf entwickelt韦尔登. IHU-Prozesses的改进理念是集成一个轴向的Hülsenconstruktion in das Werkzeug，das Rohr größtenteils aufnimmt。这场比赛也将是一场技术性的比赛，因为他们的比赛已经开始，韦尔登也可以进行。通过Zielsetzung einer individuellen Prozessführung bei schwankenden Eigenschaften des Rohrmaterials soll eine adaptive Prozesssteuerung dieses modifizierten IHU-Prozesses für dünne lange Rohre aufgebaut韦尔登，die heutigen technologischen Defizite einer Solldruck- orientierten Prozessführung überwindet.根据工艺和操作要求[Lie 10]，当今一种由Rohren制造的复杂的Vielachsen-Steuerungen液压成形工艺，在基于Werkzeugkavität的Solldruck的Abhängigkeit中，将该工艺应用于Konzept zeitabhängiger Achsbewegungen。在IHU-Prozess中的Falle schwankender Rohrwerkstoffeigenschaften中，该Nachteil非常明显地突出了Werkstückgeometrien，它不能被认为是韦尔登。在研究过程中，由于技术上的缺陷，韦尔登被淘汰了。Hülsenconstruktion für das Umformen dünner Rohre wegabhängig ausgeführt韦尔登soll und diese Achse mit dem neuartigen Angleiner an den Volumenstrom des in die Werkzeugkavität eingeleiteten Mediums regelungstechnisch gekoppelt韦尔登soll. Damit kann das Werkstückvolumen steuerungstechnisch vorgegeben韦尔登. Fernandez dieser Forschungsarbeiten bildet somit die Entwicklung neuartiger Prozessstrategien für das Innhochdruck-Umformen dünner Rohre，die nachfolgende Kalibrierprozesse weitestegehold erübrigen sollen. Dieser Forschungsantrag ist insbesondere vor dem Hintergrund zukünftiger Bauteilgeometrien für Wärmetauscher，Energiegewinnungssysteme und Kollektorapplikationen sinnvoll.