CN107900255A - 汽车翼子板冷冲压回弹分析及全型面补偿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车翼子板冷冲压零件的回弹分析及全型面补偿方法，属于汽车覆盖件冲压模具制造领域。具体步骤如下：步骤一：预测翼子板零件的回弹结果：利用有限元分析软件AutoForm对翼子板零件的成形过程进行模拟仿真，并预测回弹结果；步骤二：确定翼子板零件的回弹补偿方案；步骤三：进行翼子板零件的全型面回弹补偿，采用有限元分析软件AutoForm进行多轮次的迭代补偿，直至满足尺寸要求。步骤四：翼子板零件产品数据重构。本发明的积极效果是运用基于有限元分析技术的翼子板回弹分析及回弹补偿解决了以往翼子板尺寸精度低、模具整改工作量大的弊端，大幅提高了翼子板产品的质量，节省了模具调试成本，缩短了模具调试周期。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车翼子板冷冲压零件的回弹分析及全型面补偿方法，属于汽车覆盖件冲压模具制造领域。
背景技术
汽车翼子板零件作为汽车的重要组成部件，其质量要求高、成形难度大，因此，对生产翼子板零件的冲压模具质量提出了更高的要求。其中，影响汽车翼子板零件尺寸精度的最主要原因就是回弹。冲压工艺设计人员也试图在冲压工艺设计阶段通过合理的工艺设计和边界条件设置尽量减少回弹，但是，由于翼子板产品成形过程的复杂性，回弹问题不能得到圆满解决，仍然需要反复的修模、试模，导致模具生产成本高、制造周期长。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车翼子板零件的回弹分析及回弹补偿方法。其首先是利用有限元分析技术对翼子板冲压工艺图描述的冲压成形过程进行模拟，预测回弹结果，并在有限元分析软件中进行多次的全型面回弹补偿，保证翼子板的尺寸精度满足要求；然后利用A面再构软件，依据有限元分析的回弹补偿结果重新制作翼子板零件产品数据；最后利用补偿后的翼子板产品数据进行冲压工艺全序更新。这种方法可获得较高尺寸精度和较好面品质量的翼子板零件，并且缩短了翼子板模具的调试周期，降低了生产成本。
本发明的技术方案是这样实现的：
汽车翼子板冷冲压回弹分析及全型面补偿方法，具体步骤如下：
步骤一：预测翼子板零件的回弹结果：利用有限元分析软件AutoForm对翼子板零件的成形过程进行模拟仿真，并预测回弹结果；
步骤二：确定翼子板零件的回弹补偿方案；
步骤三：进行翼子板零件的全型面回弹补偿，采用有限元分析软件AutoForm进行多轮次的迭代补偿，直至满足尺寸要求。
步骤四：翼子板零件产品数据重构。
步骤一中所述的预测翼子板零件的回弹结果，具体包括以下步骤：
①将翼子板冲压工艺图中的各工序型面以igs文件格式导入到AutoForm软件中，并根据冲压工艺图指示的动作关系和参数进行设置并分析；
②检查分析文件收敛性，合模、成形过程迭代次数≤80，重力状态、放件过程迭代次数≤300；
检查各工序件放件状态，主型面区域间隙在0～2mm，检查合模过程塑性应变率≤0.003；
③查看各工序回弹结果，并进行工艺优化，以减少回弹补偿量；
④确定最小夹持方案，使最小夹持回弹结果与自由回弹结果一致，并将此夹持回弹结果作为回弹补偿基准。
自由回弹结果，即制件不受自身重力影响，且没有任何夹持点约束。
步骤二中所述的确定翼子板零件的回弹补偿方案，具体包括以下步骤：
①采用全工序回弹补偿策略，保证全工序型面的一致性；
②在有限元分析软件AutoForm中将各工序的A级曲面部分定义为直接补偿区域，拉延工序的压料面定义为固定区不进行补偿，工艺补充面定义为过渡区，若部分过渡区变形量较大时，考虑局部采用固定不动的方式，保证铸件加工余量足够，其他工序结构面定义为固定冲压方向补偿，避免成形负角。
步骤四中所述的翼子板零件产品数据重构，具体步骤为：
①将在AutoForm软件中经过多次迭代的翼子板零件最终回弹补偿产品数据以igs格式导出；
②将翼子板零件原始产品数据和Autoform回弹补偿后的产品数据分别导入ICEMsurf软件中，以原始产品曲面为变形面，回弹补偿后的产品为目标面进行A面再构；
③对再构后的翼子板产品进行偏差量检查、斑马线检查、曲率检查。
本发明的积极效果是运用基于有限元分析技术的翼子板回弹分析及回弹补偿解决了以往翼子板尺寸精度低、模具整改工作量大的弊端，大幅提高了翼子板产品的质量，节省了模具调试成本，缩短了模具调试周期。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1为某车型A翼子板产品图；
图2为某车型A翼子板回弹补偿前自由回弹结果云图；
图3为某车型A翼子板回弹补偿前最小夹持回弹结果云图；
图4为某车型A翼子板回弹补偿区域设置图；
图5为某车型A翼子板回弹补偿后结果云图；
图6为某车型A翼子板再构后产品的偏差量检查图；
图7为某车型A翼子板再构后产品的斑马线检查图；
图8为某车型A翼子板再构后产品的曲率检查图；
图9为某车型B翼子板产品图；
图10为某车型B翼子板回弹补偿前自由回弹结果云图；
图11为某车型B翼子板回弹补偿前最小夹持回弹结果云图；
图12为某车型B翼子板回弹补偿区域设置图；
图13为某车型B翼子板回弹补偿后结果云图；
图14为某车型B翼子板再构后产品的偏差量检查图；
图15为某车型B翼子板再构后产品的斑马线检查图；
图16为某车型B翼子板再构后产品的曲率检查图；
图中：1、直接补偿区；2、过渡区；3、固定区；
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的描述：
下面结合附图(图中涉及的尺寸的单位为mm)和实施例对本发明做进一步的描述，：
实施例1
某车型A翼子板产品模型如图1所示，其回弹分析及全型面回弹补偿的步骤如下：
1、将翼子板冲压工艺图中的各工序型面以igs文件格式导入到AutoForm软件中，根据冲压工艺图指示的动作关系和参数进行设置并分析，并检查分析文件收敛性、各工序放件状态、各工序合模过程塑性应变率；
2、获得制件回弹补偿前自由回弹结果，如图2所示；(正值表示回弹后零件型面高于原始产品，负值表示回弹后零件型面低于原始产品)
3、根据自由回弹结果确定最小夹持方案，并进行夹持回弹分析，获得最小夹持回弹结果，如图3所示(正值表示回弹后零件型面高于原始产品，负值表示回弹后零件型面低于原始产品)，并作为回弹补偿基准；
4、在有限元分析软件AutoForm中将A级曲面部分定义为直接补偿区，拉延工序的压料面定义为固定区不补偿，工艺补充面定义为过渡区，如图4所示；
5、在有限元分析软件AutoForm中进行多轮次的迭代补偿，直至满足尺寸要求为止，如图5所示；(正值表示回弹后零件型面高于原始产品，负值表示回弹后零件型面低于原始产品)
6、将AutoForm软件中经过多轮次迭代的翼子板零件最终回弹补偿产品数据以igs格式导出后，并与原始翼子板产品数据一并导入ICEM surf软件中，以原始产品曲面为变形面，回弹补偿后的产品为目标面进行A面再构；
7、对再构后的翼子板产品进行偏差量检查(正值表示再构后的翼子板产品高于原始产品，负值表示再构后的翼子板产品低于原始产品)、斑马线检查(即利用ICEM surf软件或其他曲面设计软件在再构后的翼子板产品上生成黑白相间的条纹线来检查曲面质量)、曲率检查(即利用ICEM surf软件或其他曲面设计软件对再构后的翼子板产品曲面的最大、最小曲率值方向进行分析，最大曲率值方向与最小曲率值方向相同的区域用一种颜色表示，最大曲率值方向与最小曲率值方向相反用另外一种颜色表示)，分别如图6、7、8所示；
8、利用再构后的翼子板产品更新冲压工艺图。
实施例2
某车型B翼子板产品模型如图9所示，其回弹分析及全型面回弹补偿的步骤如下：
1、将翼子板冲压工艺图中的各工序型面以igs文件格式导入到AutoForm软件中，根据冲压工艺图指示的动作关系和参数进行设置并分析，并检查分析文件收敛性、各工序放件状态、各工序合模过程塑性应变率；
2、获得制件回弹补偿前自由回弹结果，如图10所示；(正值表示回弹后零件型面高于原始产品，负值表示回弹后零件型面低于原始产品)
3、根据自由回弹结果确定最小夹持方案，并进行夹持回弹分析，此翼子板产品下部由于宽度窄，且自由回弹扭曲较大，为保证回弹补偿后的型面质量，此处进行夹紧处理。基于此种夹持方案的回弹结果如图11所示(正值表示回弹后零件型面高于原始产品，负值表示回弹后零件型面低于原始产品)，并作为回弹补偿基准；
4、在有限元分析软件AutoForm中将A级曲面部分定义为直接补偿区，拉延工序的压料面定义为固定区不补偿，轮口位置拔模面也定义为固定区，其余工艺补充面定义为过渡区，保证拉延铸件加工余量足够如图12所示；
5、在有限元分析软件AutoForm进行多轮次的迭代补偿，直至满足尺寸要求为止，如图13所示；(正值表示回弹后零件型面高于原始产品，负值表示回弹后零件型面低于原始产品)
6、将AutoForm软件中经过多轮次迭代的翼子板零件最终回弹补偿产品数据以igs格式导出后，并与原始翼子板产品数据一并导入ICEM surf软件中，以原始产品曲面为变形面，回弹补偿后的产品为目标面进行A面再构；
7、对再构后的翼子板产品进行偏差量检查(正值表示再构后的翼子板产品高于原始产品，负值表示再构后的翼子板产品低于原始产品)、斑马线检查(即利用ICEM surf软件或其他曲面设计软件在再构后的翼子板产品上生成黑白相间的条纹线来检查曲面质量)、曲率检查(即利用ICEM surf软件或其他曲面设计软件对再构后的翼子板产品曲面的最大、最小曲率值方向进行分析，最大曲率值方向与最小曲率值方向相同的区域用一种颜色表示，最大曲率值方向与最小曲率值方向相反用另外一种颜色表示)，分别如图14、15、16所示；
8、利用再构后的翼子板产品更新冲压工艺图。
Claims (4)
1.一种汽车翼子板冷冲压回弹分析及全型面补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：预测翼子板零件的回弹结果：利用有限元分析软件AutoForm对翼子板零件的成形过程进行模拟仿真，并预测回弹结果；
步骤二：确定翼子板零件的回弹补偿方案；
步骤三：进行翼子板零件的全型面回弹补偿，采用有限元分析软件AutoForm进行多轮次的迭代补偿，直至满足尺寸要求；
步骤四：翼子板零件产品数据重构。
2.根据权利要求1所述的一种汽车翼子板冷冲压回弹分析及全型面补偿方法，其特征在于：
步骤一中所述的预测翼子板零件的回弹结果，具体包括以下步骤：
①将翼子板冲压工艺图中的各工序型面以igs文件格式导入到AutoForm软件中，并根据冲压工艺图指示的动作关系和参数进行设置并分析；
②检查分析文件收敛性，合模、成形过程迭代次数≤80，重力状态、放件过程迭代次数≤300；
检查各工序件放件状态，主型面区域间隙在0～2mm，检查合模过程塑性应变率≤0.003；
③查看各工序回弹结果，并进行工艺优化，以减少回弹补偿量；
④确定最小夹持方案，使最小夹持回弹结果与自由回弹结果一致，并将此夹持回弹结果作为回弹补偿基准。
3.根据权利要求1所述的一种汽车翼子板冷冲压回弹分析及全型面补偿方法，其特征在于：
步骤二中所述的确定翼子板零件的回弹补偿方案，具体包括以下步骤：
①采用全工序回弹补偿策略，保证全工序型面的一致性；
②在有限元分析软件AutoForm中将各工序的A级曲面部分定义为直接补偿区域，拉延工序的压料面定义为固定区不进行补偿，工艺补充面定义为过渡区，若部分过渡区变形量较大时，考虑局部采用固定不动的方式，保证铸件加工余量足够，其他工序结构面定义为固定冲压方向补偿，避免成形负角。
4.根据权利要求1所述的一种汽车翼子板冷冲压回弹分析及全型面补偿方法，其特征在于，
步骤四中所述的翼子板零件产品数据重构，具体步骤为：
①将在AutoForm软件中经过多次迭代的翼子板零件最终回弹补偿产品数据以igs格式导出；
②将翼子板零件原始产品数据和Autoform回弹补偿后的产品数据分别导入ICEM surf软件中，以原始产品曲面为变形面，回弹补偿后的产品为目标面进行A面再构；
③对再构后的翼子板产品进行偏差量检查、斑马线检查、曲率检查。
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