[發(fā)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

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• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN106994483B
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發(fā)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(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11457
• 代理人: 黃云鐸

本發(fā)明公開了一種汽車覆蓋件拉延模具精確型面加工的方法。本方法通過沖壓仿真計算獲得零件成形后各個不同區(qū)域的厚度分布情況，依據(jù)獲得的各節(jié)點的厚度信息，用網(wǎng)格映射、形函數(shù)插值、節(jié)點偏移、刀軌偏置等方法，調整凸凹模工具網(wǎng)格構建出適應零件厚度分布的精確模面網(wǎng)格模型。并以調整好的工具網(wǎng)格為基準，根據(jù)網(wǎng)格節(jié)點的偏移量，對模具加工刀軌中心點進行相應的偏移，實現(xiàn)加工刀軌隨網(wǎng)格模型的變化而自動變化，從而構建出適應零件厚度變化的模具加工刀軌。本方法從模具型面設計和加工層面上，提高了模具型面的研合率。特別是在板料塑性變形后減薄率比較大的情況下，能明顯提高模具型面的研配率，提高模具制造效率，降低模具制造成本。

技術領域

本發(fā)明涉及汽車覆蓋件拉延模具精確模面的加工方法。

背景及現(xiàn)有技術

隨著CAE(ComputerAided Engineering)技術的發(fā)展，并成功地應用到板料成型的數(shù)值模擬中，基于CAE的數(shù)值仿真分析為模具的設計開發(fā)提供了一個有力工具并發(fā)揮著越來越大的作用。對汽車覆蓋件拉延模具進行設計時，為了使零件成形后與設計模具型面具有一致的形狀，凸模和凹模的型面必須與零件型面形狀一致，這樣沖壓合模后零件的形狀即可依賴模具型面的形狀而獲得。由于板料成形過程中會出現(xiàn)減薄或增厚，而且這種變化在零件各個不同的區(qū)域都不盡相同，因此需要根據(jù)實際的拉延成形件的厚度變化情況反復修正模具型面，直到凸凹模型面在合模時均能與零件成形后的表面完全貼合，這種貼合程度在拉延成形過程中稱為“研合率”或“研配率”，一般要求達到80％左右，這個過程需要鉗工反復調試修整模具型面周期較長，而且生產(chǎn)成本較高，精度也不夠高。

發(fā)明內容

本文提出了一種汽車覆蓋件拉延模具精確型面加工的方法，該方法基于板料數(shù)值分析先構建出模具精確型面的網(wǎng)格模型，再用沖壓模具CAD/CAM系統(tǒng)中廣泛采用的IGES，即基本圖形交換規(guī)范，作為數(shù)據(jù)交換標準。利用數(shù)控編程軟件生成加工刀軌，再自行編制程序實現(xiàn)加工刀軌點的偏置，得到新的精確型面加工刀軌。

鑒于有限元仿真可以很好的模擬板料拉延成形過程，可以獲得很精確的板料拉延成形之后各單元節(jié)點的厚度分布，因此本發(fā)明以有限元模擬板料成形過程為基礎，考慮板料成形后厚度的分布情況，從而高精度地建立模具精確型面的網(wǎng)格模型，進而更改模具加工刀軌，提高了模具型面加工的精度，大大縮減鉗工反復調試修整模具型面的研配時間，縮短制造周期，降低生產(chǎn)成本。

為了解決目前沖壓模具修模過程中存在的問題，本發(fā)明提出的一種汽車覆蓋件拉延模具精確型面加工的方法。

采用以下技術方案，該方案包含以下步驟：

步驟一：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；

步驟二：將模具型面導入數(shù)值分析軟件中進行網(wǎng)格劃分，生成原始型面網(wǎng)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(shù)，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；

步驟三：計算板料網(wǎng)格中各個節(jié)點的厚度H_i，將模具原始型面網(wǎng)格的各個節(jié)點向板料網(wǎng)格做網(wǎng)格映射，搜尋映射投影點所落在的板料的三角形網(wǎng)格單元，通過三角形形函數(shù)插值計算出各投影點的厚度H_O；

步驟四：將模具原始型面網(wǎng)格的各個節(jié)點按其法向量方向偏置距離Δh＝1/2(H-H_O)，其中H為板料的初始厚度,H_O為對應的投影點厚度。通過調整原始網(wǎng)格模型的節(jié)點，從而構建出適應零件厚度分布的精確模面網(wǎng)格模型；

步驟五：將模具原始型面網(wǎng)格偏置距離r,其中r為精加工所用球頭刀的半徑；

步驟六：將步驟一中得到的刀軌點向步驟五得到的網(wǎng)格進行投影，搜尋投影距離最小的三角形網(wǎng)格單元，并記錄此三角形網(wǎng)格單元編號及投影點的坐標；