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Simulationsumgebung Ansys Workbench automatisch ein Finite-Elemente-Modell erstellt Schritt 4 Alternativ lassen sich auch andere Simulationsumgebungen nutzen Die ausgewählten Spannmittel werden als Feder-Dämpferelemente mit Steifigkeiten und Dämpfungen der realen Spannmittel abgebildet Die nötigen Informationen über die mechanischen Eigenschaften der Spannmittel werden automatisch aus einer vorher zu erstellenden Datenbank übernommen Ein Optimierungsalgorithmus prüft die Auswirkungen einer Vielzahl verschiedener Spannstellenkombinationen auf das vorab definierte Zielkriterium Schritt 5 Der Algorithmus bricht beim Erreichen des Zielkriteriums ab und gibt in einer grafischen Darstellung das optimale Ergebnis der Spannplanung aus Wenn beispielsweise eine maximal zulässige Abdrängung des Bauteils als Zielkriterium definiert wurde wird die Abdrängung des Bauteils bei der definierten Prozesskraft und der optimierten Aufspannung dargestellt Schritt 6 Praktische Anwendung der virtuellen Spannplanung Um das Potenzial der virtuellen Spannplanung zur Vereinfachung der Planung abzuschätzen wurde die vorgestellte Methode im Vorfeld einer Bauteilbearbeitung beispielhaft durchgeführt Für die Zerspanung wurde ein Flugzeugstringer-Analogiebauteil aus einer Aluminiumknetlegierung EN AW-6060 definiert Der Stringer hat die Abmessungen B H 100 mm und eine Wandstärke von w 10 mm bei einer Länge von 800 mm Aufgrund der Geometrie ist der Ausschnitt während der spanenden Bearbeitung anfällig gegenüber unzulässig hohen Abdrängung des Werkstücks während der Zerspanung Insbesondere an den beiden Enden und an Positionen mit einem großen Abstand zum nächsten Spannelement erfährt der Stringer aufgrund der hohen Nachgiebigkeit die höchsten Abdrängungen an der vertikalen Versteifung Durch eine hohe Abdrängung wird entsprechend die Formgenauigkeiten negativ beeinflusst was wiederum zu Ausschuss führen kann Daher wird für den Vergleich zur virtuell optimierten Werkstückaufspannung eine erfahrungsbasierte Spannplanung durchgeführt bei der sechs Spannelemente nach Bild 2 links symmetrisch an beiden Enden und in der Mitte des Stringers positioniert und dadurch die Stellen mit einer hohen erwarteten Abdrängung des Stringers gespannt werden Als Bearbeitungsprozess wurde ein Flankenfräsprozess an der vertikalen Flanke des Stringers definiert da hier potenziell hohe Abdrängungen auftreten Für den Auswertealgorithmus der virtuellen Spannplanung ließ sich eine Abdrängungskraft von FP 400 Nin Y-Richtung abschätzen Dabei sollen zum einen dieselbe oder eine geringere Anzahl an Spannelementen als bei der erfahrungsbasierten Werkstückaufspannung erforderlich sein Zum anderen soll eine minimale prozessbedingte Abdrängung des Stringers erzielt werden Als Kriterium zur Bewertung der Stringeraufspannungen wurde die seitliche Abdrängung dy der Stringerver-Schwerpunkt | Automatisierte Werkzeugmaschine INDUSTRIAL Production 8-9 2021 18 Bild 2 Simulierte Abdrängung einer erfahrungsbasierten und einer optimierten Aufspannung