[發明專利]一種離散化模具型面精確補償方法

有效

• 申請號: 201911318820.4
• 申請日: 2019-12-19
• 公開（公告）號: CN111177906B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 牟玥;任否非;陳云強;趙國群;王廣春;陳良
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/17;G06F111/10;G06T17/10
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭平

1.一種離散化模具型面精確補償方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)繪制補償前的坯料模型和模具模型的三維造型圖；

(2)通過數值模擬手段對所述坯料模型和模具模型進行網格劃分，然后離散化實體，完成零件成形和零件出模回彈的仿真計算，獲得模具變形前后和零件出模回彈前后的由多個節點組成的單元網格模型及網格節點數據；

(3)篩選位于模具和零件表面的節點數據，并去除不需要補償位置的節點數據，保留對成形精度影響較大的待補償型面點云數據；

(4)對模具變形前后的型面點云和零件變形前后的型面點云進行點對匹配，并運用模具型面反向補償原理完成模具型面中每一個點的變形補償，得到待補償型面補償后的所有點云數據；步驟(4)中，所述模具型面反向補償原理是將模具的變形量及零件出模后的回彈量反向加到模具型面尺寸上，即D₂＝D₁+Δ₁+Δ₂，其中：D₁為模具型面補償前的尺寸；D₂為模具型面補償后的尺寸；Δ₁為模具型面的變形量；Δ₂為零件出模后的回彈量；

(5)將步驟(3)中去除的不需要補償位置的點云與步驟(4)中補償型面補償后的點云組合為一組點云，即為補償后模具所有表面的離散點云；

(6)將補償后模具表面的離散點云數據進行逆向建模，得到補償后的模具實體模型；

(7)根據步驟(6)得到的補償后的模具實體模型重新進行仿真模擬，計算成形零件尺寸與標準型面之間的距離誤差，并與零件公差進行比較；

(8)若比較結果不滿足零件尺寸公差要求，重復步驟(3)到步驟(7)，且開始步驟(3)時，以步驟(6)得到的實體模型為對象。

2.如權利要求1所述的離散化模具型面精確補償方法，其特征在于，步驟(1)中，采用三維造型軟件繪制所述三維造型圖。

3.如權利要求2所述的離散化模具型面精確補償方法，其特征在于，所述三維造型軟件為UG。

4.如權利要求1所述的離散化模具型面精確補償方法，其特征在于，步驟(2)中，所采用的單元網格包括四面體網格、六面體網格中的一種。

5.如權利要求1所述的離散化模具型面精確補償方法，其特征在于，步驟(2)中，所述節點數據包括所有節點三維坐標和四面體頂點信息。

6.如權利要求1所述的離散化模具型面精確補償方法，其特征在于，步驟(3)中，篩選表面節點數據的依據為：位于實體內部的面片均為公共單元，即會與另外一個四面體或六面體共用，而位于實體表面的面片均不會被共用。

7.如權利要求1所述的離散化模具型面精確補償方法，其特征在于，步驟(3)中，所述不需要補償的數據包括對稱面等非成型面。

8.如權利要求1所述的離散化模具型面精確補償方法，其特征在于，步驟(3)中，去除不需要補償位置的數據時根據實體的三維幾何特征進行。

9.如權利要求1所述的離散化模具型面精確補償方法，其特征在于，步驟(4)中，進行點對匹配時，以零件型面中至模具型面點云中的最近點為其匹配點對。

10.如權利要求1所述的離散化模具型面精確補償方法，其特征在于，步驟(6)中，補償后模具模型的逆向重構通過遵循點—線—面—體的工作原則；

或者，補償后模具模型的逆向重構利用編程軟件直接完成由點云到STL模型數據的轉換。

11.如權利要求1所述的離散化模具型面精確補償方法，其特征在于，步驟(7)中，最終成形的零件尺寸與標準型面之間的距離誤差為標準型面中所有節點到成形后零件型面最近點的平均距離。