CN110262396A - 一种激光拼焊不等料厚产品拉延模的不等料厚区加工数据处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光拼焊不等料厚产品拉延模的不等料厚区加工数据处理方法，属于模具加工技术领域，针对目前缺少一种针对激光拼焊不等料厚产品拉延模的不等料厚区拼接缝边界收料线移动大小的获取方法，本发明首先根据激光拼焊不等料厚产品几何数据中的料厚指示，确定初始板料拼接形式、理论合模间隙和不等料厚基准侧；使用分析软件确定激光拼焊不等料厚产品拼接缝边界移动方向和范围，再在Catia软件中设计激光拼焊不等料厚产品拉延模各部件相对避让关系；最后将激光拼焊不等料厚产品拉延模各部件型面加工数据与结构安装数据结合，若形成激光拼焊不等料厚产品拉延模各部件实体型面数据，即完成激光拼焊不等料厚产品拉延模的不等料厚区加工数据处理。
Description
技术领域
本发明属于模具加工技术领域，涉及一种激光拼焊不等料厚产品拉延模不等料厚区加工数据处理方法，适用于所有激光拼焊不等料厚产品的拉延模具。
背景技术
激光拼焊不等料厚产品的拉延模具在实际生产中，经常出现不等料厚区上下模合模时干涉或有成型缺陷等系列问题，需要多次修改不等料厚区加工数据型面分界，之后重新编程加工模具。造成模具的频繁修改和调试，大量占用设备资源，浪费人工成本，延长了制造周期。模具加工数据处理方法能够为编程和数控加工提供精确数据，提高加工精度和加工效率，但是由于实际生产中不等料厚区上下模合模时存在料厚不等，拼接缝边界收料线移动的计算结果直接影响了加工后实际模具拼接缝边界的精准度。
发明内容
为了解决目前缺少一种针对激光拼焊不等料厚产品拉延模的不料厚区拼接缝边界收料线移动大小的获取方法，本发明提供了一种激光拼焊不等料厚产品拉延模的不等料厚区加工数据处理方法，本发明所采用的技术方案如下：
步骤一、根据激光拼焊不等料厚产品几何数据中的料厚指示，确定初始板料拼接形式、理论合模间隙和不等料厚基准侧；
步骤二、确定激光拼焊不等料厚产品拼接缝边界移动方向和范围：
首先，使用Autoform分析软件对激光拼焊不等料厚产品拉延工序冲压工艺成型性进行CAE模拟分析。
然后，根据Autoform分析软件的评判标准和成型性控制指标评价CAE模拟分析结果，通过调整拉延筋系数和工艺补充余肉造型，对CAE模拟结果进行多次优化，使激光拼焊不等料厚产品拉延成型后不起皱、不开裂、外表面产品特征线的滑移不能超出圆角切线2mm、冲击痕不能进入产品外表面的可见区域，并且回弹补偿后搭接面的尺寸偏差不超过产品公差的150％，即为得到最优的CAE模拟分析结果，从最优的CAE模拟分析结果中得到激光拼焊不等料厚板料成型后的最终收料线；
最后，将分析结果导入Catia软件中与冲压工艺给定的激光拼焊不等料厚初始板料进行对比，得到激光拼焊不等料厚产品拼接缝边界移动方向和范围；
步骤三、根据步骤二获得的拼接缝边界移动方向和范围，在Catia软件中设计激光拼焊不等料厚产品拉延模各部件相对避让关系；
拉延模分为单动拉延模和双动拉延模两种结构形式。单动拉延模的下模部件包括拉延凸模部件和压料圈部件，单动拉延模的上模部件包括拉延凹模部件；双动拉延模的下模部件包括拉延凹模部件，双动拉延模的上模部件包括拉延凸模部件和压料圈部件。
本发明所述激光拼焊不等料厚产品拉延模为单动拉延模，即：下模部件为拉延凸模部件和压料圈部件，上模部件包括拉延凹模部件。
根据冲压工艺设计给定的拉延模结构形式和拉延凸模轮廓线，确定拉延凸模部件与压料圈部件之间的分界，即拉延模凸模轮廓线将拉延模具分解为拉延凸模和压料圈，拉延模下模凸模轮廓线以里的部分属于凸模部件，拉延模下模凸模轮廓线以外的部分属于压料圈部件，拉延模的上模部件包括一个部件，即：拉延凹模部件，拉延凹模部件型面分两个区域，即：凸模轮廓线以里区域型面和凸模轮廓线以外区域型面。
按激光拼焊不等料厚产品基准侧料厚指示，拉延模凸模部件处的加工偏置量设定为0mm，激光拼焊不等料厚产品非料厚基准侧的拉延模凹模部件处型面加工数据的加工偏置量则为初始板料不等料厚区各自料厚。
当激光拼焊不等料厚产品拉延工序最终收料线边界的趋势为从厚板料侧向薄板料侧滑移，拉延凹模部件的凸模轮廓线以里区域型面加工数据设计的不等料厚分界线按Autoform分析软件输出的拉延最终收料线边界向薄料侧偏10mm，拉延凹模部件的凸模轮廓线以外区域型面按激光拼焊不等料厚产品初始板料不等料厚分界线向薄料侧偏10mm；
当激光拼焊不等料厚产品拉延工序最终收料线边界的趋势为从薄板料侧向厚板料侧滑移，拉延凹模部件的凸模轮廓线以里区域型面加工数据设计的不等料厚分界线按Autoform分析软件输出的拉延最终收料线边界向薄料侧偏10～15mm，拉延凹模部件的凸模轮廓线以外区域型面按激光拼焊不等料厚产品初始板料不等料厚分界线向薄料侧偏10mm。
步骤四、将激光拼焊不等料厚产品拉延模各部件型面加工数据与结构安装数据结合，若形成激光拼焊不等料厚产品拉延模各部件实体型面数据，即完成激光拼焊不等料厚产品拉延模的不等料厚区加工数据处理。
本发明的积极效果是采用一种激光拼焊不等料厚产品拉延模不等料厚区加工数据处理方法，将激光拼焊不等料厚产品拉延模初始板料拼接缝分界线和CAE分析的成型后拼接缝分界线结果作为加工数据不等料厚区的处理依据，严格保证了激光拼焊不等料厚产品不等料厚区成型质量要求，保证了理论激光拼焊不等料厚产品拉延模各部件不等料厚区加工数据处理和实际的一致性，此区域不必反复调试研修，确保合模顺畅，缩短制造周期，节约成本。
附图说明
图1为本发明所述的一种激光拼焊不等料厚产品拉延模不等料厚区加工数据处理方法中激光拼焊产品初始板料不等料厚区拼接示意图；
图2为本发明所述的一种激光拼焊不等料厚产品拉延模不等料厚区加工数据处理方法中激光拼焊产品不等料厚区在产品中分布示意图；
图3为本发明所述的一种激光拼焊不等料厚产品拉延模不等料厚区加工数据处理方法中门内板产品不等料厚区成型后拼接缝边界移动趋势；
图4为本发明所述的一种激光拼焊不等料厚产品拉延模不等料厚区加工数据处理方法中拼焊板不等料厚门内板产品成型后不等料厚偏置示意图；
图5为本发明所述的一种激光拼焊不等料厚产品拉延模不等料厚区加工数据处理方法中拉延模料厚基准侧工作部件加工数据设计示意图；
图6为本发明所述的一种激光拼焊不等料厚产品拉延模不等料厚区加工数据处理方法中拉延模偏置料厚侧工作部件加工数据设计示意图；
图7为本发明所述的一种激光拼焊不等料厚产品拉延模不等料厚区加工数据处理方法中拉延模下模工作部件凸模实体加工数据示意图；
图8为本发明所述的一种激光拼焊不等料厚产品拉延模不等料厚区加工数据处理方法中拉延模下模工作部件压料圈实体加工数据示意图；
图9为本发明所述的一种激光拼焊不等料厚产品拉延模不等料厚区加工数据处理方法中拉延模上模工作部件凹模实体加工数据示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
激光拼焊不等料厚产品的拉延模具在实际生产中，经常出现不等料厚区上下模合模时干涉或有成型缺陷的系列问题，需要多次修改不等料厚区加工数据型面分界。为保证合模顺畅和产品成型质量，采用一种激光拼焊不等料厚产品拉延模不等料厚区加工数据处理方法。首先根据激光拼焊不等料厚产品数据明确激光拼焊不等料厚产品拼接方式，按激光拼焊不等料厚产品初始板料拼接形式确定不等料厚基准侧；其次，根据不等料厚激光拼焊产品不同拼接方式和冲压工艺CAE分析结果，对激光拼焊不等料厚产品不等料厚初始板料拼接缝边界和成型后的拼接缝边界进行总体分析，确定激光拼焊产品拼接缝边界移动趋势；利用激光拼焊不等料厚产品不等料厚初始板料拼接缝边界和成型后CAE分析结果的拼接缝边界作为依据，在CATIA软件中进行激光拼焊不等料厚产品拉延模上下模各部件不等料厚区加工数据处理；最后将激光拼焊不等料厚产品拉延各部件型面数据与结构安装数据结合，形成激光拼焊不等料厚产品拉延模各部件实体型面数据。
本方法的具体步骤过程如下：
一、按激光拼焊不等料厚产品数据料厚指示，确定初始板料拼接形式和不等料厚基准侧：
(1)激光拼焊不等料厚产品的特点是汽车主机厂客户根据不同产品部位所承受的载荷有所不同，将不同厚度的钢板进行拼接和焊接而成，实现轻量化。
(2)本发明所述激光拼焊不等料厚产品有两种料厚焊接构成，根据汽车主机厂给定的激光拼焊不等料厚产品数据，按料厚指示，确定初始板料拼接形式和不等料厚基准侧。激光拼焊不等料厚产品的板料拼接料厚基准侧相同，即：激光拼焊不等料厚产品的初始板料料厚基准侧为同一平面，但激光拼焊方式只能在拼接缝分界处实现产品厚度的突变，而没有过渡区。图1为本发明所述的一种激光拼焊不等料厚产品拉延模不等料厚区加工数据处理方法中激光拼焊产品初始板料不等料厚区拼接示意图。a为厚板料侧；b为拼接缝分界；c为薄板料侧；d为料厚基准侧。
二、确定激光拼焊不等料厚产品拼接缝边界移动趋势：
(1)对激光拼焊不等料厚产品不等间隙拼接缝边界进行理论分析。激光拼焊不等料厚产品不等间隙拼接缝边界线与车身方向垂直且与汽车坐标系的距离是整数倍，激光拼焊不等料厚产品厚板料侧产品面积小于薄板料侧产品面积，既保证产品功能和强度，又能实现轻量化。图2为本发明所述的一种激光拼焊不等料厚产品拉延模不等料厚区加工数据处理方法中激光拼焊产品不等料厚区在产品中分布示意图。a为厚板料侧；b为拼接缝分界；c为薄板料侧；d为汽车坐标系；e为汽车坐标系与激光拼焊不等料厚产品不等间隙拼接缝边界线距离。
(2)明确成型后激光拼焊不等料厚产品拼接缝边界移动趋势。受产品形状、走料趋势等因素的影响，成型后拼接缝边界的移动趋势都有所不同，但不影响不等料厚区加工数据处理原则。本专利所述激光拼焊不等料厚产品由两种料厚焊接而成，将激光拼焊不等料厚产品拉延模初始板料拼接缝分界线和CAE分析的成型后拼接缝分界线结果作为处理加工数据不等料厚区的依据。本激光拼焊不等料厚门内板产品成型后拼接缝边界移动趋势为：上窗框以下产品、工艺补充及压料面区域，板料拼接缝向厚料侧偏移，工艺补充及压料面偏移量较小；上窗框以上工艺补充及压料面区域，板料拼接缝向薄料侧偏移，工艺补充及压料面偏移量较大。图3为本发明所述的一种激光拼焊不等料厚产品拉延模不等料厚区加工数据处理方法中门内板产品不等料厚区成型后拼接缝边界移动趋势。a为上窗框以上工艺补充及压料面区域；b为激光拼焊不等料厚产品上窗框；c为初始板料不等料厚分界线；d为激光拼焊不等料厚产品成型后不等料厚区收料线；e为激光拼焊不等料厚产品厚料侧；f为激光拼焊不等料厚产品薄料侧；g为上窗框以下产品、工艺补充及压料面区域。
三、确定激光拼焊不等料厚产品拉延模各部件相对避让关系，激光拼焊不等料厚产品成型后拼接缝边界收料线的趋势分为两种，一种是从厚板料侧向薄板料侧滑移，一种是从薄板料侧向厚板料侧滑移，根据成型后激光拼焊不等料厚产品拼接缝边界移动位置，作为激光拼焊不等料厚产品拉延模不等料厚区加工数据处理依据。激光拼焊不等料厚产品拉延模不等料厚区加工数据处理工作包括：确定激光拼焊不等料厚产品拉延模各部件的不等料厚区与初始板料拼接缝边界和成型后的拼接缝边界之间的关系；激光拼焊不等料厚产品拉延模各部件的不等料厚区加工数据避让设置及加工数据型面处理；形成激光拼焊不等料厚产品拉延模各部件实体型面数据。
(1)激光拼焊不等料厚产品拉延模加工数据处理时，首先明确门内板产品料厚基准，即激光拼焊不等料厚产品基准侧的拉延模工作部件加工偏置量为0mm，激光拼焊不等料厚产品非料厚基准侧的拉延模工作部件需要按不等间隙料厚分别偏置料厚进行处理，加工偏置量为各自料厚t1mm和t2mm。图4为本发明所述的一种激光拼焊不等料厚产品拉延模不等料厚区加工数据设计方法中拼焊板不等料厚门内板产品成型后不等料厚偏置示意图。a为激光拼焊不等料厚产品料厚基准侧。
(2)激光拼焊不等料厚产品拉延模料厚基准侧的工作部件加工数据处理。对于料厚基准侧的拉延模工作部件，料厚基准侧是同一个基面，即：加工数据设计的型面为一张连续曲面，偏置数值为0mm，激光拼焊不等料厚产品拉延模料厚基准侧的工作部件型面加工数据处理公差控制在±0.02mm，不需考虑料厚分界。图5为本发明所述的一种激光拼焊不等料厚产品拉延模不等料厚区加工数据处理方法中拉延模料厚基准侧工作部件加工数据设计示意图。a为激光拼焊不等料厚产品拉延模料厚基准侧；b为激光拼焊不等料厚产品拉延模偏置料厚侧；c为激光拼焊不等料厚产品料厚基准侧拉延模工作部件(压料圈)；d为激光拼焊不等料厚产品料厚基准侧拉延模工作部件(拉延凸模)。
(3)激光拼焊不等料厚产品拉延模偏置料厚侧的工作部件型面加工数据处理。对激光拼焊不等料厚产品拉延各部件不等料厚区加工数据型面避让设置，对于激光拼焊不等料厚产品偏置料厚侧的拉延模工作部件(凹模)，加工数据不等料厚分界线的设置都是遵循向薄板料侧偏移的处理原则，保证厚板料侧合模有足够空间，避免合模干涉。即：激光拼焊不等料厚产品偏置料厚一侧的拉延模工作部件，在凸模轮廓线以里的区域型面加工数据设计的不等料厚分界线按Autoform分析软件输出的拉延最终收料线边界向薄料侧偏10mm-15mm；凸模轮廓线以外的区域型面与激光拼焊不等料厚产品初始板料有关，凸模轮廓线以外区域型面按激光拼焊不等料厚产品初始板料不等料厚分界线向薄料侧偏10mm。激光拼焊不等料厚产品拉延模偏置料厚侧的工作部件型面加工数据设计公差控制在±0.02mm，可以严格保证激光拼焊不等料厚产品不等料厚区成型质量要求，保证理论激光拼焊不等料厚产品拉延模各部件不等料厚区设置和实际的一致性，此区域不必反复调试研修，确保合模顺畅。图6为本发明所述的一种激光拼焊不等料厚产品拉延模不等料厚区加工数据处理方法中拉延模偏置料厚侧工作部件加工数据处理示意图。a为激光拼焊不等料厚产品拉延模料厚薄料侧；b为激光拼焊不等料厚产品拉延模料厚厚料侧；c为激光拼焊不等料厚产品拉延模凸模轮廓线；d为激光拼焊不等料厚产品拉延模偏置料厚侧工作部件拉延凹模产品成型后凸模轮廓线以外区域型面不等料厚分界线向薄料侧偏移处理；e为激光拼焊不等料厚产品拉延模初始板料不等料厚分界线；f为激光拼焊不等料厚产品拉延模偏置料厚侧工作部件拉延凹模产品成型后凸模轮廓线以里区域型面不等料厚分界线向薄料侧偏移处理；g为激光拼焊不等料厚产品成型后最终收料线；h为激光拼焊不等料厚产品拉延模偏置料厚侧工作部件拉延凹模凸模轮廓线以外区域型面；i为激光拼焊不等料厚产品拉延模料厚基准侧。
(4)将激光拼焊不等料厚产品拉延模各部件型面加工数据与结构安装数据结合，形成激光拼焊不等料厚产品拉延模各部件实体型面数据。图7为本发明所述的一种激光拼焊不等料厚产品拉延模不等料厚区加工数据处理方法中拉延模下模工作部件凸模实体加工数据示意图；图8为本发明所述的一种激光拼焊不等料厚产品拉延模不等料厚区加工数据处理方法中拉延模下模工作部件压料圈实体加工数据示意图；图9为本发明所述的一种激光拼焊不等料厚产品拉延模不等料厚区加工数据处理方法中拉延模上模工作部件凹模实体加工数据示意图。a为激光拼焊不等料厚产品拉延模部件型面加工数据；b为激光拼焊不等料厚产品拉延模结构安装数据。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种激光拼焊不等料厚产品拉延模的不等料厚区加工数据处理方法，具体步骤如下：
步骤一、根据激光拼焊不等料厚产品几何数据中的料厚指示，确定初始板料拼接形式、理论合模间隙和不等料厚基准侧；
步骤二、确定激光拼焊不等料厚产品拼接缝边界移动方向和范围；
步骤三、根据步骤二获得的拼接缝边界移动方向和范围，在Catia软件中设计激光拼焊不等料厚产品拉延模各部件相对避让关系；
步骤四、将激光拼焊不等料厚产品拉延模各部件型面加工数据与结构安装数据结合，若形成激光拼焊不等料厚产品拉延模各部件实体型面数据，即完成激光拼焊不等料厚产品拉延模的不等料厚区加工数据处理。
2.根据权利要求1所述的激光拼焊不等料厚产品拉延模的不等料厚区加工数据处理方法，其特征在于，步骤二的具体步骤如下：
首先，使用Autoform分析软件对激光拼焊不等料厚产品拉延工序冲压工艺成型性进行CAE模拟分析；
然后，根据Autoform分析软件的评判标准和成型性控制指标评价CAE模拟分析结果，通过调整拉延筋系数和工艺补充余肉造型，对CAE模拟结果进行多次优化，使激光拼焊不等料厚产品拉延成型后不起皱、不开裂、外表面产品特征线的滑移不能超出圆角切线2mm、冲击痕不能进入产品外表面的可见区域，并且回弹补偿后搭接面的尺寸偏差不超过产品公差的150％，即为得到最优的CAE模拟分析结果，从最优的CAE模拟分析结果中得到激光拼焊不等料厚板料成型后的最终收料线；
最后，将分析结果导入Catia软件中与冲压工艺给定的激光拼焊不等料厚初始板料进行对比，得到激光拼焊不等料厚产品拼接缝边界移动方向和范围。
3.根据权利要求1所述的激光拼焊不等料厚产品拉延模的不等料厚区加工数据处理方法，其特征在于，步骤三的具体步骤如下：
根据冲压工艺设计给定的拉延凸模轮廓线，确定拉延凸模部件与压料圈部件之间的分界，即拉延模凸模轮廓线将拉延模具分解为拉延凸模和压料圈，拉延模下模凸模轮廓线以里的部分属于凸模部件，拉延模下模凸模轮廓线以外的部分属于压料圈部件；
根据激光拼焊不等料厚产品基准侧料厚指示，拉延模凸模部件处的加工偏置量设定为0mm，激光拼焊不等料厚产品非料厚基准侧的拉延模凹模部件处型面加工数据的加工偏置量则为初始板料不等料厚区各自料厚。
当激光拼焊不等料厚产品拉延工序最终收料线边界的趋势为从厚板料侧向薄板料侧滑移，拉延凹模部件的凸模轮廓线以里区域型面加工数据设计的不等料厚分界线按Autoform分析软件输出的拉延最终收料线边界向薄料侧偏10mm，拉延凹模部件的凸模轮廓线以外区域型面按激光拼焊不等料厚产品初始板料不等料厚分界线向薄料侧偏10mm；
当激光拼焊不等料厚产品拉延工序最终收料线边界的趋势为从薄板料侧向厚板料侧滑移，拉延凹模部件的凸模轮廓线以里区域型面加工数据设计的不等料厚分界线按Autoform分析软件输出的拉延最终收料线边界向薄料侧偏10～15mm，拉延凹模部件的凸模轮廓线以外区域型面按激光拼焊不等料厚产品初始板料不等料厚分界线向薄料侧偏10mm。
4.根据权利要求1所述的激光拼焊不等料厚产品拉延模的不等料厚区加工数据处理方法，其特征在于，步骤四的具体步骤如下：
将激光拼焊不等料厚产品拉延模各部件型面加工数据与结构安装数据结合，若形成激光拼焊不等料厚产品拉延模各部件实体型面数据，即完成激光拼焊不等料厚产品拉延模的不等料厚区加工数据处理。
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