CN115071200A

CN115071200A - 冲压工艺和模具设计方法、装置、设备及可读存储介质

Info

Publication number: CN115071200A
Application number: CN202211015955.5A
Authority: CN
Inventors: 曾澄; 田志国; 沈世通; 朱瑜鑫; 刘镇; 冯建设
Original assignee: CITIC Holdings Co Ltd; Shenzhen Xinrun Fulian Digital Technology Co Ltd
Current assignee: CITIC Holdings Co Ltd; Shenzhen Xinrun Fulian Digital Technology Co Ltd
Priority date: 2022-08-24
Filing date: 2022-08-24
Publication date: 2022-09-20

Abstract

本申请公开了一种冲压工艺和模具设计方法、装置、设备及可读存储介质，该方法包括步骤：获取冲压加工任务的目标工件的目标工艺流程；基于所述目标工艺流程，计算冲压加工过程所需使用的模具的工艺参数；基于所述工艺参数，生成适用于所述目标工艺流程的模具结构的设计方案，以供相关人员加工所述冲压加工过程所需使用的模具。本申请实现了获取针对冲压加工任务的目标工件的目标工艺流程，并根据目标工艺流程计算冲压加工过程所需使用的模具的工艺参数，并以此生成加工该冲压模具的设计方案，通过使用目标工艺流程和模具的设计方案，提高冲压加工的效率。

Description

冲压工艺和模具设计方法、装置、设备及可读存储介质

技术领域

本申请涉及冲压技术领域，尤其涉及一种冲压工艺和模具设计方法、装置、设备及可读存储介质。

背景技术

冲压工艺流程主要为冲压设备使用冲压模具对待加工毛坯件进行冲裁、冲弯等步骤，得到冲压加工任务的工件。

但是针对生产一些特殊形状或不规则形状的工件时，直接使用通用的冲压工艺流程，会导致生产出的工件与预计生产目标相违背，且冲压生产需要的模具存在不通用的情况，需在生产过程中，不断调整冲压工艺流程和模具的结构，从而导致冲压加工的效率低下。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种冲压工艺和模具设计方法、装置、设备及可读存储介质，旨在提高针对非通用的冲压工件的加工效率。

为实现上述目的，本申请提供一种冲压工艺和模具设计方法，所述冲压工艺和模具设计方法包括以下步骤：

获取冲压加工任务的目标工件的目标工艺流程；

基于所述目标工艺流程，计算冲压加工过程所需使用的模具的工艺参数；

基于所述工艺参数，生成适用于所述目标工艺流程的模具结构的设计方案，以供相关人员加工所述冲压加工过程所需使用的模具。

示例性的，所述获取冲压加工任务的目标工件的目标工艺流程，包括：

获取冲压加工任务的目标工件的尺寸参数，并获取由相关人员制定的初始工艺流程；

基于所述尺寸参数和所述初始工艺流程，模拟加工得到所述目标工件时的冲压成型过程；

在多次模拟过程中，调整所述初始工艺流程的工艺步骤，直至通过所述初始工艺流程模拟得到所述目标工件，得到目标工艺流程。

示例性的，所述基于所述尺寸参数和所述初始工艺流程，模拟加工得到所述目标工件时的冲压成型过程，包括：

基于所述尺寸参数，确定初始工件的板材体积参数；所述初始工件为所述目标工件未经过冲压加工的工件；

基于所述板材体积参数，生成用于有限元分析的网格模型；

基于所述初始工艺流程和所述网格模型，模拟加工得到所述目标工件时的冲压成型过程。

示例性的，所述基于所述尺寸参数，确定初始工件的板材体积参数之后，包括：

获取预设面积大小的原料板材；

基于预设冲裁步距和所述板材体积参数，确定从所述原料板材中冲裁所述初始工件的冲裁排布样式，并计算在所述冲裁排布样式下所述原料板材的利用率；

若所述利用率满足预设比例要求，则采用所述冲裁排布样式作为冲裁标准。

示例性的，所述在多次模拟过程中，调整所述初始工艺流程的工艺步骤，包括：

在多次模拟过程中，检测所述冲压成型过程中的工件形变量；

基于所述工件形变量，确定出冲压成型后的所述目标工件的形状参数和强度参数；

若所述形状参数和所述强度参数中的任一参数不符合预设标准，则调整所述初始工艺流程的冲压位置、冲压压力和冲压工序。

示例性的，所述工艺参数包括冲裁复合模具结构的第一参数和弯曲模具结构的第二参数，所述基于所述目标工艺流程，计算冲压加工过程使用的模具的工艺参数，包括：

基于所述目标工艺流程，计算加工得到所述目标工件时的冲裁压力值和冲弯压力值；

基于所述冲裁压力值，计算所述模具的刃口尺寸，得到第一参数；

基于所述冲弯压力值，计算胚料展开长度和橡胶弹性体的参数，得到第二参数；所述胚料展开长度为所述目标工件未进行加工前的展开长度，所述橡胶弹性体为用于安装在所述模具上的缓冲结构。

示例性的，所述基于所述工艺参数，生成适用于所述目标工艺流程的模具结构的多套设计方案之后，包括：

在确定出所述模具结构的设计方案后，选取适配所述模具结构的其他零件；

确定增配所述其他零件后的所述模具的大小，并确定满足安装所述模具的冲压设备；所述冲压设备使用所述模具生产所述目标工件。

示例性的，为实现上述目的，本申请还提供一种冲压工艺和模具设计装置，所述装置包括：

获取模块：用于获取冲压加工任务的目标工件的目标工艺流程；

计算模块：用于基于所述目标工艺流程，计算冲压加工过程所需使用的模具的工艺参数；

生成模块：用于基于所述工艺参数，生成适用于所述目标工艺流程的模具结构的设计方案，以供相关人员加工所述冲压加工过程所需使用的模具。

示例性的，为实现上述目的，本申请还提供一种冲压工艺和模具设计设备，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的冲压工艺和模具设计程序，所述冲压工艺和模具设计程序配置为实现如上所述的冲压工艺和模具设计方法的步骤。

示例性的，为实现上述目的，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有冲压工艺和模具设计程序，所述冲压工艺和模具设计程序被处理器执行时实现如上所述的冲压工艺和模具设计方法的步骤。

与现有技术中，针对冲压生产一些特殊形状或不规则形状的工件时，通用的冲压工艺流程和模具并不能完全适用于该工件的生产，因此导致在生产过程中不断调整冲压工艺流程和模具结构，进而导致冲压加工的效率低的情况相比，在本申请中，通过获取冲压加工任务的目标工件的目标工艺流程，目标工艺流程为基于通用的冲压加工工艺流程改进而来的适用于生产目标工件的工艺流程，根据目标工艺流程，计算该工艺流程过程中所需使用的模具结构，即计算该模具的工艺参数，将该工艺参数综合计算，并生成适用于冲压加工目标工件的模具结构的设计方案，以供相关工作人员加工用于目标工艺流程中的模具。即通过获取目标工艺流程，而制定相应的模具结构的设计方案，避免直接使用通用的冲压工艺流程，而在冲压加工过程中调整工艺流程和模具结构的情况，因此提高了冲压加工的效率。

附图说明

图1是本申请冲压工艺和模具设计方法第一实施例的流程示意图；

图2为本申请冲压工艺和模具设计方法第二实施例的流程示意图；

图3为本申请实施例方案涉及的硬件运行环境的结构示意图。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请提供一种冲压工艺和模具设计方法，参照图1，图1为本申请冲压工艺和模具设计方法第一实施例的流程示意图。

本申请实施例提供了冲压工艺和模具设计方法的实施例，需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。为了便于描述，以下省略执行主体描述冲压工艺和模具设计方法的各个步骤，冲压工艺和模具设计方法包括：

步骤S110：获取冲压加工任务的目标工件的目标工艺流程；

冲压加工任务为小批量生产任务，例如，冲压加工特殊形状的工件或不规则形状工件。

目标工件为冲压任务中的完成冲压加工后的工件，目标工件具备工艺性的尺寸和参数，例如，该目标工件需冲 2*φ10mm 孔，又例如，该目标工件需冲弯90°等。

目标工艺流程为完整的、精准的工艺流程。例如：通过对毛坯件或原材料执行目标工艺流程的步骤，即得到目标工件。

目标工艺流程步骤包括对毛坯件或原材料板等进行初步冲裁、对冲裁后的工件进行冲孔或冲弯、以及在冲孔或冲弯之前对工件进行定位等工艺步骤。

示例性的，目标工艺流程为：冲 2*φ10mm 孔，落料中φ10 孔与凹模上的定位销复合，同时压弯内角成90°，得到L型带孔工件；或目标工艺流程为：冲 2*φ10mm孔，固定板压住一边，然后压弯另一边使内角成 90°，得到 L型带孔工件。

步骤S120：基于所述目标工艺流程，计算冲压加工过程所需使用的模具的工艺参数；

目标工艺流程中有对工件进行冲裁、冲压或冲孔的动作，根据不同的工艺需求，冲压加工过程中冲压设备所需产生的冲压力不同。

根据不同的冲压相关工序和冲压力，对模具的需求也存在不同条件。

示例性的，在生产目标工件时，对毛坯件或原料板进行冲裁，在裁剪出合适形状的工件后，对该工件进行冲弯，使得工件一边向另一边弯曲，在这一加工过程中，需使用冲裁模具和弯曲模具，根据具体加工的冲压力、冲裁大小等计算出工艺参数。

工艺参数包括冲裁模具的参数和弯曲模具的参数，其中，冲裁模具用于将整块原料板进行冲裁、裁剪成特定形状，或对原料板进行打孔等，其中，弯曲模具用于组成固定形状，使得冲压设备对工件施加压力时，工件贴合弯曲模具，达到工件成型效果。

因此，工艺参数包括尺寸、定位（打孔处的定位）、厚度（满足冲压设备产生的冲压力下保持稳定的条件）或模具结构（V型模具用于弯曲工件）等参数。

步骤a：基于所述目标工艺流程，计算加工得到所述目标工件时的冲裁压力值和冲弯压力值；

执行目标工艺流程时，会在冲压加工过程中，产生相应的冲裁压力值和冲弯压力值，设计模具结构，以及综合性考虑成型效果时，均需要计算该冲裁压力值和冲弯压力值。

计算冲裁压力值时，通过根据一般冲裁系数，该系数通常取1.3，以及计算得到冲裁断面面积、材料的抗剪强度、冲裁断面的周长和材料厚度，从而根据冲裁压力值计算公式，计算得到冲裁压力值。

计算冲弯压力值时，通过根据议案冲弯安全系数，该系数通常取1.3，以及计算弯曲件宽度、弯曲件厚度、弯曲半径、以及材料的抗拉强度，从而根据冲弯压力值计算公式，计算得到冲弯压力值。

计算冲裁压力值和冲弯压力值的公式为冲压工艺设计的基础、通用的公式，在本实施例中不做详细解释。

同时，以下根据冲裁压力值和冲弯压力值计算的相关计算公式均为通用公式，在本实施例中不做详细解释。

步骤b：基于所述冲裁压力值，计算所述模具的刃口尺寸，得到第一参数；

冲裁模具通常为凹凸模，即通过凹模与凸模之间的缝隙，并使用凹凸模侧边的刃口，对原料板材进行裁切，达到冲裁得到待冲压加工的工件的效果。

因此，凹凸模的刃口尺寸影响着冲裁出的待冲压加工的工件的尺寸和形状。

计算凹凸模刃口尺寸时，考虑凹凸模的冲裁刃口之间的冲擦间隙，该冲裁间隙通常为查询冲裁模刃口初始值表，从而确定该冲擦间隙的最大值和最小值。

同时，计算刃口尺寸，均选用凹模为标准，而凸模尺寸需要与所选取的凹模尺寸来进行匹配，凹凸模两者的尺寸必须配对，且需要确保冲擦间隙的最小值。

此外，凹凸模的结构设计需考虑所要进行冲压加工的目标工件的形状，例如，目标工件为具有圆角结构的形状，则在凹凸模刃口的结构尺寸计算时，需增加圆角计算，又例如，目标工件为具有斜向梯台口的形状，则需在凹凸模刃口上增加一个次级刃口，以使得凹凸模冲裁原料板材时，产生斜向梯台口的形状。

步骤c：基于所述冲弯压力值，计算胚料展开长度和橡胶弹性体的参数，得到第二参数；所述胚料展开长度为所述目标工件未进行加工前的展开长度，所述橡胶弹性体为用于安装在所述模具上的缓冲结构。

胚料展开长度和橡胶弹性体的参数，均会对冲弯过程产生影响。胚料即为生产目标工件所使用的原料，毛坯件和原料板均为胚料。

其中，在对胚料进行冲压加工时，冲压设备对胚料施加压力的位置点为弯折点，该折弯点会随着冲压设备的压力而产生弯曲形变，从而导致该弯折点处的材料被拉伸，进而导致胚料的长度产生相应的变化。

因此，在获取目标工件的尺寸后，通过补偿计算的方式，结合当前冲弯压力值等参数，计算出胚料展开长度，即得到未进行冲压加工的原料的长度，以便于冲裁。

橡胶弹性体为安装在模具上的零件，需根据模具在使用时收到的冲弯压力进行调整橡胶弹性体的尺寸。

步骤S130：基于所述工艺参数，生成适用于所述目标工艺流程的模具结构的设计方案，以供相关人员加工所述冲压加工过程所需使用的模具。

在计算出工艺参数后，对现有的模具结构进行调整，改进其工艺参数，例如，增加厚度、增加冲裁的范围、或改变模具结构从V型更换为U型等，以使得模具结构符合生产目标工件的条件。

由此，根据工艺参数，生成的模具结构的设计方案，相关人员通过阅读该设计方案加工模具。

步骤d：在确定出所述模具结构的设计方案后，选取适配所述模具结构的其他零件；

其他零件为模具的附属零件，包括：模座、垫板、固定板、定位板、模柄、螺钉、销钉等零件。

示例性的，模座的选择内容：模座材料选择的 HT400，模具方案采用的是“中间导柱下模座”这种方式。然后可以根据凹模的外形尺寸，由此选择尺寸 L=315mm，B=160mm，H=40mm 的中间导柱下模座。对于工件，要求小批量生产，同时工件只进行一次弯曲，变形的过程比较简单，此时所需的弯曲力不需要很大，合适就行，因此可以不选用导柱导向。同时在实际工作中，可以将下模固定在压力机工作台上，上模固定在压力机上，将位置调准精确后就可以开始对工件进行加工。

为了减少成本，提高材料的利用率，下模座可以进行一些加工。这些必须加工很有必要，通过这种加工可以将模具的两边同时保留下 30mm的尺寸，然后对多余的部分可以加工消去，此时得到加工后的下模座规格为；240mm*160mm*40mm。

同时为了配对上模座，上模座也需要进行相应的切削加工，加工后的尺寸为；160mm*160mm*32mm。

示例性的，垫板的选择内容：使用垫板的目的是为了直接承受和扩散凹凸模之间的压力，防止模具损坏同时为了延长模具寿命。

通过公式σ=F/A＜[σ压]来判断是否需要使用垫板式中：

σ——冲板承受压力；

F——冲裁力即凹凸模承受压力；

A——凹凸模固定板端面积；

σ压——模板材料的许用应力。

通过计算结果，确定是否需要使用垫板。

示例性的，固定板以及定位板的选择：固定板的作用是为了固定凹模，以减少钢在模具中的使用，为了保证加工过程中的安全及安装的牢固性需要有合适厚度的固定板。

凸模固定板；H=（1~1.5）D；

凹模固定板；H=（1~1.5）Ho；

式中：H—固定板厚度；

Ho—凹模高度与垫板高度之和；

D—凸模与固定板相配合的直径。

H凹凸=1*149.8=149.8mm；

取H凹凸=150mm；

固定板上的凸模安装孔与凸模采用过渡配 H7/m6，材料为45钢。

定位板的作用确保工件在加工送料时的准确和它在模具中位置的正确性。定位板的厚度要稍高于工件的厚度，因此取H定=3mm。

示例性的，模柄选择内容：选用旋入式的模柄，材料为 Q235，选择这种模柄与上模座孔采用的 H7/m6 属于过渡配合，同时这种模柄装配比较简单，适用于简单模具使用。根据压力机型号确定模柄外形尺寸为 30*50mm。

示例性的，螺钉和销钉的选择：模座的固定螺钉选择内六角圆柱头螺钉，型号为M10，因此可以确定；

上模座的固定螺钉4*M10；

下模座的固定螺钉4*M10；

定位板的固定螺钉4*M6；

上模座连接销钉2*φ10；

下模座连接销钉2*φ10。

步骤e：确定增配所述其他零件后的所述模具的大小，并确定满足安装所述模具的冲压设备；所述冲压设备使用所述模具生产所述目标工件。

根据冲孔落料时的厚度尺寸，下模座 Hx=1.2Ha=1.2*37=44.4mm 上模座厚度Hs=Hx-5=39.4mm

H闭合=Hs+A+Ha+Hx

Hp=弯曲件总高度+25=28.3+25=53.3mm

Ha= Hp+2*外角高度+rd=53.3+2*0+2.8=56.1mm

H 闭合=Hs+A+Ha+Hx=39.4+20+56.1+44.4=159.9mm

选用后侧导柱模架，根据凹模标准尺寸160mm*160mm和闭合高度H闭合，查冲模滑动导向后侧导柱模架标准（GB/T 2581—2008），选取模架规格为：

滑动导向模架后侧导柱160*160*160~200 I GB/T 2581—2008

并由此确定上、下模座及导柱、导套规格为：

后侧导柱上模座160*160*40 GB/T 2855.1—2008；

后侧导柱下模座160*160*45 GB/T 2855.2—2008；

导柱A 28h5*150 GB/T 2861.1—2008；

导套A 28h6*100*38 GB/T 2861.3—2008。

由此，查开式可倾式曲柄压力机表可知初选的 J23-16 的压力机各项指标均符合条件。能够满足模具的使用和安装。

示例性的，参照图2，图2是本申请冲压工艺和模具设计方法第二实施例的流程示意图，基于上述本申请冲压工艺和模具设计方法第一实施例，提出第二实施例，所述方法还包括：

步骤S210：获取冲压加工任务的目标工件的尺寸参数，并获取由相关人员制定的初始工艺流程；

冲压加工任务为待生产的任务，其目标工件的尺寸参数为工艺标准，通常由设计人员制定目标工件的图纸，以图纸的形式将目标工件的结构、尺寸、工艺参数等表达出来。

同时，设计人员或工艺流程人员等相关人员在制作图纸时，会按照工件的形状、工艺标准，制定出相应的初始工艺流程。

初始工艺流程为基于通用冲压工艺流程制定的工艺流程。

示例性的，尺寸参数包括目标工件的形状、圆角尺寸、厚度尺寸和冲孔轴心定位等。除此之外，还包括：尺寸精度、公差等级、工件材料强度要求、表面粗糙度和工件轴心定位要求等。

步骤S220：基于所述尺寸参数和所述初始工艺流程，模拟加工得到所述目标工件时的冲压成型过程；

尺寸参数作为加工标准，初始工艺流程为加工次序的步骤，以此，模拟加工得到目标工件时的冲压成型过程。

步骤f：基于所述尺寸参数，确定初始工件的板材体积参数；所述初始工件为所述目标工件未经过冲压加工的工件；

目标工件为冲压加工得到的工件，因此，目标工件的形态变化过程包括从原本的平铺的板材，经过冲压设备的冲压过程，使得板材产生弯曲、弯折等情况，达到冲压完成的效果。

因此，初始工件为未经过加工时的平滑板材。

通过目标工件的尺寸参数，确定出未经过冲压加工的原始板材或毛坯件的大小，即得到板材体积参数，包括板材的形状、长宽高或圆角度数等。

步骤f1：获取预设面积大小的原料板材；

原料板材为整块钢板，预设面积大小为原料板的基础面积大小，根据采用不同的原料板材的规格为定。原料板材的材质根据目标工件的参数而定，例如：低碳钢或铝板等。

示例性的，预设面积大小为3m*3m*2cm或5m*5m*1cm等。

通过对初始工件进行冲压加工，从而得到目标工件。

而初始工件是从原料板材上冲裁下来的，因此，需要通过计算初始工件的面积大小，确定从一块原料板材上冲裁出的初始工件的数量，以及保证节省原料、资源的前提，降低原料板材产生的废料数量。

步骤f2：基于预设冲裁步距和所述板材体积参数，确定从所述原料板材中冲裁所述初始工件的冲裁排布样式，并计算在所述冲裁排布样式下所述原料板材的利用率；

从原料板材上冲裁下初始工件的过程需要设定几个参数，一是冲裁时的定位参数，二是冲裁定位之间的距离，即称为冲裁步距，三是连续冲裁的方向。

示例性的，以原料板材的左上角（或右下角）为起始冲压定位的位置，以右下角（左上角）为终止定位的位置，选定预设冲裁步距（预设冲裁步距为4cm或5cm等满足每次冲裁过程不会造成原料板材形变的效果），并以向下或向右的方向，连续冲裁。

综合上述几个参数，确定出冲裁初始工件的冲裁排布样式。

在正常冲原料板材上冲裁出初始工件时，考虑初始工件的不规则性、冲裁过程选定的冲裁步距等问题，导致原料板材不会被全部使用完，存在剩余废料的部分。

根据初始工件的面积、从原料板材上冲裁出的初始工件的数量、以及原料板材的预设面积，从而计算出原料板材的利用率。

步骤f3：若所述利用率满足预设比例要求，则采用所述冲裁排布样式作为冲裁标准。

当原料板材的利用率满足预设比例要求，则确定当前原料板材的利用率足够，产生的废料控制在正常水平范围内，即证明当前的冲裁排布方式为合格的方式。

当原料板材的利用率不满足预设比例要求时，则确定当前原料板的利用率偏低，产生的废料过多，造成资源浪费，因此，当原料板的利用率不满足预设比例要求是，重新调整冲裁排布样式，并重新计算原料板材的使用率，直至满足预设比例要求。

步骤g：基于所述板材体积参数，生成用于有限元分析的网格模型；

根据板材体积参数，构建三维模型，通过将三维模型转化为网格模型，从而得到用于有限元分析的模型。

通过有限元分析模拟冲压加工的过程。

有限元分析板材的形变过程（冲弯过程），分析板材的形变量等。

步骤h：基于所述初始工艺流程和所述网格模型，模拟加工得到所述目标工件时的冲压成型过程。

根据初始工艺流程和网格模型，模拟加工得到目标工件的冲压成型过程。

该冲压成型过程包括冲裁、冲压、冲弯等工序，例如，在初始工件上冲孔或冲裁进行切割，或将初始工件进行冲压或冲弯等工序，达到将冲压初始工件弯折的效果。

即模拟的冲压成型过程包括对初始工件进行冲裁的过程、初始工件受到冲压力而产生形变的过程。

步骤S230：在多次模拟过程中，调整所述初始工艺流程的工艺步骤，直至通过所述初始工艺流程模拟得到所述目标工件，得到目标工艺流程。

因为初始工艺流程并不一定适用于生成目标工件，因此，在模拟冲压加工的成型过程时，会出现初始工件加工过程产生过大形变量、冲孔时定位不准、冲弯时初始工件弯曲的角度值未达到标准或超出标准等情况。

在模拟过程中，根据冲压加工出现的问题，对初始工艺流程进行相应性的调整，例如，调整冲压设备施加在初始工件上的冲压力、调整冲弯时的冲压力施加点或调整初始工艺流程中的工序（例如，将先对初始工件冲孔，后对冲孔后的初始工件进行冲弯的工序切换至先对初始工件冲弯，后对已经冲弯后的初始工件进行冲孔）。

不断模拟、调整初始工艺流程，直至通过执行工艺流程的工艺步骤，得到目标工件时，则停止继续调整初始工艺流程，因当前的工艺步骤已完成冲压生产出目标工件，因此，确定当前的工艺流程为目标工艺流程。

步骤i：在多次模拟过程中，检测所述冲压成型过程中的工件形变量；

模拟冲压过程，即模拟初始工件在冲压设备下产生形变的过程，因此，通过检测工件形变量的大小，即确定出模拟冲压成型的过程中的冲压数据。

工件形变量主要包括：在冲压设备对初始工件进行冲裁和冲弯时产生的形变量。

权衡工件形变量的标准包括：冲弯后的工件的折弯角度、冲孔后的工件的平整度。同时，冲弯后的工件在折弯处的强度也会随之改变，因此，还需通过形变量，计算冲弯后的工件的强度。

步骤j：基于所述工件形变量，确定出冲压成型后的所述目标工件的形状参数和强度参数；

示例性的，形状参数包括工件的折弯形状、冲裁形状或冲孔形状。

示例性的，强度参数包括冲孔位置处的材料强度，以及折弯处材料强度。

步骤k：若所述形状参数和所述强度参数中的任一参数不符合预设标准，则调整所述初始工艺流程的冲压位置、冲压压力和冲压工序。

当形状参数和强度参数中的任一参数不符合预设标准，即证明当前模拟冲压成型过程得到的工件并不是目标工件，因此，需继续调整初始工艺流程。

预设标准即为冲压加工出目标工件的标准。

冲压位置、冲压压力和冲压工序在上述步骤均已提及，在此不再赘述。

在本实施例中，根据初始工艺流程，模拟冲压加工得到目标工件时的冲压成型过程，并在该模拟过程中，不断检测工件形变量，从而确定调整冲压位置、冲压压力和冲压工序的方向，直至调整后的初始工艺流程能够模拟生产出符合预设标准的目标工件，得到目标工艺流程。即通过模拟仿真和调整的过程，将原本不适用于生产目标工件的初始工艺流程进行调整，得到适用于生产目标工件的目标工艺流程。

此外，本申请还提供一种冲压工艺和模具设计装置，所述一种冲压工艺和模具设计装置包括：

示例性的，所述获取模块包括：

获取子模块：用于获取冲压加工任务的目标工件的尺寸参数，并获取由相关人员制定的初始工艺流程；

模拟子模块：用于基于所述尺寸参数和所述初始工艺流程，模拟加工得到所述目标工件时的冲压成型过程；

调整子模块：用于在多次模拟过程中，调整所述初始工艺流程的工艺步骤，直至通过所述初始工艺流程模拟得到所述目标工件，得到目标工艺流程。

示例性的，所述模拟子模块包括：

第一确定单元：用于基于所述尺寸参数，确定初始工件的板材体积参数；所述初始工件为所述目标工件未经过冲压加工的工件；

生成单元：用于基于所述板材体积参数，生成用于有限元分析的网格模型；

模拟单元：用于基于所述初始工艺流程和所述网格模型，模拟加工得到所述目标工件时的冲压成型过程。

示例性的，所述确定单元包括：

获取子单元：用于获取预设面积大小的原料板材；

确定子单元：用于基于预设冲裁步距和所述板材体积参数，确定从所述原料板材中冲裁所述初始工件的冲裁排布样式，并计算在所述冲裁排布样式下所述原料板材的利用率；

判断子单元：用于若所述利用率满足预设比例要求，则采用所述冲裁排布样式作为冲裁标准。

示例性的，所述调整子模块包括：

检测单元：用于在多次模拟过程中，检测所述冲压成型过程中的工件形变量；

第二确定单元：用于基于所述工件形变量，确定出冲压成型后的所述目标工件的形状参数和强度参数；

判断单元：用于若所述形状参数和所述强度参数中的任一参数不符合预设标准，则调整所述初始工艺流程的冲压位置、冲压压力和冲压工序。

示例性的，所述计算模块包括：

第一计算子模块：用于基于所述目标工艺流程，计算加工得到所述目标工件时的冲裁压力值和冲弯压力值；

第二计算子模块：用于基于所述冲裁压力值，计算所述模具的刃口尺寸，得到第一参数；

第三计算子模块：用于基于所述冲弯压力值，计算胚料展开长度和橡胶弹性体的参数，得到第二参数；所述胚料展开长度为所述目标工件未进行加工前的展开长度，所述橡胶弹性体为用于安装在所述模具上的缓冲结构。

示例性的，所述生成模块包括：

第一确定子模块：用于在确定出所述模具结构的设计方案后，选取适配所述模具结构的其他零件；

第二确定子模块：用于确定增配所述其他零件后的所述模具的大小，并确定满足安装所述模具的冲压设备；所述冲压设备使用所述模具生产所述目标工件。

本申请冲压工艺和模具设计装置具体实施方式与上述冲压工艺和模具设计方法各实施例基本相同，在此不再赘述。

此外，本申请还提供一种冲压工艺和模具设计设备。如图3所示，图3是本申请实施例方案涉及的硬件运行环境的结构示意图。

示例性的，图3即可为冲压工艺和模具设计设备的硬件运行环境的结构示意图。

如图3所示，该冲压工艺和模具设计设备可以包括处理器301、通信接口302、存储器303和通信总线304，其中，处理器301、通信接口302和存储器303通过通信总线304完成相互间的通信，存储器303，用于存放计算机程序；处理器301，用于执行存储器303上所存放的程序时，实现冲压工艺和模具设计方法的步骤。

上述冲压工艺和模具设计设备提到的通信总线304可以是外设部件互连标准（Peripheral Component Interconnect,PCI)总线或扩展工业标准结构（ExtendedIndustry Standard Architecture,EISA)总线等。该通信总线304可以分为地址总线、数据总线和控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

通信接口302用于上述冲压工艺和模具设计设备与其他设备之间的通信。

存储器303可以包括随机存取存储器(Random Access Memory,RMD),也可以包括非易失性存储器(Non- Volatile Memory,NM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器303还可以是至少一个位于远离前述处理器301的存储装置。

上述的处理器301可以是通用处理器，包括中央处理器（Central ProcessingUnit,CPU)、网络处理器( Network Processor,NP)等；还可以是数字信号处理器（DigitalSignal Processor,DSP)、专用集成电路( Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(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。

本申请冲压工艺和模具设计设备具体实施方式与上述冲压工艺和模具设计方法各实施例基本相同，在此不再赘述。

此外，本申请实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有冲压工艺和模具设计程序，所述冲压工艺和模具设计程序被处理器执行时实现如上所述的冲压工艺和模具设计方法的步骤。

本申请计算机可读存储介质具体实施方式与上述冲压工艺和模具设计方法各实施例基本相同，在此不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims

1.一种冲压工艺和模具设计方法，其特征在于，所述冲压工艺和模具设计方法包括以下步骤：

获取冲压加工任务的目标工件的目标工艺流程；

2.如权利要求1所述的冲压工艺和模具设计方法，其特征在于，所述获取冲压加工任务的目标工件的目标工艺流程，包括：

3.如权利要求2所述的冲压工艺和模具设计方法，其特征在于，所述基于所述尺寸参数和所述初始工艺流程，模拟加工得到所述目标工件时的冲压成型过程，包括：

基于所述板材体积参数，生成用于有限元分析的网格模型；

4.如权利要求3所述的冲压工艺和模具设计方法，其特征在于，所述基于所述尺寸参数，确定初始工件的板材体积参数之后，包括：

获取预设面积大小的原料板材；

5.如权利要求2所述的冲压工艺和模具设计方法，其特征在于，所述在多次模拟过程中，调整所述初始工艺流程的工艺步骤，包括：

6.如权利要求1所述的冲压工艺和模具设计方法，其特征在于，所述工艺参数包括冲裁复合模具结构的第一参数和弯曲模具结构的第二参数，所述基于所述目标工艺流程，计算冲压加工过程使用的模具的工艺参数，包括：

7.如权利要求1所述的冲压工艺和模具设计方法，其特征在于，所述基于所述工艺参数，生成适用于所述目标工艺流程的模具结构的多套设计方案之后，包括：

8.一种冲压工艺和模具设计装置，其特征在于，所述冲压工艺和模具设计装置包括：

9.一种冲压工艺和模具设计设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的冲压工艺和模具设计程序，所述冲压工艺和模具设计程序配置为实现如权利要求1至7中任一项所述的冲压工艺和模具设计方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有冲压工艺和模具设计程序，所述冲压工艺和模具设计程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的冲压工艺和模具设计方法的步骤。