CN111210509B - 一种拉伸回弹后电机罩壳形状确定方法及装置 - Google Patents

一种拉伸回弹后电机罩壳形状确定方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种拉伸回弹后电机罩壳形状确定方法及装置，包括：根据材料成型工艺及电机罩壳结构参数，在XOZ平面内建立电机罩壳的拉伸二维模型；根据所述拉伸二维模型获得电机罩壳的半剖二维模型，对所述半剖二维模型进行分段，获得多个分段模型；对每一所述分段模型进行运算，获得每一所述分段模型的周向回弹量及径向回弹量；结合所述周向回弹量及所述径向回弹量对每一所述分段模型进行运算，获得电机罩壳的回弹二维模型；对所述回弹二维模型进行沿Z轴旋转，获得电机罩壳的回弹三维模型。旨在建立拉伸电机罩壳回弹后三维模型，直观反映电机罩壳形状特征，方便测量工件尺寸和误差，可以为材料成形工艺设计和模具设计提供参考。

Description

一种拉伸回弹后电机罩壳形状确定方法及装置
技术领域
本发明涉及电机罩壳回弹领域，特别涉及一种拉伸回弹后电机罩壳形状确定方法及装置。
背景技术
在现有技术中，一般采用CAE软件或者实验法模拟电机罩壳拉伸过程，获得径向和周向的应力、弹性应变，回弹后残余应变和变形，预测回弹后形状和精度，建立拉深形状尺寸与拉深回弹形状尺寸之间的联系指导拉伸工艺设计，但是CAE建模难度大，成本高，效率底，精度差，或采用实验样法，采用技术测量方法测量电机罩壳拉伸回弹后形状和精度，逆向求回弹量，建立拉伸形状尺寸与拉深回弹形状尺寸之间的联系，实验成本高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种拉伸回弹后电机罩壳形状确定方法及装置，旨在建立拉伸电机罩壳回弹后三维模型，直观反映电机罩壳形状特征，方便测量工件尺寸和误差，可以为材料成形工艺设计和模具设计提供参考。
本发明第一实施例提供了一种拉伸回弹后电机罩壳形状确定方法，包括：
根据材料成型工艺及电机罩壳结构参数，在XOZ平面内建立电机罩壳的拉伸二维模型；
根据所述拉伸二维模型获得电机罩壳的半剖二维模型，对所述半剖二维模型进行分段，获得多个分段模型；
对每一所述分段模型进行运算，获得每一所述分段模型的周向回弹量及径向回弹量；
结合所述周向回弹量及所述径向回弹量对每一所述分段模型进行运算，获得电机罩壳的回弹二维模型；
对所述回弹二维模型进行沿Z轴旋转，获得电机罩壳的回弹三维模型。
优选地，所述电机罩壳机构参数包括：转角半径、电机罩壳高度及电机罩壳半径。
优选地，所述对每一所述分段模型进行运算，获得每一所述分段模型的周向回弹量及径向回弹量，具体为：
定义i为第i分段模型，根据径向回弹量公式
Figure BDA0002369150160000021
获得第i分段模型的径向回弹量，根据轴向回弹量公式
Figure BDA0002369150160000022
获得第i分段模型的周向回弹量，其中，所述εe为收缩率，所述
Figure BDA0002369150160000023
为收第i分段模型的弧长。
优选地，所述结合所述周向回弹量及所述径向回弹量对每一所述分段模型进行运算，获得电机罩壳的回弹二维模型，具体为：
当i＝1时，将第一所述分段模型的第二端点回弹至第一回弹点，其中，所述第一回弹点为以第一所述分段模型的第二端点为圆心，以R11为半径画圆，与X轴靠近原点的交点位置；
当i≠1时，将第i所述分段模型平移使第i所述分段模型的第一端点与第i-1回弹点重合，获得第i回弹点，其中，所述第i回弹点为以第i所述分段模型的第二端点为圆心，以R1i为半径画圆，与距z轴R2i处的z轴平行线靠近原点的交点，依次连接每一回弹点，获得电机罩壳的回弹二维模型。
优选地，所述i的取值范围为1≤i≤5。
本发明第二实施例提供一种拉伸回弹后电机罩壳形状确定装置，包括：
拉伸二维模型建立装置，用于根据材料成型工艺及电机罩壳结构参数，在XOZ平面内建立电机罩壳的拉伸二维模型；
分段模型获取装置，用于根据所述拉伸二维模型获得电机罩壳的半剖二维模型，对所述半剖二维模型进行分段，获得多个分段模型；
回弹量获取单元，用于对每一所述分段模型进行运算，获得每一所述分段模型的周向回弹量及径向回弹量；
回弹二维模型获取单元，用于结合所述周向回弹量及所述径向回弹量对每一所述分段模型进行运算，获得电机罩壳的回弹二维模型；
回弹三维模型获取单元，用于对所述回弹二维模型进行沿Z轴旋转，获得电机罩壳的回弹三维模型。
优选地，所述电机罩壳机构参数包括：转角半径、电机罩壳高度及电机罩壳半径。
优选地，所述回弹量获取单元具体用于：
定义i为第i分段模型，根据径向回弹量公式
Figure BDA0002369150160000031
获得第i分段模型的径向回弹量，根据轴向回弹量公式
Figure BDA0002369150160000032
获得第i分段模型的周向回弹量，其中，所述εe为收缩率，所述
Figure BDA0002369150160000033
为收第i分段模型的弧长。
优选地，所述回弹二维模型获取单元具体用于：
当i＝1时，将第一所述分段模型的第二端点回弹至第一回弹点，其中，所述第一回弹点为以第一所述分段模型的第二端点为圆心，以R11为半径画圆，与X轴靠近原点的交点位置；
当i≠1时，将第i所述分段模型平移使第i所述分段模型的第一端点与第i-1回弹点重合，获得第i回弹点，其中，所述第i回弹点为以第i所述分段模型的第二端点为圆心，以R1i为半径画圆，与距z轴R2i处的z轴平行线靠近原点的交点，依次连接每一回弹点，获得电机罩壳的回弹二维模型。
优选地，所述i的取值范围为1≤i≤5。
基于本发明的一种拉伸回弹后电机罩壳形状确定方法及装置，通过先建立拉伸二维模型，对其半剖二维模型进行分段，根据电机罩壳机构参数转角半径、电机罩壳高度及电机罩壳半径，计算出每一段的弧长，计算每一段的周向回弹量及径向回弹量，将后一段整体平移使得其第一端点移动至上一段第二端点的回弹点，即可获得整个半剖二维模型的回弹点位置，回弹点依次连接，获得半剖二维模型，并对半剖二维模型进行绕z轴旋转，获得电机罩壳的回弹二维模型，直观的反映电机罩壳形状特征，方便测量工件尺寸和误差，可以为材料成形工艺设计和模具设计提供参考。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的种拉伸回弹后电机罩壳形状确定方法流程示意图；
图2是本发明提供的电机罩壳的拉伸二维模型示意图；
图3是本发明提供的电机罩壳的半剖二维模型示意图；
图4是本发明提供的电机罩壳的回弹二维模型的过程示意图；
图5是本发明提供的电机罩壳的回弹三维模型示意图；
图6是本发明第二实施例提供的种拉伸回弹后电机罩壳形状确定装置模块示意图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
本发明提供了一种拉伸回弹后电机罩壳形状确定方法及装置，旨在建立拉伸电机罩壳回弹后三维模型，直观反映电机罩壳形状特征，方便测量工件尺寸和误差，可以为材料成形工艺设计和模具设计提供参考。
请参阅图1及图2，本发明第一实施例提供了一种拉伸回弹后电机罩壳形状确定方法，包括：
S101，根据材料成型工艺及电机罩壳结构参数，在XOZ平面内建立电机罩壳的拉伸二维模型；所述电机罩壳机构参数包括：转角半径r、电机罩壳高度H及电机罩壳半径D。
S102，请参阅图3，根据所述拉伸二维模型获得电机罩壳的半剖二维模型，对所述半剖二维模型进行分段，获得多个分段模型；
将所述半剖二维模分为五段，为OA1,A1A2,A2A3,A3A4,A4A5。
S103，对每一所述分段模型进行运算，获得每一所述分段模型的周向回弹量及径向回弹量；
定义i为第i分段模型，分析拉深合模和开模回弹的工艺和力学过程，并根据径向回弹量公式
Figure BDA0002369150160000061
获得第i分段模型的径向回弹量，根据轴向回弹量公式
Figure BDA0002369150160000062
获得第i分段模型的周向回弹量，其中，所述εe为收缩率，所述
Figure BDA0002369150160000063
为收第i分段模型的弧长。
需要说明的是，所述εe取1/1000，但不仅限于此，
在本实施例中，所述i的取值范围为1≤i≤5，将所述半剖二维模型分成五段，分别对这五段的进行运算，获取其周向及径向回弹量，在其他实施例中，i的取值范围还可以是1≤i≤6，获其他范围，可以根据实际情况对应设置，这里不做具体限定，但这些方案均在本发明的保护范围内。
S104，结合所述周向回弹量及所述径向回弹量对每一所述分段模型进行运算，获得电机罩壳的回弹二维模型；
当i＝1时，将第一所述分段模型的第二端点回弹至第一回弹点，其中，所述第一回弹点为以第一所述分段模型的第二端点为圆心，以R11为半径画圆，与X轴靠近原点的交点位置；
当i≠1时，将第i所述分段模型平移使第i所述分段模型的第一端点与第i-1回弹点重合，获得第i回弹点，其中，所述第i回弹点为以第i所述分段模型的第二端点为圆心，以R1i为半径画圆，与距z轴R2i处的z轴平行线靠近原点的交点，依次连接每一回弹点，获得电机罩壳的回弹二维模型。
需要说明的是，第一所述分段模型的第一端点为原点，其回弹时位置不变，每一段回弹点为每一段第二端点的回弹点，第一回弹点为第一段第二端点的回弹点，分段模型OA1,A1A2,A2A3,A3A4,A4A5的回弹位置为OT21，T21T22，T22T23，T23T24,T24T25。
请参阅图4,当i＝1时，为求第一回弹点，即T21点，以第一分段模型的第二端点A1为圆心，以A1点径向收缩量R11为半径画圆，与X轴靠近原点的交点T21位置，为第一回弹点。
当i≠1时，将第二分段模型A1A2从A1点平移到T21点，获得T21T12轮廓，以T12为圆心，R12为半径画弧，与距z轴R22处的z轴平行线靠近原点的交点T22，为第二回弹点。
将第三分段模型A2A3从A2点平移到T22点，获得T22T13轮廓，以T13为圆心，R13为半径画弧，与距z轴R23处的z轴平行线靠近原点的交点T23，为第三回弹点。
将第四分段模型A3A4从A3点平移到T23点，获得T23T14轮廓，以T14为圆心，R14为半径画弧，与距z轴R24处的z轴平行线靠近原点的交点T24，为第四回弹点。
将第五分段模型A4A5从A4点平移到T24点，获得T24T15轮廓，以T15为圆心，R15为半径画弧，与距z轴R25处的z轴平行线靠近原点的交点T25，为第五回弹点。
用直线连接OT21，用样条曲线连接T21,T22,T23,T24四点，用直线连接T24T25得到回弹后轮廓。
S105，对所述回弹二维模型进行沿Z轴旋转，获得电机罩壳的回弹三维模型，如图5所示。
下表为最终的电机罩壳拉深回弹后造型方案与结果案例；
Figure BDA0002369150160000081
请参阅图6，本发明第二实施例提供一种拉伸回弹后电机罩壳形状确定装置，包括：
拉伸二维模型建立装201，用于根据材料成型工艺及电机罩壳结构参数，在XOZ平面内建立电机罩壳的拉伸二维模型；
分段模型获取装置202，用于根据所述拉伸二维模型获得电机罩壳的半剖二维模型，对所述半剖二维模型进行分段，获得多个分段模型；
回弹量获取单元203，用于对每一所述分段模型进行运算，获得每一所述分段模型的周向回弹量及径向回弹量；
回弹二维模型获取单元204，用于结合所述周向回弹量及所述径向回弹量对每一所述分段模型进行运算，获得电机罩壳的回弹二维模型；
回弹三维模型获取单元205，用于对所述回弹二维模型进行沿Z轴旋转，获得电机罩壳的回弹三维模型。
优选地，所述电机罩壳机构参数包括：转角半径、电机罩壳高度及电机罩壳半径。
优选地，所述回弹量获取单元具体用于：
定义i为第i分段模型，根据径向回弹量公式
Figure BDA0002369150160000091
获得第i分段模型的径向回弹量，根据轴向回弹量公式
Figure BDA0002369150160000092
获得第i分段模型的周向回弹量，其中，所述εe为收缩率，所述
Figure BDA0002369150160000093
为收第i分段模型的弧长。
优选地，所述回弹二维模型获取单元具体用于：
当i＝1时，将第一所述分段模型的第二端点回弹至第一回弹点，其中，所述第一回弹点为以第一所述分段模型的第二端点为圆心，以R11为半径画圆，与X轴靠近原点的交点位置；
当i≠1时，将第i所述分段模型平移使第i所述分段模型的第一端点与第i-1回弹点重合，获得第i回弹点，其中，所述第i回弹点为以第i所述分段模型的第二端点为圆心，以R1i为半径画圆，与距z轴R2i处的z轴平行线靠近原点的交点，依次连接每一回弹点，获得电机罩壳的回弹二维模型。
优选地，所述i的取值范围为1≤i≤5。
基于本发明的一种拉伸回弹后电机罩壳形状确定方法及装置，通过先建立拉伸二维模型，对其半剖二维模型进行分段，根据电机罩壳机构参数转角半径、电机罩壳高度及电机罩壳半径，计算出每一段的弧长，计算每一段的周向回弹量及径向回弹量，将后一段整体平移使得其第一端点移动至上一段第二端点的回弹点，即可获得整个半剖二维模型的回弹点位置，回弹点依次连接，获得半剖二维模型，并对半剖二维模型进行绕z轴旋转，获得电机罩壳的回弹二维模型，直观的反映电机罩壳形状特征，方便测量工件尺寸和误差，可以为材料成形工艺设计和模具设计提供参考。
本发明第三实施例提供了一种拉伸回弹后电机罩壳形状确定设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置由所述处理执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任意一项所述的一种拉伸回弹后电机罩壳形状确定方法。
本发明第四实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，例如拉伸回弹后电机罩壳形状确定的测量程序。其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述第一实施例中所述的拉伸回弹后电机罩壳形状确定方法。
示例性地，本发明第三实施例和第四实施例中所述的计算机程序可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述实现一种拉伸回弹后电机罩壳形状确定设备中的执行过程。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所一种拉伸回弹后电机罩壳形状确定方法的控制中心，利用各种接口和线路连接整个所述实现一种拉伸回弹后电机罩壳形状确定方法的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现基于物联网的物品追踪方法的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、文字转换功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、文字消息数据等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘、智能存储卡(Smart Media Card,SMC)、安全数字(SecureDigital,SD)卡、闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述实现一种拉伸回弹后电机罩壳形状确定设备的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一个计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种拉伸回弹后电机罩壳形状确定方法，其特征在于，包括：
根据材料成型工艺及电机罩壳结构参数，在XOZ平面内建立电机罩壳的拉伸二维模型；
根据所述拉伸二维模型获得电机罩壳的半剖二维模型，对所述半剖二维模型进行分段，获得多个分段模型；
对每一所述分段模型进行运算，获得每一所述分段模型的周向回弹量及径向回弹量，具体为：
定义i为第i分段模型，根据径向回弹量公式
Figure FDA0003699707160000011
获得第i分段模型的径向回弹量，根据轴向回弹量公式
Figure FDA0003699707160000012
获得第i分段模型的周向回弹量，其中，所述εe为收缩率，所述
Figure FDA0003699707160000013
为收第i分段模型的弧长，所述i的取值范围为1≤i≤5；
结合所述周向回弹量及所述径向回弹量对每一所述分段模型进行运算，获得电机罩壳的回弹二维模型，具体为：
当i＝1时，将第一所述分段模型的第二端点回弹至第一回弹点，其中，所述第一回弹点为以第一所述分段模型的第二端点为圆心，以R11为半径画圆，与X轴靠近原点的交点位置；
当i≠1时，将第i所述分段模型平移使第i所述分段模型的第一端点与第i-1回弹点重合，获得第i回弹点，其中，所述第i回弹点为以第i所述分段模型的第二端点为圆心，以R1i为半径画圆，与距Z 轴R2i处的Z 轴平行线靠近原点的交点，依次连接每一回弹点，获得电机罩壳的回弹二维模型；
对所述回弹二维模型进行沿Z轴旋转，获得电机罩壳的回弹三维模型。
2.根据权利要求1所述的一种拉伸回弹后电机罩壳形状确定方法，其特征在于，所述电机罩壳结构参数包括：转角半径、电机罩壳高度及电机罩壳半径。
3.一种拉伸回弹后电机罩壳形状确定装置，其特征在于，包括：
拉伸二维模型建立装置，用于根据材料成型工艺及电机罩壳结构参数，在XOZ平面内建立电机罩壳的拉伸二维模型；
分段模型获取装置，用于根据所述拉伸二维模型获得电机罩壳的半剖二维模型，对所述半剖二维模型进行分段，获得多个分段模型；
回弹量获取单元，用于对每一所述分段模型进行运算，获得每一所述分段模型的周向回弹量及径向回弹量，所述回弹量获取单元具体用于：
定义i为第i分段模型，根据径向回弹量公式
Figure FDA0003699707160000021
获得第i分段模型的径向回弹量，根据轴向回弹量公式
Figure FDA0003699707160000022
获得第i分段模型的周向回弹量，其中，所述εe为收缩率，所述
Figure FDA0003699707160000023
为收第i分段模型的弧长，所述i的取值范围为1≤i≤5；
回弹二维模型获取单元，用于结合所述周向回弹量及所述径向回弹量对每一所述分段模型进行运算，获得电机罩壳的回弹二维模型，具体用于：
当i＝1时，将第一所述分段模型的第二端点回弹至第一回弹点，其中，所述第一回弹点为以第一所述分段模型的第二端点为圆心，以R11为半径画圆，与X轴靠近原点的交点位置；
当i≠1时，将第i所述分段模型平移使第i所述分段模型的第一端点与第i-1回弹点重合，获得第i回弹点，其中，所述第i回弹点为以第i所述分段模型的第二端点为圆心，以R1i为半径画圆，与距Z 轴R2i处的Z 轴平行线靠近原点的交点，依次连接每一回弹点，获得电机罩壳的回弹二维模型；
回弹三维模型获取单元，用于对所述回弹二维模型进行沿Z轴旋转，获得电机罩壳的回弹三维模型。
4.根据权利要求3所述的一种拉伸回弹后电机罩壳形状确定装置，其特征在于，所述电机罩壳结构参数包括：转角半径、电机罩壳高度及电机罩壳半径。
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