CN109773058A - 冲压模具符型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明旨在提供一种冲压模具符型方法，包括：A、使用CAE软件对初始模具进行真实测量，得到成型工序初始模具网格面和后工序初始模具网格面；B、基于板材性能参数测算出工件成型后的弹性缩放系数，得到成型工序缩放模具网格面；C、将后工序初始模具模型中的非工作区域进行删除，得到后工序删减模具网格面；D、对成型工序缩放模具网格面与后工序删减模具网格面进行模拟回弹，得到回弹网格面；E、使用GOM软件对回弹网格面与后工序初始模具网格面进行拟合，得到待修正偏差点及偏差区域；F、对于后工序删减模具网格面中的各个待修正偏差点进行调整，完成符型操作。该符型方法克服现有技术缺陷，具有步骤简单、效率高、符型效果好的特点。

Description

冲压模具符型方法
技术领域
本发明涉及冲压件模具制造领域，具体涉及一种冲压模具符型方法。
背景技术
冲压工件符型的步骤对于模具的回弹稳定性及生产稳定性有着重要的作用，尤其是在厚板及高强板的加工工序中。现有的模具符型的方法为：先行制作出初始模具，进行冲压得到工件，通过扫描等方式得到工件的回弹数据后,逆向建立模具数模，之后根据模具数模通过补焊和再加工等方式对初始模具进行符型操作；该方案耗时长且成本高，大大提高了模具的制作周期。
发明内容
本发明旨在提供一种冲压模具符型方法，该符型方法克服现有技术缺陷，具有步骤简单、效率高、符型效果好的特点。
本发明的技术方案如下：
一种冲压模具符型方法，包括以下步骤：
A、使用CAE软件对初始模具进行真实测量，抽取初始模具模型中的型面，模拟模具的接触面，得到成型工序初始模具模型和后工序初始模具模型；并进行网格划分，得到成型工序初始模具网格面和后工序初始模具网格面；
B、基于板材性能参数测算出工件成型后的弹性缩放系数，基于弹性缩放系数对成型工序初始模具模型进行缩放，得到成型工序初步缩放模具模型，对成型工序初步缩放模具模型进行CAE分析，计算得到应变速率值，基于应变速率值对初步缩放模具模型进行优化，得到成型工序缩放模具模型，并进行网格划分，得到成型工序缩放模具网格面；
C、将后工序初始模具模型中的非工作区域进行删除，得到后工序删减模具模型，并对后工序删减模具模型进行网格划分，得到后工序删减模具网格面；
D、对成型工序缩放模具网格面与后工序删减模具网格面进行模拟回弹，得到回弹网格面；
E、使用GOM软件对回弹网格面与后工序初始模具网格面进行拟合，得到上述两个网格面的各个偏差点的偏差量及偏差方向，对各个偏差点的偏差量进行判断，若偏差点的偏差量的绝对值大于偏差上限值，则将该偏差点作为待修正偏差点，各个待修正偏差点组成偏差区域；
F、对于后工序删减模具网格面中的各个待修正偏差点，使用CATIA软件进行调整，并逆向建模得修正模具模型，完成符型操作。
优选地，所述步骤B中，所述的弹性缩放系数由CAE软件根据理论弹性缩放系数结合板材性能参数优化计算得到；
其中，理论弹性缩放系数为：F0S=σb/Emod，σb为材料屈服极限，Emod为材料杨氏模量；
其中优化计算的步骤如下：
a1、按理论缩放系数:5/10000对模型缩放，进行CAE分析；
b1、在CAE软件中通过截面功能观察工件侧壁面与后工序模具模型的贴合情况，调整缩放量使得工件侧壁面与后工序模具模型基本贴合，且应变速率小于0.5。
优选地，所述步骤C中，后工序对应的后工序初始模具模型的部位为工作区域，后工序初始模具模型中除工作区域之外的部分为非工作区域。
优选地，所述的步骤D中，模拟回弹的步骤如下：冲压工件在后工序删减模具模型的型面或者定位销作用下进行定位，结合重力、内应力释放以及与后工序删减模具网格面之间的接触，计算得到回弹网格面。
优选地，所述的步骤F中，使用CATIA软件进行调整的过程如下：
a2、在CATIA中对后工序删减模具模型对应的各个待修正偏差点位置进行取点，得到各个初始点；
b2、使用偏移功能对各个初始点按步骤E中所得的各个初始点对应的偏差方向及偏差量进行偏移，得到各个目标点；
c2、将步骤E中确定的偏差区域与非偏差区域的交线作为变形起始线；
d2、使用CATIA外形渐变功能分别选取各个初始点根据对应的目标点及变形起始线进行变形，得到调整后的符型数模。
优选地，所述的偏差上限值为0.5mm，网格面的边长不超过10mm，网格容错公差不大于0.05mm，缝合距离不大于0.5mm。
优选地，所述的成型工序初始模具模型是指拉延工序的模具型腔。
优选地，所述的后工序初始模具模型是指修边工序的模具型腔。
优选地，所述的网格面为三角形网格面。
本发明采用工程软件对冲压工件的成型工序进行模拟，得到冲压工件成型后的收缩量，根据该收缩量得到缩放模具的网格面，省去了实际中对工件进行成型后再测量的步骤，提高了工作效率；后续缩放模具模型的网格面与删减模具模型的网格面进行拟合，根据偏差点的偏差量能够直观地体现删减模具模型的偏差量部分，为后续逆向建模得到修正模具模型提供了修改依据，进而省去了后续对实体模具进行补焊等再加工的工作量，进一步减少模具制作的时间成本；选用三角形网格面进行网格划分，能够体现表面特征，提高精度。
附图说明
图1为实施例1提供的冲压模具符型方法的偏差量示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例具体说明本发明。
实施例1
本实施例提供的冲压模具符型方法包括以下步骤：
A、使用CAE软件对初始模具进行真实测量，抽取初始模具模型中的型面，模拟模具的接触面，得到成型工序初始模具模型和后工序初始模具模型；并进行网格划分，得到成型工序初始模具网格面和后工序初始模具网格面；
B、基于板材性能参数测算出工件成型后的弹性缩放系数，基于弹性缩放系数对成型工序初始模具模型进行缩放，得到成型工序初步缩放模具模型，对成型工序初步缩放模具模型进行CAE分析，计算得到应变速率值，基于应变速率值对初步缩放模具模型进行优化，得到成型工序缩放模具模型，并进行网格划分，得到成型工序缩放模具网格面；
所述的弹性缩放系数由CAE软件根据理论弹性缩放系数结合板材性能参数优化计算得到；
其中，理论弹性缩放系数为：F0S=σb/Emod，σb为材料屈服极限，Emod为材料杨氏模量；
其中优化计算的步骤如下：
a1、按理论缩放系数:5/10000对模型缩放，进行CAE分析；
b1、在CAE软件中通过截面功能观察工件侧壁面与后工序模具模型的贴合情况，调整缩放量使得工件侧壁面与后工序模具模型基本贴合，且应变速率小于0.5；
C、将后工序初始模具模型中的非工作区域进行删除，得到后工序删减模具模型，并对后工序删减模具模型进行网格划分，得到后工序删减模具网格面；
后工序对应的后工序初始模具模型的部位为工作区域，后工序初始模具模型中除工作区域之外的部分为非工作区域；
D、对成型工序缩放模具网格面与后工序删减模具网格面进行模拟回弹，得到回弹网格面；
模拟回弹的步骤如下：冲压工件在后工序删减模具模型的型面或者定位销作用下进行定位，结合重力、内应力释放以及与后工序删减模具网格面之间的接触，计算得到回弹网格面；
E、使用GOM软件对回弹网格面与后工序初始模具网格面进行拟合，得到上述两个网格面的各个偏差点的偏差量及偏差方向，对各个偏差点的偏差量进行判断，若偏差点的偏差量的绝对值大于偏差上限值，则将该偏差点作为待修正偏差点，各个待修正偏差点组成偏差区域；
F、对于后工序删减模具网格面中的各个待修正偏差点，使用CATIA软件进行调整，并逆向建模得修正模具模型，完成符型操作；
使用CATIA软件进行调整的过程如下：
a2、在CATIA中对后工序删减模具模型对应的各个待修正偏差点位置进行取点，得到各个初始点；
b2、使用偏移功能对各个初始点按步骤E中所得的各个初始点对应的偏差方向及偏差量进行偏移，得到各个目标点；
c2、将步骤E中确定的偏差区域与非偏差区域的交线作为变形起始线；
d2、使用CATIA外形渐变功能分别选取各个初始点根据对应的目标点及变形起始线进行变形，得到调整后的符型数模；
所述的偏差上限值为0.5mm，网格面的边长不超过10mm，网格容错公差不大于0.05mm，缝合距离不大于0.5mm；本实施例采用的CAE软件为Dynaform，采用的GOM软件为GOMinspect；
所述的成型工序初始模具模型是指拉延工序的模具型腔；所述的后工序初始模具模型是指修边工序的模具型腔；所述的网格面为三角形网格面；如图1所示为本实施例冲压模具符型方法的偏差量示意图。

Claims (9)

1.一种冲压模具符型方法，其特征在于包括以下步骤：
A、使用CAE软件对初始模具进行真实测量，抽取初始模具模型中的型面，模拟模具的接触面，得到成型工序初始模具模型和后工序初始模具模型；并进行网格划分，得到成型工序初始模具网格面和后工序初始模具网格面；
B、基于板材性能参数测算出工件成型后的弹性缩放系数，基于弹性缩放系数对成型工序初始模具模型进行缩放，得到成型工序初步缩放模具模型，对成型工序初步缩放模具模型进行CAE分析，计算得到应变速率值，基于应变速率值对初步缩放模具模型进行优化，得到成型工序缩放模具模型，并进行网格划分，得到成型工序缩放模具网格面；
C、将后工序初始模具模型中的非工作区域进行删除，得到后工序删减模具模型，并对后工序删减模具模型进行网格划分，得到后工序删减模具网格面；
D、对成型工序缩放模具网格面与后工序删减模具网格面进行模拟回弹，得到回弹网格面；
E、使用GOM软件对回弹网格面与后工序初始模具网格面进行拟合，得到上述两个网格面的各个偏差点的偏差量及偏差方向，对各个偏差点的偏差量进行判断，若偏差点的偏差量的绝对值大于偏差上限值，则将该偏差点作为待修正偏差点，各个待修正偏差点组成偏差区域；
F、对于后工序删减模具网格面中的各个待修正偏差点，使用CATIA软件进行调整，并逆向建模得修正模具模型，完成符型操作。
2.如权利要求1所述的冲压模具符型方法，其特征在于：
所述步骤B中，所述的弹性缩放系数由CAE软件根据理论弹性缩放系数结合板材性能参数优化计算得到；
其中，理论弹性缩放系数为：F0S=σb/Emod，σb为材料屈服极限，Emod为材料杨氏模量；
其中优化计算的步骤如下：
A、按理论缩放系数:5/10000对模型缩放，进行CAE分析；
B、在CAE软件中通过截面功能观察工件侧壁面与后工序模具模型的贴合情况，调整缩放量使得工件侧壁面与后工序模具模型基本贴合，且应变速率小于0.5。
3.如权利要求1所述的冲压模具符型方法，其特征在于：
所述步骤C中，后工序对应的后工序初始模具模型的部位为工作区域，后工序初始模具模型中除工作区域之外的部分为非工作区域。
4.如权利要求1所述的冲压模具符型方法，其特征在于：
所述的步骤D中，模拟回弹的步骤如下：冲压工件在后工序删减模具模型的型面或者定位销作用下进行定位，结合重力、内应力释放以及与后工序删减模具网格面之间的接触，计算得到回弹网格面。
5.如权利要求1所述的冲压模具符型方法，其特征在于：
所述的步骤F中，使用CATIA软件进行调整的过程如下：
a、在CATIA中对后工序删减模具模型对应的各个待修正偏差点位置进行取点，得到各个初始点；
b、使用偏移功能对各个初始点按步骤E中所得的各个初始点对应的偏差方向及偏差量进行偏移，得到各个目标点；
c、将步骤E中确定的偏差区域与非偏差区域的交线作为变形起始线；
d、使用CATIA外形渐变功能分别选取各个初始点根据对应的目标点及变形起始线进行变形，得到调整后的符型数模。
6.如权利要求1所述的冲压模具符型方法，其特征在于：
所述的偏差上限值为0.5mm，网格面的边长不超过10mm，网格容错公差不大于0.05mm，缝合距离不大于0.5mm。
7.如权利要求1所述的冲压模具符型方法，其特征在于：
所述的成型工序初始模具模型是指拉延工序的模具型腔。
8.如权利要求1所述的冲压模具符型方法，其特征在于：
所述的后工序初始模具模型是指修边工序的模具型腔。
9.如权利要求1所述的冲压模具符型方法，其特征在于：
所述的网格面为三角形网格面。
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