Konstruktion av standarddelar för presshärdningsverktyg i NX

Sammanfattning: Avdelningen för verktygskonstruktion på Gestamp HardTech i Luleå utvecklar
och designar presshärdningsverktyg i I-DEAS12. Dessa presshärdningsverktyg
används för att tillverka krocksäkerhetskomponenter för
personbilsindustrin. Presshärdningsverktygen fungerar som pressformar i en
process där krocksäkerhetskomponenterna pressas från platta borstålsämnen
till sin slutliga form. I samma process sker en härdning samt en anlöpning
av produkterna. Resultatet är starka och sega komponenter som tar upp
mycket energi vid deformation.

Verktygskonstruktion undersöker nu möjligheterna med att byta ut deras
gamla CAD-mjukvara, I-DEAS12, mot det nyare NX6. För att underlätta
konstruktionen av presshärdningsverktygen i I-DEAS12 använder sig
verktygskonstruktion i dagsläget av en uppsättning CAD-modeller av de
komponenter som är standard i de flesta presshärdningsverktyg. Dessa
standarddelar sammanställs vid starten av designen av ett nytt verktyg och
skapar en grundmodell för vidare modellering av verktyget. På grundmodellen
görs sedan de ändringar och tillägg som är unika för varje verktyg. I
samband med undersökningen av att gå från I-DEAS12 till NX6 har
verktygskonstruktion ett behov av att de standardverktygsdelar som används
idag modelleras på nytt i den nya mjukvaran.

Huvuddelarna i ett presshärdningsverktyg är pelarställen, verktygsbaserna
och formdelarna. Andra nödvändiga delar är utstötarcylindrar,
vattenkopplingar, kylkanaler och skruvar. Geometrin och formen på
krocksäkerhetsprodukten som skall tillverkas avgör utformningen av
presshärdningsverktyget.

Målet med detta examensarbete är att, i NX6, skapa parametriserade och
styrda verktygskomponenter med en hög grad av återanvändning för
presshärdningslinje 300 och 700 på Gestamp HardTech i Luleå. Kunskap och
standard skall vara integrerade i CAD-modellerna. Där det är fördelaktigt
skall funktioner från Mold Wizard i NX6 användas för att göra hanteringen
av CAD-modellerna enklare.

Koordinatsystem och programmering i Expression har fungerat som bas for
modelleringsstrukturen. Mycket arbete har lagts ned för att göra modellerna
modelleringmässigt stabila och snabba att arbeta med. För detta ändamål har
olika CAD-metoder utretts. Verktygsbaserna och pelarställen har skapats med
vanliga features i NX6. För skapandet och hanteringen av mindre komponenter
som utstötarcylindrar, vattenkopplingar och skruvar har funktioner från
Mold Wizard använts.

Resultatet är en uppsättning av standarddelar för presshärdningsverktyg
bestående av övre och undre pelarställ, övre och undre verktygsbas, en
utstötarcylinder, en vattenkoppling och en parametriserad skruv.
Pelarställen och verktygsbaserna är kontrollerade av uttryck med val för
olika inställningar av modellerna. Utstötarcylindern har justerbar
slaglängd och vattenkopplingen har flera konfigureringsval av ingående
delar. Skruven har val för storlek på M-gänga och skruvlängd. Valen av M-
gänga och skruvlängd är styrda till att endast omfatta skruvdimensioner som
är tillgängliga på marknaden.

Sammanställda ger de CAD-modeller som skapats under examensarbetet
konstruktörerna på verktygskonstruktion en bra start på varje
verktygsprojekt. Modellerna är användarvänliga och bra strukturerade. Då
grunden är lagd kan verktygsmodellerna enkelt modifieras för att anpassas
efter olika typer av produkter. Kunskapen som är inbyggd i delarna hjälper
konstruktörerna, gör arbetet snabbare samt ger en bättre kvalitet på
modellerna.