CN104698969A - 一种基于拟合法的回弹补偿方法 - Google Patents

一种基于拟合法的回弹补偿方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于拟合法的回弹补偿方法，包括：选取待加工产品并建立产品数学型面；选取待加工产品所使用的材料，并建立材料力学模型；将材料力学模型进行相应的网格划分；对材料力学模型进行冲压模拟处理后，得到所述材料在模拟回弹前后的网格数据；计算网格数据对应各节点的回弹量；确定产品数学型面每个节点的补偿点，比较(Sn-L0)max值与产品形状公差ε，若满足(Sn-L0)max值小于产品形状公差ε，得到最优回弹补偿型面。本申请能够最大限度的消除冲压回弹，缩短调试周期，提高模具开发效率；基于拟合的方法获得准确的补偿拉延型面，消除冲压过程的非线性问题的影响。

Description

一种基于拟合法的回弹补偿方法
技术领域
本发明属于冲压技术领域，特别是指一种基于拟合法的回弹补偿方法。
背景技术
在汽车车身零件成型过程中，起皱、破裂和回弹是三种主要缺陷，其中回弹的存在必然造成冲压件的形状和尺寸误差，进而影响冲压件的品质，包括表面品质和装配性能等。
通常产生回弹的零件形状精度很低，使得模具修复和调试工作非常困难，甚至会导致模具报废。传统解决回弹问题的方法，一般采用“试错法”，不仅耗费财力和时间，而且只能针对形状简单的覆盖件，过于依赖操作人员的经验和技能，导致模具开发周期长，严重制约着模具工业的发展。
现在解决回弹问题的技术方案主要有，一种是通过工艺优化手段，比如改变坯料大小和调整拉延筋结构等形式，增加成型阻力，增大材料的拉伸效果，使板料发生充分的塑性变形，抑制回弹量。这一技术的主要问题是，回弹主要受压边力、摩擦条件、拉延筋布置方式等工艺因素的影响，而各因素的影响效果却不尽相同。因此优化参数实施难度大，效率比较低，且这种方法只能减小回弹而不能从根本上消除回弹。
一种是，是在特定工艺条件下，通过CAE技术，预测回弹量大小，并基于上述回弹量施加与成形后内力反向的位移来计算拉延模具型面的修模方法。这一技术的主要问题是，为准确修正模具型面，需采集多处零件截面的回弹量，效率较低，型面质量不好，无法支持后期NC加工，且难以进行复杂曲面零件模具型面的回弹补偿设计。由于冲压成形过程的非线性，简单采用反向位移的修正拉延模具型面存在较大误差，要得到理想的工件形状，需经过多次迭代拟合计算。
发明内容
本发明的目的是通过本技术方案，能够解决冲压件回弹而非控制减小回弹量的问题，以及回弹量修改困难问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种基于拟合法的回弹补偿方法，包括：
1)选取待加工产品，建立产品数学型面；
2)选取待加工产品所使用的材料，建立所述材料力学模型；
3)将所述材料力学模型进行相应的网格划分；
4)选用产品数学型面及产品的工艺参数，对所述材料力学模型进行冲压模拟处理后，得到所述材料在模拟冲压过程中，冲压动作完成时的网格数据及冲压回弹后的网格数据；
5)计算每个节点处的所述材料在冲压动作完成时的位移量L0及冲压后的位移量S0，得到每个所述节点的回弹量K0；
6)确定产品数学型面每个节点的补偿点，利用产品数学型面-所述节点的回弹量K0x补偿因子an，得到每个所述节点的第N补偿点，连接所有节点的所述第N补偿点得到第N次补偿型面；其中n＝N，且均为自然数；
7)对第N次补偿型面重新进行模拟处理，其中产品的工艺参数均保持一致，计算每个节点处的所述材料在冲压回弹后的位移量Sn；其中，n为自然数；
8)比较(Sn-L0)max与产品形状公差ε，若满足(Sn-L0)max值小于产品形状公差ε，得到最优回弹补偿型面；若不满足(Sn-L0)max值小于产品形状公差ε，则进行步聚9)；
9)重复步骤6)至8)，其中步骤6)中的补偿因子为an中，当n＝1时，an的范围最大，n取大于1的自然数时，an均在a1的范围之内。
进一步的，建立产品数学型面与N为0时冲压动作完成时的材料形状相一致。
进一步的，所述网格划分为正三角形三维网格或者正四边形三维网格。
进一步的，在所述冲压模拟过程中，存在网格自适应重划分。
进一步的，当N＝0时，各补偿点连接成变形参考体。
进一步的，所述补偿因子an，当n＝1时，an的范围在0.8-1.2之间。
本发明的有益效果是：
1)通过本申请的方法，能够最大限度的消除冲压回弹，缩短调试周期，提高模具开发效率；
2)本技术方案基于拟合的方法获得准确的补偿拉延型面，消除冲压过程的非线性问题的影响。
附图说明
图1为本发明于拟合法的回弹补偿方法的流程示意图。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
如图1所示，本发明提供一种基于拟合法的回弹补偿方法，包括以下步聚：
步聚一、选取待加工产品，建立产品数学型面；在本实施例中，利用板料成型仿真软件DYNAFORM，对上述待加工产品建立数字模型，以获得待加工产品的详细数据。
步骤二、选取待加工产品所使用的材料，建立所述材料力学模型；在本实施例中，以加工上述产品所使用的材料为板材为例进行说明，其建立的材料力学模型所使用的软件也为板料成型仿真软件DYNAFORM。
步骤三、将所述材料力学模型进行相应的网格划分，在本申请中，所述网格划分为正三角形三维网格或者正四边形三维网格，在冲压模拟过程中，存在网格自适应重划分，以提高计算精度。
步骤四、选用产品数学型面及产品的工艺参数，此处选用产品数学型面的目的是为了模拟在冲压或者拉延过程中的模具形状，其产品数学型面与N为0时冲压动作完成时的材料形状相一致。此处产品的工艺参数是指与选择的节点对应的产品的数据信息。对所述材料力学模型进行冲压模拟处理后，得到所述材料在模拟冲压过程中，冲压动作完成时的网格数据及冲压后的网格数据，并将上述冲压动作完成时的网格及冲压后的网格用af(media player视频)格式输出。
步骤五、将步骤四的网格数据导入think Design中，计算在回弹后网格节点对应的位移并生成一种变形参考体。具体是，计算每个节点处的所述材料在冲压动作完成时的位移量L1及冲压后的位移量S1，得到每个所述节点的回弹量K1；
步聚六、确定产品数学型面每个节点的补偿点，利用产品数学型面-所述节点的回弹量K0x补偿因子a1，a1的范围在0.8-1.2之间，得到每个所述节点的第一补偿点，连接所有节点的所述第一次补偿点得到第第一次补偿型面；该型面支持NC加工。
步聚七、对第一次补偿型面重新进行冲压模拟处理，其中产品的工艺参数与上次保持一致，计算每个节点处的所述材料在冲压回弹后的位移量S1。
步聚八、比较(S1-L0)max值与产品形状公差ε，在本申请的产品形状公差ε是指本产品按正常生产要求，在保证产品质量的情况下所允许的最大公差；若满足(S1-L0)max值小于产品形状公差ε，得到最优回弹补偿型面；回弹补偿结束，获得相对最优的补偿拉延型面。
由于成型过程中，的非线性冲压或者拉延，仅通过一次的回弹补偿很难得到理想的拉延型面，因此，
若不满足(S1-L0)max值小于产品形状公差ε，则进行步聚九；
步聚九、重复步骤六至步骤八的过程，具体是，
确定产品数学型面每个节点的补偿点，利用产品数学型面-所述节点的回弹量Kn0x补偿因子an，得到每个所述节点的第N补偿点，连接所有节点的所述第N补偿点得到第N次补偿型面；其中n＝N，且均为自然数；
比较(Sn-L0)max与产品形状公差ε，若满足(Sn-L0)max小于产品形状公差ε，得到最优回弹补偿型面；若不满足(Sn-L0)max值小于产品形状公差ε，则重复进行步聚九；
其中步骤六中的补偿因子为an中，当n＝1时，an的范围最大，n取大于1的自然数时，an均在a1的范围之内。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (6)

1.一种基于拟合法的回弹补偿方法，其特征在于，包括：
1)选取待加工产品，建立产品数学型面；
2)选取待加工产品所使用的材料，建立所述材料力学模型；
3)将所述材料力学模型进行相应的网格划分；
4)选用产品数学型面及产品的工艺参数，对所述材料力学模型进行冲压模拟处理后，得到所述材料在模拟冲压过程中，冲压动作完成时的网格数据及冲压回弹后的网格数据；
5)计算每个节点处的所述材料在冲压动作完成时的位移量L0及冲压后的位移量S0，得到每个所述节点的回弹量K0；
6)确定产品数学型面每个节点的补偿点，利用产品数学型面-所述节点的回弹量K0x补偿因子an，得到每个所述节点的第N补偿点，连接所有节点的所述第N补偿点得到第N次补偿型面；其中n＝N，且均为自然数；
7)对第N次补偿型面重新进行模拟处理，其中产品的工艺参数均保持一致，计算每个节点处的所述材料在冲压回弹后的位移量Sn；其中，n为自然数；
8)比较(Sn-L0)max与产品形状公差ε，若满足(Sn-L0)max值小于产品形状公差ε，得到最优回弹补偿型面；若不满足(Sn-L0)max值小于产品形状公差ε，则进行步聚9)；
9)重复步骤6)至8)，其中步骤6)中的补偿因子为an中，当n＝1时，an的范围最大，n取大于1的自然数时，an均在a1的范围之内。
2.根据权利要求1所述的基于拟合法的回弹补偿方法，其特征在于，建立产品数学型面与N为0时冲压动作完成时的材料形状相一致。
3.根据权利要求1所述的基于拟合法的回弹补偿方法，其特征在于，所述网格划分为正三角形三维网格或者正四边形三维网格。
4.根据权利要求1所述的基于拟合法的回弹补偿方法，其特征在于，在所述冲压模拟过程中，存在网格自适应重划分。
5.根据权利要求1所述的基于拟合法的回弹补偿方法，其特征在于，当N＝0时，各补偿点连接成变形参考体。
6.根据权利要求1所述的基于拟合法的回弹补偿方法，其特征在于，所述补偿因子an，当n＝1时，an的范围在0.8-1.2之间。
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