[發(fā)明專利]一種基于復(fù)雜U型件全開放式拉延模具型面的混合式拉延筋結(jié)構(gòu)確定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410395769.8
• 申請日: 2014-08-12
• 公開（公告）號: CN104117565A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙韓;張祖芳;李路;李軍;王曉楓
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué);合肥工業(yè)大學(xué)（馬鞍山）高新技術(shù)研究院
• 主分類號: B21D22/20
• 分類號: B21D22/20;B21D37/10
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 蔣海軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及拉延成型技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種基于復(fù)雜U型件全開放式拉延模具型面的混合式拉延筋結(jié)構(gòu)確定方法。

背景技術(shù)

拉延是汽車覆蓋件沖壓成形的重要方式，起皺和拉裂是拉延過程中常見的缺陷。在復(fù)雜U型件全開放式拉延模具領(lǐng)域中，比如一些汽車車身U型件全開放模具，其成型深度和截面寬度變化大，多數(shù)由復(fù)雜的空中自由曲面構(gòu)成，其拉延成形過程中板料各部分區(qū)域變形及進(jìn)料阻力是不均勻的，造成產(chǎn)品容易出現(xiàn)起皺、拉裂、扭曲回彈等質(zhì)量缺陷，特別是運(yùn)用高強(qiáng)度鋼材料后，成型缺陷更加嚴(yán)重。

為了消除上述成型缺陷，需要在模具上相應(yīng)位置設(shè)置拉延筋，通過拉延筋人為地調(diào)節(jié)材料的流動，使不同斷面流入量差異變小以避免起皺。而產(chǎn)品成型前模具是否需要設(shè)置拉延筋、拉延筋的設(shè)置數(shù)量、拉延筋的具體結(jié)構(gòu)等都是事先需要考慮的因素。

現(xiàn)有的拉延筋設(shè)置方法多通過將產(chǎn)品模型輸入電腦中并設(shè)置相關(guān)參數(shù)，利用電腦模擬落料模拉延成型，成型后可以直觀地看出產(chǎn)品是否起皺，起皺的部位；如果產(chǎn)品有起皺，設(shè)計(jì)人員通過經(jīng)驗(yàn)在相應(yīng)位置設(shè)置拉延筋以控制材料流動。拉延筋設(shè)置后再次利用電腦模擬落料模拉延成型，如果還有起皺，則調(diào)整拉延筋位置或數(shù)量，直到不起皺為止。現(xiàn)有方法雖然能夠比較準(zhǔn)確的確定拉延筋的位置和數(shù)量，但由于在拉延成形過程中計(jì)算機(jī)需對整個零件的塑性變形進(jìn)行模擬，計(jì)算量很大，花費(fèi)時間較長，對于某些變截面零件起皺趨勢預(yù)測不及時。

關(guān)于拉延筋的優(yōu)化設(shè)計(jì)，唐炳濤于2008年10月在《塑性工程學(xué)報(bào)》發(fā)表了“一種快速有效地板料成形拉延筋優(yōu)化設(shè)計(jì)方法”，該方法采用將變形前后各個單元相對厚度變化之和作為目標(biāo)函數(shù)，來衡量成形零件的變形均勻性，以單位長度拉延筋阻力為優(yōu)化設(shè)計(jì)變量，采用靈敏度分析的方法，對拉延筋阻力的布置優(yōu)化進(jìn)行研究。然而該方法計(jì)算公式復(fù)雜，求解靈敏度較差，仍非常耗時。

此外，中國專利申請?zhí)?00910103254.5，申請日為2009年2月24日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為：零件拉延成型中拉延筋設(shè)置判斷方法；以及中國專利申請?zhí)?01310334455.2，申請日為2013年8月2日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為：一種梯度拉延筋擬合變壓邊力實(shí)際效果的方法，上述申請案均公開了拉延筋的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，但設(shè)計(jì)復(fù)雜U型件全開放式拉延模具的拉延筋結(jié)構(gòu)時，鑒于復(fù)雜U型件結(jié)構(gòu)的特殊性，必須考慮到復(fù)雜U型件成形過程中板料各部分區(qū)域變形所需的拉延阻力，因此，上述申請案并不適用于復(fù)雜U型件拉延模具的拉延筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有拉延筋設(shè)計(jì)方法不能有效控制復(fù)雜U型件各部分材料變形的不均勻性，導(dǎo)致復(fù)雜U型件成型過程中出現(xiàn)起皺、拉裂、扭曲回彈等質(zhì)量缺陷的問題，提供了一種基于復(fù)雜U型件全開放式拉延模具型面的混合式拉延筋結(jié)構(gòu)確定方法；本發(fā)明利用檢測出的最優(yōu)化的拉延阻力分布設(shè)置對應(yīng)的拉延筋，特別適用于金屬薄板拉延成型的全開放式拉延模具的拉延筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2.技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

本發(fā)明的一種基于復(fù)雜U型件全開放式拉延模具型面的混合式拉延筋結(jié)構(gòu)確定方法，其步驟為：

步驟一、確定拉延筋中心線偏移拉延模具開模線距離，設(shè)置拉延筋中心線；

步驟二、根據(jù)復(fù)雜U型件成型過程中各部分結(jié)構(gòu)分布規(guī)律對拉延筋中心線進(jìn)行分段；

步驟三、獲取步驟二所得各拉延筋段的最優(yōu)拉延阻力；

步驟四、根據(jù)步驟三所得拉延阻力分布情況，反求各拉延筋段對應(yīng)拉延筋結(jié)構(gòu)。

更進(jìn)一步地，步驟一中拉延筋中心線偏移拉延模具開模線的距離為20～30mm。

更進(jìn)一步地，步驟二中對拉延筋中心線進(jìn)行分段的具體過程為：

(1)模擬拉延模具不設(shè)拉延筋情況下，壓邊力初始值為2000KN時，板料是否出現(xiàn)拉裂情況；若板料不出現(xiàn)拉裂現(xiàn)象，則以10KN為梯度遞增壓邊力值，直至板料出現(xiàn)拉裂情況，將該板料出現(xiàn)拉裂情況對應(yīng)的壓邊力值設(shè)置為最大壓邊力值；

(2)設(shè)置最小壓邊力值為0，采用二分法在最小壓邊力值和最大壓邊力值區(qū)間內(nèi)進(jìn)行10～20次模擬成型試驗(yàn)，確定不出現(xiàn)拉裂情況時的最優(yōu)壓邊力；

(3)在最優(yōu)壓邊力條件下，依次模擬拉延模具設(shè)凹筋圓角半徑為2mm、3mm、4mm、5mm的半圓形拉延筋時的板料成型情況；以及拉延模具設(shè)凹筋圓角半徑為2mm、3mm、4mm、5mm的矩形拉延筋時的板料成型情況；