CN109635362B - 一种薄板冲压回弹补偿因子的确定方法 - Google Patents

一种薄板冲压回弹补偿因子的确定方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种薄板冲压回弹补偿因子的确定方法，首先根据模具尺寸建立标准冲压件模型，再将该模型导入数值模拟软件进行冲压回弹仿真模拟，得到回弹仿真后的零件型面，计算其与标准冲压件模型对应节点间的偏移距离，将结果和实际冲压后的零件型面与标准冲压零件模型对应节点间的偏移距离一同带入补偿因子计算公式进行计算，最终得到回弹补偿因子。通过这种方法得到的补偿因子可以帮助数值模拟软件提高其回弹补偿功能的精度，从而制造出更合理的模具，显著减少试模次数，提高了生产效率。

Description

一种薄板冲压回弹补偿因子的确定方法
技术领域
本发明涉及薄板冲压回弹领域，特别是涉及一种薄板冲压回弹补偿因子的确定方法。
背景技术
回弹是薄板冲压变形中常见的缺陷之一，回弹现象制约着薄板冲压的发展。如何准确预估薄板冲压回弹量的大小，从而有效地减少回弹已逐渐引起业界的广泛关注。有限元数值模拟软件的问世，为人们预测零件的回弹方向，预估回弹量的大小提供了十分便捷的工具，提高了产品的质量与尺寸精度。
虽然经过数个版本的更新迭代，但就目前阶段广泛使用的有限元数值模拟软件来说，其预测精度还不是很高(≤75％)，其提供的模拟结果也并不是完全可靠。所以，提高有限元数值模拟软件的预测精度，使其能够提供更准确的回弹补偿量就成为了国内外学者研究的热点。
本方法以数值模拟技术为基，通过研究实际冲压零件的回弹结果得到精度更高的补偿因子α，使得用数值模拟软件得回弹补偿功能得到的回弹数据更加可靠，从而能过制造出精度更高的模具以获得更好的产品。
发明内容
本发明将实际冲压与数值模拟结合，通过计算实际冲压件与标准零件对应节点的偏移距离、回弹仿真零件与标准零件对应节点的偏移距离，得到补偿因子α，从而提高回弹补偿的精度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种薄板冲压回弹补偿因子的确定方法，包括如下步骤：
步骤一：根据设计的模具的几何尺寸，逆向求解出标准冲压零件，即没有回弹的，理想的零件的几何尺寸；
步骤二：根据逆向求解出的标准冲压零件几何尺寸，在计算机中，使用3D制图软件建立标准冲压零件的模型；
步骤三：将建立好的标准冲压零件的模型导入到有限元数值模拟软件中进行网格划分以得到网格化的有限元模型；
步骤四：记录下得到的标准冲压零件的有限元模型中各个节点的空间位置，并将其逐一编号；
步骤五：在有限元数值模拟软件中对标准冲压零件的有限元模型进行冲压回弹仿真模拟以得到回弹仿真后的零件型面；
步骤六：按编号记录下回弹仿真模拟后的各节点的空间位置，再按编号一一计算各对应节点的偏移距离，记作
Figure BDA0001875297270000021
步骤七：按下式计算
Figure BDA0001875297270000022
的加权平均值ΔSF：
Figure BDA0001875297270000023
其中，ωi为每一节点偏移距离所占权重，计算公式如下：
Figure BDA0001875297270000024
其中，
Figure BDA0001875297270000025
为最大的节点偏移距离；
步骤八：在设计的模具中进行三次试冲压，得到三个实际冲压后的零件，借助逆向软件得到这三个零件的模型；
步骤九：将三个实际冲压后的零件模型导入到有限元数值模拟软件中，分别对其进行网格划分，得到三个网格化的实际冲压后的零件的有限元模型并对其编号；
步骤十：记录每一个实际冲压后的零件的有限元模型中各个节点的空间位置，并按组别对其逐一编号；
步骤十一：分组计算实际冲压后的零件的有限元模型与标准冲压零件模型对应节点的偏移距离，再取组间平均值，记为
Figure BDA0001875297270000026
步骤十二：按下式计算
Figure BDA0001875297270000027
的加权平均值ΔSS：
Figure BDA0001875297270000028
其中，ωi为每一节点偏移距离所占权重，计算公式如下：
Figure BDA0001875297270000029
其中，
Figure BDA00018752972700000210
为最大的节点偏移距离；
步骤十三：将ΔSF与ΔSS代入下式，计算出补偿因子α的大小。
Figure BDA00018752972700000211
进一步的，所述标准冲压零件的模型为.igs格式。
进一步的，所述计算各对应节点的偏移距离需借助有限元数值模拟软件的Utilities工具。
本发明的有益效果为：本方法以数值模拟技术为基，通过研究实际冲压零件的回弹结果得到精度更高的补偿因子α，使得用数值模拟软件得回弹补偿功能得到的回弹数据更加可靠，从而能过制造出精度更高的模具以获得更好的产品。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的一种薄板冲压回弹补偿因子的确定方法，薄板冲压回弹补偿因子的确定方法可由以下步骤实现：
步骤一：根据设计的模具的几何尺寸，逆向求解出标准冲压零件，即没有回弹的，理想的零件的几何尺寸；
步骤二：根据逆向求解出的标准冲压零件几何尺寸，在计算机中，使用3D制图软件建立标准冲压零件的模型；
步骤三：将建立好的标准冲压零件的模型导入到有限元数值模拟软件中进行网格划分以得到网格化的有限元模型；
步骤四：记录下得到的标准冲压零件的有限元模型中各个节点的空间位置，并将其逐一编号；
步骤五：在有限元数值模拟软件中对标准冲压零件的有限元模型进行冲压回弹仿真模拟以得到回弹仿真后的零件型面；
步骤六：按编号记录下回弹仿真模拟后的各节点的空间位置，再按编号一一计算各对应节点的偏移距离，记作
Figure BDA0001875297270000031
步骤七：按下式计算
Figure BDA0001875297270000032
的加权平均值ΔSF：
Figure BDA0001875297270000033
其中，ωi为每一节点偏移距离所占权重，计算公式如下：
Figure BDA0001875297270000034
其中，
Figure BDA0001875297270000035
为最大的节点偏移距离；
步骤八：在设计的模具中进行三次试冲压，得到三个实际冲压后的零件，借助逆向软件得到这三个零件的模型；
步骤九：将三个实际冲压后的零件模型导入到有限元数值模拟软件中，分别对其进行网格划分，得到三个网格化的实际冲压后的零件的有限元模型并对其编号；
步骤十：记录每一个实际冲压后的零件的有限元模型中各个节点的空间位置，并按组别对其逐一编号；
步骤十一：分组计算实际冲压后的零件的有限元模型与标准冲压零件模型对应节点的偏移距离，再取组间平均值，记为
Figure BDA0001875297270000041
步骤十二：按下式计算
Figure BDA0001875297270000042
的加权平均值ΔSS：
Figure BDA0001875297270000043
其中，ωi为每一节点偏移距离所占权重，计算公式如下：
Figure BDA0001875297270000044
其中，
Figure BDA0001875297270000045
为最大的节点偏移距离；
步骤十三：将ΔSF与ΔSS代入下式，计算出补偿因子α的大小。
Figure BDA0001875297270000046
具体实施方式二：与具体实施方式一不同的是，本实施方式的一种薄板冲压回弹补偿因子的确定方法，步骤六与步骤十一所述计算各对应节点的偏移距离需借助有限元数值模拟软件的Utilities工具。
具体实施方式三：与具体实施方式一不同的是，本实施方式的一种薄板冲压回弹补偿因子的确定方法，步骤八所述三次试冲压采用同样种类、规格的坯料，使用同一套模具。

Claims (3)

1.一种薄板冲压回弹补偿因子的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：根据设计的模具的几何尺寸，逆向求解出标准冲压零件，即没有回弹的，理想的零件的几何尺寸；
步骤二：根据逆向求解出的标准冲压零件的几何尺寸，在计算机中，使用3D制图软件建立标准冲压零件的模型；
步骤三：将建立好的标准冲压零件的模型导入到有限元数值模拟软件中进行网格划分以得到网格化的有限元模型；
步骤四：记录下得到的标准冲压零件的有限元模型中各个节点的空间位置，并将其逐一编号；
步骤五：在有限元数值模拟软件中对标准冲压零件的有限元模型进行冲压回弹仿真模拟以得到回弹仿真后的零件型面；
步骤六：按编号记录下回弹仿真模拟后的各节点的空间位置，再按编号一一计算各对应节点的偏移距离，记作
Figure FDA0002543017220000011
步骤七：按下式计算
Figure FDA0002543017220000012
的加权平均值ΔSF：
Figure FDA0002543017220000013
其中，ωi为每一节点偏移距离所占权重，计算公式如下：
Figure FDA0002543017220000014
其中，
Figure FDA0002543017220000015
为最大的节点偏移距离；
步骤八：在设计的模具中进行三次试冲压，得到三个实际冲压后的零件，借助逆向软件得到这三个零件的模型；
步骤九：将三个实际冲压后零件模型导入到有限元数值模拟软件中，分别对其进行网格划分，得到三个网格化的实际冲压后的零件的有限元模型并对其编号；
步骤十：记录每一个实际冲压后的零件的有限元模型中各个节点的空间位置，并按组别对其逐一编号；
步骤十一：分组计算实际冲压后的零件的有限元模型与标准冲压零件模型对应节点的偏移距离，再取组间平均值，记为
Figure FDA0002543017220000016
步骤十二：按下式计算
Figure FDA0002543017220000017
的加权平均值ΔSS：
Figure FDA0002543017220000018
其中，ωi为每一节点偏移距离所占权重，计算公式如下：
Figure FDA0002543017220000021
其中，
Figure FDA0002543017220000022
为最大的节点偏移距离；
步骤十三：将ΔSF与ΔSS代入下式，
Figure FDA0002543017220000023
计算出补偿因子α的大小。
2.根据权利要求1所述的一种薄板冲压回弹补偿因子的确定方法，其特征在于，步骤六与步骤十一所述计算各对应节点的偏移距离需借助于有限元数值模拟软件的Utilities工具。
3.根据权利要求1所述的一种薄板冲压回弹补偿因子的确定方法，其特征在于，步骤八所述三次试冲压采用同样种类、规格的坯料，使用同一套模具。
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