[發(fā)明專利]一種變曲率汽車(chē)門(mén)框上條拉彎加載軌跡設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811029485.1
• 申請(qǐng)日: 2018-09-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109446543B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-02-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任弼鵬;上官文斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/15
• 分類號(hào): G06F30/15;G06F30/23;B21D7/08;G06F111/10
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;黃海波

本發(fā)明公開(kāi)了一種變曲率汽車(chē)門(mén)框上條拉彎加載軌跡設(shè)計(jì)方法，包括步驟：1）、建立坐標(biāo)系，確定夾鉗加載參考點(diǎn)坐標(biāo)；2）、由模具特征線轉(zhuǎn)化得到用于軌跡計(jì)算的特征線；3）、將特征線離散成n段線段單元，并得到各離散點(diǎn)坐標(biāo)；4）、建立與模具彎曲曲率和特征線每段線段長(zhǎng)度相關(guān)的拉伸量計(jì)算公式，得到每個(gè)彎曲增量步的型材拉伸量；5）、由每個(gè)彎曲增量步中型材與模具型面相切計(jì)算得出夾鉗加載參考點(diǎn)每個(gè)彎曲增量步的坐標(biāo)；6）、將夾鉗加載參考點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)的時(shí)間幅值曲線，導(dǎo)入有限元軟件進(jìn)行型材拉彎成形數(shù)值模擬。本發(fā)明可以避免型材截面材料拉伸的不均勻，保證最外層和最內(nèi)層材料變形的一致性，為拉彎加載軌跡設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種變曲率汽車(chē)門(mén)框上條拉彎加載軌跡的設(shè)計(jì)方法，特別涉及一種基于拉伸量控制的汽車(chē)門(mén)框上條拉彎成形方法。屬于汽車(chē)制造工程/材料加工工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)

拉彎是型材彎曲成形最為常見(jiàn)的工藝方法之一，其制品精度高、回彈小、表面質(zhì)量好，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、高速列車(chē)、航空飛行器等的彎曲件加工成形。汽車(chē)門(mén)框上條拉彎件外形輪廓復(fù)雜，特征型線相對(duì)彎曲半徑大、為變曲率三維空間曲線。拉彎工藝方法對(duì)拉彎成形精度有重要影響，拉彎過(guò)程夾鉗加載軌跡決定著拉彎件的成形質(zhì)量。設(shè)計(jì)合理的夾鉗加載軌跡有助于提高拉彎件尺寸精度，減小拉彎件的截面畸變，改善拉彎件表面成形質(zhì)量。

型材拉彎拉伸量的均勻分配能夠減小起皺，提高產(chǎn)品成形質(zhì)量。對(duì)于變曲率的拉彎件，較大的彎曲曲率半徑處應(yīng)分配較大的拉伸量才能不發(fā)生起皺，因此，該設(shè)計(jì)方法將拉伸量按照彎曲曲率及弧段長(zhǎng)度均勻分配，設(shè)計(jì)了與彎曲曲率和彎曲弧段長(zhǎng)度相關(guān)的夾鉗加載軌跡方法。通過(guò)對(duì)型材拉彎過(guò)程的有限元數(shù)值模擬，可在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段研究各種設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)成形質(zhì)量的影響，能夠有效地縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明主要針對(duì)大相對(duì)彎曲半徑、變曲率的三維門(mén)框上條拉彎件來(lái)完成基于拉伸量控制的門(mén)框上條拉彎成形方法概述。

目前未見(jiàn)有針對(duì)汽車(chē)門(mén)框上條，考慮彎曲曲率分配拉伸量的型材拉彎加載軌跡設(shè)計(jì)方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及一種基于拉伸量控制的門(mén)框上條拉彎成形方法，目的在于減小成形缺陷，提高產(chǎn)品成形質(zhì)量，提供了一種考慮模具特征線彎曲曲率的型材拉彎成形加載軌跡設(shè)計(jì)方法。本發(fā)明選擇了合理的夾鉗加載參考點(diǎn)位置，將拉伸量按照特征線彎曲曲率和弧段長(zhǎng)度的比例關(guān)系均勻分配到每一個(gè)彎曲增量步，設(shè)計(jì)了合理的夾鉗加載軌跡，改善了拉彎件的成形質(zhì)量。

本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種變曲率汽車(chē)門(mén)框上條拉彎加載軌跡設(shè)計(jì)方法，包括步驟：

1)、建立坐標(biāo)系，確定夾鉗加載參考點(diǎn)坐標(biāo)；

2)、由模具特征線轉(zhuǎn)化得到用于軌跡計(jì)算的特征線；

3)、將特征線離散成n段線段單元，并得到各離散點(diǎn)坐標(biāo)；

4)、確定每個(gè)位移增量步中型材的總拉伸量的分配量，建立與模具彎曲曲率和特征線每段線段長(zhǎng)度相關(guān)的拉伸量計(jì)算公式，得到每個(gè)彎曲增量步的型材拉伸量；

5)、由每個(gè)彎曲增量步中型材與模具型面相切計(jì)算得出夾鉗加載參考點(diǎn)每個(gè)彎曲增量步的坐標(biāo)；

6)、將夾鉗加載參考點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)的時(shí)間幅值曲線，導(dǎo)入有限元軟件進(jìn)行型材拉彎成形數(shù)值模擬。

進(jìn)一步地，所述步驟1)具體包括：將模具型面及型材離散成網(wǎng)格單元，用(x(i)，y(i)，z(i))(i＝1,2，…，k)表示型材固定端面的k個(gè)離散點(diǎn)坐標(biāo)，夾鉗加載參考點(diǎn)坐標(biāo)為(g-L₀，Y₀，Z₀)，

其中,L₀為型材初始長(zhǎng)度,g為夾鉗夾持長(zhǎng)度，