一種基于擬合法的回彈補(bǔ)償方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于沖壓技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種基于擬合法的回彈補(bǔ)償方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在汽車車身零件成型過程中，起皺、破裂和回彈是三種主要缺陷，其中回彈的存在必然造成沖壓件的形狀和尺寸誤差，進(jìn)而影響沖壓件的品質(zhì)，包括表面品質(zhì)和裝配性能等。
[0003]通常產(chǎn)生回彈的零件形狀精度很低，使得模具修復(fù)和調(diào)試工作非常困難，甚至?xí)?dǎo)致模具報(bào)廢。傳統(tǒng)解決回彈問題的方法，一般采用“試錯(cuò)法”，不僅耗費(fèi)財(cái)力和時(shí)間，而且只能針對(duì)形狀簡單的覆蓋件，過于依賴操作人員的經(jīng)驗(yàn)和技能，導(dǎo)致模具開發(fā)周期長，嚴(yán)重制約著模具工業(yè)的發(fā)展。
[0004]現(xiàn)在解決回彈問題的技術(shù)方案主要有，一種是通過工藝優(yōu)化手段，比如改變坯料大小和調(diào)整拉延筋結(jié)構(gòu)等形式，增加成型阻力，增大材料的拉伸效果，使板料發(fā)生充分的塑性變形，抑制回彈量。這一技術(shù)的主要問題是，回彈主要受壓邊力、摩擦條件、拉延筋布置方式等工藝因素的影響，而各因素的影響效果卻不盡相同。因此優(yōu)化參數(shù)實(shí)施難度大，效率比較低，且這種方法只能減小回彈而不能從根本上消除回彈。
[0005]一種是，是在特定工藝條件下，通過CAE技術(shù)，預(yù)測回彈量大小，并基于上述回彈量施加與成形后內(nèi)力反向的位移來計(jì)算拉延模具型面的修模方法。這一技術(shù)的主要問題是，為準(zhǔn)確修正模具型面，需采集多處零件截面的回彈量，效率較低，型面質(zhì)量不好，無法支持后期NC加工，且難以進(jìn)行復(fù)雜曲面零件模具型面的回彈補(bǔ)償設(shè)計(jì)。由于沖壓成形過程的非線性，簡單采用反向位移的修正拉延模具型面存在較大誤差，要得到理想的工件形狀，需經(jīng)過多次迭代擬合計(jì)算。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是通過本技術(shù)方案，能夠解決沖壓件回彈而非控制減小回彈量的問題，以及回彈量修改困難問題。
[0007]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種基于擬合法的回彈補(bǔ)償方法，包括:
[0009]I)選取待加工產(chǎn)品，建立產(chǎn)品數(shù)學(xué)型面；
[0010]2)選取待加工產(chǎn)品所使用的材料，建立所述材料力學(xué)模型；
[0011]3)將所述材料力學(xué)模型進(jìn)行相應(yīng)的網(wǎng)格劃分；
[0012]4)選用產(chǎn)品數(shù)學(xué)型面及產(chǎn)品的工藝參數(shù)，對(duì)所述材料力學(xué)模型進(jìn)行沖壓模擬處理后，得到所述材料在模擬沖壓過程中，沖壓動(dòng)作完成時(shí)的網(wǎng)格數(shù)據(jù)及沖壓回彈后的網(wǎng)格數(shù)據(jù)；
[0013]5)計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)處的所述材料在沖壓動(dòng)作完成時(shí)的位移量LO及沖壓后的位移量S0，得到每個(gè)所述節(jié)點(diǎn)的回彈量KO ;
[0014]6)確定產(chǎn)品數(shù)學(xué)型面每個(gè)節(jié)點(diǎn)的補(bǔ)償點(diǎn)，利用產(chǎn)品數(shù)學(xué)型面-所述節(jié)點(diǎn)的回彈量KOx補(bǔ)償因子an，得到每個(gè)所述節(jié)點(diǎn)的第N補(bǔ)償點(diǎn)，連接所有節(jié)點(diǎn)的所述第N補(bǔ)償點(diǎn)得到第N次補(bǔ)償型面；其中η = N，且均為自然數(shù)；
[0015]7)對(duì)第N次補(bǔ)償型面重新進(jìn)行模擬處理，其中產(chǎn)品的工藝參數(shù)均保持一致，計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)處的所述材料在沖壓回彈后的位移量Sn ;其中，η為自然數(shù)；
[0016]8)比較(Sn-LO)max與產(chǎn)品形狀公差ε，若滿足(Sn-LO) max值小于產(chǎn)品形狀公差ε，得到最優(yōu)回彈補(bǔ)償型面；若不滿足(Sn-LO)max值小于產(chǎn)品形狀公差ε，則進(jìn)行步聚9);
[0017]9)重復(fù)步驟6)至8)，其中步驟6)中的補(bǔ)償因子為an中，當(dāng)η = I時(shí)，an的范圍最大，η取大于I的自然數(shù)時(shí)，an均在al的范圍之內(nèi)。
[0018]進(jìn)一步的，建立產(chǎn)品數(shù)學(xué)型面與N為O時(shí)沖壓動(dòng)作完成時(shí)的材料形狀相一致。
[0019]進(jìn)一步的，所述網(wǎng)格劃分為正三角形三維網(wǎng)格或者正四邊形三維網(wǎng)格。
[0020]進(jìn)一步的，在所述沖壓模擬過程中，存在網(wǎng)格自適應(yīng)重劃分。
[0021]進(jìn)一步的，當(dāng)N = O時(shí)，各補(bǔ)償點(diǎn)連接成變形參考體。
[0022]進(jìn)一步的，所述補(bǔ)償因子an，當(dāng)η = I時(shí)，an的范圍在0.8-1.2之間。
[0023]本發(fā)明的有益效果是:
[0024]I)通過本申請(qǐng)的方法，能夠最大限度的消除沖壓回彈，縮短調(diào)試周期，提高模具開發(fā)效率；
[0025]2)本技術(shù)方案基于擬合的方法獲得準(zhǔn)確的補(bǔ)償拉延型面，消除沖壓過程的非線性問題的影響。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明于擬合法的回彈補(bǔ)償方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下通過實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案，以下的實(shí)施例僅是示例性的，僅能用來解釋和說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能解釋為是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制。
[0028]如圖1所示，本發(fā)明提供一種基于擬合法的回彈補(bǔ)償方法，包括以下步聚:
[0029]步聚一、選取待加工產(chǎn)品，建立產(chǎn)品數(shù)學(xué)型面；在本實(shí)施例中，利用板料成型仿真軟件DYNAFORM，對(duì)上述待加工產(chǎn)品建立數(shù)字模型，以獲得待加工產(chǎn)品的詳細(xì)數(shù)據(jù)。
[0030]步驟二、選取待加工產(chǎn)品所使用的材料，建立所述材料力學(xué)模型；在本實(shí)施例中，以加工上述產(chǎn)品所使用的材料為板材為例進(jìn)行說明，其建立的材料力學(xué)模型所使用的軟件也為板料成型仿真軟件DYNAFORM。
[0031]步驟三、將所述材料力學(xué)模型進(jìn)行相應(yīng)的網(wǎng)格劃分，在本申請(qǐng)中，所述網(wǎng)格劃分為正三角形三維網(wǎng)格或者正四邊形三維網(wǎng)格，在沖壓模擬過程中，存在網(wǎng)格自適應(yīng)重劃分，以提高計(jì)算精度。
[0032]步驟四、選用產(chǎn)品數(shù)學(xué)型面及產(chǎn)品的工藝參數(shù)，此處選用產(chǎn)品數(shù)學(xué)型面的目的是為了模擬在沖壓或者拉延過程中的模具形狀，其產(chǎn)品數(shù)學(xué)型面與N為O時(shí)沖壓動(dòng)作完成時(shí)的材料形狀相一致。此處產(chǎn)品的工藝參數(shù)是指與選擇的節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品的數(shù)據(jù)信息。對(duì)所述材料力學(xué)模型進(jìn)行沖壓模擬處理后，得到所述材料在模擬沖壓過程中，沖壓動(dòng)作完成時(shí)的網(wǎng)格數(shù)據(jù)及沖壓后的網(wǎng)格數(shù)據(jù)，并將上述沖壓動(dòng)作完成時(shí)的網(wǎng)格及沖壓后的網(wǎng)格用af (media player視頻)格式輸出。
[0033]步驟五、將步驟四的網(wǎng)格數(shù)據(jù)導(dǎo)入think Design中，計(jì)算在回彈后網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位移并生成一種變形參考體。具體是，計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)處的所述材料在沖壓動(dòng)作完成時(shí)的位移量LI及沖壓后的位移量SI，得到每個(gè)所述節(jié)點(diǎn)的回彈量Kl ;
[0034]步聚六、確定產(chǎn)品數(shù)學(xué)型面每個(gè)節(jié)點(diǎn)的補(bǔ)償點(diǎn)，利用產(chǎn)品數(shù)學(xué)型面-所述節(jié)點(diǎn)的回彈量KOx補(bǔ)償因子al，al的范圍在0.8-1.2之間，得到每個(gè)所述節(jié)點(diǎn)的第一補(bǔ)償點(diǎn)，連接所有節(jié)點(diǎn)的所述第一次補(bǔ)償點(diǎn)得到第第一次補(bǔ)償型面；該型面支持NC加工。
[0035]步聚七、對(duì)第一次補(bǔ)償型面重新進(jìn)行沖壓模擬處理，其中產(chǎn)品的工藝參數(shù)與上次保持一致，計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)處的所述材料在沖壓回彈后的位移量SI。
[0036]步聚八、比較(Sl-LO)max值與產(chǎn)品形狀公差ε，在本申請(qǐng)的產(chǎn)品形狀公差ε是指本產(chǎn)品按正常生產(chǎn)要求，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的情況下所允許的最大公差；若滿足(Sl-LO)max值小于產(chǎn)品形狀公差ε，得到最優(yōu)回彈補(bǔ)償型面；回彈補(bǔ)償結(jié)束，獲得相對(duì)最優(yōu)的補(bǔ)償拉延型面。
[0037]由于成型過程中，的非線性沖壓或者拉延，僅通過一次的回彈補(bǔ)償很難得到理想的拉延型面，因此，
[0038]若不滿足(Sl-LO)max值小于產(chǎn)品形狀公差ε，則進(jìn)行步聚九；
[0039]步聚九、重復(fù)步驟六至步驟八的過程，具體是，
[0040]確定產(chǎn)品數(shù)學(xué)型面每個(gè)節(jié)點(diǎn)的補(bǔ)償點(diǎn)，利用產(chǎn)品數(shù)學(xué)型面-所述節(jié)點(diǎn)的回彈量KnOx補(bǔ)償因子an，得到每個(gè)所述節(jié)點(diǎn)的第N補(bǔ)償點(diǎn)，連接所有節(jié)點(diǎn)的所述第N補(bǔ)償點(diǎn)得到第N次補(bǔ)償型面；其中η = N，且均為自然數(shù)；
[0041]比較(Sn-LO)max與產(chǎn)品形狀公差ε，若滿足(Sn-LO) _小于產(chǎn)品形狀公差ε，得到最優(yōu)回彈補(bǔ)償型面；若不滿足(Sn-LO)max值小于產(chǎn)品形狀公差ε，則重復(fù)進(jìn)行步聚九；
[0042]其中步驟六中的補(bǔ)償因子為an中，當(dāng)η = I時(shí)，an的范圍最大，η取大于I的自然數(shù)時(shí)，an均在al的范圍之內(nèi)。
[0043]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于擬合法的回彈補(bǔ)償方法，其特征在于，包括: 1)選取待加工產(chǎn)品，建立產(chǎn)品數(shù)學(xué)型面； 2)選取待加工產(chǎn)品所使用的材料，建立所述材料力學(xué)模型； 3)將所述材料力學(xué)模型進(jìn)行相應(yīng)的網(wǎng)格劃分； 4)選用產(chǎn)品數(shù)學(xué)型面及產(chǎn)品的工藝參數(shù)，對(duì)所述材料力學(xué)模型進(jìn)行沖壓模擬處理后，得到所述材料在模擬沖壓過程中，沖壓動(dòng)作完成時(shí)的網(wǎng)格數(shù)據(jù)及沖壓回彈后的網(wǎng)格數(shù)據(jù)； 5)計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)處的所述材料在沖壓動(dòng)作完成時(shí)的位移量LO及沖壓后的位移量S0，得到每個(gè)所述節(jié)點(diǎn)的回彈量KO ; 6)確定產(chǎn)品數(shù)學(xué)型面每個(gè)節(jié)點(diǎn)的補(bǔ)償點(diǎn)，利用產(chǎn)品數(shù)學(xué)型面-所述節(jié)點(diǎn)的回彈量KOx補(bǔ)償因子an，得到每個(gè)所述節(jié)點(diǎn)的第N補(bǔ)償點(diǎn)，連接所有節(jié)點(diǎn)的所述第N補(bǔ)償點(diǎn)得到第N次補(bǔ)償型面；其中η = N，且均為自然數(shù)； 7)對(duì)第N次補(bǔ)償型面重新進(jìn)行模擬處理，其中產(chǎn)品的工藝參數(shù)均保持一致，計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)處的所述材料在沖壓回彈后的位移量Sn ;其中，η為自然數(shù)； 8)比較(Sn-LO)max與產(chǎn)品形狀公差ε，若滿足(Sn-LO)_值小于產(chǎn)品形狀公差ε，得到最優(yōu)回彈補(bǔ)償型面；若不滿足(Sn-LO)max值小于產(chǎn)品形狀公差ε，則進(jìn)行步聚9); 9)重復(fù)步驟6)至8)，其中步驟6)中的補(bǔ)償因子為an中，當(dāng)η= I時(shí)，an的范圍最大，η取大于I的自然數(shù)時(shí)，an均在al的范圍之內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于擬合法的回彈補(bǔ)償方法，其特征在于，建立產(chǎn)品數(shù)學(xué)型面與N為O時(shí)沖壓動(dòng)作完成時(shí)的材料形狀相一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于擬合法的回彈補(bǔ)償方法，其特征在于，所述網(wǎng)格劃分為正三角形三維網(wǎng)格或者正四邊形三維網(wǎng)格。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于擬合法的回彈補(bǔ)償方法，其特征在于，在所述沖壓模擬過程中，存在網(wǎng)格自適應(yīng)重劃分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于擬合法的回彈補(bǔ)償方法，其特征在于，當(dāng)N= O時(shí)，各補(bǔ)償點(diǎn)連接成變形參考體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于擬合法的回彈補(bǔ)償方法，其特征在于，所述補(bǔ)償因子an，當(dāng)η = I時(shí)，an的范圍在0.8-1.2之間。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于擬合法的回彈補(bǔ)償方法，包括：選取待加工產(chǎn)品并建立產(chǎn)品數(shù)學(xué)型面；選取待加工產(chǎn)品所使用的材料，并建立材料力學(xué)模型；將材料力學(xué)模型進(jìn)行相應(yīng)的網(wǎng)格劃分；對(duì)材料力學(xué)模型進(jìn)行沖壓模擬處理后，得到所述材料在模擬回彈前后的網(wǎng)格數(shù)據(jù)；計(jì)算網(wǎng)格數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)各節(jié)點(diǎn)的回彈量；確定產(chǎn)品數(shù)學(xué)型面每個(gè)節(jié)點(diǎn)的補(bǔ)償點(diǎn)，比較(Sn-L0)max值與產(chǎn)品形狀公差ε，若滿足(Sn-L0)max值小于產(chǎn)品形狀公差ε，得到最優(yōu)回彈補(bǔ)償型面。本申請(qǐng)能夠最大限度的消除沖壓回彈，縮短調(diào)試周期，提高模具開發(fā)效率；基于擬合的方法獲得準(zhǔn)確的補(bǔ)償拉延型面，消除沖壓過程的非線性問題的影響。
【IPC分類】G05B19-18
【公開號(hào)】CN104698969
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510073263
【發(fā)明人】徐迎強(qiáng), 周昌樂, 劉程, 韓永志
【申請(qǐng)人】安徽江淮汽車股份有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年2月11日