CN114386161A - 使用初始模具和一系列二次模具制造车辆面板的方法 - Google Patents

使用初始模具和一系列二次模具制造车辆面板的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114386161A
CN114386161A CN202111218625.1A CN202111218625A CN114386161A CN 114386161 A CN114386161 A CN 114386161A CN 202111218625 A CN202111218625 A CN 202111218625A CN 114386161 A CN114386161 A CN 114386161A
Authority
CN
China
Prior art keywords
panel
nth
mold
geometry
initial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111218625.1A
Other languages
English (en)
Inventor
伊万格洛斯·利亚西
黄�良
沈益农
J·康
R·V·德根哈特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Publication of CN114386161A publication Critical patent/CN114386161A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/15—Vehicle, aircraft or watercraft design
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/10—Die sets; Pillar guides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00—Making other particular articles
    • B21D53/88—Making other particular articles other parts for vehicles, e.g. cowlings, mudguards
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G06F30/23—Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2113/00—Details relating to the application field
    • G06F2113/22—Moulding
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2113/00—Details relating to the application field
    • G06F2113/24—Sheet material
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/14—Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G06F30/25—Design optimisation, verification or simulation using particle-based methods
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G06F30/27—Design optimisation, verification or simulation using machine learning, e.g. artificial intelligence, neural networks, support vector machines [SVM] or training a model
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G06F30/28—Design optimisation, verification or simulation using fluid dynamics, e.g. using Navier-Stokes equations or computational fluid dynamics [CFD]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49758—During simulated operation or operating conditions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

本公开提供了“使用初始模具和一系列二次模具制造车辆面板的方法”。所述方法包括依次定义一系列二次模具的多维模型。所述方法包括模拟第n个在前面板的几何形状，基于第n个在前面板的模拟几何形状定义第n个二次模具的多维模型，模拟第n个二次模具在第n个在前面板上的操作以确定第(n+1)个在前面板的几何形状，以及确定模拟第(n+1)个在前面板几何形状与目标在前面板几何形状之间的偏差。如果偏差在公差之外，则所述方法包括迭代地：调整第n个二次模具的多维模型，模拟其操作以确定第(n+1)个在前面板的经调整的模拟几何形状，以及确定第(n+1)个在前面板的经调整的模拟几何形状与目标第(n+1)个在前面板几何形状之间的偏差，直到偏差在公差极限内为止。

Description

使用初始模具和一系列二次模具制造车辆面板的方法
技术领域
本公开涉及一种通过一系列金属板冲压操作制造车辆面板的方法。
背景技术
本部分中的陈述仅提供了与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。
冲压是一种制造过程，其通常包括将金属板放入冲压机中，其中冲压机的模具表面将金属板成形为期望的形状。通常，冲压机包括被称为模具柱的固定工具，所述固定工具附接到压机座。对于汽车面板，冲压过程通常包括初始拉模操作，其中产生面板的一般形状，以及二次成形操作(也称为线模操作)所在的一个或多个二次工位，在二次成形操作中去除多余材料和/或执行附加的成形以便产生期望的最终面板形状。因此，二次模具可以执行二次切边和/或成形操作。通常，来自一个工位的传出面板成为下一个工位的传入面板。
最终面板的准确度至少部分地由定义在何处切割金属板的切边线的准确度以及由被引入到所述二次成形模具中的任何成形特征(例如，凹陷、凸缘等)形成的所得尺寸来确定。最终面板的准确度还很大程度上取决于在每个二次工位处的面板上完成工作之前传入面板与该工位的模具柱的配合程度有多好。
影响面板与二次成形模具的柱的配合程度的主要因素之一尤其是面板回弹。目前，大多数模具都构造有“标称”模具面。换句话说，即使传入面板由于重力、支撑位置、来自前一操作的面板中的内部应力等而不具有该几何形状，模具面也与产品设计意图相同。该偏差可能导致最终面板偏离设计的几何形状，并且需要在返工循环中进行额外的重新切割以改正最终面板中的偏差。
本公开解决了与冲压操作相关联的这些偏差和其他问题。
发明内容
本部分提供了对本公开的总体概述，而不是其全部范围或其所有特征的全面公开。
根据一种形式，一种使用初始模具和一系列二次模具制造车辆面板的方法包括依次定义所述一系列二次模具的多维模型，其中n基于所述一系列二次模具中的二次模具的数量。对于第n个二次模具，依次定义多维模型包括：生成第n个在前面板的模拟几何形状，基于所述第n个在前面板的所述模拟几何形状限定所述第n个二次模具的多维模型，模拟在所述第n个在前面板上操作的所述第n个二次模具的操作以确定第(n+1)个在前面板的模拟几何形状，以及确定所述第(n+1)个在前面板的所述模拟几何形状与目标第(n+1)个在前面板几何形状之间的偏差。响应于所述偏差在公差极限之外，所述方法还包括迭代地调整所述第n个二次模具的所述多维模型的几何形状，利用所述经调整的几何形状在所述第n个在前面板上模拟所述第n个二次模具的操作以确定所述第(n+1)个在前面板的经调整的模拟几何形状，以及确定所述第(n+1)个在前面板的所述经调整的模拟几何形状与所述目标第(n+1)个在前面板几何形状之间的偏差，直到所述偏差在所述公差极限内为止。响应于所述偏差在所述公差内，所述方法还包括作为响应而存储所述第n个二次模具的所述多维模型。
根据各种替代形式：所述方法还包括输出所述一系列二次模具的所述多维模型；模拟在所述第n个在前面板上操作的所述第n个二次模具输出偏差矢量场；所述方法还包括将所述偏差矢量场转换为第(n+1)个二次模具的数字三维模型；所述公差极限为+/-0.5mm；所述初始模具是拉伸模具；所述方法还包括由所述一系列二次模具的所述存储的多维模型形成物理模具；所述方法还包括在物理金属板上依次操作所述物理模具，直到所述物理金属板成形为对应于实际的最终车辆面板的几何形状为止；模拟在所述第n个在前面板上操作的所述第n个二次模具包括有限元分析；所述第n个二次模具的所述多维模型由第一计算机程序生成，并且所述模拟在所述第n个在前面板上操作的所述第n个二次模具由第二计算机程序执行；所述方法还包括将来自所述第一计算机程序的输出转换成所述第二计算机程序可读的格式，以及将来自所述第一计算机程序的所述经转换的输出提供给所述第二计算机程序；所述第一计算机程序是有限元分析软件，并且所述第二计算机程序是计算机辅助设计(CAD)多维建模软件；所述方法还包括执行在金属板上操作的所述初始模具的模拟以形成初始在前面板，其中在所述金属板上操作的所述初始模具的所述模拟考虑所述金属板的自由状态回弹，并且对于n＝1，确定所述第n个在前面板的所述模拟几何形状；在所述金属板上操作的所述初始模具的所述模拟考虑作用在所述金属板上的重力；对于第一在前面板，所述第一在前面板的所生成的模拟几何形状对应于通过在金属板上操作所述初始模具而产生的面板几何形状；所述方法还包括在金属板上物理地操作所述初始模具以形成初始在前面板，以及扫描所述初始在前面板，其中当n＝1时，基于对所述初始在前面板的所述扫描生成所述第n个在前面板的所述模拟几何形状。
在另一种形式中，一种使用初始模具和一系列二次模具制造车辆面板的方法包括：(a)生成与通过在金属板上操作所述初始模具而产生的面板几何形状对应的第n个在前面板的模拟几何形状；(b)基于所述第n个在前面板的所述模拟几何形状来定义第n个二次模具的多维模型，其中n基于二次模具的数量；(c)模拟在所述第n个在前面板上操作的所述第n个二次模具的操作，以确定第(n+1)个在前面板的模拟几何形状；(d)确定在所述第(n+1)个在前面板的所述模拟几何形状与目标第(n+1)个在前面板几何形状之间的偏差；(e)响应于所述偏差在公差极限之外，调整所述第n个二次模具的所述多维模型的几何形状并重复步骤(c)至(e)；以及(f)响应于所述偏差在所述公差内，针对n＝(n+1)重复步骤(b)至(e)以生成所述一组二次模具的一组多维模型。
根据各种替代形式：生成所述第n个面板的所述模拟几何形状还包括：在所述金属板上操作所述初始模具以形成物理在前面板并扫描所述物理在前面板，以及扫描所述物理在前面板以生成所述第n个面板的所述模拟几何形状；所述方法还包括模拟所述初始模具在所述金属板上操作形成所述第n个在前面板，以考虑所述金属板的自由状态回弹，以生成所述第n个在前面板的所述模拟几何形状；响应于所述偏差在所述公差内，重复步骤(f)，直到最终车辆面板被模拟为在所述公差极限内为止。
根据本文中提供的描述，另外的适用领域将变得显而易见。应理解，描述和具体示例仅意图用于说明目的，并且不意图限制本公开的范围。
附图说明
为了可以很好地理解本公开，现在将参考附图通过举例的方式描述本公开的各种形式，在附图中：
图1是根据本公开的教导的用于将金属板形成为成品面板的一系列连续冲压操作的示意图；
图2是图1的连续冲压操作的一组二次模具之间的在前面板的一部分的示意性横截面视图，示出了处于打开位置的二次模具；
图3是图2的一组二次模具的示意性横截面视图，其被示出为处于闭合位置以从图2的在前面板形成随后的在前面板；
图4是图3的随后在前面板的一部分的示意性横截面视图，以虚线示出了在前面板的回弹；
图5是从图2和图3的一组二次模具输出的在前面板的一部分的示意性横截面视图，其被示出为在图1的连续冲压操作的处于打开位置的随后的二次模具组之间；
图6是图5的一组二次模具的示意性横截面视图，其被示出为处于闭合位置以从图5的在前面板形成随后的在前面板；
图7是从图6的一组二次模具输出的在前面板的一部分的示意性横截面视图，其被示出为在图1的连续冲压操作的处于打开位置的随后的二次模具组之间；
图8是图7的一组二次模具的示意性横截面视图，其被示出为处于闭合位置以从图7的在前面板形成成品车辆面板；
图9是根据本公开的教导的制造车辆面板的方法的流程图；以及
图10是用于图9的方法中的示例性系统的示意图。
本文中描述的附图仅用于说明目的，而非意图以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
以下描述本质上仅仅是示例性的并且不意图限制本公开、应用或用途。应理解，贯穿附图，对应的附图标记指示相似或对应的零件和特征。
参考图1，示出了将金属的板14(“金属板14”)形成为成品车辆面板18的一系列连续冲压操作10。一系列连续冲压操作10以第一模具工位开始，其中金属板14被插入一组初始模具26之间。初始模具26可以执行拉伸、切边或组合拉伸和切边操作以形成初始在前面板(图1中未具体示出)。初始在前面板可以具有成品车辆面板18的一般形状，但是没有由具有二次模具组的连续二次模具工位34产生的各种特征，诸如突起、凹坑、凸缘等。在所提供的示例中，二次模具工位34的连续组包括具有一组初始二次模具38的第一工位、具有一组最终二次模具42的最终工位以及具有依次介于初始二次模具38与最终二次模具42之间的中间二次模具(未具体示出)的预定数量的中间工位。例如，二次模具可以执行任何合适的二次成形操作，诸如二次拉伸、切边或拉伸和切边操作的组合。在所提供的示例中，成品车辆面板18是汽车的发动机罩，但是可以形成其他类型的车辆面板，诸如例如车门面板、车身面板、车顶面板。因此，术语“在前面板”是指在初始模具26之后但在最终二次模具42对其执行工作之前的状态的面板。换句话说，“在前面板”是指在成为成品车辆面板18之前的面板。因此，初始在前面板(例如，在下面描述的方法中，n＝1)是来自初始模具26的传出面板和用于初始二次模具38的传入面板。同样地，第二在前面板(例如，在下面描述的方法中，n＝2)是来自初始二次模具38的传出面板和用于第二组二次模具(图1中未具体示出)的传入面板。因此，第n个在前面板是来自第(n-1)个二次模具的传出面板和用于第n个二次模具的传入面板，其中n基于二次模具的数量，其中n最终是最终二次模具42。
参考图2和图3，以初始二次模具38的一部分之间的横截面示出了初始在前面板210的一部分(即，来自初始模具26的传出面板和用于图1的初始二次模具38的传入面板)。初始二次模具38包括下模具面214和上模具面218，所述下模具面和上模具面限定要冲压到初始在前面板210中以形成随后的在前面板226的表面轮廓(例如，弯曲222)，所述随后的在前面板在该示例中是第二在前面板(例如，n＝2)并且是初始二次模具38(例如，n＝1模具)的传出面板和下一组模具(例如，n＝2模具)的传入面板。另外或替代地，二次切边操作可以由二次模具38完成。图2示出了处于打开位置的初始二次模具38，并且图3示出了处于闭合位置的初始二次模具38。
参考图4，在初始二次模具38返回到打开位置并且随后的在前面板226被移除之后，随后的在前面板226中的弯曲222相对于它们在初始二次模具38闭合时的位置(如图4中的实线所示)可以不同(如图4中的虚线所示)。这种差异可能是由于诸如回弹(例如，内部应力)以及在零件处于其自由状态(即，不再由初始二次模具38支撑)后作用在零件上的重力等因素引起。
参考图5和图6，以后续的二次模具510的一部分之间的横截面示出了随后的在前面板226的一部分(即，来自图2和图3的初始二次模具38的传出面板)。二次模具510包括下模具面514和上模具面518，所述下模具面和上模具面限定要冲压到随后的在前面板226中以形成又一个随后的在前面板526的表面轮廓(例如，弯曲522)，所述又一个随后的在前面板在该示例中是第三在前面板(例如，n＝3)并且是第二二次模具38(例如，n＝2模具)的传出面板和下一组模具(例如，n＝3模具)的传入面板。另外或替代地，二次切边操作可以由二次模具510完成。图5示出了处于打开位置的二次模具510，并且图6示出了处于闭合位置的二次模具510。类似于图4，在二次模具510返回到打开位置并且随后的在前面板526被移除之后，随后的在前面板526中的弯曲522相对于它们在二次模具510中时的位置可以不同。
参考图7和图8，以后续的二次模具710的一部分之间的横截面示出了随后的在前面板526的一部分(即，来自图5和图6的二次模具510的传出面板)。二次模具包括下模具面714和上模具面718，所述下模具面和上模具面限定待冲压到随后的在前面板526中以形成成品车辆面板18的表面轮廓(例如，弯曲722)。另外或替代地，二次切边操作可以由二次模具710完成。虽然二次模具710的输入被描述为图5和图6的二次模具510的输出，但是可以在二次模具510(图5和图6)与二次模具710之间依次使用二次模具(例如，第n个二次模具，未具体示出)的附加组以形成附加的弯曲(未具体示出)。图7示出了处于打开位置的二次模具710，并且图8示出了处于闭合位置的二次模具710。类似于图4，在二次模具710返回到打开位置并且随后的成品车辆面板18被移除之后，随后的成品车辆面板18中的弯曲722相对于它们在二次模具710中时的位置可以不同。
参考图9，以流程图的形式示出了制造车辆面板的方法910。在一种形式中，方法910开始于步骤914，在步骤914处，定义初始模具26(图1)的模型。初始模具26的模型是初始模具26的多维(例如，三维)计算机化(例如，数字)模型。在一种形式中，初始模具26的模型在计算机辅助设计(CAD)软件程序中开发为初始模具26或至少初始模具26的模具面的三维CAD模型。
然后，所述方法在步骤918处进行以使用有限元分析(FEA)来模拟初始模具26在金属板14上的操作以形成初始在前面板210。在一种形式中，将初始模具26的模具面的几何形状从CAD软件导出为可由单独的FEA软件程序使用的格式，然后导入到FEA软件程序中。诸如金属板14和初始模具26的材料性质等参数也可以输入到FEA软件程序中。FEA软件可以考虑金属板14的回弹，并且可以考虑其他参数，诸如作用在金属板14上的重力。在另一种形式中，可以扫描初始模具26的物理面并将其转换成FEA软件可用的格式并导入其中。
在步骤922处，所述方法使用FEA软件生成初始在前面板210(即，当n＝1时的第n个在前面板)的模拟几何形状。初始在前面板210是在步骤918处由初始模具26的操作产生的金属板14的几何形状。由FEA软件使用和输出的几何形状可能是CAD软件不能直接使用的形式，并且可能具有适合于制造物理模具的CAD模型所需的几何形状的相对较低的分辨率。因此，可以将初始在前面板210的几何形状转换成供CAD软件使用的几何形状。
在替代配置中，代替步骤914和918，可以在步骤926处操作物理初始模具26以形成实际的初始在前面板210。在步骤930处，可以从初始模具26移除初始在前面板210并进行扫描(即，使用任何合适的多维扫描仪(例如，三维扫描仪)，诸如激光扫描仪、白光扫描仪、蓝光扫描仪、接触式扫描仪、摄影测量扫描仪等)。然后，在步骤922处使用步骤930的扫描的初始在前面板210来生成初始在前面板210的模拟几何形状。步骤914和918以及步骤926和930是用于达到初始在前面板的模拟几何形状的替代方案，并且因此在图9中以虚线示出。
在步骤934处，定义初始二次模具38(即，第n个二次模具，其中n＝1)的模型。模型可以由CAD软件定义。初始二次模具38的模型基于初始在前面板210的模拟几何形状和目标随后在前面板的几何形状来定义。然后将初始二次模具38的几何形状转换成FEA软件可用的格式并导入到FEA软件中。
在步骤938处，对初始二次模具38在初始在前面板210上操作形成随后在前面板进行模拟。可以通过FEA软件来模拟所述操作。
在步骤942处，生成随后的或在该示例中为第二在前面板226(即，第(n+1)个在前面板)的模拟几何形状。随后在前面板226的模拟几何形状可以由FEA软件生成。随后在前面板226是在步骤938处由初始二次模具38的模拟操作产生的金属板14的几何形状。
在步骤946处，确定随后在前面板226的模拟几何形状与目标随后在前面板的几何形状之间的偏差。该偏差可以由FEA软件确定。在一种形式中，偏差被输出为偏差矢量场。
在步骤950处，检查偏差以确定其是否在预定的可接受公差极限内。如果偏差不在可接受的公差极限内，则所述方法前进到步骤954。例如，可以检查偏差矢量场以确定其中的任何矢量是否超过公差。
在步骤954处，基于偏差来调整第n个二次模具(在该特定示例中为初始二次模具38)的模型的几何形状。在一种形式中，偏差矢量场可以转换成数字三维模型。在一种形式中，可以通过数字化变形来转换矢量场。转换还可以包括基于经验或其他标准来手动地使数字化模型变形。可以使用CAD软件基于偏差来调整第n个二次模具的模型。调整可以使用变形技术来完成，所述变形技术诸如在Liang Zhou的“制造工艺设计、评估和控制的功能性渐变”，2010中所描述，其全部内容以引用方式并入本文。因此，调整可以考虑目标随后在前面板的几何形状、第n个二次模具的几何形状、随后在前面板226的模拟几何形状、以及材料性质。在调整之后，所述方法可以返回到步骤938。
然后，使用经调整的第n个二次模具在第n个在前面板上重复步骤938、942、946和950。重复步骤938、942、946和950，在步骤954处迭代地调整第n个二次模具的几何形状，直到偏差在公差极限内为止。在一种形式中，公差极限可以是+/-0.5毫米，但是可以使用其他极限。
一旦偏差在公差极限内后，方法910就前进到步骤958。在步骤958处，存储第n个二次模具的几何形状，诸如将其保存到数字存储装置(未示出)。在步骤958处，可以以CAD软件所使用的三维模型的格式存储第n个二次模具的几何形状。所述方法然后前进到步骤962。
在步骤962处，如果第n个二次模具不是最终二次模具(例如，n≠n最终，其中n最终是全部二次模具的数量)，则在步骤966处递增n，并且方法910返回到步骤922以迭代地定义二次模具34的连续组中的下一个二次模具的模型。如上所述，迭代地确定二次模具34的连续组中的每个二次模具的每个模型，直到成品车辆面板(例如，成品车辆面板18)的模拟几何形状在公差内并且所有二次模具的对应模型已经被存储为止。
方法910然后可以前进到步骤970。在步骤970处，输出二次模具的所存储的模型，然后在步骤974处，物理地形成二次模具。方法910前进到步骤978，其中可以在初始在前面板210上依次操作二次模具，直到产生成品车辆面板18为止。
参考图10，示意性地示出了在图9的方法中使用的示例性系统1010。系统1010可以包括计算机1014和被配置用于与计算机1014通信的至少一个输入/输出装置1018。虽然输入输出装置1018被示出为触摸屏显示器，但是输入/输出装置1018可以包括显示屏和单独的输入装置，诸如例如鼠标和键盘。计算机1014包括车辆面板制造模拟工具1022。车辆面板制造模拟工具1022包括可以由计算机1014执行的一个或多个数字程序。车辆面板制造模拟工具1022可以存储在计算机1014内的存储器装置(未具体示出)上。计算机1014可以远离输入/输出装置1018定位。
在所提供的示例中，车辆面板制造模拟工具1022包括多维模型生成器1026、冲压模拟器1030和模型调整生成器1034。在一种形式中，多维模型生成器1026、冲压模拟器1030和模型调整生成器1034是可单独执行的数字程序。在另一种形式中，多维模型生成器1026、冲压模拟器1030和模型调整生成器1034可以是共同数字程序内的单独模式。在又一种形式中，多维模型生成器1026、冲压模拟器1030可以是共同数字程序内的单独模式，并且模型调整生成器1034可以是可单独执行的数字程序。在再一种形式中，多维模型生成器1026和模型调整生成器1034可以是共同数字程序内的模式，并且冲压模拟器1030可以是可单独执行的数字程序。
计算机1014被配置为根据如上所述的图9的方法操作车辆面板制造模拟工具1022。多维模型生成器1026被配置为生成上面参考例如步骤914、922、934、958和970描述的模型。冲压模拟器1030可以是FEA程序，并且可以模拟模具的操作并输出偏差矢量场，如上面参考例如步骤918、938、942和946所述。模型调整生成器1034可以如上面参考例如步骤954所述来调整模型。车辆面板制造模拟工具1022可以被配置为在步骤950处确定偏差是否在公差内，可以在步骤958处存储模型，可以在步骤962处确定是否已经存储最终二次模具，并且可以在步骤970处输出模型。
本公开的方法减小了实际二次在前面板与目标二次在前面板之间的偏差，使得实际二次在前面板更完全地安置或嵌套在随后的二次模具上。实际二次在前面板与其对应的后续二次模具之间的改进的配合提高了由那些后续二次模具形成的二次特征的准确度。因此，可以减少二次模具的报废和返工。因此，本公开的方法可以减少开发时间，同时减小成品车辆面板与目标成品车辆面板之间的偏差。
如本文所使用的，术语“模型”是指多维计算机化(例如，数字)模型。如本文所使用的，术语“成品车辆面板”是指在最终冲压操作之后的面板，但是在将所述面板安装在车辆上之前仍然可以进行诸如机加工、弯曲、研磨、冲压、钻孔、焊接、涂覆、涂漆和其他操作等附加操作。
除非本文另有明确指示，否则指示机械/热属性、组成百分比、尺寸和/或公差或其他特性的所有数值在描述本公开的范围时应理解为由词语“约”或“大约”修饰。出于各种原因期望进行这种修饰，所述原因包括：工业实践、材料、制造和组装公差以及测试能力。
如本文所使用，短语A、B和C中的至少一者应被解释为使用非排他性逻辑“或”表示逻辑(A或B或C)，并且不应被解释为表示“A中的至少一者、B中的至少一者以及C中的至少一者”。
本公开的描述在性质上仅是示例性的，并且因此，不脱离本公开的实质的变型意在处于本公开的范围内。不应将此类变型视为脱离本公开的精神和范围。
在本发明的一个方面，所述方法包括输出所述一系列二次模具的所述多维模型。
根据本发明，提供了一种使用初始模具和一系列二次模具制造车辆面板的方法，其具有：(a)生成与通过在金属板上操作所述初始模具而产生的面板几何形状对应的第n个在前面板的模拟几何形状；(b)基于所述第n个在前面板的所述模拟几何形状来定义第n个二次模具的多维模型，其中n基于二次模具的数量；(c)模拟在所述第n个在前面板上操作的所述第n个二次模具的操作，以确定第(n+1)个在前面板的模拟几何形状；(d)确定在所述第(n+1)个在前面板的所述模拟几何形状与目标第(n+1)个在前面板几何形状之间的偏差；(e)响应于所述偏差在公差极限之外，调整所述第n个二次模具的所述多维模型的几何形状并重复步骤(c)至(e)；以及(f)响应于所述偏差在所述公差内，针对n＝(n+1)重复步骤(b)至(e)以生成所述一组二次模具的一组多维模型。
根据一个实施例，生成所述第n个面板的所述模拟几何形状还包括：在所述金属板上操作所述初始模具以形成物理在前面板并扫描所述物理在前面板；以及扫描所述物理在前面板以生成所述第n个面板的所述模拟几何形状。
根据一个实施例，本发明的特征还在于模拟所述初始模具在所述金属板上操作形成所述第n个在前面板，以考虑所述金属板的自由状态回弹，以产生所述第n个在前面板的所述模拟几何形状。
根据一个实施例，响应于所述偏差在所述公差内，重复步骤(f)直到将最终车辆面板模拟为在所述公差极限内为止。

Claims (15)

1.一种使用初始模具和一系列二次模具制造车辆面板的方法，所述方法包括：
依次定义所述一系列二次模具的多维模型，其中n基于所述一系列二次模具中的二次模具的总数，其中对于第n个二次模具，依次定义多维模型包括：
生成第n个在前面板的模拟几何形状；
基于所述第n个在前面板的所述模拟几何形状来定义所述第n个二次模具的多维模型；
模拟在所述第n个在前面板上操作的所述第n个二次模具的操作，以确定第(n+1)个在前面板的模拟几何形状；
确定所述第(n+1)个在前面板的所述模拟几何形状与目标第(n+1)个在前面板几何形状之间的偏差；
响应于所述偏差在公差极限之外，迭代地：调整所述第n个二次模具的所述多维模型的几何形状，利用所述经调整的几何形状在所述第n个在前面板上模拟所述第n个二次模具的操作以确定所述第(n+1)个在前面板的经调整的模拟几何形状，以及确定所述第(n+1)个在前面板的所述经调整的模拟几何形状与所述目标第(n+1)个在前面板几何形状之间的偏差，直到所述偏差在所述公差极限内为止；以及
响应于所述偏差在所述公差内，存储所述第n个二次模具的所述多维模型。
2.根据权利要求1所述的方法，其中模拟在所述第n个在前面板上操作的所述第n个二次模具输出偏差矢量场。
3.根据权利要求2所述的方法，其还包括将所述偏差矢量场转换成第(n+1)个二次模具的数字三维模型。
4.根据权利要求1所述的方法，其还包括由所述一系列二次模具的所述存储的多维模型形成物理模具。
5.根据权利要求4所述的方法，其还包括在物理金属板上依次操作所述物理模具，直到所述物理金属板成形为对应于实际的最终车辆面板的几何形状为止。
6.根据权利要求1所述的方法，其中模拟在所述第n个在前面板上操作的所述第n个二次模具包括有限元分析。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述第n个二次模具的所述多维模型由第一计算机程序生成，并且所述模拟在所述第n个在前面板上操作的所述第n个二次模具由第二计算机程序执行。
8.根据权利要求7所述的方法，其还包括将来自所述第一计算机程序的输出转换成所述第二计算机程序可读的格式，并且将来自所述第一计算机程序的所述经转换的输出提供给所述第二计算机程序。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一计算机程序是有限元分析软件，并且所述第二计算机程序是计算机辅助设计(CAD)多维建模软件。
10.根据权利要求1所述的方法，其还包括执行对在金属板上操作的所述初始模具的模拟以形成初始在前面板，其中对在所述金属板上操作的所述初始模具的所述模拟考虑所述金属板的自由状态回弹，并且确定对于n＝1的所述第n个在前面板的所述模拟几何形状。
11.根据权利要求10所述的方法，其中对在所述金属板上操作的所述初始模具的所述模拟考虑作用在所述金属板上的重力。
12.根据权利要求1所述的方法，其中对于第一在前面板，所述第一在前面板的所生成的模拟几何形状对应于通过在金属板上操作所述初始模具而产生的面板几何形状。
13.根据权利要求1所述的方法，其还包括：在金属板上物理地操作所述初始模具以形成初始在前面板，以及扫描所述初始在前面板，其中当n＝1时，基于对所述初始在前面板的所述扫描生成所述第n个在前面板的所述模拟几何形状。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述公差极限为+/-0.5mm。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述初始模具为拉伸模具。
CN202111218625.1A 2020-10-21 2021-10-19 使用初始模具和一系列二次模具制造车辆面板的方法 Pending CN114386161A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/075,947 US11766712B2 (en) 2020-10-21 2020-10-21 Method of manufacturing a vehicle panel to reduce deviation between pre-panels and subsequent secondary forming dies
US17/075,947 2020-10-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114386161A true CN114386161A (zh) 2022-04-22

Family

ID=80929266

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111218625.1A Pending CN114386161A (zh) 2020-10-21 2021-10-19 使用初始模具和一系列二次模具制造车辆面板的方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11766712B2 (zh)
CN (1) CN114386161A (zh)
DE (1) DE102021127136A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024124332A1 (en) * 2022-12-12 2024-06-20 Magna International Inc. Method for trimming blanks

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5946834A (en) * 1995-09-22 1999-09-07 American Greetings Corporation Multiple panel gate folded adhered greeting card and method of automated manufacture
JP3685961B2 (ja) * 1999-08-23 2005-08-24 本田技研工業株式会社 成形用プレス装置
US7726027B2 (en) * 2003-06-06 2010-06-01 Volvo Lastvagnar Ab Method of manufacturing hollow structural elements
MX2007004988A (es) * 2004-10-25 2007-06-12 Alcoa Inc Programacion virtual de trayectorias de componente formado.
US9875495B2 (en) * 2007-09-04 2018-01-23 Apple Inc. Method and apparatus for purchasing digital playlists
US9008813B2 (en) 2011-09-22 2015-04-14 GM Global Technology Operations LLC Method to improve the dimensional accuracy and surface quality for large spring back compensation for fuel cell bipolar plate forming
US8831914B2 (en) * 2012-04-04 2014-09-09 Ford Global Technologies, Llc Pseudo-physical modeling of drawbead in stamping simulations
CA2911045A1 (en) * 2013-05-03 2014-11-06 Gregory Micheal DALTON System and method used in design, production and operation of metal forming tools
US10670515B2 (en) * 2013-05-20 2020-06-02 Magna International Inc. Detecting edge cracks
WO2016057688A1 (en) * 2014-10-07 2016-04-14 The Penn State Research Foundation Method for reducing springback using electrically-assisted manufacturing
US9443040B2 (en) * 2015-01-06 2016-09-13 Ford Global Technologies, Llc Method of forming hemming tool
CN105868428A (zh) 2015-01-20 2016-08-17 迪艾工程技术软件（上海）有限公司 冲压件的回弹补偿方法
EP3185214A1 (en) * 2015-12-22 2017-06-28 Dassault Systèmes Streaming of hybrid geometry and image based 3d objects
MX2019002358A (es) * 2016-08-30 2019-06-17 Magna Int Inc Herramienta con calentador para formar parte con propiedades adaptadas.
US11010506B2 (en) 2017-03-28 2021-05-18 Hexagon Technology Center Gmbh Method for designing a die surface
US10303822B2 (en) 2017-03-30 2019-05-28 Livermore Software Technology Corp. Systems and methods of designing geometry of tool set in a numerical simulation of sheet metal forming operations including springback compensation
US10994823B2 (en) * 2018-10-11 2021-05-04 The Boeing Company Beaded panels and method of forming beaded panels
EP3671492A1 (en) * 2018-12-21 2020-06-24 Dassault Systèmes Adaptive compression of simulation data for visualization
US11244095B2 (en) * 2019-05-31 2022-02-08 Livermore Software Technology Corporation Numerically estimating a pre-stamped shape of a workpiece used for manufacturing a product/part with deep draw metal stamping
US20210086411A1 (en) * 2019-09-24 2021-03-25 GM Global Technology Operations LLC Interior trim panel for a vehicle and method of forming same
US11651120B2 (en) * 2020-09-30 2023-05-16 GM Global Technology Operations LLC Method and system of reporting stretching failure in stamping die development

Also Published As

Publication number Publication date
DE102021127136A1 (de) 2022-04-21
US11766712B2 (en) 2023-09-26
US20220118503A1 (en) 2022-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4000941B2 (ja) 塑性加工における金型形状の最適化支援システムおよび最適化支援用プログラム
US7117065B1 (en) Method for modifying a stamping die to compensate for springback
Lin et al. Application of an integrated CAD/CAE/CAM system for stamping dies for automobiles
JP5002411B2 (ja) モデル設計システム
EP3382581B1 (en) Method for designing a die surface
Makinouchi et al. Advance in FEM simulation and its related technologies in sheet metal forming
US20060293776A1 (en) Determination of a model of a geometry of a metal sheet forming stage
US5463558A (en) Method for designing a binder ring surface for a sheet metal part
US20160196361A1 (en) Method of forming hemming tool
CN114386161A (zh) 使用初始模具和一系列二次模具制造车辆面板的方法
JP2005266892A (ja) 金型設計支援システム及び方法並びに金型設計支援用プログラム
Jirathearanat Advanced methods for finite element simulation for part and process design in tube hydroforming
CN113849918A (zh) 钣金成形与组装模拟方法
CN113849920A (zh) 模拟和分析组装由成形工序形成的零件的方法
EP1817707B1 (en) Virtual programming of formed component trajectories
Ahmetoglu et al. Computer simulation for tool and process design in sheet forming
CN115270426A (zh) 冲压回弹补偿控制方法
Adrian et al. Curating Datasets of Flexible Assemblies to Predict Spring-Back Behavior for Machine Learning Purposes
JP5107595B2 (ja) シミュレーション解析方法および金型の設計方法
CN110355284B (zh) 用于构造用于成型模具的成型元件的方法和借助于这种方法制造的成型元件
US7640144B2 (en) Method for simulating a hydroforming process
Dutton et al. Springback prediction and compensation for a high strength steel side impact beam
Takahashi et al. Computer aided engineering in body stamping
Vafaeesefat Optimum blank shape design in sheet metal forming by boundary projection method
Dutton et al. Tool design for a high strength steel side impact beam with springback compensation

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination