CN115803745A - 用于借助混合的回弹补偿确定深冲模具几何结构设计数据的方法、设备和程序 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于确定用于制造成形模具的设计数据的方法。借助电子计算设备实施仿真，在仿真中对如下内容仿真：使模具的模具部件向彼此运动并且由此运动到闭合位置中。在仿真中对如下内容仿真：通过使模具部件运动到闭合位置中，使工件成形并且由此从初始状态转变到变形的第一状态中。在仿真中对如下内容仿真：模具部件至少暂时保留在闭合状态中并且由此将工件保持在变形的第一状态中。在仿真中对如下内容仿真：使模具部件彼此运动离开。在仿真中对如下内容仿真：由于模具部件运动到打开位置中，工件从变形的第一状态出发由于处于变形的第一状态中的工件的内部应力自发地变形到变形的第二状态中(步骤S1)。

Description

用于借助混合的回弹补偿确定深冲模具几何结构设计数据的 方法、设备和程序

技术领域

本发明涉及一种用于确定用于制造成形模具的设计数据的方法，所述成形模具设置用于构件成形。此外，本发明涉及这样的方法的应用、电子计算设备、计算机程序和计算机可读的介质。

背景技术

WO 02/10332A1公开一种用于结构构件的成形的方法，所述结构构件具有板形的基体和大致成直角从所述基体出发的、一件式与基体连接的、纵长延伸的并且彼此大致平行延伸的肋。

此外，由一般的现有技术充分已知，为了构件成形，使用成形模具、例如压机。例如借助相应的成形模具对相应的构件深冲并且由此成形。为此，例如使成形模具的模具部件、尤其是模具半部向彼此运动并且由此闭合。由此，所述构件成形并且由此例如从原始状态置于变形的第一状态中。例如构件设置在其之间的模具部件保持闭合，而所述构件处于之前所述的变形的第一状态中，其中，所述构件借助闭合的模具部件尤其是如模具部件闭合或直至模具部件打开那么长时间地保持在变形的第一状态中。在该变形的第一状态中，内部应力在构件本身内作用。所述构件借助闭合的模具部件相反于该内部应力保持在变形的第一状态中。如果然后模具部件彼此运动离开并且因此打开，则所述内部应力可以降低，从而由于模具部件的打开，所述构件从变形的第一状态出发自动或自发变形，由此，例如所述构件到达与变形的第一状态不同的变形的第二状态中。所述构件的该由模具部件的打开和所述内部应力造成的变形也称为构件的跳开、跳起、回跳、回弹、弹性的回弹、反弹或弹性的反弹或弹开。在相应的变形的状态中，所述构件具有相应的形状。优选地，在变形的第二状态中的构件的形状对应于所述构件的希望的最终形状或希望的最终几何结构，所述构件然后可以例如安装或进一步处理。

相应的变形的状态和因此相应的形状依赖于模具、尤其是模具部件的几何结构。成形模具的相应的结构或制造的目的是，提供成形模具的这样的几何结构，使得所述构件借助成形模具这样成形，使得所述构件在弹开之后具有希望的最终形状或希望的最终几何结构。通常，需要许多迭代步骤，以便迭代地这样确定成形模具的几何结构和因此其形状，使得在弹开之后的构件的形状对应于希望的最终形状。因为通常成形模具的几何结构迭代地确定，所以成形模具的制造通常非常耗费时间和成本。

发明内容

因此，本发明的任务是，提供方法、这样的方法的应用、电子计算设备、计算机程序和计算机可读的介质，从而用于成形尤其是用于机动车的构件的成形模具可以特别时间有利并且低成本地制造。

该任务按照本发明通过独立权利要求的主题解决。本发明的有利的设计是从属权利要求的主题。

本发明的第一方面涉及一种用于确定用于制造(也就是说尤其是用于设计和/或完成)成形模具的设计数据的方法，所述成形模具设置用于(尤其是用于机动车的)构件成形、尤其是深冲。如果接着例如说到所述或一个成形模具，则对其理解为——如果没有另外给出的话——一个或所述实际上物理存在的、实体的成形模具，所述成形模具基于设计数据可制造或制造。如果此外接着说到所述或一个构件，则对其理解为——如果没有另外给出的话——所述或一个实际上物理存在的、实体的构件，所述构件借助成形模具可成形或被成形。

在所述方法的第一步骤中，借助电子计算设备实施第一仿真。在第一仿真中或在第一仿真的范围中，借助电子计算设备对如下内容仿真：模具的模具部件、尤其是模具半部向彼此运动并且由此运动到闭合位置中。如果接着说到模具部件和模具，则对其理解的——如果没有另外给出的话——不是例如实际上物理存在的、实体的模具部件或实际上物理存在的、实体的模具，而是模具部件或模具理解为——如果没有另外给出的话——模具部件的计算或仿真模型或模具的计算或仿真模型理解，其中借助电子计算设备借助计算或仿真模型实施第一仿真。相应的仿真模型是模具部件或模具的例如具有方程的或由方程形成的虚拟的模型，从而可以说仿真的模具的仿真的模具部件向彼此运动。换句话说，在第一仿真的范围中，不是例如进行实际上存在的、实体的模具的实际上实体存在的模具部件向彼此运动并且由此闭合，而是在第一仿真的范围中仿真并且因此复制或模拟，实际上可能存在并且是实际的、实体的模具的组成部分的模具部件向彼此运动。

在第一仿真中还对如下内容仿真：通过使模具部件运动到闭合位置中，使工件成形并且由此从初始状态转变或置于变形的第一状态中。所述工件——如果没有另外给出的话——不必然理解为实际上物理存在的、实体的构件，而是基于实体可能存在的一个或所述工件或构件的计算或仿真模型实施仿真。因此，在第一仿真的范围中，所述或一个工件不是实际上成形，而是仿真、也就是说复制或模拟实际的实体的工件的成形。

在第一仿真中还对如下内容仿真：模具部件至少暂时保留在闭合状态中，并且由此将工件保持在变形的第一状态中。此外，在第一仿真中对如下内容仿真：模具部件彼此运动离开并且由此从闭合位置运动到打开位置中，也就是说打开。此外，在第一仿真中对如下内容仿真：由于模具部件运动到打开位置中，也就是说通过模具部件运动到打开位置中，工件从变形的第一状态出发基于处于变形的第一状态中的工件的内部应力自发地变形到变形的第二状态中。换句话说，通过工件通过模具部件向彼此运动成形并且由此置于变形的第一状态中并且由此模具部件保持闭合，变形的第一状态保持，在处于变形的第一状态中的工件中并且在模具部件保持闭合期间，有内部应力作用或存在，其中所述工件相反于内部应力借助闭合的模具部件保持在变形的第一状态中。如果然后模具部件彼此运动离开并且由此运动到打开位置中，也就是说打开，则内部应力可以减少。结果是工件基于内部应力从变形的第一状态出发自动或自发这样变形，使得工件到达之前所述变形的第二状态中。对之前所述过程仿真。

在所述方法的第二步骤中，借助电子计算设备计算应力状态，所述应力状态表征借助闭合的模具部件保持在变形的第一状态中的并且由此处于变形的第一状态中的工件的内部应力。换句话说，所述应力状态说明内部应力，所述内部应力导致，当模具部件打开时，工件从变形的第一状态出发自发变形或成形到变形的第二状态中。

在所述方法的第三步骤中，借助电子计算设备对应力状态尤其是数学地反转。应力状态的尤其是数学的反转尤其是理解为，应力状态、尤其是应力状态的矢量和/或参数和/或值的在其尤其是数学的符号中倒转或反转。因此，例如通过反转从相应的正的数学符号(+)成为负的数学符号(-)，并且从相应的负的数学符号(-)成为相应的正的数学符号(+)。通过首先计算的应力状态的反转，计算或确定反转的应力状态。应力状态的反转也称为应力反转。

此外设置，基于反转的应力状态仿真工件到变形的第二状态中的之前所述的由应力状态或由内部应力造成的自发的变形。换句话说，不使用首先确定的真正的应力状态，以便基于确定的真正的应力状态对工件的自发的变形仿真，而是对首先确定的真正的应力状态反转，由此计算反转的应力状态。现在基于反转的应力状态对工件到第二变形状态中的自发的变形仿真。应力状态的反转和由此造成的结果可以尤其是如下理解：

工件基于应力状态或内部应力的仿真的、自发的或者说自动的变形也称为跳开、回跳、弹开、跳起、回弹、反弹、弹性的反弹或弹性的回弹。如果例如不是基于反转的应力状态、而是基于真正的未反转的应力状态对弹开仿真，则例如工件从变形的第一状态出发基于内部应力至少在部分区域中沿第一方向弹开。该第一方向可以类似或对应于如下方向，当用于成形构件的成形模具打开时，实际上物理存在的、实体的构件也沿该方向弹开。这表示，也在对实体的、实际上存在的构件成形的实际的、真实的成形方法中在如下情况中出现关于(仿真的)工件说明的弹开，即，用于成形实际的构件的实际的模具部件在其用于成形实际的构件向彼此运动、因此闭合之后打开。应力状态的反转和通过在第一仿真中对弹开基于反转的应力状态仿真现在例如相比于之前所述第一方向导致，工件不是沿第一方向、而是沿与第一方向相反的第二方向弹开。这在实际中不会或不可能这样进行，而是在仿真中例如工件相反或反向于真正的实体的构件弹动。

在按照本发明的方法的第四步骤中设置，借助电子计算设备并且依赖于变形的第二状态确定、尤其是计算成形模具的影响成形的几何结构。几何结构影响成形的特征尤其是理解的是，几何结构对成形或对其仿真的影响。再次换句话说，几何结构的改变导致工件的成形的改变。所述几何结构因此例如是模具的模具形状或模具轮廓，其中借助模具形状或借助模具轮廓尤其是在仿真中对工件成形。参考实际的、实体存在的成形模具，其影响相应的构件的成形的几何结构例如是实际的成形模具的这样的几何结构、模具形状或模具轮廓，其中相应的构件借助实际的成形模具的几何结构、模具形状或模具轮廓例如这样成形或会这样成形，使得在实际的成形中，实际的成形模具的几何结构、模具形状或模具轮廓与相应的构件进入或会进入尤其是直接的接触中。

借助电子计算设备在第四步骤中依赖于变形的第二状态计算并且因此确定的几何结构也称为第一几何结构并且尤其是模具(也就是说仿真的或虚拟的模具)的仿真的或虚拟的第一几何结构，所述模具在第一仿真中、然而在那里优选以与第一几何结构不同的初始几何结构使用。第一几何结构也称为第一模具几何结构。

换句话说，通过基于反转的应力状态对工件从变形的第一状态到第二状态中的自发的变形仿真，对在仿真中处于变形的第二状态中的工件的形状仿真或计算。第一几何结构在此尤其是依赖于处于变形的第二状态中的工件的(仿真的)形状确定。

在所述方法的第五步骤中，借助电子计算设备尤其是在第一仿真之后实施第二仿真。在第二仿真中对如下内容仿真：工件从初始状态出发借助具有第一几何结构的模具成形并且由此从初始状态转变到变形的第三状态中。优选地，变形的第三状态与变形的第一状态不同，因为优选在第一仿真中，模具具有与第一几何结构不同的初始几何结构并且工件在第一仿真中从初始状态出发借助具有初始几何结构的模具成形或已成形，其中，与此相对在第二仿真中，模具具有优选与初始几何结构不同的第一几何结构并且工件在第二仿真中从初始状态出发借助具有第一几何结构的模具成形。因为初始几何结构和第一几何结构影响相应的成形——如以上关于第一几何结构说明的——并且因为优选第一几何结构与初始几何结构不同，所以工件从相同的初始状态出发在第二仿真中相比于第一仿真以另一种方式或不同地仿真地成形。工件在第二仿真中相比于第一仿真以另一种方式或不同地成形尤其是理解为，变形的第三状态与变形的第一状态不同，因此工件在变形的第一状态中具有第一形状并且在变形的第三状态中具有与第一形状不同的第二形状。用于第一仿真的以前的和接着的实施方式可以轻易地也转用于第二仿真并且反之亦然。因此，例如在第二仿真中对如下内容仿真：模具的模具部件向彼此运动，其中至少一个所述模具部件具有第一几何结构。

在所述方法的第六步骤中，借助电子计算设备将变形的第三状态与理论状态比较。在此，借助电子计算设备计算矢量场，所述矢量场表征在变形的第三状态和理论状态之间的区别。矢量场表征在变形的第三状态和理论状态之间的区别的特征尤其是如下理解：基于变形的第二状态并且因此基于反转的应力状态确定第一几何结构，所述第一几何结构在理想情况中已经是这样，使得第一几何结构或工件从初始状态出发借助具有第一几何结构的模具的成形已经导致工件的希望的理论状态。参考实际的、在现实中存在的成形模具，这表示，理想地，当成形模具具有第一几何结构并且借助具有第一几何结构的成形模具对相应的构件成形时，由此相应的构件从初始状态置于、也就是说成形到希望的理论状态中。理论状态尤其是理解为，所述工件或构件在理论状态中具有希望的理论形状。

然而已发现，基于应力状态的反转，第一几何结构不一定可以没有其他的措施地这样给出，使得第一几何结构或借助具有第一几何结构的模具或成形模具的成形导致希望的理论状态。换句话说已发现，变形的第三状态不必然对应于理论状态，而是过度地与理论状态偏离。为了充分补偿第三状态与理论状态的这样的可能的偏差，实施第六步骤。再次换句话说，出人意外已发现，单单借助应力反转不一定可以这样给出模具或成形模具的第一几何结构，使得不出现在变形的第三状态和理论状态之间的不希望的区别。因此——如接着还解释的——也实施行程反转，尤其是在应力反转之后和/或基于应力反转。行程反转理解为矢量场关于尤其是通过矢量场描述的行程的反转。

所述矢量场例如具有多个矢量。相应的矢量例如对于处于第三状态中的工件的相应点或相应区域或相应位置定义或说明行程或路程，相应点、相应区域或相应位置必须尤其是沿一个方向以所述行程或路运动、尤其是移动，以便使工件从变形的第三状态转变到理论状态中，因此，取消或补偿在变形的第三状态和理论状态之间的区别。尤其是相应的矢量也定义、说明或表征所述的方向，相应点以相应的行程沿所述方向要移动或要运动。

在所述方法的第七步骤中，借助电子计算设备实施之前所述的行程反转。在行程反转中，尤其是数学地反转矢量场。矢量场的尤其是数学的反转——例如如在应力反转中那样——尤其是理解为，矢量场、尤其是矢量场的矢量和/或参数和/或值的在其尤其是数学的符号中倒转或反转。因此，例如通过行程反转，从相应的正的数学符号(+)成为负的数学符号(-)，并且从相应的负的数学符号(-)成为相应的正的数学符号(+)。通过首先计算的矢量场的反转，计算或确定反转的矢量场。

在所述方法的第八步骤中，借助电子计算设备依赖于第一几何结构并且依赖于反转的矢量场计算设计数据。例如反转的矢量场增加到第一几何结构上。对其尤其是理解为，第一几何结构与反转的矢量场相加，从而可以说第一几何结构以反转的矢量场或以通过反转的矢量场表征的行程、尤其是沿通过反转的矢量场表征的方向移动。因此，例如由第一几何结构确定、尤其是计算模具的第二几何结构，其中第二几何结构通过设计数据表征，从而基于设计数据这样制造或可以这样制造实际的、实体存在的成形模具，使得所述成形模具具有影响相应的构件的成形的第二几何结构。

优选地，在第八步骤之后实施第九步骤，在所述第九步骤中实施第三仿真，所述第三仿真原则上可以对应于第二仿真，尤其是区别在于，在第三仿真中，模具具有优选与所述几何结构不同的第二几何结构，所述第二几何结构例如通过设计数据表征或描述并且因此基于第一几何结构和反转的矢量场产生。类似于第二仿真，所述构件借助具有第二几何结构的模具成形并且由此从初始状态转变到变形的第四状态中。借助电子计算设备将变形的第四状态与理论状态比较并且由此检查：是否存在变形的第四状态和理论状态之间的区别。如果不存在第四状态和理论状态之间的区别或所述区别小于阈值，则可以基于设计数据制造成形模具。然而，如果所述区别超过阈值，则必要时如在第七步骤中实施至少另一个行程反转，通过所述另一个行程反转或基于此必要时产生另外的矢量场反转并且必要时基于此产生新的第三几何结构或新的设计数据。第九步骤因此是用于检查产生的设计数据的验算或控制步骤。

已发现，通过应力状态的反转(应力反转)和反转的应力状态的利用，以便确定变形的第二状态，第一几何结构并且结果是——尤其是在利用行程反转的情况下——设计数据可以这样计算和因此确定，即，基于设计数据可以以仅小的数量的迭代或甚至没有迭代地确定并且尤其是制造或完成成形模具的尤其是以第二几何结构形式的这样的几何结构，使得成形模具的(第二)几何结构导致，实际的实体的构件在借助成形模具引起的成形之后并且尤其是在回跳或弹开之后具有希望的最终几何结构或最终形状。因此，相比于常规的解决方案，按照本发明的方法能够实现，可以避免许多用于找到成形模具的这样的几何结构的迭代步骤，以使得构件在弹开之后具有希望的最终几何结构。换句话说，按照本发明的方法能够实现成形模具的特别时间有利并且低成本的制造，因为直接或以仅小的花费可以给出如下几何结构，所述几何结构提供构件在其制造或成形之后的希望的理论几何结构。

本发明尤其是基于如下认识：按常规实施所谓的基于仿真的跳起补偿，以便迭代地寻找用于成形构件的成形模具的这样的几何结构，使得借助其对构件成形的几何结构引起，所述构件在其弹开之后或通过其弹开到达希望的最终形状或最终几何结构中。在基于仿真的跳起补偿中例如设置，在开发用于完成构件的制造方法之后，基于成形和跳起仿真确定构件的弹性的回弹，所述构件例如可以是用于汽车、尤其是用于载客汽车的车身构件或自支承的车身。用于工件的弹开的以前的实施方式可以轻易地也转用到实际上物理存在的实体的构件的弹开。因此，构件的弹性的回弹如下理解：如果例如成形模具闭合，其方式为例如成形模具的实体存在的模具部件向彼此运动，则构件由此成形。如果成形模具的模具部件首先保持闭合，则所述构件保持在变形的或成形的状态中，在所述状态中，内部应力在构件内作用。相反于这些内部应力，构件借助成形模具的模具部件保持在变形的状态中。如果然后成形模具的模具部件彼此运动离开，也就是说打开，则构件可以基于内部应力自发或自动变形，尤其是朝原始状态的方向变形，所述构件从所述原始状态出发成形。这也称为跳开、回跳、弹开或回弹。在变形的(第一)状态中，工件或构件例如处于所谓的另一个初始状态中。在弹开之后，工件或构件处于最终状态中，所述最终状态例如是之前所述的变形的第二状态。按常规，在跳起仿真中初始状态和最终状态通过拓扑学相同的FEM网络描述(FEM——有限元方法)。这两个简单地也称为网络的FEM网络仅通过其节点坐标区分。借此除了所谓的回弹的几何结构之外，也尤其是以离散化的形式已知或可确定初始状态和最终状态之间的矢量场。所述回弹的几何结构例如是在也称为回弹的弹开之后工件或构件的几何结构。之前所述的矢量场因此例如表征在初始状态和最终状态之间的区别。尤其是例如所述矢量场表征例如行程和/或方向和/或路程，表征初始状态的网络的结点必须沿所述行程和/或方向和/或路程运动或移动，以便由此获得表征最终状态的网络。由矢量场可以在下一个过程步骤中导出基于网络的校正规定，借助所述校正规定可以例如纠正成形模具或模具的最初的初始几何结构，以便由此例如这样获得模具或成形模具的另外的几何结构，使得最终状态不与或较轻微地与希望的理论状态、也就是说与希望的最终几何结构或希望的最终形状偏离。借助校正规定可以例如也几何地纠正模具部件的称为模具作用面的作用面。作用面尤其是理解为模具部件的这样的面，所述面在构件或工件的成形中与工件或构件进入尤其是直接的接触中，从而工件或构件借助作用面成形。

为了例如实现，构件通过弹开到达希望的最终形状中或至少接近最终形状，例如确定、尤其是计算模具作用面的过度弯曲。为了计算模具作用面的该需要的过度弯曲，通常对之前所述的矢量场行程反转。行程反转理解的是矢量场关于行程的反转。换句话说，词“行程反转”的词部分“行程(weg)”不应理解为副词“离开(weg)”，所述副词表示与确定的地点、空间或确定的位置的远离，而是词“行程反转”的词部分“行程(weg)”作为名词“行程(Weg)”或作为与名词“行程Weg”相关地理解。跳起补偿例如借助例如通过CAD数据说明模具作用面的适配或校正完成。换句话说，例如基于矢量场的行程反转纠正说明模具作用面的CAD数据，由此例如纠正、尤其是过度弯曲模具作用面，(CAD-Computer aided design——计算机辅助设计)。随后，进行补偿措施的有效性的检查和必要时按照相同的原理的另一个校正回路。换句话说，如果例如仿真和/或试验得出，当构件或工件借助具有纠正的模具作用面的模具部件成形时在弹开之后继续过度强烈地与希望的最终形状偏离，则以之前所述方式重新纠正模具作用面。因此，通常需要迭代的并且因此耗费时间和成本的过程，以便这样找到成形模具的希望的几何结构，使得所述几何结构导致，构件在弹开之后不与或不过度与希望的最终形状偏离。

通常尤其是由钢和铝制造车身零件一般分成多个操作。首先，坯件、尤其是成型坯件在第一操作中深冲。随后，分别按照构件几何结构跟随另外的成形、切边和再成形操作。在闭合的成形模具中，接触力在模具作用面和例如由板材形成的、成形的并且处于变形的(第一)状态中的构件或工件之间作用。在此，调节在外部的接触力和在构件中、尤其是在其材料中的内部应力之间的平衡状态。外部的接触力尤其是理解为这样的力，所述力从构件外并且因此例如由模具部件、尤其是通过作用面作用到构件上并且将所述构件保持在变形的(第一)状态中，而成形模具的模具部件闭合。

所述外部的接触力在模具或成形模具打开之后不再可以作用。因此调节新的平衡状态，由所述新的平衡状态造成构件的弹性的变形。构件的该弹性的变形是之前所述的跳开、回跳、弹开或回弹。在弹开之后并且因此例如在变形的第二状态中，在例如由板材形成的构件中的内应力处于平衡中。该效果作为之前所述的跳开或作为跳起或回弹、尤其是弹性的回弹表示。所述弹性的回弹(跳开或跳起)是物理的效果，所述效果通常只能够减少，但不能够避免。之前所述跳起补偿尤其是理解为用于成形模具的所谓的超前量的确定，从而在弹性的回弹之后调节构件的目标几何结构，也就是说，所述构件、尤其是其形状在弹性的回弹之后对应于希望的最终形状或至少不过度与最终形状偏离。

区别于常规的解决方案，在按照本发明的方法中，在闭合模具部件之后和打开模具部件之前不仅设置之前所述的行程反转，而且设置应力状态的所述反转(应力反转)。换句话说，基于反转的应力状态实施弹性的回弹的仿真。工件到变形的第二状态中的自发的变形的仿真也称为跳起仿真。变形的第二状态以及例如在变形的第二状态中的工件的一个或所述形状例如是跳起仿真的结果。基于跳起仿真并且尤其是基于跳起仿真的一个结果或多个结果确定、尤其是计算设计数据。按照本发明，在基于仿真的应力反转之后实施基于仿真的行程反转，优选至少一次或正好一次实施所述应力反转。

优选地，至少一次或正好一次实施所述基于仿真的行程反转。尤其是可以多次实施基于仿真的行程反转。此外可设想，尤其是在基于仿真的行程反转之后尤其是至少一次或正好一次或多次实施基于测量数据的行程反转，以便补偿另外的可能的偏差。如果不另外给出，则接着“行程反转”理解为以上所述的基于仿真的行程反转。应力和行程反转的按照本发明的组合能够对于所有工作顺序使用或应用。

为了可以特别时间有利并且低成本地确定设计数据并且结果是特别时间有利并且低成本地制造成形模具，在本发明的一种实施形式中设置，将工件的深冲作为工件的成形进行仿真。

替代地或附加地设置，将所述工件作为金属板构件进行仿真。

在本发明的一种特别有利的实施形式中，借助电子计算设备，对在变形的第一状态中的工件的第一形状和在变形的第二状态中的工件的第二形状仿真，其中借助电子计算设备依赖于仿真的形状计算第一几何结构和因此设计数据。由此，可以特别时间有利并且低成本地计算设计数据。

在此，作为特别有利的示出的是，借助电子计算设备计算表征所述形状之间的区别的另外的矢量场，其中借助电子计算设备依赖于所述另外的矢量场计算第一几何结构。由此，可以特别时间有利并且低成本地确定第一几何结构和因此设计数据，从而可以特别时间有利并且低成本地制造成形模具。

相应的形状例如通过相应的简单地也称为网络的FEM网络表征，所述网络具有例如简单地也称为结点的网络结点以及必要时将所述网络结点相互连接的连接元件、尤其是直线或棒。所述矢量场在此例如表征表征第一形状的网络的结点和表征第二形状的网络的结点之间的尤其是地点的区别。例如所述另外的矢量场说明路程和/或行程和/或方向，例如的网络的表征第一形状的结点必须或之前必须沿所述路程和/或行程或沿所述方向运动或移动，以便与表征第二形状的网络的结点重合或置于表征第二形状的网络的结点上。换句话说，可以由跳起仿真的结果直接导出矢量场，所述矢量场这样说明模具部件的需要的校正，使得由校正造成的第二形状已经非常接近希望的理论形状。保留的不同可以然后例如通过基于仿真的行程反转补偿。

因此，作为特别有利的示出的是，基于模具的仿真模型实施第一仿真，其中仿真模型说明模具的之前所述初始几何结构。

在此，作为特别有利的示出的是，依赖于变形的第二状态改变模具的初始几何结构，由此确定要制造的成形模具的与初始几何结构不同的第一几何结构。例如第一次确定的第一几何结构已经可以是这样的几何结构，所述几何结构——当其在实际的成形模具上实现时——实现，构件在弹性的回弹之后具有如下形状，所述形状非常接近希望的理论形状，因此不过度强烈地与希望的理论形状偏离。因此，可以特别时间有利并且低成本地制造成形模具。保留的不同可以然后借助随后的行程反转消除。

在按照本发明的方法中特别有利的是，相对于行程反转的唯一的使用，需要显著较少的迭代循环，以用于取得成形模具或成形模具的模具部件的希望的、也称为构件几何结构的几何结构。按照以前的经验，应力反转和随后的行程反转的按照本发明的组合是目的导向的，以便以时间有利并且低成本的方式提供成形模具的这样的几何结构，从而构件在其成形之后具有对应于或至少非常接近希望的理论几何结构的几何结构。此外，在较复杂的变形部中，例如在自支承的车身的例如作为A立柱构成的车辆立柱的扭转中，可以通过行程反转产生长度比或展开长度的显著变化。该效果在应力状态的反转中不出现。

本发明的第二方面涉及按照本发明的第一方面的一个或所述按照本发明的方法的应用。在所述应用的范围中，使用所述方法，以便制造一个或所述成形模具。本发明的第一方面的优点和有利的设计看为本发明的第二方面的优点和有利的设计并且反之亦然。

尤其是在本发明的第二方面中设置，基于设计数据实际上、也就是说实体并且例如机械地制造成形模具。在此，可以尤其是设置，基于设计数据制造、尤其是成形模具部件的作用面。

本发明的第三方面涉及电子计算设备，所述电子计算设备构成用于实施按照本发明的第一方面的按照本发明的方法。本发明的第一方面和第二方面的优点和有利的设计看为本发明的第三方面的优点和有利的设计并且反之亦然。

本发明的第四方面涉及计算机程序，所述计算机程序具有指令，使得按照本发明的第三方面的电子计算设备实施按照本发明的第一方面的方法。本发明的第一、第二和第三方面的优点和有利的设计看为本发明的第四方面的优点和有利的设计并且反之亦然。

最后，本发明的第五方面涉及一种计算机可读的介质，按照本发明的第四方面的计算机程序存储在所述计算机可读的介质上。本发明的第一、第二、第三和第四方面的优点和有利的设计看为本发明的第五方面的优点和有利的设计并且反之亦然。

附图说明

本发明的其他细节由优选实施例连同所属的附图的后续说明得出。在此，唯一的图示出用于形象地说明用于确定用于制造设置用于构件成形的成形模具的设计数据的按照本发明的方法的流程图。

具体实施方式

接着借助所述唯一的图说明一种方法，通过所述方法确定、尤其是计算设计数据。所述设计数据被利用或能被利用，以便制造、也就是说设计和/或完成实际上物理存在的、实体的成形模具。在其完成或完全制造的状态中，成形模具具有也称为模具部件或模具半部的模具元件。所述模具元件可以尤其是平移地相对于彼此运动并且由此向彼此运动并且彼此运动离开。为了例如借助成形模具成形实际上物理存在的实体的构件，所述构件——在模具部件和因此成形模具打开期间——放入成形模具中，因此设置在打开的并且在此彼此移开或从彼此移动离开的模具部件之间。接着模具部件向彼此运动，由此，模具部件并且因此成形模具闭合，而所述构件设置在模具部件之间。通过模具部件向彼此运动、因此闭合，模具部件的相应的也称为模具作用面的作用面与所述构件、尤其是至少与所述构件的相应的子区域或壁区域进入至少间接的、尤其是直接的接触中。结果是，模具部件通过作用面将外力、尤其是外部的接触力施加到所述构件上，由此所述构件尤其是从原始状态出发成形并且由此例如置于变形的第一状态中。如果所述模具部件首先保持闭合，则接触力此外从模具部件作用到构件上，所述构件因此保持在变形的第一状态中。在变形的第一状态中，内部应力在构件内作用，其中，所述构件在尽管存在内部应力的情况下或者说克服内部应力借助闭合的模具部件保持在变形的第一状态中。如果接着模具部件彼此运动离开、因此打开，则内部应力可以减少，从而所述构件从变形的第一状态出发基于内部应力并且由于模具部件的打开自动或自发变形到变形的第二状态中。这发生的原因是，由于模具部件的打开，没有外部的接触力可以再从模具部件作用到所述构件上。所述构件的自发的、从变形的第一状态出发的并且例如基于内部应力进行的变形也称为跳开、跳起、回跳、回弹、弹开或弹性的回弹。亦即由于所述弹性的回弹，所述构件进入变形的第二状态中，在所述变形的第二状态中，所述构件例如具有或接受最终状态并且在此例如具有或接受最终形状或最终几何结构。变形的第一状态例如也称为初始状态，在所述初始状态中，所述构件例如具有或接受初始形状或初始几何结构。在这里值得期望的是，最终形状或最终几何结构不与或不过度与希望的理论形状或理论几何结构偏离。所述方法现在能够实现，以时间有利并且低成本的方式找到模具部件、尤其是作用面的这样的几何结构，使得在弹性的回弹之后的所述构件的最终形状或最终几何结构对应于希望的理论形状或理论几何结构或至少不过度与理论形状或理论几何结构偏离。

为此，在所述方法的第一步骤S1中设置，借助电子计算设备实施仿真。在所述仿真中对如下内容仿真，即，模具的模具部件向彼此运动并且由此运动到闭合位置中。在仿真的范围中使用的模具例如是之前所述的成形模具或成形模具的仿真或仿真模型，从而例如在仿真的范围中使用的或关于仿真所述的模具部件可以是成形模具的模具部件或模具部件的仿真模型。在所述仿真中还对如下内容仿真，即，通过模具部件运动到闭合位置中，工件成形并且由此从初始状态转变到变形的第一状态中。

在所述仿真的范围中所述的或使用的工件因此例如是所述构件或实体构件的仿真模型。在所述仿真中还对如下内容仿真，即，模具部件至少暂时保留在闭合状态中并且由此将工件保持在变形的第一状态中。在所述仿真中还对如下内容仿真，即，模具部件彼此运动离开并且由此从闭合位置运动到打开位置中，因此打开。在所述仿真中还对如下内容仿真，即，由于模具部件运动到打开位置中，工件从变形的第一状态出发基于处于变形的第一状态中的工件的内部应力自发变形到变形的第二状态中。

在所述方法的第二步骤S2中借助电子计算设备计算应力状态，所述应力状态表征保持在变形的第一状态中的并且由此处于变形的第一状态中的工件的内部应力。

在所述方法的第三步骤S3中，借助电子计算设备对应力状态尤其是数学地反转，由此由首先确定的真正的应力状态计算反转的应力状态。应力状态的也称为反转或应力反转的反转例如具有，真正的应力状态的尤其是所有数学的符号反转。因此例如由正的符号变为负的符号并且反之亦然。在所述方法中还设置，基于反转的应力状态仿真工件到变形的第二状态中的自发的变形、因此弹性的回弹。

在所述方法的第四步骤S4中，借助电子计算设备并且依赖于变形的第二状态确定、尤其是计算成形模具的影响成形的、也称为第一几何结构的几何结构。

例如计算在变形的状态中的工件的相应的形状。此外，例如计算第一矢量场，所述第一矢量场说明在变形的第一状态中的工件的形状和在变形的第二状态中的工件的形状之间的区别。借助第一矢量场可以确定校正或校正规定或者说所述矢量场是校正或校正规定，其中，所述校正或校正规定说明以第一几何结构形式的这样的几何结构或模具的起初的初始几何结构到模具部件的第一几何结构中的这样的改变，使得模具部件的由初始几何结构的改变造成的与初始几何结构不同的第一几何结构导致，当构件借助模具部件成形时，构件在弹性的回弹之后具有这样的形状，所述形状与希望的理论形状已经非常相像。为了补偿可能保留的不同并且因此可以特别时间有利并且低成本地确定设计数据并且结果是特别时间有利并且低成本地制造成形模具或模具部件，在所述方法的第五步骤S5中借助电子计算设备尤其是在第一仿真之后实施第二仿真。在第二仿真中对如下内容仿真，即，工件从初始状态出发借助具有第一几何结构的模具成形并且由此从初始状态转变到变形的第三状态中。优选地，变形的第三状态与变形的第一状态不同，因为优选在第一仿真中模具具有与第一几何结构不同的初始几何结构并且工件在第一仿真中从初始状态出发借助具有初始几何结构的模具成形或已成形，其中，与此相对在第二仿真中模具具有优选与初始几何结构不同的第一几何结构并且工件在第二仿真中从初始状态出发借助具有第一几何结构的模具成形。

在所述方法的第六步骤S6中，借助电子计算设备将变形的第三状态与理论状态比较。理论状态对应于希望的理论形状，从而当工件具有理论形状时，所述工件则具有理论状态。在此，借助电子计算设备计算第二矢量场，所述第二矢量场表征在变形的第三状态和理论状态之间的区别。

在所述方法的第七步骤S7中，借助电子计算设备实施行程反转，其中对第二矢量场尤其是数学地反转。通过首先计算的第二矢量场的反转计算或确定反转的矢量场。在所述方法的第八步骤S8中，最后借助电子计算设备依赖于第一几何结构并且依赖于反转的矢量场计算设计数据。在这里要提到，应力反转可以正好一次、也就是说唯一一次地实施，因此一次地实施并且尤其是因此实施应力反转和行程反转的组合，以便可以时间有利并且低成本地实现成形模具。但完全可设想，在此之后尽管如此还可以至少一次或多次实施行程反转。

附图标记列表

S1 第一步骤

S2 第二步骤

S3 第三步骤

S4 第四步骤

S5 第五步骤

S6 第六步骤

S7 第七步骤

S8 第八步骤

Claims (11)

1.用于确定用于制造成形模具的设计数据的方法，所述成形模具设置用于构件成形，该方法包括如下步骤：

-借助电子计算设备：实施第一仿真，在所述第一仿真中，对如下内容仿真：

o使模具的模具部件向彼此运动并且由此运动到闭合位置中，

o通过使模具部件运动到闭合位置中，使工件成形并且由此从初始状态转变到变形的第一状态中，

o模具部件至少暂时保留在闭合状态中，并且由此将工件保持在变形的第一状态中，

o使模具部件彼此运动离开并且由此从闭合位置运动到打开位置中，以及

o由于模具部件运动到打开位置中，工件从变形的第一状态出发由于处于变形的第一状态中的工件的内部应力自发地变形到变形的第二状态中(步骤S1)，

-借助电子计算设备：计算应力状态，所述应力状态表征保持在变形的第一状态中的并且由此处于变形的第一状态中的工件的内部应力(步骤S2)，

-借助电子计算设备：反转应力状态，由此计算反转的应力状态，其中，基于反转的应力状态对工件到变形的第二状态中的自发的变形仿真(步骤S3)，

-借助电子计算设备并且依赖于变形的第二状态：确定模具的影响成形的几何结构；

-借助电子计算设备：实施第二仿真，在所述第二仿真中，对如下内容仿真：使工件从初始状态出发借助具有所述几何结构的模具成形并且由此从初始状态转变到变形的第三状态中；

-借助电子计算设备：比较变形的第三状态与理论状态，其中，计算矢量场，所述矢量场表征在变形的第三状态和理论状态之间的区别；

-借助电子计算设备：反转所述矢量场，由此计算反转的矢量场；

-借助电子计算设备：依赖于所述几何结构并且依赖于反转的矢量场计算设计数据。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述工件的深冲作为工件的成形进行仿真。

3.按照权利要求所述的方法1或2，其特征在于，将所述工件作为金属板构件进行仿真。

4.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，借助电子计算设备，对在变形的第一状态中的工件的第一形状和在变形的第二状态中的工件的第二形状进行仿真，其中，借助电子计算设备依赖于仿真的形状计算所述几何结构。

5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，借助电子计算设备计算表征所述形状之间的区别的另外的矢量场，其中，借助电子计算设备依赖于所述另外的矢量场计算所述几何结构。

6.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，基于模具的仿真模型实施第一仿真，其中，所述仿真模型描述模具的初始几何结构。

7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，依赖于变形的第二状态改变模具的初始几何结构，由此确定模具的与初始几何结构不同的几何结构。

8.按照上述权利要求之一所述的方法的应用，其中使用所述方法，以便制造成形模具。

9.电子计算设备，该电子计算设备构造用于实施按照权利要求1至7之一所述的方法。

10.计算机程序，该计算机程序具有指令，所述指令使得按照权利要求9所述的电子计算设备实施按照权利要求1至7之一所述的方法。

11.计算机可读的介质，按照权利要求10所述的计算机程序存储在所述计算机可读的介质上。

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