CN115455558A - 一种消除外覆盖件凹形区域面品缺陷的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种消除外覆盖件凹形区域面品缺陷的处理方法；制件在拉延第一序成型后出现的回弹，通过设计凹形更凹，避免拉延成型后制件放在第二工序模具中出现压伤；包括获取面品回弹的分析结果；制作凹形曲面补偿；进行拉延工序的模拟仿真，获得成形后的拉延件减薄量值图，参照减薄数值，对凹形区域强压；检查补偿后曲面质量；本发明通过对外覆盖件的凹形区域A面回弹形成的分析与研究，在模面设计阶段解决拉延成型后的塑性变形制件放到后序模具中不符贴压伤问题；本发明按照模面精细化设计方法，对外覆盖件的凹形区域进行优化设计，避免了制件表面出现面品缺陷问题，保证制件公差要求，减轻调试工人的工作强度，节省时间成本和制造成本。

Description

一种消除外覆盖件凹形区域面品缺陷的处理方法

技术领域

本发明属于模具设计制造技术领域，涉及一种消除外覆盖件凹形区域面品缺陷的处理方法。

背景技术

外覆盖件的凹形区域在拉延成形过程中，受回弹、板料流动，材料减薄的多重因数影响，极易产生暗坑、波浪、压伤等一系列的面品缺陷问题。从而带来了利用后期技术整改和手工研修的方法重新加工和研配，极大的增加了模具制造整体周期和模具制造成本。

外覆盖件在汽车白车身中属于关键部分，因为它是消费者直观评价汽车质量好坏的关键点之一。它涵盖了侧围、翼子板、门板、发罩，后背门等主要部件，这些部件对汽车其他部件匹配起到了承上启下的作用，并且外覆盖件都有一个相同特点，他们都有A级曲面，它的重要性也必然排在首位，曲面的品质必须达到A级曲面的要求。综上所述，为了保证面品质量和产品尺寸精度及匹配的要求，在工艺方法用尽的情况下，采取A面重构和模面精细化设计方法，减少后期模具整改，缩短模具制造周期的目的，本发明提供一种合理有效的方法，解决外覆盖件凹形区域面品缺陷问题。

专利文献1(CN111680439A)一种汽车外覆盖件面品缺陷的补偿方法，本发明公开了一种针对汽车外覆盖件冲压面品缺陷的补偿方法，首先采用板成形有限元分析软件获得补偿前的面品缺陷分析结果，在保证曲面质量不发生变化的前提下对产品型面进行补偿，并输出满足面品质量要求的补偿后型面，再将板成形有限元分析软件补偿后的型面导入Catia软件，并与补偿前产品型面进行对比形成面品缺陷补偿量参考云图，依据参考云图所示的面品缺陷位置及偏差量，通过制作驱动曲面的方式补偿原产品型面，实现面品缺陷在设计阶段的补偿。本发明可减少因面品缺陷整改带来的钳工手工研修工作量，快速提升汽车外覆盖件面品质量，缩短模具调试周期。

专利文献2(CN111468603A)一种带充电口的翼子板工艺，一种用于汽车侧围整形的压料机构，本发明属于冲压技术领域，具体的说是一种带充电口的翼子板工艺。该工艺包括以下步骤：步骤一、拉伸工艺设计；步骤二、产品更改；步骤三、模具结构优化。本发明首要解决了产品长工序的问题，通过全工序的工艺改善，彻底实现五工序生产，对降低模具投资，提高生产效率起到的巨大的推广应用的意义。其次，对外观面品缺陷也提出了工艺改善方案，这对于降低模具调试周期，提高制件外观面品质量也起到了指导意义。

专利文献3(CN104573281B)一种考虑回弹补偿的复杂空间曲面薄板成型模面设计方法，本发明涉及一种考虑回弹补偿的复杂空间曲面薄板成型模面设计方法，首先用有限元法模拟以理想产品外形为模面的板料成型过程，得到冲压板料节点的应力矩阵，然后用修正的前向回弹法迭代求解得到曲面节点的补偿位移矩阵，最后用修正的体变形法拟合节点得到补偿后曲面，不断重复上述过程直至该模面能冲压出合格的产品。其中为了提高补偿速度，将前向回弹法修正，减少每次迭代的计算量；而迭代步中点到复杂曲面的重构，本发明方法中的修正体变形算法，保持了体变形算法构建曲面光滑性优点的同时减少了计算量，实现了回弹补偿模面的快速设计。

专利文献4(CN112809331A)一种汽车覆盖件外板棱线附近的表面品质提升方法，本发明涉及一种汽车覆盖件外板棱线附近的表面品质提升方法，包括以下步骤：S1、确定覆盖件外板在正常调试过程中会出现滑移线的棱线，标记为待处理棱线1；S2、在覆盖件外板精细化造型过程中，在待处理棱线1附近进行强压处理，强压处理的区域为待处理棱线两侧各Ymm范围内，强压数值为0.1～0.12mm，其中8≤Y≤12。本发明的表面品质提升方法，克服了在测试过程中难以解决棱线附件出现滑移线的难题问题，操作方便，经能够有效地减少覆盖件外板在测试过程中棱线附近出线滑移线情况，提升了外板棱线附近的表面品质，有效降低了模具调试的难度，缩短了模具研配的时间。

上述专利与本申请相关度低。

发明内容

本发明是一种外覆盖件的凹形区域出现暗坑、波浪、压伤等一系列的面品缺陷的消除方法，通过在拉延序A面重构的方法，解决了拉延成型后的制件放到后序模具中因为回弹制件的变形压伤的问题，本发明通过模面精细化优化手段，消除了表面出现凹坑、波浪等一系列的面品缺陷问题，提高了制件尺寸精度，节省了模具调试时间和模具制造成本。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：

一种消除外覆盖件凹形区域面品缺陷的处理方法，其特征在于：

制件在拉延第一序成型后出现的回弹，通过设计凹形更凹，避免拉延成型后制件放在第二工序模具中出现压伤；具体包括：

获取面品回弹的分析结果；

制作凹形曲面补偿。

进一步地，所述获取面品回弹的分析结果，具体内容如下：

在Autoform软件中按照冲压工艺内容进行拉延工序的模拟仿真，获得成形后的拉延件回弹量值图，参照模拟仿真的回弹量值图，分析出回弹方向和回弹量值，做出相应的补偿。

进一步地，所述制作凹形曲面补偿，具体包括：

CATIA模块设置：在CATIA软件中Free Style模块中，采用Control Points命令，设置Support栏里的Local Normals、Filters栏里的Mesh only、Selection栏里的Select allpoints、Diffusion栏里的Linear Law、Options栏里的Display inflections和Displaydeviation、Smooth栏里的0.5的一系列参数；

回弹曲面补偿：对回弹凹形区域进行补偿，选取需要补偿的曲面，曲面自动生成阶数，设置长方向阶数要比短方向多,保证曲面两边的搭接面G2连续，在补偿的曲面阶数生成之后，点击曲面中间的阶数线，调整所要的补偿量值。

一种消除外覆盖件凹形区域面品缺陷的处理方法，还包括：利用在Autoform软件中按照冲压工艺内容进行拉延工序的模拟仿真，获得成形后的拉延件减薄量值图，参照减薄数值，对凹形区域强压，防止凹形区域出现面品缺陷和尺寸超差。

进一步地，在凹模上，棱线区域附近是凹形区域，棱线两侧A面需要强压，凹形区域B面需要强压。。

进一步地，如果凹形区域造型面积较小，模面方案需要全型面强压，不需要过渡，已避免过渡区面积过窄带来的面品缺陷。

进一步地，一种消除外覆盖件凹形区域面品缺陷的处理方法，还包括：

检查补偿后曲面质量：检查外覆盖件A级曲面最终补偿数据的曲率及斑马线，补偿前和补偿后的曲率检查，曲率凸凹性一致和斑马线检查，斑马线的宽度和趋势一致，才是补偿合格。

优选地，设置长方向阶数要比短方向多2-5阶数，短方向最少7阶。

优选地，凹形区域B面需要强压，过渡区长度最少50mm。

进一步地，对于产品曲率变化明显区域需要再增加过渡区，避免过渡区曲面集聚出现面品缺陷，过渡区以外正常压料。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

本发明通过对外覆盖件的凹形区域A面回弹形成的分析与研究，在模面设计阶段解决拉延成型后的塑性变形制件放到后序模具中不符贴压伤问题。

本发明按照模面精细化设计方法，对外覆盖件的凹形区域进行优化设计，避免了制件表面出现面品缺陷问题，保证了制件公差要求，减轻了调试工人的工作强度，节省了时间成本和制造成本。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1汽车外覆盖件造型凹形区域指示图；

图2凹形区域回弹示意图；

图3模拟分析回弹示意图；

图4控制点阶数示意图；

图5a补偿前斑马线检查示意图；

图5b补偿后斑马线检查示意图；

图6a补偿前曲率检查示意图；

图6b补偿后曲率检查示意图；

图7模拟分析减薄示意图；

图8精细化模面设计示意图；

图9为消除外覆盖件凹形区域面品缺陷的处理方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

下面结合附图对本发明作详细的描述：

本发明是一种消除外覆盖件凹形区域面品缺陷的方法，解决外覆盖件拉延成型过程中凹形区域产生的回弹，放到后序模具中发生压伤问题。本发明既能解决回弹带来的压伤问题，也能提高制件的尺寸精度，降低产生暗坑、波浪等一些面品缺陷的风险，能有效地保证了A面的面品质量，减少调试时间，缩短模具制造周期。

本发明创造适用于任何外覆盖件造型凹形区域，如图1所示。通过图2所示，分析出虚线是当拉延成型载荷卸去后，板料会产生一定回弹。板料的形状及尺寸与冲压模具工作表面的形状和尺寸不符，导致拉延件放到后序模具中出现压伤，同时也造成制件的尺寸不在公差范围内，影响产品的装配精度，所以需要解决由于回弹现象造成的产品误差。

参阅图9，一种消除外覆盖件凹形区域面品缺陷的处理方法，包括以下步骤：

步骤一、获取面品回弹的分析结果：

在Autoform软件中按照冲压工艺内容进行拉延工序的模拟仿真，获得成形后的拉延件回弹量值图，如图4，参照模拟仿真的回弹量值图，分析出回弹方向和回弹量值，做出回弹补偿。

图4表达的是制件在成型过程中出现弹性变形，这个弹性量值取决于模拟仿真分析结果的数值，有可能是1mm、2mm不等。

G2,是曲率连续的意思，曲率连续：面与面和线与线处于向量(方向和绝对值相同，两个曲面或者曲线处于G2连续。Nu和Nv是曲面的4条边的方向，在两条边制件互相垂直的地方被分为Nu、Nv方向，Nu、Nv后面的数字是控制点的排数。

步骤二、制作凹形曲面补偿：

(2.1)CATIA模块设置：在CATIA软件中Free Style(自由样式)模块中，采用Control Points(控制点)命令，设置Support(支持面)栏里的Local Normals(局部法线)、Filters(过滤器)栏里的Mesh only(仅限网格)、Selection(选择)栏里的Select allpoints(选择所有点)、Diffusion(扩散)栏里的Linear Law(线性法则曲线)、Options(选项)栏里的Display inflections(显示衍射)和Display deviation(显示偏差)、Smooth(光顺)栏里的0.5的一系列参数。

(2.2)回弹曲面补偿：对回弹凹形区域进行补偿，最终选取需要补偿的曲面，曲面会自动生成阶数，设置长方向阶数要比短方向多2-5阶数，短方向最少7阶,然后保证曲面两边的搭接面G2连续(曲率连续)如图3所示，在补偿的曲面阶数生成之后，点击曲面中间的阶数线，调整所要的补偿量值。

图3是回弹量值示意图。

步骤三、检查补偿后曲面质量：

检查外覆盖件A级曲面最终补偿数据的曲率及斑马线，分别如图5a、图5b、图6a、图6b所示，补偿前和补偿后的曲率检查，曲率凸凹性基本一致和斑马线检查，斑马线的宽度和趋势基本一致，才是补偿合格。

模具的上模和下模在闭合后，上下模间隙为板料厚度。然而模具在拉延成型过程中板料会受力拉伸，导致板料的厚度会减薄，这一现象会使得模具不能完全的与板料贴合，从而制件在成型过程中由于多重因素的影响，会出现褶皱、暗坑、滑移、冲击线、尺寸精度等一些质量问题。

本项发明通过精细化模面设计减缓或消除凹形区域的面品缺陷和尺寸超差等问题，利用在Autoform软件中按照冲压工艺内容进行拉延工序的模拟仿真，获得成形后的拉延件减薄量值图，如图7所示，参照减薄数值，对其凹形区域强压，防止凹形区域出现面品缺陷和尺寸超差。

参阅图8，这一项精细化模面设计方案适用于任何造型区域也包含凹形区域。首先精细化模面设计方案需要设计在凹模上，分析制件的曲面形状设计构造，往往棱线区域附近就是凹形区域，棱线两侧A面需要强压，凹形区域B面需要强压，过渡区长度最少50mm；

对于产品曲率变化明显区域需要再增加，避免过渡区曲面集聚出现面品缺陷，过渡区以外正常压料。如果凹形区域造型面积较小，模面方案需要全型面强压，不需要过渡，已避免过渡区面积过窄带来的面品缺陷。经过本发明优化之后，有效的加强了压料的强度，减轻或消除了面品缺陷问题和保证了产品匹配尺寸精度，同时减轻了调试工作者的工作强度。

参阅图1汽车外覆盖件造型凹形区域指示图。图中所示的凹形区域就是本发明中涉及到的产品制件区域。

参阅图2凹形区域回弹示意图。原实线是原板料形状状态，当拉延成型载荷卸去后，压力释放反弹成为虚线状态。

参阅图3控制点阶数示意图。通过调整曲面控制点，让其曲面做到凹形更凹，使其控制型面回弹。

参阅图4模拟分析回弹示意图。利用Autoform软件中按照冲压工艺内容进行拉延工序的模拟仿真，获得成形后的拉延件回弹量值图。

参阅图5a、图5b补偿前后斑马线检查对比示意图。曲面曲率分析检查。

参阅图6a、图6b补偿前后曲率检查对比示意图。凹凸性显示分析检查。

参阅图7模拟分析减薄示意图。某车型翼子板拉延成型后，产生的制件减薄。

参阅图8精细化模面示意图。精细化模面设计减轻或消除了面品缺陷问题和保证了产品匹配尺寸精度。

通过图7的减薄结果，再补偿紧压，过渡区和空开，图8是补偿的剖面图。通过图3的回弹结果，再用补偿工具图4示意图，补偿的结果样式就是图2的展示，所说的凹形更凹。

一种消除外覆盖件凹形区域面品缺陷的方法，本发明提供一种依托Autoform软件中冲压工艺内容进行拉延工序的模拟仿真技术，利用精细化模面设计通过凹形更凹与模面强压设计相结合的方式，解决拉延工序制件凹形区域面品缺陷问题和提高制件尺寸精度。

精细化模面包括凹形更凹和模面强压设计。

制件在拉延第一序成型后出现的回弹，通过设计凹形更凹避免拉延成型后制件放在第二工序模具中出现压伤问题。

参阅图9，参照Autoform软件中按照冲压工艺内容进行拉延工序的模拟分析减薄，对应精细化模面设计，同时也保证着色效果好。

板料在成型拉伸过程中会出现变薄，比如：板料厚度是0.7mm在拉伸成型过程中会变成0.65mm左右的厚度，即“减薄”，模具间隙(上下模中间夹的一张板料)是板料原始厚度，但是由于板料拉伸变薄，模具表面与板料制件表面会产生间隙，需要通过模拟分析减薄看出减薄的量值来把模具的间隙变小(即强压)，让其模具表面完全服帖到材料表面上。

通过模拟分析出减薄结果，减薄报告上能看出材料减薄的值，同时针对减薄区域来进行精细化设计，精细化模面设计是一种工艺手段，一般指模具设计里的数据模面设计，通过拉延空开、紧压、压机变形等手段提高制件质量，减少研配时间。

本发明提供一种依托Autoform软件中冲压工艺内容进行拉延工序的模拟仿真技术，获取面品回弹结果来应对拉延工序制件凹形区域面品缺陷问题和提高制件尺寸精度的策略。

参照Autoform软件中按照冲压工艺内容，获取材料变薄结果，对应模面设计强压、过渡、空开。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种消除外覆盖件凹形区域面品缺陷的处理方法，其特征在于：

制件在拉延第一序成型后出现的回弹，通过设计凹形更凹，避免拉延成型后制件放在第二工序模具中出现压伤；具体包括：

获取面品回弹的分析结果；

制作凹形曲面补偿。

2.根据权利要求1所述的一种消除外覆盖件凹形区域面品缺陷的处理方法，其特征在于，所述获取面品回弹的分析结果，具体内容如下：

在Autoform软件中按照冲压工艺内容进行拉延工序的模拟仿真，获得成形后的拉延件回弹量值图，参照模拟仿真的回弹量值图，分析出回弹方向和回弹量值，做出相应的补偿。

3.根据权利要求2所述的一种消除外覆盖件凹形区域面品缺陷的处理方法，其特征在于，所述制作凹形曲面补偿，具体包括：

CATIA模块设置：在CATIA软件中Free Style模块中，采用Control Points命令，设置Support栏里的Local Normals、Filters栏里的Mesh only、Selection栏里的Select allpoints、Diffusion栏里的Linear Law、Options栏里的Display inflections和Displaydeviation、Smooth栏里的0.5的一系列参数；

回弹曲面补偿：对回弹凹形区域进行补偿，选取需要补偿的曲面，曲面自动生成阶数，设置长方向阶数要比短方向多,保证曲面两边的搭接面G2连续，在补偿的曲面阶数生成之后，点击曲面中间的阶数线，调整所要的补偿量值。

4.根据权利要求1所述的一种消除外覆盖件凹形区域面品缺陷的处理方法，其特征在于，还包括：利用在Autoform软件中按照冲压工艺内容进行拉延工序的模拟仿真，获得成形后的拉延件减薄量值图，参照减薄数值，对凹形区域强压，防止凹形区域出现面品缺陷和尺寸超差。

5.根据权利要求4所述的一种消除外覆盖件凹形区域面品缺陷的处理方法，其特征在于：

在凹模上，棱线区域附近是凹形区域，棱线两侧A面需要强压，凹形区域B面需要强压。。

6.根据权利要求5所述的一种消除外覆盖件凹形区域面品缺陷的处理方法，其特征在于：

如果凹形区域造型面积较小，模面方案需要全型面强压，不需要过渡，已避免过渡区面积过窄带来的面品缺陷。

7.根据权利要求1至6任一所述的一种消除外覆盖件凹形区域面品缺陷的处理方法，其特征在于，还包括：

检查补偿后曲面质量：检查外覆盖件A级曲面最终补偿数据的曲率及斑马线，补偿前和补偿后的曲率检查，曲率凸凹性一致和斑马线检查，斑马线的宽度和趋势一致，才是补偿合格。

8.根据权利要求3所述的一种消除外覆盖件凹形区域面品缺陷的处理方法，其特征在于：

设置长方向阶数要比短方向多2-5阶数，短方向最少7阶。

9.根据权利要求5所述的一种消除外覆盖件凹形区域面品缺陷的处理方法，其特征在于：

凹形区域B面需要强压，过渡区长度最少50mm。

10.根据权利要求9所述的一种消除外覆盖件凹形区域面品缺陷的处理方法，其特征在于：

对于产品曲率变化明显区域需要再增加过渡区，避免过渡区曲面集聚出现面品缺陷，过渡区以外正常压料。

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