W pracy przedstawiono metodologię zastosowania metod numerycznych MES dla optymalizacji i doskonalenia procesów technologicznych wytwarzania części złącznych dla wybranych kryteriów (obszarów).
Pierwsze podrozdziały opisują wszystkie procesy składowe całego cyklu wytwarzania części złącznych z propozycją jakie elementy i cechy półfabrykatu po kolejnych etapach należy uwzględniać przy projektowaniu procesu. Dalsza część to przegląd publikacji i prac związanych z symulacją elementów złącznych dla kolejnych etapów wytwarzania.
W części opisującej badania własne zaproponowano i wykonano cały cykl badawczy dla tego typu zadań od poboru próbek dla wyznaczenia modeli reologicznych materiału poprzez analizę i optymalizację procesu dla wybranych kryteriów narzędziami analitycznymi, ażpo weryfikację uzyskanych wyników w badaniach przemysłowych.
Kluczem do wyboru obszarów optymalizacji był ich wpływ na funkcjonalność użytkową wyrobu oraz udział w koszcie jednostkowym wytwarzania danego obszaru. Z uwagi na te kryteria przeprowadzono badania dla optymalizacji:
- przebiegu operacji kucia pod kątem gwarantowania własności montażowych, - zmniejszenia zużycia narzędzi w procesie kucia śrub specjalnych,
- technologii procesu wytwarzania kotew budowlanych spełniającej kryteriauzyskania własności użytkowych i obniżenia kosztów produkcji.
Podczas badań wykorzystywano komercyjne programy z metody elementów skończonych Forge i QForm oraz metodologię analizy odwrotnej z użyciem programu opracowanego w Katedrze Informatyki Stosowanej i Modelowania AGH.
W pracy zaproponowano rozwiązania dla doskonalenia procesu wytwarzania wybranych produktów. Rozwiązania te mogą być stosowane dla całych grup wyrobów (produktów), których reprezentantami były wybrane analizowane przykłady produktów. Analizowane przykłady były realnymi problemami przemysłowymi, które zostały rozwiązane podczas realizacji pracy.
Title: Optimisation of a joint forming process for obtaining required usable properties The work concerns methodology of application of the FEA for optimisation and improvement of forming processes of joints considering selected criteria.
The scope of the work is as follows: first chapters describe subsequent stages of a joint forming process, and proposes possible features that might be considered and altered during the design stage. Next chapter contains the state of the art of the simulations of joints forming processes.
The following part consists of author’s research, in particular a description of a complete research cycle that has been proposed and carried out. This part of the work covered the workpiece preparation, evaluation of rheological properties of the material, analysis and optimisation of process parameters. Finally, the results validation in physical tryouts is described.
The key in the selection of possible optimisation regions was their influence on the functionality of the final part and share in the unit price of the manufacturing of this particular region. Thus, the following optimisation scenarios have been carried out:
- Forming operations aimed at ensuring the best fastening properties - Reduction of tool wear in the process of forming special bolts
- Complete manufacturing process of bolts for civil structures that fulfils the criteria of required usable properties and cost reduction
Commercial finite element solvers Forge and QForm have been used during the investigations. Inverse problems solutions were carried out using software developed at the Department of Applied Computer Science and Modelling of AGH University of Science and Technology.
The solutions for the improvement of the bolt forming processes have been proposed. These solutions may be applied to the groups of products represented by the investigated final part. Considered problems were real case studies from the shop-floor, and were solved using the proposed procedure
