Measuring the contact pressure during sheet metal forming of automotive components
2020 (English)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE credits
Student thesis
Abstract [en]
The competition in the car market in the world is continuously intensifying. To gain an advantage in the market while making a profit, each car manufacturer needs a strong focus on always improving in the technology development. It is not just technology of the cars that need development, but it is equally important to improve the manufacturing processes itself. In the end, this will result in more appealing products for the customer at a competitive cost.
The aim and scope of this master thesis is to get a deeper understanding of the forces in the stamping die during sheet metal forming in manufacturing. By using strain gauges and microcontrollers, the forces during the entire forming process could be measured and analyzed. The relationship between the force on the pressure pins in the die and the length of the pressure pins was also investigated by adding shims on the pressure pins.
A modular system using Arduino Uno with 3D-printed parts was developed to measure the forces in the blank holder during sheet metal forming. An Arduino software system and TeraTerm was found the most appropriate for collecting and organizing data from the strain gauge sensors and microcontrollers. Tests were then conducted using different settings of the press, and these showed that the forces in the blank holder were uneven. Adding shims to the pins so that they were all of equal length evened out the forces in the blank holder. Another test showed that adding more shims to only one of the pins increased the force in that pin, and that adding 0.5mm of shims to that pin more than doubled the maximum force.
The system developed in this thesis can measure the forces in the blank holder during the sheet forming process at a lower speed of production. This system can also detect different force settings in the press. Lastly, it can also detect a difference in force for different pressure pin lengths.
Abstract [sv]
Konkurrensen på bilmarknaden i världen intensifieras kontinuerligt. För att få en fördel påmarknaden samtidigt som de gör vinst måste varje biltillverkare ha ett starkt fokus på att alltid förbättrateknikutvecklingen. Det är inte bara bilens teknik som behöver utvecklas, utan det är lika viktigt attförbättra tillverkningsprocesserna i sig. I slutändan kommer detta att resultera i mer attraktiva produkterför kunden till ett konkurrenskraftigt pris.
Syftet och omfattningen av detta examensarbete är att få en djupare förståelse av krafterna ipressverktyget under plåtformningprocessen. Genom att använda töjningsgivare och mikrokontrollerkunde krafterna under hela formningsprocessen mätas och analyseras. Förhållandet mellan kraften påmothållarpinnarna i verktyget och längden på pinnarna undersöktes också genom att lägga till shims påpinnarna.
Ett modulsystem som använde Arduino Uno med 3D-printade delar utvecklades för att mätakrafterna i formen under formningsprocessen. Ett Arduino-mjukvarusystem och TeraTerm bedömdesvara det mest lämpliga för att samla in och organisera data från töjningssensorer och mikrokontroller. Tester genomfördes sedan med olika inställningar i pressen, och dessa visade att krafterna ipressverktyget var ojämna. Genom att lägga till shims på pinnarna så att de alla var lika långa utjämnadeskrafterna i pressverktyget. Ett annat test visade att genom att lägga till fler shims på endast en avmothållarpinnarna ökade kraften i pinnen. Genom att tillägg till 0,5 mm shims på den pinnen mer änfördubblade den maximala kraften.
Systemet som utvecklats i denna rapport kan mäta krafterna i pressverktygets mothållarpinnarunder formningsprocessen vid en lägre produktionshastighet. Detta system kan också upptäcka olikakraftinställningar i pressen. Slutligen kan den också upptäcka skillnader i kraft vid olika längder påmothållarpinnarna.
Place, publisher, year, edition, pages
2020. , p. 32
Keywords [en]
Strain gauge, Blank holder, Stamping dies, Arduino
Keywords [sv]
Trådtöjningsgivare, Plåthållare, Pressverktyg, Arduino
National Category
Other Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:bth-20630OAI: oai:DiVA.org:bth-20630DiVA, id: diva2:1485493
External cooperation
Volvo Cars Body Components; RISE Research Institutes of Sweden; Tata Steel Europe
Subject / course
Degree Project in Master of Science in Engineering 30,0 hp
Educational program
MTACI Master of Science in Mechanical Engineering
Supervisors
Examiners
2020-11-022020-11-022022-05-12Bibliographically approved