CN115510554A - 一种减小制件检具状态下所受夹持力的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种减小制件检具状态下所受夹持力的方法，包括：第一步，对制件的成型及回弹过程进行全工序CAE模拟；第二步，将制件的自由回弹转化为基于RPS点调换位置的夹持回弹；第三步，利用Autoform软件进行多轮迭代补偿；第四步，从Autoform软件中导出曲面，进行A面重构。本发明能够保证回弹补偿后的曲面质量；能最大程度减小制件自由回弹值，提升单件尺寸精度；可重复性强，不受制件类型限制；能减小制件检具夹持状态下的应力，提高尺寸稳定性，减少尺寸整改成本。

Description

一种减小制件检具状态下所受夹持力的方法

技术领域

本发明属于冲压模具制造技术领域，涉及一种减小制件检具状态下所受夹持力的方法。

背景技术

随着社会的发展，人们对品质的要求越来越高，在汽车行业中也是如此，在冲压阶段，除了对总成的尺寸要求严格，对冲压单件的尺寸要求也日益提高，不仅要求制件在检具夹持状态下合格，同时对制件的放松状态也有一定的要求。现有的解决冲压单件尺寸问题的方法有冲压工艺设计手段优化，或者基于检具夹持状态的回弹补偿，但是，运用冲压工艺设计手段来对尺寸回弹进行优化，存在较大的不确定性，即使经验丰富的专家，往往也需要进行多轮尝试，甚至对于某些特殊区域，仅凭工艺手段优化根本无法减轻回弹。另一种是基于检具夹持状态进行回弹补偿，此种手段在理论状态下可以保证制件在检具夹持状态合格，但取消夹紧后，制件会产生较大的回弹量，难以满足客户的尺寸要求。

在目前现有的汽车白车身制造领域中，冲压制件的翘曲回弹一直是一项难以解决的课题。由于制件的形状越来越个性化，其特征形状导致的制件回弹也越来越难以通过工艺优化来减轻或消除，往往都需要通过回弹补偿的手段来解决。传统的回弹补偿手段，会依据制件的检具夹持状态作为基准，来进行回弹区域及回弹量值的反补偿。但这样的补偿结果往往难以消除制件检具夹持状态下的内应力，导致检具上局部夹子松开后，回弹翘曲严重，影响制件验收，甚至很可能导致模具降铣来进行尺寸整改，不仅影响模具制造周期，同时也会影响模具质量。

公告号为CN105868428A专利文献涉及金属板金成形技术领域，公开了一种冲压件的回弹补偿方法。冲压件的回弹补偿方法包含以下步骤：据模具与冲压件的特点，对冲压件进行分类，并分别设立各类冲压件的冲压仿真参数清单，形成冲压仿真参数库；建立标准模板与自动循环计算脚本；其中，标准模板包含各类冲压件的标准分析参数；从冲压仿真参数库中，选择与待冲压的冲压件匹配的冲压仿真参数，并根据标准模板与自动循环计算脚本，对待冲压的冲压件进行全循环模拟回弹补偿。与现有技术相比，不但可以避免回弹补偿过于依赖人工经验，使回弹补偿结果更为客观，提高回弹补偿的准确性，而且可以大大提升回弹分析与回弹补偿的效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的上述问题，提供了一种减小制件检具状态下所受夹持力的方法。

本发明的目的在于提供一种最大限度减小制件自身翘曲回弹，减小制件检具夹持状态下所受应力的方法。

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：

一种减小制件检具状态下所受夹持力的方法，包括以下步骤：

第一步，对制件的成型及回弹过程进行全工序CAE模拟；

第二步，将制件的自由回弹转化为基于RPS点调换位置的夹持回弹；

第三步，利用Autoform软件进行多轮迭代补偿；

第四步，从Autoform软件中导出曲面，进行A面重构。

进一步地，第一步中所述对制件的成型及回弹过程进行全工序CAE模拟，具体包括：

(1)将冲压工艺工序内容导入Autoform中：将各工序内容曲面导入Autoform软件，按照工艺思想进行模拟，检查工序内容的模拟正确性；

(2)处理成型性问题：检查模拟结果的成型性是否存在问题，是否满足客户要求，如不满足需重新优化冲压工艺内容；

(3)处理强制收敛问题：在Autoform软件中进行模拟，查看是否出现强制收敛现象，导致模拟结果出现偏差，如果强制收敛，需要排查问题，进行更改；

(4)解决各工序符型问题：检查各工序往下一工序放置制件时，是否出现不服帖现象，如存在不服帖现象，需要做后工序符型处理；

(5)确定制件自由回弹：确认以上检查无问题后，模拟出最终制件的自由回弹状态。

进一步地，第二步中所述将制件的自由回弹转化为基于RPS点调换位置的夹持回弹，具体内容包括：

(1)选取自由回弹为零的位置：打开AF模拟结果，在回弹模式下点选量值，选取自由回弹基本为零的位置；

(2)在自由回弹为零的位置设置夹持点：进入“Constraints”页面，点击下方“Fixed Boundary Condation”进入夹持模式，在自由回弹为零的位置适当选取夹持点，用夹持回弹替代自由回弹；

(3)取消制件重力进行模拟：在“Constraints”界面选中“No Gravity”，点击勾选，取消对制件的重力模拟；

(4)确定自由回弹与夹持回弹相似性：比较自由回弹与夹持回弹在回弹趋势和回弹量值上是否基本一致，如一致，则转化成功，如不一致，重复步骤(2)，重新选取适当的夹持位置。

进一步地，第三步中所述用Autoform软件进行多轮迭代补偿，具体内容包括：

(1)利用Autoform软件自动补偿曲面：打开Autoform软件，使用“Clone for SBCompensatin”命令对需要选定的工序曲面进行自动补偿；

(2)补偿后的曲面进行模拟验证：各工序曲面自动补偿完成后，重新进行全工序CAE模拟，确认自动补偿的有效性；

(3)确定Autoform软件自动补偿结果：得到模拟结果后，确认制件回弹状态，如达到目标要求进行下一步导出目标曲面，如未达到要求重复步骤(1)，进行下一轮迭代补偿；

(4)验证回弹状态满足后，将自由回弹为零位置的夹持点，转换回实际检具上的RPS点，进行最终回弹模拟验证；

(5)导出目标曲面：使用“Export”命令导出igs文件格式的目标曲面。

进一步地，第四步中所述从Autoform软件中导出曲面，进行A面重构，具体内容包括：

(1)曲面质量检查：检查补偿输出后的曲面质量，是否符合制件加工数据设计；

(2)局部处理异常区：迭代补偿的变形曲面，局部可能会出现曲面质量差，不满足加工数据设计的地方，进行局部异常区A面重构处理；

(3)输出最终加工曲面，数据传递。

进一步地，进行局部异常区A面重构处理，是利用Icemsurf软件对曲面片连接不光顺处进行局部优化，重新连接。

进一步地，利用Autoform软件模拟出制件最终自由回弹结果。

进一步地，将自由回弹结果转化为基于自由回弹为零位置的RPS点的夹持回弹结果，保证夹持回弹结果与自由回弹结果趋势和量值不变。

进一步地，利用Autoform R8软件将制件的夹持回弹替代自由回弹补偿到满足公差要求。

进一步地，将最终回弹补偿后的CAE尺寸模拟分析结果用实际检具上的RPS夹持点验证合格。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

本发明方法简便，可固化，易操作。

本发明能够保证回弹补偿后的曲面质量。

本发明能最大程度减小制件自由回弹值，提升单件尺寸精度。

本发明可重复性强，不受制件类型限制。

本发明能减小制件检具夹持状态下的应力，提高尺寸稳定性，减少尺寸整改成本。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1a将冲压工艺设计内容导入到Autoform软件中进行全工序CAE模拟示意图一；

图1b将冲压工艺设计内容导入到Autoform软件中进行全工序CAE模拟示意图二；

图2制件的自由回弹结果示意图；

图3制件的夹持回弹结果示意图；

图4Autoform自动补偿示意图；

图5评估自动补偿结果是否满足目标要求示意图；

图6a评估补偿后输出的曲面质量是否满足加工数据设计需求示意图一；

图6b评估补偿后输出的曲面质量是否满足加工数据设计需求示意图二。

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：

本发明的目的在于提供一种最大限度减小制件自身翘曲回弹，减小制件检具夹持状态下应力的方法；本发明尺寸稳定性高，节约模具调试整改成本。

本发明的技术方案是：一种减小制件检具状态下所受夹持力的方法，包括以下步骤：

第一步，对制件的成型及回弹过程进行全工序CAE模拟

(1)将冲压工艺工序内容导入Autoform中：将各工序内容曲面导入Autoform软件，按照工艺思想进行模拟，检查工序内容的模拟正确性；

(2)处理成型性问题：检查模拟结果的成型性是否存在问题，是否满足客户要求，如不满足需重新优化冲压工艺内容；

(3)处理强制收敛问题：在Autoform软件中进行模拟，查看是否出现强制收敛现象，导致模拟结果出现偏差，如计算超过一定次数后强制收敛，需要排查问题，进行更改；

(4)解决各工序符型问题：检查各工序往下一工序放置制件时，是否出现不服帖现象，如存在不服帖现象，需要做后工序符型处理；

(5)确定制件自由回弹：确认以上检查无问题后，模拟出最终制件的自由回弹状态。

第二步，将制件的自由回弹转化为基于RPS点调换位置的夹持回弹

(1)选取自由回弹为零的位置：打开AF模拟结果，在回弹模式下点选量值，选取自由回弹基本为零的位置；

(2)在自由回弹为零的位置设置夹持点：进入“Constraints”页面，点击下方“Fixed Boundary Condation”进入夹持模式，在自由回弹为零的位置适当选取夹持点，用夹持回弹替代自由回弹；

(3)取消制件重力进行模拟：在“Constraints”界面选中“No Gravity”，点击勾选，取消对制件的重力模拟；

(4)确定自由回弹与夹持回弹相似性：比较自由回弹与夹持回弹在回弹趋势和回弹量值上是否基本一致，如一致，则转化成功，如不一致，重复步骤(2)，重新选取适当的夹持位置。

第三步，利用Autoform软件进行多轮迭代补偿

(1)利用Autoform软件自动补偿曲面：打开Autoform软件，使用“Clone for SBCompensatin”命令对需要选定的工序曲面进行自动补偿；

(2)补偿后的曲面进行模拟验证：各工序曲面自动补偿完成后，重新进行全工序CAE模拟，确认自动补偿的有效性；

(3)确定Autoform软件自动补偿结果：得到模拟结果后，确认制件回弹状态，如达到目标要求可以进行下一步导出目标曲面，如未达到要求可以重复步骤(1)，进行下一轮迭代补偿；

(4)验证回弹状态满足后，将自由回弹为零位置的夹持点，转换回实际检具上的RPS点，进行最终回弹模拟验证。

(5)导出目标曲面：使用“Export”命令导出igs文件格式的目标曲面。

第四步，从Autoform软件中导出曲面，进行A面重构

(1)曲面质量检查：检查补偿输出后的曲面质量，是否符合制件加工数据设计；

(2)局部处理异常区：迭代补偿的变形曲面，局部可能会出现曲面质量差，不满足加工数据设计的地方，进行局部异常区A面重构处理；

进行局部异常区A面重构处理，是利用Icemsurf软件对曲面片连接不光顺处进行局部优化，重新连接。

(3)输出最终加工曲面，数据传递。

本发明的积极效果是：将以上步骤获得的曲面数据用于制件各工序加工数据设计，实验结果证明此种方法能减小制件检具夹持状态下的应力，提高尺寸稳定性，减少尺寸整改成本。

参阅图1a、图1b将冲压工艺设计内容导入到Autoform软件中进行全工序CAE模拟。

参阅图2制件的自由回弹结果，选取恰当的自由回弹量值接近零的位置。

参阅图3将制件的自由回弹结果，转化成夹持回弹结果

参阅图4Autoform自动补偿示意图，选取需要自动补偿的工序面，在软件中进行自动补偿。

参阅图5评估自动补偿结果是否满足目标要求，如满足可输出曲面，如不满足可以继续迭代进行下一轮补偿。

参阅图6a、图6b评估补偿后输出的曲面质量是否满足加工数据设计需求，如不满足，进行局部A面重构优化。

本发明涉及一种减小制件检具状态下所受夹持力的方法，本发明的目的在于提供一种最大限度减小制件自身翘曲回弹，减小制件检具夹持状态下应力的方法。一种减小制件检具状态下所受夹持力的方法，包括以下步骤：第一步，对制件的成型及回弹过程进行全工序CAE模拟；第二步，将制件的自由回弹转化为基于RPS点调换位置的夹持回弹；第三步，利用Autoform软件进行多轮迭代补偿；第四步，从Autoform软件中导出曲面，进行A面重构。

本发明是利用Autoform软件模拟出制件最终自由回弹结果。

本发明是将自由回弹结果转化为基于自由回弹为零位置的RPS点的夹持回弹结果，保证其趋势和量值基本不变。

本发明利用Autoform R8软件将制件的夹持回弹代自由回弹补偿到满足公差要求。

本发明将最终补偿后的结果用实际检具上的RPS夹持点验证合格。

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)

1.一种减小制件检具状态下所受夹持力的方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，对制件的成型及回弹过程进行全工序CAE模拟；

第二步，将制件的自由回弹转化为基于RPS点调换位置的夹持回弹；

第三步，利用Autoform软件进行多轮迭代补偿；

第四步，从Autoform软件中导出曲面，进行A面重构。

2.根据权利要求1所述的一种减小制件检具状态下所受夹持力的方法，其特征在于：

第一步中所述对制件的成型及回弹过程进行全工序CAE模拟，具体包括：

(1)将冲压工艺工序内容导入Autoform中：将各工序内容曲面导入Autoform软件，按照工艺思想进行模拟，检查工序内容的模拟正确性；

(2)处理成型性问题：检查模拟结果的成型性是否存在问题，是否满足客户要求，如不满足需重新优化冲压工艺内容；

(3)处理强制收敛问题：在Autoform软件中进行模拟，查看是否出现强制收敛现象，导致模拟结果出现偏差，如果强制收敛，需要排查问题，进行更改；

(4)解决各工序符型问题：检查各工序往下一工序放置制件时，是否出现不服帖现象，如存在不服帖现象，需要做后工序符型处理；

(5)确定制件自由回弹：确认以上检查无问题后，模拟出最终制件的自由回弹状态。

3.根据权利要求2所述的一种减小制件检具状态下所受夹持力的方法，其特征在于：

第二步中所述将制件的自由回弹转化为基于RPS点调换位置的夹持回弹，具体内容包括：

(1)选取自由回弹为零的位置：打开AF模拟结果，在回弹模式下点选量值，选取自由回弹基本为零的位置；

(2)在自由回弹为零的位置设置夹持点：进入“Constraints”页面，点击下方“FixedBoundary Condation”进入夹持模式，在自由回弹为零的位置适当选取夹持点，用夹持回弹替代自由回弹；

(3)取消制件重力进行模拟：在“Constraints”界面选中“No Gravity”，点击勾选，取消对制件的重力模拟；

(4)确定自由回弹与夹持回弹相似性：比较自由回弹与夹持回弹在回弹趋势和回弹量值上是否基本一致，如一致，则转化成功，如不一致，重复步骤(2)，重新选取适当的夹持位置。

4.根据权利要求3所述的一种减小制件检具状态下所受夹持力的方法，其特征在于：

第三步中所述用Autoform软件进行多轮迭代补偿，具体内容包括：

(1)利用Autoform软件自动补偿曲面：打开Autoform软件，使用“Clone for SBCompensatin”命令对需要选定的工序曲面进行自动补偿；

(2)补偿后的曲面进行模拟验证：各工序曲面自动补偿完成后，重新进行全工序CAE模拟，确认自动补偿的有效性；

(3)确定Autoform软件自动补偿结果：得到模拟结果后，确认制件回弹状态，如达到目标要求进行下一步导出目标曲面，如未达到要求重复步骤(1)，进行下一轮迭代补偿；

(4)验证回弹状态满足后，将自由回弹为零位置的夹持点，转换回实际检具上的RPS点，进行最终回弹模拟验证；

(5)导出目标曲面：使用“Export”命令导出igs文件格式的目标曲面。

5.根据权利要求4所述的一种减小制件检具状态下所受夹持力的方法，其特征在于：

第四步中所述从Autoform软件中导出曲面，进行A面重构，具体内容包括：

(1)曲面质量检查：检查补偿输出后的曲面质量，是否符合制件加工数据设计；

(2)局部处理异常区：迭代补偿的变形曲面，局部可能会出现曲面质量差，不满足加工数据设计的地方，进行局部异常区A面重构处理；

(3)输出最终加工曲面，数据传递。

6.根据权利要求5所述的一种减小制件检具状态下所受夹持力的方法，其特征在于：

进行局部异常区A面重构处理，是利用Icemsurf软件对曲面片连接不光顺处进行局部优化，重新连接。

7.根据权利要求6所述的一种减小制件检具状态下所受夹持力的方法，其特征在于：

利用Autoform软件模拟出制件最终自由回弹结果。

8.根据权利要求7所述的一种减小制件检具状态下所受夹持力的方法，其特征在于：

将自由回弹结果转化为基于自由回弹为零位置的RPS点的夹持回弹结果，保证夹持回弹结果与自由回弹结果趋势和量值不变。

9.根据权利要求8所述的一种减小制件检具状态下所受夹持力的方法，其特征在于：

利用Autoform R8软件将制件的夹持回弹替代自由回弹补偿到满足公差要求。

10.根据权利要求9所述的一种减小制件检具状态下所受夹持力的方法，其特征在于：

将最终回弹补偿后的CAE尺寸模拟分析结果用实际检具上的RPS夹持点验证合格。

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