Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Press Measurements and Virtual Rework of Stamping Dies
Blekinge Institute of Technology, Faculty of Engineering, Department of Mechanical Engineering.
Blekinge Institute of Technology, Faculty of Engineering, Department of Mechanical Engineering.
2017 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Mätningar av en Press och Virtuell Bearbetning av Pressverktyg (Swedish)
Abstract [en]

Stamping dies are used in the Sheet Metal Forming (SMF) process for manufacturing of car body parts. The lead time for design and manufacturing of a stamping die is long, and therefore costly. In the final step of the manufacturing process, manual rework is performed to reach a desired pressure distribution on the forming surfaces in order to achieve a robust process and an approved part within tolerance.

The main purpose for this work is to study and further develop a Virtual Rework Method that alters the shape of the forming surfaces of a die to compensate for the displacements of a stamping press that occur during stamping.

Measurements were performed to obtain the displacements that occur in the stamping press during stamping. These measurements were performed on a double action deep drawing press of the brand Danly, located at Volvo Cars Tool & Die department in Olofström, Sweden. The measurement yields information of how the stamping press is deflecting and deforming during operation. The measurements are recorded with a Digital Image Correlation (DIC) system that records the displacements of the press during stamping.

The displacements obtained in the measurements are then used as constraints to inverse FE- model a press table with topology optimization. This optimized press table is used in the Virtual Rework Method to be able to simulate both the deformations of the press and the internal deformations that occur in the die.

Pre-simulations were performed before the measurements to ensure that the blank holder plate used in the measurements would withstand the applied blank holder force. These simulations also yield if the displacements were large enough for the ARAMIS DIC system to capture.

The FE-model used in this work consisted of a die, blank holder, blank holder plate, outer ram and the optimized press table. The Virtual Rework Method was applied on the FE-model, where the result concludes that the altered shape of the deformed forming surfaces is almost identical to the shape of the nominal forming surfaces.

However, an inversed modelled structure that represents the behavior of the outer ram is required to apply the Virtual Rework Method on the blank holder. This inversed modelled structure could be created from the displacements obtained in the measurements. To apply the Virtual Rework method on the punch, further measurements are required, where the position of the ARAMIS DIC system is altered, or an additional ARAMIS DIC system is used. 

Abstract [sv]

Pressverktyg används i plåtformningsprocessen vid tillverkning av karossdelar. Ledtiden för konstruktion och tillverkning av ett pressverktyg är lång och därför kostsam. I det sista steget i tillverkningsprocessen utförs manuell bearbetning för att nå en önskad tryckfördelning på formningsytorna, vilket ger en robust process och en godkänd del inom toleranserna.

Huvudsyftet med detta arbetet är att studera och vidareutveckla en virtuell fläckningsmetod som korrigerar formningsytorna på dynan för att kompensera för de förskjutningar som uppstår i en stämplingspress under stämpling.

Mätningar har utfördes för att erhålla förskjutning som uppstår i en stämplingspress under stämpling. Dessa mätningar utfördes på en dubbelverkande djupdragningspress av märket Danly, som finns hos Volvo Cars Tool & Die avdelning i Olofström, Sverige. Mätningen gav information om hur pressen deformeras under stämpling. Mätningarna registreras med ett Digital Image Correlation (DIC) system som registrerar pressens förskjutningar under stämpling.

Förskjutningarna som erhållits i mätningarna användes sedan som randvillkor för en inversmodell för topologioptimering av ett pressbord. Detta optimerade pressbord används sedan i den Virtuella fläckningsmetoden för att kunna simulera både pressens stelkroppsrörelse och de interna deformationer som uppstår i pressverktyget.

En förstudie utfördes innan mätningarna för att säkerställa att den plåthållarplattan som användes i mätningarna skulle motstå den applicerade plåthållarkraften. Denna förstudie gjordes även för att säkerhetsställa att förskjutningarna som uppstår i plåthållarplattan var stora nog för att ARAMIS DIC systemet skulle registrera dem.

FE-modellerna som användes i detta arbete bestod av en dyna, plåthållare, plåthållarplatta, yttre slid och det optimerade pressbordet. Den Virtuella fläckningsmetoden applicerades på FE- modellen, där resultatet gav slutsatsen att den korrigerade formningsytan med applicerad belastning är nästintill identisk med formen på den nominella formningsytan.

En inversmodellerad struktur som representerar beteendet hos den yttre sliden krävs emellertid för att tillämpa den Virtuella fläckningsmetoden på plåthållaren. Denna inversmodellerade struktur kunde erhållas från de förskjutning som erhölls i mätningarna. För att tillämpa den Virtuella fläckningsmetoden på stansen krävs ytterligare mätningar, där ARAMIS DIC systemets position ändras eller ett ytterligare ARAMIS DIC system används. 

Place, publisher, year, edition, pages
2017. , 106 p.
Keyword [en]
Virtual Rework, Inverse Modeling, ARAMIS Digital Image Correlation (DIC)
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:bth-14918OAI: oai:DiVA.org:bth-14918DiVA: diva2:1120720
External cooperation
Volvo Cars
Subject / course
Degree Project in Master of Science in Engineering 30.0
Educational program
MTACI Master of Science in Mechanical Engineering
Supervisors
Examiners
Projects
Reduced Lead Time through Advanced Die Structure Analysis - Vinnova
Available from: 2017-07-07 Created: 2017-07-07 Last updated: 2017-07-07Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(28623 kB)5 downloads
File information
File name FULLTEXT02.pdfFile size 28623 kBChecksum SHA-512
3901e91a1bc83afb07f23a899b9e1a388d8033fe8010c81b99fb91ebfd6b6e3a924bcd60d033b5949b01e50f2b3bf92776cf29ab5b0536efe40f4aa33ff621d6
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Mechanical Engineering
Mechanical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 5 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 54 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf