PAM-STAMP

PAM-STAMP 2G охватывает весь процесс листовой штамповки от проектирования штампа до характеристик формоизменения и проведения проверки, в том числе прогноз изменения пружинения и внесение необходимых технологических корректировок.

PAM-STAMP 2G позволяет пользователям принимать решения в режиме реального времени с привлечением инженера-конструктора, поставщика материала, конструктора штамповой оснастки и разрабатывать, корректировать и оптимизировать технологический процесс с ранних стадий разработки.

Модульная структура программы направлена на моделирование всех элементов процесса штамповки - от проектирования инструмента и выбора заготовки до расчета осуществимости процесса и итогового проверочного расчета с определением всех технологических параметров перед запуском в производство.

В программе создан механизм проектирования будущего штампа и исходной заготовки перед штамповкой с помощью быстрого и простого в использовании модуля решения обратной задачи (развертки детали) PAM-INVERSE и конструкторского решения по созданию геометрии инструментальной наладки с возможностью параметрического конструирования PAM-DIEMAKER.

Основные расчетные модули в PAM-STAMP

Модуль AUTOSTAMP предназначен для проведения точного основного расчета процесса листовой штамповки, позволяющего промоделировать всю технологическую цепочку от укладки заготовки на поверхность штампа до окончательных отделочных операций.

Помимо операций штамповки данный решатель позволяет рассчитывать деформацию труб - гибку и гидрофомовку.

Результатом расчета является следующая информация:

  • анимация всей цепочки штамповки
  • эпюры деформаций, напряжений, утонений/утолщения металла
  • энергосиловые параметры оборудования
  • оценку качества изделия по диаграмме предельной формуемости FLD
  • дефекты производства - трещины, разрывы, гофрированность
  • величины пружинения детали после извлечения ее из штампа.

Расчет пружинения заготовки может проводиться после любого этапа штамповки - эти данные могут быть использованы в модуле Die Compensation. Данный инструмент предназначен для изменения геометрии деформирующего инструмента с целью компенсации пружинения готового изделия.

Весь процесс реализован следующим образом:

  1. импорт начального инструмента и заготовки с полями смещения в результате пружинения
  2. задание пределов допуска формы детали
  3. выбор стадий штамповки, которые будут учитываться при расчете
  4. запуск оптимизатора, который изменяет сеточную модель матрицы и пуансона для компенсации пружинения
  5. проведение нового расчета всей цепочки штамповки с измененным инструментом с определением величины пружинения
  6. сравнение формы заготовки с референсной моделью - штамповкой до пружинения и определение попадания в допуск
  7. при нахождение формы детали в пределах допуска, расчет завершается и скомпенсированный инструмент может быть экспортирован в CAD, в обратном случае запускается новый расчет оптимизатора, согласно пункту 4.

Основная задача PAM-DIEMAKER состоит в создании готовой штамповой оснастки, которая в дальнейшем может использоваться как при расчетах, так и быть запущена в производство.

При работе в продукте существует две возможности проектирования - от готовой детали или от существующей оснастки.

Первый вариант обычно применяется в случае проектирования технологии изготовления новой детали.

Этапы проектирования:

  1. импорт геометрии готового изделия
  2. закрытие отверстий, удаление фланцев, обработка внешней кромки
  3. создание параметрической поверхности прижима
  4. создание штампового разъема на основе сети кривых с заданными параметрами
  5. обрезка внутренней части поверхности прижима и получение готовой матрицы
  6. проверка инструмента на поднутрения
  7. автоматическая генерация пуансона, прижима
  8. экспорт полного набора инструментальной наладки для расчета в программе.

Развертка детали в PAM-INVERSE позволяет получить форму и размеры исходной заготовки перед штамповкой, а также наложить кривые обрезки на изделие.

При решении обратной задачи также оценивается напряженно-деформированное состояние металла и величины утолщений, что позволяет получить первые сведения о технологичности процесса.

Быструю оценку технологии на осуществимость можно провести в течении нескольких минут с помощью модуля QUIKSTAMP PLUS , который покажет картину деформации металла, основные дефекты производства и даст необходимую информацию для корректировки технологии.

При этом QUIKSTAMP PLUS - является полнофункциональным решателем - учитываются все стадии листовой штамповки и полный набор оснастки.

Возможности программы PAM-STAMP

Процесс гидроформовки является уже не новой технологией, но при этом все еще остается непростым для реализации без использования каких-либо программных средств.

PAM-STAMP 2G представляет собой удобный инструмент для подбора параметров гидроформовки и создания модели оснастки, который дает возможность пользователю быстрее достичь устойчивого процесса. Программа позволяет проводить точное пошаговое моделирование начиная с мгновенной оценки деформации и напряжений и заканчивая определением качества получаемого изделия.

PAM-STAMP 2G включает в себя инструмент Fluid Сell, который автоматически рассчитывает график подачи давления, что особенно важно при проектировании гидроформовки.

В инструменте Fluid Cell также можно самостоятельно задать график подачи давления, указав объем используемой жидкости, скорость подачи, максимальную скорость перемещения частей заготовки, площадь контакта между заготовкой и матрицей, которая должна быть достигнута после завершения формовки.

К тому же существует возможность моделирования гидроформовки материалов, находящихся в состоянии сверхпластичности.

Горячая и теплая штамповка становится все более и более важной в обрабатывающей промышленности с целью достижения высокого уровня деформаций в изделии.

В PAM-STAMP 2G реализована возможность:

  • проверки осуществимости горячей штамповки, оценки времени производственного цикла, времени закалки, оптимизации начальной формы заготовки
  • учета большой части тепловых, механических и металлургических явлений - изменение температуры инструмента, температурное расширение заготовки, потери тепла конвекцией и многие другие
  • анализа спроектированных охлаждающих каналов в инструменте

Для материала задаются модуль Юнга, коэффициент Пуассона и кривые упрочнения в зависимости от температуры, теплопроводность, теплоемкость, указываются параметры температурного расширения и другие тепловые характеристики.

Подгиб является обычным методом сборки большинства автомобильных "закрытых" дверей, багажников и капотов. Традиционно подгиб делали с помощью пресс-операций или с помощью настольных подгибных машин. В настоящее время все чаще загиб выполняют с помощью роботизированной машины при помощи ролика. Используя моделирование загибки автопроизводители могут прогнозировать точную форму сборки, определять и устранять проблемы "закатки" и "раскатки", возможные трещины краев изделия и дефекты поверхности. PAM-STAMP 2G имеет специальный модуль для моделирования роботизированного подгиба роликами.

Таким образом, программный комплекс PAM-STAMP является универсальным инструментом, который позволяет проектировать и изучать все варианты процесса листовой штамповки, проводить оптимизацию и получать на выходе готовую технологию для переноса ее в реальное производство.

Как современная программа для моделирования PAM-STAMP может проводить расчет в параллельном режиме в двух вариантах SMP и DMP. Первый предназначен для расчете на одной машине и хорошо параллелится до 8 процессоров, второй рекомендуется для много процессорных систем и кластеров с числом вычислительных ядер свыше 8

PAM-STAMP 2G предлагает решения для управления компенсацией всех инструментов участвующих в операциях. Специальные возможности позволяют автоматически управлять компенсацией обрезного инструмента для обеспечения хорошей совместимости с соответствующими формующим инструментом. Другие возможности позволяют точно позиционировать заготовку, благодаря подстройке инструмента в течение всей технологической цепочки. Возможно также компенсировать инструменты в какой-то одной операции с учетом окончательного пружинения в конце полной цепи.

Для изготавливаемых таким способом внешних панелей автомобиля может быть достигнуто превосходное качество поверхности, так как фактически нет контакта штампа с деталью.

С PAM-STAMP 2G процесс может быть смоделирован для того чтобы подобрать лучшие параметры процесса. Также может быть рассчитано пружинение и его компенсация.

В современной промышленности существуют различные варианты процесса обтяжки, начиная от гибки растяжением профилей, до обтяжки панелей, от внешних панелей фюзеляжа, до передней кромки крыла. Сам процесс является достаточно деликатным и очень важно найти правильный баланс технологических параметров, чтобы получить хорошее качество деталей и уменьшить количество опытных партий - особенно, когда стоимость сырья и материалов для аэрокосмической отрасли (алюминия и титана) настолько высока. PAM-STAMP 2G широко используется в аэрокосмической промышленности для прогнозирования качества формуемых деталей для данного процесса. При помощи данного программного продукта может быть проанализирована и оптимизирована сложная кинематика процесса гибки растяжением. Помимо этого можно проанализировать пружинение и осуществить его компенсацию.

Помимо прямого моделирования процесса штамповки в программе PAM-STAMP реализованы два оптимизационных инструмента, которые позволяют проводить оптимизация начальной формы заготовки и кривых обрезки с целью получения требуемой формы конечного изделия. При этом учитывается вся много стадийность процесса, соответственно можно оптимизировать процесс последовательной штамповки.

Появление поверхностных дефектов тесно связано с явлением пружинения. Обнаружение мелких дефектов, возможно только с очень точным моделированием пружинения, которое возможно в PAM-STAMP 2G. Программа определяет местоположение вновь появившихся дефектов, используя метод виртуальной шлифовки или датчик для обнаружения дефектов и их количественной оценки. С этими данными пользователь может легко локализовать дефекты, как это делают в цехе, и измерить их глубину и площадь.

Сверхпластичное формоизменение - особенность механического поведения некоторых алюминиевых и титановых сплавов, при котором может быть получен чрезвычайно высокий уровень пластичности, что позволяет успешно штамповать изделия сложных форм, которые в ином случае создать невозможно. На протяжении многих лет используется в аэрокосмической отрасли, все чаще используется в автомобильной промышленности для мелкосерийных автомобилей.

При этом проектирование этого процесса, для чтобы в полной мере убедиться в потенциале этих дорогих материалов, очень сложная и трудная задача. PAM-STAMP 2G имеет встроенные модули для помощи в поиске оптимальной схемы процесса и технологических параметров для оптимизации времени процесса и использования материала.

Изначально, целью моделирования штамповки была оценка стадии формоизменения, результаты которой использовались для устранения трещин и складок. Затем техника моделирования продвинулась вперед на оценку пружинения и его компенсацию.

С PAM-STAMP 2G возможно создать полный виртуальный прототип всей цепочки штамповки, в том числе:

  • формоизменение и пружинение
  • правка и пружинение
  • фланцевание и пружинение
  • подгиб краев и пружинение

Это позволяет инженеру иметь полный контроль над всем процессом штамповки, обеспечивая высокое качество и отсутствие "сюрпризов" во время испытаний реальных прототипов.

Диаграмма предельной формуемости FLD - позволяет критериально оценить качестве получаемого изделия и показать в каких частях деформированного металла возможно образование гофр и разрывов.

Помимо возможности задания кривых для диаграммы FLD пользователем, в программе реализована эмпирическая модель Keeler, которая позволяет строить диаграммы автоматически для целого ряда сталей.

В ответ на потребность рынка в деталях сложной формы с небольшой степенью изгиба, PAM-TUBE 2G обеспечивает точное трубогибочное моделирование с реалистичными воспроизведением поведения инструмента для получения хороших результатов формоизменения и чтобы избежать проблем на дальнейших стадиях.

Для малых объемов производства, в основном в аэрокосмической отрасли существует технологический процесс формовки эластичным пуансоном, который позволяет производить изделия очень сложных форм. Кроме того, для изготавливаемых таким способом внешних панелей автомобиля может быть достигнуто превосходное качество поверхности - так как фактически нет контакта штампа с деталью. С PAM-STAMP 2G процесс формовки эластичным пуансоном может быть смоделирован для того чтобы подобрать лучшие параметры процесса. Также может быть рассчитано пружинение и его компенсация.