Termokings.ru

Домашний Мастер
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Stampack — универсальный программный комплекс моделирования процессов листовой штамповки

Stampack — универсальный программный комплекс моделирования процессов листовой штамповки

Александр Сидоров
Зам. начальника отдела проектирования и инженерного анализа ООО «ТЕСИС»
Дмитрий Бузлаев
Руководитель центра консалтинга ООО «ТЕСИС»

Увеличивающаяся с каждым годом конкуренция на рынке производства деталей листовой штамповки требует повышения качества продукции, сокращения сроков внедрения в производство новых изделий и снижения затрат на производство. В то же время, как и большинство технологических операций металло­обработки, листовая штамповка является весьма сложным процессом, требующим от технолога глубокого понимания его сути и большого опыта.

В связи с этим всё большее распространение получают специализированные CAE­системы анализа технологических процессов листовой штамповки, позволяющие технологу проверить свои идеи с помощью компьютерного моделирования, а не дорогостоящего физического эксперимента. Основными качествами, делающими ту или иную CAE­систему специализированной и ориентированной именно на процессы листовой штамповки, можно считать:

  • наличие в системе специальных алгоритмов, конечных элементов и моделей материалов, ориентированных на физические процессы, которые происходят при листовой штамповке;
  • понятный для инженера­технолога интерфейс системы, не требующий глубокого погружения технолога в тонкости метода конечных элементов и численные методы расчета;
  • возможность моделирования реальных технологических процессов в течение не более нескольких часов, а лучше — не более часа, то есть у технолога должна быть возможность в течение одного рабочего дня не только проверить работоспособность проектируемого технологического процесса, но и, по возможности, оптимизировать его, варьируя основные параметры, влияющие на результат;
  • охват всего спектра задач листоштамповочного производства пользователя;
  • эффективная техническая поддержка фирмы­производителя; проведение стандартных и специализированных учебных курсов, позволяющих быстро внедрить программу, провести переподготовку и повышение квалификации специалистов;
  • документация на языке страны использования;
  • учебные инсталляции в вузах.

Одной из таких специализированных CAE­систем, которая получила весьма широкое распространение в мире, является программный комплекс Stampack.

Разработчиком программного комплекса Stampack является компания Quantech (Испания, Барселона). Компания основана в 1996 году профессором Евгенио Онате, учеником классика конечно­элементного анализа О. Зенкевича. В 2001 году выпущена первая коммерческая версия Stampack. По сути, Stampack является самым молодым из трех наиболее популярных европейских пакетов для моделирования листовой штамповки, включая AutoForm (Швейцария) и Pam­STAMP (Франция).

Помимо богатого функционала, о котором пойдет речь далее, Stampack привлекает к себе пользователей удобной системой лицензирования и демократичными ценами. Stampack — универсальный пакет, который очень гибок по своей сути и может использоваться предприятиями, производящими самую разнообразную продукцию, использующими самые разные технологические процессы листовой штамповки в опытном производстве, в производстве прототипов изделий, в исследовательских и научных работах НИИ и вузов. Особенно активно в мировой практике Stampack используется при необходимости моделирования штамповки в прогрессивных штампах, а также для гидравлической раздачи и гибки труб, обтяжки и гибки профилей с растяжением, штамповки эластичной средой и флексформинга, формовки вафельных панелей. Большинство из этих технологических процессов традиционно широко применяются в аэрокосмической промышленности.

Основная специфика листовой штамповки в аэрокосмической промышленности:

  • большой ассортимент деталей при малом объеме выпуска;
  • сложность автоматизации контроля качества изготовляемых деталей и, в связи с этим, частая необходимость «ручной доводки»;
  • высокие требования к опыту и квалификации оператора оборудования;
  • постоянное возрастание требований, касающихся снижения веса конструкции и размерной точности для повышения эффективности перевозки пассажиров и грузов.
Читать еще:  Что нужно знать о гибке нержавейки

При этом технологические процессы листовой штамповки характеризуются опасностью возникновения дефектов типа разрывов, гофр и складок, отклонением от требуемых размеров.

Весьма эффективным решением этих проблем может стать численное моделирование техпроцессов, хорошо зарекомендовавшее себя в других отраслях.

Широкое применение Stampack в аэрокосмической промышленности связано в первую очередь с наличием широкого набора средств моделирования самых разнообразных процессов листовой штамповки. Может быть смоделирован весь процесс, начиная от заготовки произвольной формы (плоской, криволинейной, замкнутого или разомкнутого профиля), через формоизменяющие и разделительные операции — к окончательной форме детали после ее упругого пружинения. Может быть учтено влияние таких операций, как промежуточный отжиг, калибровка и др.

Для моделирования формоизменяющих операций в Stampack используется явный динамический решатель, позволяющий, в сочетании с контактным алгоритмом, основанным на методе штрафных функций, моделировать самые разные классы задач — от классической вытяжки до свободной гибки и инкрементальной штамповки. Решатель Stampack отлично распараллелен и не требует большого объема дисковой или оперативной памяти. По скорости решения задач листовой штамповки он уступает AutoForm, абсолютному лидеру в области моделирования листовой штамповки автомобильных деталей, но это является платой за универсальность Stampack. Для расчета же пружинения в Stampack используется неявный квазистатический решатель.

Особо стоит отметить тот факт, что в Stampack присутствуют несколько специализированных конечных элементов, ориентированных на различные классы задач. Это традиционный для данного класса программных пакетов трехузловой оболочечный элемент, а также объемный гексаэдральный элемент для моделирования толс­тых заготовок, эластомерных диафрагм и форм­блоков и четырехузловой элемент для моделирования осесимметричных задач. Подготовка модели и анализ результатов осуществляются в единой среде, независимо от типа анализируемого техпроцесса, однако специальные «мастера» подготовки исходных данных проводят пользователя последовательно через этапы подготовки модели в контексте задачи: допустимые типы инструментов и операций для гидроформовки будут, например, отличаться от допустимых типов инструментов обтяжки или фланцовки.

В отличие от программных комплексов общего назначения, задачи технологии листовой штамповки требуют иных подходов к анализу результатов. Используются специфичные критерии разрушения и критерии гофрообразования, базирующиеся в основном на анализе уровня пластических деформаций и так называемой трехосности напряжений. Специальные типы результатов применяются для визуализации поверхностных дефектов, идентификации возникновения гофр и т.д. Подготовка модели и анализ результатов максимально адаптированы к подготовке и опыту инженера­технолога.

Шаг вперёд

Группа сталей НЕ разработана специально для наиболее требовательных сфер применения и условий производства в автомобильной промышленности. Она отличается более мелкой микроструктурой, за счёт чего улучшаются пластичность кромок, локальная формуемость, качество обработанных механической резкой кромок и коэффициент расширения отверстий. В результате компоненты с обрезными краями не имеют микротрещин, заусенец и дефектов, устранение которых может быть дорогостоящим процессом.

Технологии и методы холодной штамповки деталей из металла

Холодная штамповка из металла производится с помощью кривошипных и пневматических прессов различного усиления, непосредственно на которые устанавливаются штампы. Такой способ штампования позволяет получить готовые детали, не требующие доработки и с минимальным образованием отходов.

Прогрессивная листовая штамповка деталей

Холодная листовая металлоштамповка является наиболее прогрессивным методом, результатом которого являются изделия, не требующие дальнейшей обработки. Листовая металлоштамповка выполняется без нагрева холодным способом, обработка давлением, в результате чего на поверхности металла не возникает окалин. Посредством листовой холодной металлобработки можно получить детали точных размерностей любых нужных форм, с гладкой поверхностью и повышенными износостойкими качествами. Широкая линейка прессов с усилием от 25 до 160т позволяет проводить прогрессивную листовую штамповку металла для любых целей.

Читать еще:  От чего зависит температура плавления металлов

К преимуществам прогрессивной холодной обработки из листового металла относится:

  •  Простота процессов штамповки;
  •  Высокая производительность;
  •  Минимальное количество отходов;
  •  Штамповка листового металла может быть целесообразна как при массовом использовании, так и при изготовлении одной детали;
  •  Отсутствие температурного воздействия;

Листовая металлоштамповка дает возможность производить детали из металла на заказ любой точности и сложности, толщиной металла от 0,7 до 8мм.

Объемная холодная штамповка

Холодная объемная штамповка, производительный метод изготовления детали из стали и цветных металлов сложных форм и малых размеров. Отсутствие нагрева при деформации изделий позволяет получить более точные размеры с боле чистой поверхностью. Метод включает операции: осадка, формовка, выдавливание, высадка, чеканка, клеймение.

Объемная металлоштамповка чаще применяется при изготовлении таких деталей как болты, гайки, подшипники, цилиндрические и конические формы.

Штамповая оснастка

Штамповая оснастка состоит из матрицы и пуансона, которые изготавливаются из износостойкого и твердого материала. С помощью пресса заготовка деформируется по форме матрицы. Оснастка включает в себя специальные прессы и молоты, которые и приводят в действие весь механизм.

Изготовление оснастки возможно при предоставлении чертежа или образца изделия. Стоимость штампа может быть включена в стоимость детали.

Обращаем внимание, что при массовом изготовлении больших партий, рекомендуется иметь от двух комплектов штамповой оснастки во избежание простоев в случае поломки или износа. Ресурс штампа рассчитывается исходя из количества выпущенных изделий.

Дополнительная обработка изделий

Последующая обработка деталей может включать механическую обработку и нанесение защитного порошкового покрытия или гальваническое цинкование.

Исход из Китая

Холодная штамповка — один из самых распространенных методов обработки металла. Детали, произведенные этим способом, есть практически в любой промышленной продукции — от мебели до сложной электронной техники. Важная доля в выручке «Промкаскада» — производство на заказ металлических штампованных изделий.

Но сейчас ситуация меняется: производство оборудования — это то направление, от которого Глеб Белич ожидает в ближайшее время взрывного роста. И тому есть несколько причин. Первая, внутренняя: компания наработала нужный опыт и компетенции, чтобы производить это оборудование и штампы. Речь идет прежде всего об автоматических линиях холодной штамповки металла. Вторая причина в том, что, хотя основная масса металлоштампованных изделий в России по-прежнему китайского производства (потребители активно импортировали их последние пару десятков лет), в последнее время китайская продукция стала дорожать, да и условия работы с восточным соседом усложняются. И потому штамповочные линии от «Промкаскада» могут быть востребованными: те, кто раньше закупал готовые изделия в Китае, теперь задумываются о том, чтобы поставить собственную линию и делать их самостоятельно. Или, как минимум, начать заказывать услугу по производству штампованных изделий в России.

«Мы наконец-то решились на активную рекламу услуг штамповки, и сейчас в неделю к нам поступает ощутимый пакет заявок на расчет: люди хотят, чтобы мы посчитали, где им будет дешевле производить штампованные изделия — у нас или в Китае. Уходят люди из Китая. А что касается производства непосредственно линий, то об этом мы заявили несколько недель назад, и уже есть три заказа».

Читать еще:  Как закалить лезвие ножа в домашних условиях

С точки зрения бизнеса «Промкаскаду» не столь важно, отдадут ему заказ на штамповку изделий или на производство всей линии, в обоих случаях он получает клиента: оборудование нуждается в обслуживании, обновлении, замене штампов. Последнее, кстати, важная составляющая. В России мало кто занимается производством сложной оснастки для прогрессивной штамповки, везут опять-таки из Китая: «Мы штампы учились делать все эти десять лет, — рассказывает Глеб. — История грустная для страны в целом. Компетенции в изготовлении оснастки практически потеряны. Так как вся штамповка ушла в Китай, туда же ушло и производство штампов. Я думал привезти специалистов из Китая, чтобы они здесь работали, делились опытом с нашими парнями. Но на китайском заводе мне прямо сказали: ты не потянешь, токарь-инструментальщик две тысячи долларов в месяц стоит, конструктор — две с половиной, и, главное, их нет. Прошли времена, когда китайские рабочие стоили дешево».

В итоге договорились о том, что штампы «Промкаскад» будет заказывать и покупать в Китае. При этом компания сама выполняет интеллектуальную часть работы — проектирует схему штамповки, пишет техническое задание. «Китайцы — это наши рабочие руки, — объясняет Глеб. — Мы на себя берем наладку, ремонты, обслуживание. В этой схеме важно, что мы можем выпускать одновременно сразу несколько штампов и при этом мы сами учимся».

Впрочем, надежда вернуть производство штампов в Россию все-таки есть.

Энергосберегающие методы пластического деформирования металлов

Технология обработки металлов давлением, кроме повышенного коэффициента использования металла, обладает и другими существенными достоинствами:

  • В результате пластического деформирования улучшается макро- и микроструктура изделия;
  • Производительность оборудования для штамповки в разы превышает аналогичный показатель для металлорежущих станков;
  • После обработки давлением повышается прочность металла, возрастает его стойкость от динамических и ударных нагрузок.

Прогрессивные процессы холодной и полугорячей штамповки – дорнование, точная резка, выдавливание, ультразвуковая обработка, штамповка в состоянии сверхпластичности, жидкая штамповка. Многие из них реализуются на автоматизированном оборудовании, оснащаемом компьютерными системами контроля и управления. Точность изготовления штампованных изделий во многих случаях не требует последующей их доводки – правки, шлифования и т.д.

Наши предложения

Компания TruMAX более 5 лет успешно занимается предоставлением услуг по металлообработке листового металла на передовом оборудовании, соответствующем высочайшим мировым стандартам. Мы не экономим на трудовых ресурсах, поэтому у нас работают только высококвалифицированные специалисты, знающие свое дело идеально. Наша деятельность основана на международных требованиях и нормах.

Цена на рубку металла на гильотине в нашей компании зависит не только от объемов выполнения работ, но и от толщины металла и сложности самого заказа. Преимущества, которые вы получите, обратившись к нам:

Выполнение работы в точно оговоренные сроки.

Мы работаем на собственном оборудовании, в собственных цехах, что позволяет снизить цену на рубку металла.

Гарантия качества выполненных работ.

Индивидуальный подход к каждому заказу.

Рубка металла, выполненная нашими специалистами, – это отсутствие отходов, низкая стоимость и идеальная точность.

  • Лазерная резка
  • Гибка металла
  • Перфорация металла
  • Холодная штамповка
  • Окраска изделий
  • Сварочные работы
  • Рубка листового металла

Наши специалисты ответят на любой интересующий вопрос по услуге

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×