[發明專利]一種汽車覆蓋件拉延模具精確型面加工的方法

有效

• 申請號: 201710292094.8
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN106994483B
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 龔志輝;張益豪
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: B21D37/10
• 分類號: B21D37/10;B21D22/20
• 代理公司: 北京律譜知識產權代理事務所(普通合伙) 11457
• 代理人: 黃云鐸

1.一種汽車覆蓋件拉延模具精確型面加工的方法，包括如下步驟：

步驟1：由模具三維模型中的原始型面生成模具精加工刀軌，并提取出刀軌點的三維坐標；

步驟2：將模具型面導入數值分析軟件中進行網格劃分，生成原始型面網格，并對板料進入單元劃分，對板料拉延成形過程進行仿真分析，確定合理的沖壓工藝參數，CAE分析結果滿足工程要求，分析結果包含材料的厚度分布情況；

步驟3：計算板料網格中各個節點的厚度將模具原始型面網格的各個節點向板料網格做網格映射，搜尋映射投影點所落在的板料的三角形網格單元，通過三角形函數插值計算出各投影點的厚度H₀；

步驟4：將模具原始型面網格的各個節點按其法向量方向偏置距離Δh＝1/2(H-H₀)，其中H為板料的初始厚度,H₀為對應的投影點厚度，通過調整原始網格模型的節點，從而構建出適應零件厚度分布的精確模面網格模型；

步驟5：將模具原始型面網格偏置距離r,其中r為精加工所用球頭刀的半徑；

步驟6：將步驟1中得到的刀軌點向步驟5得到的網格進行投影，搜尋投影距離最小的三角形網格單元，并記錄此三角形網格單元編號及投影點的坐標；

步驟7：由于步驟5中得到的網格型面和原始網格型面有一一對應的單元信息，根據三角形的面積坐標可插值計算出投影點對應在原始網格模型中的相應的投影點d的坐標，同理，步驟4得到的精確模面網格與原始型面網格也有一一對應的單元信息，根據三角形的面積坐標可插值計算出投影點對應在精確網格模型中的相應的投影點e的坐標；

步驟8：連接點d與點e得到向量將刀軌點按此向量偏置得到點f，此點即為最終的加工刀軌點；

步驟9：所有刀軌點都進行偏置后，將得到的新刀軌點寫入數控加工程序，按此程序進行加工。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟1中所指的模具原始型面包括凸模型面和凹模型面。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟3中采用的各個節點厚度H求解公式為：式中n為包含節點i的單元個數，H_k為對應的第K個單元該節點號的厚度；

投影點厚度的插值計算公式為：

其中ΔABC為投影點O所在的三角形單元，ΔBOC、ΔAOC、ΔAOB分別為投影點與ΔABC的三個頂點組成的三角形，分別為這四個三角形的面積，H_s、H_c分別為ΔABC三個頂點的厚度。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟4中將模具原始型面網格的各個節點按其法向量方向偏置一定的距離ΔS_i，而模具原始型面網格模型中的單元信息卻不做任何改變，得到模具精確型面的網格模型，從而能夠保證精確網格模型和原始網格模型具有一一對應的單元信息為后面的曲面重構奠定了網格模型基礎。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟5中，原始網格偏置方向為模具去除材料的一側。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟6中，搜索最短距離的網格所用公式為其中Ax+By+Cz+D＝0為單元所在平面的平面方程，(x₀,y₀,z₀)為刀軌點的三維坐標，d為刀軌點到單元所在平面的距離。