專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于板料網(wǎng)格的翻邊修邊線確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄板沖壓成型領(lǐng)域，具體為一種基于板料網(wǎng)格的翻邊修邊線確定方法。
背景技術(shù)：
汽車(chē)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，如何減少模具開(kāi)發(fā)成本和周期是汽車(chē)企業(yè)、模具企業(yè)中關(guān)注的問(wèn)題。修邊模開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)短，取決于修邊線確定的準(zhǔn)確程度。修邊線不準(zhǔn)，零件翻邊后達(dá) 不到尺寸要求，這需要調(diào)整修邊線位置，很多情況下需要重新加工修邊模的刃口鑲塊，加工后也不一定能保證零件的尺寸精度，需要反復(fù)加工修邊模的刃口鑲塊，這使得修邊模的開(kāi)發(fā)周期比較長(zhǎng)，成本增加。目前修邊線的確定方法有一是采用通過(guò)幾何建模軟件，如UG，CARTIA等基于翻邊前后截面線長(zhǎng)度不變的假設(shè)，通過(guò)理論計(jì)算方法確定修邊線。由于沒(méi)有考慮塑性變形，這種方法是不能夠準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)修邊線的。二是采用有限元仿真方法，模擬翻邊過(guò)程，反復(fù)修改修邊線，使翻邊后的邊緣和理想邊緣接近。由于實(shí)際條件和仿真條件總存在差距，得到的修邊線也會(huì)有一些誤差。由于理論算法、有限元分析等對(duì)實(shí)際零件修邊線的預(yù)測(cè)精度有限，在修邊模調(diào)試中，反復(fù)修改刃口鑲塊是不可避免的。如何減少刃口鑲塊的反復(fù)加工次數(shù)是一個(gè)實(shí)際工程問(wèn)題。在板料上蝕刻網(wǎng)格具有很成熟的技術(shù)，以往主要用于觀察零件的成形性能，每個(gè)網(wǎng)格的變形需要手工測(cè)量。網(wǎng)格的測(cè)量技術(shù)是最近幾年開(kāi)發(fā)出來(lái)的，可準(zhǔn)確確定網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的位置，目前用于板料網(wǎng)格的自動(dòng)測(cè)量，目的也是分析零件的成形性能，比如應(yīng)變的分布、厚度的分布
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出一種基于板料網(wǎng)格的翻邊修邊線確定方法。本發(fā)明方法是通過(guò)翻邊前后板料網(wǎng)格的測(cè)量確定修邊線的位置。在模具調(diào)試中，采用蝕刻技術(shù)在試模板料上蝕刻正方形網(wǎng)格，測(cè)量翻邊前后板料上網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)位置，對(duì)網(wǎng)格、節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，通過(guò)零件邊緣線與翻邊后網(wǎng)格的位置，計(jì)算出修邊線的位置。所述方法步驟如下
Cl)在試件上蝕刻上正方形網(wǎng)格，保證試件中的網(wǎng)格一致；
(2)對(duì)(I)中試件，完成翻邊前所有工序；
(3)根據(jù)估算的修邊線位置，對(duì)零件進(jìn)行切邊，測(cè)量翻邊前網(wǎng)格的位置，測(cè)量修邊線估計(jì)范圍的網(wǎng)格交點(diǎn)的坐標(biāo)；
(4)試件翻邊；
(5)對(duì)翻邊后試件進(jìn)行激光切割，或根據(jù)零件尺寸確定出零件的實(shí)際邊緣線，并表示在零件上；
(6)測(cè)量被激光切割網(wǎng)格邊剩余長(zhǎng)度或邊緣線與網(wǎng)格交點(diǎn)所在位置，找出該網(wǎng)格對(duì)應(yīng)于翻邊前的網(wǎng)格，按比例關(guān)系確定出修邊線與該網(wǎng)格的交點(diǎn)，采用這種方法求出多個(gè)修邊線與單元的交點(diǎn)；
(7)連接各交點(diǎn)，對(duì)曲線進(jìn)行擬合，確定出翻邊前的修邊線位置。以下對(duì)本發(fā)明方法的原理進(jìn)行詳細(xì)分析
翻邊零件一般經(jīng)過(guò)拉深工序、修邊工序和翻邊工序。圖I是沖壓前網(wǎng)格、翻邊前網(wǎng)格與翻邊后的網(wǎng)格的示意圖。圖I中還標(biāo)明了零件邊緣線與修邊線的位置，修邊線在翻邊后成為零件的邊緣線，它們之間有對(duì)應(yīng)關(guān)系?；诰W(wǎng)格內(nèi)材料均勻變形的假設(shè)，就可以通過(guò)零件 的理想邊緣線，求出翻邊前修邊線?；诎辶暇W(wǎng)格的修邊線確定原理如圖2所示。圖2 (a)中，翻邊前的網(wǎng)格是通過(guò)測(cè)量得到的，修邊線是需要確定的；圖2 (b)中，翻邊后的網(wǎng)格也是測(cè)量得到的，零件邊緣線時(shí)已知的。這里采用的一個(gè)假設(shè)，翻邊前后網(wǎng)格內(nèi)的材料變形為比例變形。翻邊前后網(wǎng)格內(nèi)變形的比例關(guān)系，可由式(I)來(lái)表示
AE=ae DF=df⑴ AB ab , DC dc f
式(I)中各量分別表示圖2中兩點(diǎn)的連線長(zhǎng)度。如果E，F(xiàn)點(diǎn)在單元網(wǎng)格之外，也可以采用同樣的比例關(guān)系求出e，f點(diǎn)。這樣，通過(guò)邊緣線上的E，F(xiàn)點(diǎn)，求出修邊線上的e，f點(diǎn)。采用上面方法確定修邊線，首先要在板料上蝕刻網(wǎng)格，測(cè)量出翻邊前后網(wǎng)格交點(diǎn)的坐標(biāo)，并對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行編號(hào)。否則，翻邊前后的網(wǎng)格不能對(duì)上。網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)由節(jié)點(diǎn)號(hào)，X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)、Z坐標(biāo)構(gòu)成；每個(gè)網(wǎng)格由網(wǎng)格號(hào)、節(jié)點(diǎn)I、節(jié)點(diǎn)2、節(jié)點(diǎn)3、節(jié)點(diǎn)4構(gòu)成。采用上面方法中，需要知道零件邊緣線與翻邊后網(wǎng)格的交點(diǎn)。由于測(cè)量后的網(wǎng)格、節(jié)點(diǎn)是數(shù)據(jù)模型，與理想的零件邊緣數(shù)學(xué)模型，通過(guò)邊緣線與網(wǎng)格的幾何位置關(guān)系，求出邊緣線與網(wǎng)格的交點(diǎn)。如果翻邊后采用激光切割，記錄邊緣線與網(wǎng)格的交點(diǎn)位置。還可以通過(guò)人工測(cè)量方法，確定出零件邊緣線與翻邊后網(wǎng)格的交點(diǎn)。按上面介紹原理，確定修邊線的方法是先確定出邊緣線與翻邊后網(wǎng)格的交點(diǎn)，然后，根據(jù)網(wǎng)格材料變形比例關(guān)系，確定出翻邊前網(wǎng)格與修邊線的交點(diǎn)。擬合所有修邊線上點(diǎn)，得到修邊線。本發(fā)明是一種基于帶網(wǎng)格的板料的試沖，精確測(cè)量翻邊前后板料上網(wǎng)格的幾何位置，通過(guò)網(wǎng)格內(nèi)的比例變形，確定出修邊線的方法。該方法避免了仿真預(yù)測(cè)誤差以及試驗(yàn)系統(tǒng)的誤差，確定的修邊線更加可靠。該方法可用在模具調(diào)試中使用，快速準(zhǔn)確的確定出翻邊前的修邊線，在工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。


圖I本發(fā)明中沖壓前板料網(wǎng)格、翻邊前網(wǎng)格和翻邊后的網(wǎng)格示意圖，圖I (a)是板料上蝕刻的網(wǎng)格，圖I (b)是翻邊前網(wǎng)格圖I (C)翻邊后網(wǎng)格
圖2本發(fā)明確定修邊線的原理，圖2 Ca)是翻邊前，圖2 (b)是翻邊后圖3本發(fā)明實(shí)施流程 圖4本發(fā)明仿真驗(yàn)證的零件幾何模型 圖5本發(fā)明仿真驗(yàn)證中零件修邊線誤差 圖6本發(fā)明仿真驗(yàn)證中放大修邊線后零件形狀與邊緣線(局部)
圖7本發(fā)明仿真驗(yàn)證中通過(guò)本發(fā)明得出的修邊線位置(局部)
圖8本發(fā)明仿真驗(yàn)證中修改后零件局部形狀一
圖9本發(fā)明仿真驗(yàn)證中修改后零件局部形狀二，圖9 (a)是采用初步確定的修邊線，圖9 (b)是采用新修邊線。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明實(shí)施中需要帶網(wǎng)格的板料，板料經(jīng)過(guò)初步的修剪，但都留有一定余量(5 20_)，需要測(cè)量翻邊前后一些網(wǎng)格點(diǎn)位置。本發(fā)明的實(shí)施流程如圖3所示，具體描述如下
(I)在試件上蝕刻上正方形網(wǎng)格，保證試件中的網(wǎng)格一致，推薦網(wǎng)格邊長(zhǎng)為5mm或更小。( 2 )對(duì)(I)中試件，完成翻邊前所有工序。(3)根據(jù)估算的修邊線位置，對(duì)零件進(jìn)行切邊，測(cè)量翻邊前網(wǎng)格的位置，詳細(xì)測(cè)量修邊線估計(jì)范圍的網(wǎng)格交點(diǎn)的坐標(biāo)。(4)試件翻邊
(5)對(duì)翻邊后試件進(jìn)行激光切割，或根據(jù)零件尺寸確定出零件的實(shí)際邊緣線，并表示在零件上。(6)測(cè)量被激光切割網(wǎng)格邊剩余長(zhǎng)度或邊緣線與網(wǎng)格交點(diǎn)所在位置。找出該網(wǎng)格對(duì)應(yīng)于翻邊前的網(wǎng)格，按比例關(guān)系確定出修邊線與該網(wǎng)格的交點(diǎn)。采用這種方法求出多個(gè)修邊線與單元的交點(diǎn)。(7)連接各交點(diǎn)，對(duì)曲線進(jìn)行擬合，確定出翻邊前的修邊線位置。上面這種試驗(yàn)方法中，需要采用三維坐標(biāo)儀測(cè)量部分網(wǎng)格交點(diǎn)的幾何坐標(biāo)，并且，需要測(cè)量零件邊緣線與所交網(wǎng)格的數(shù)據(jù)點(diǎn)，如果不采用激光切割，需要根據(jù)翻邊部分尺寸，確定出零件邊緣線的位置，工作比較繁瑣，但該方法可避免仿真誤差，能夠比較準(zhǔn)確的確定出修邊線的位置。如果確定的修邊線在翻邊后零件還有誤差，可反復(fù)采用上面方法，對(duì)修邊線位置進(jìn)行優(yōu)化。這里采用仿真驗(yàn)證方法驗(yàn)證本發(fā)明的可行性，假設(shè)模型中的網(wǎng)格是通過(guò)測(cè)量獲取的，實(shí)際沖壓、翻邊過(guò)程通過(guò)仿真來(lái)模擬。本發(fā)明仿真驗(yàn)證的幾何模型見(jiàn)圖4所示，該零件為車(chē)身地板的修邊線，采用本發(fā)明方法，確定出翻邊前的修邊線。根據(jù)翻邊前后的截面線長(zhǎng)度不變的假設(shè)，采用三維軟件UG初步確定出修邊線的基本形狀。仿真中發(fā)現(xiàn)修邊線在某些部位，翻邊后的零件形狀邊緣同理想邊緣相差比較大，如圖5所示。對(duì)圖5中所示的情況，可采用本發(fā)明提出方法，首先把修邊線向外偏移5 10_，然后，用放大后的修邊線對(duì)翻邊前沖壓件進(jìn)行修邊，修邊后，對(duì)翻邊工序做有限元仿真。翻邊后零件邊緣超過(guò)了理想邊緣，如圖6所示。
采用本發(fā)明提出方法，通過(guò)理想邊緣點(diǎn)在翻邊后網(wǎng)格的位置，以及翻邊前的網(wǎng)格坐標(biāo)，計(jì)算出修邊線上所有點(diǎn)的坐標(biāo)。計(jì)算出的修邊線如圖7所示。采用計(jì)算的修邊線，對(duì)零件修邊，再次進(jìn)行翻邊仿真，得到的零件邊緣與零件理想邊緣的位置比較如圖8所示。其它局部位置，在采用計(jì)算修邊線前后的對(duì)比見(jiàn)圖9所示。從圖8 9可看出，采用新修邊線后，仿真中零件的邊緣線離理想邊緣線的位置接 近，說(shuō)明本發(fā)明提出的修邊線確定方法可行。
權(quán)利要求
1.一種基于板料網(wǎng)格確定翻邊前修邊線的方法，其特征在于所述方法步驟如下 (I)在試件上蝕刻上正方形網(wǎng)格，保證試件中的網(wǎng)格一致； (2 )對(duì)(I)中試件，完成翻邊前所有エ序； (3)根據(jù)估算的修邊線位置，對(duì)零件進(jìn)行切邊，測(cè)量翻邊前網(wǎng)格的位置，測(cè)量修邊線估計(jì)范圍的網(wǎng)格交點(diǎn)的坐標(biāo)； (4)試件翻邊； (5)對(duì)翻邊后試件進(jìn)行激光切割，或根據(jù)零件尺寸確定出零件的實(shí)際邊緣線，并表示在零件上； (6)測(cè)量被激光切割網(wǎng)格邊剩余長(zhǎng)度或邊緣線與網(wǎng)格交點(diǎn)所在位置，找出該網(wǎng)格對(duì)應(yīng)于翻邊前的網(wǎng)格，按比例關(guān)系確定出修邊線與該網(wǎng)格的交點(diǎn)，采用這種方法求出多個(gè)修邊線與單元的交點(diǎn)； (7)連接各交點(diǎn)，對(duì)曲線進(jìn)行擬合，確定出翻邊前的修邊線位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種基于板料網(wǎng)格確定翻邊前修邊線的方法，其特征在于測(cè)量翻邊前后網(wǎng)格的位置吋，對(duì)翻邊前后的網(wǎng)格、節(jié)點(diǎn)都需要編號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明為一種基于板料網(wǎng)格確定翻邊前修邊線的方法。首先在板料上蝕刻上正方形網(wǎng)格；完成翻邊前工序，測(cè)量修邊線附近的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)位置，并對(duì)網(wǎng)格、網(wǎng)格交點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)；采用粗估的修邊線進(jìn)行切邊，然后翻邊，測(cè)量翻邊后相關(guān)網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)位置。通過(guò)翻邊后零件理想邊緣線在翻邊后網(wǎng)格的所在位置，通過(guò)網(wǎng)格內(nèi)材料比例關(guān)系，計(jì)算出翻邊前的修邊線。經(jīng)過(guò)一到二次修邊線修改，就可得到準(zhǔn)確的修邊線。該方法避免了仿真預(yù)測(cè)誤差以及試驗(yàn)系統(tǒng)的誤差，確定的修邊線更加可靠。該方法可用于先進(jìn)高強(qiáng)度鋼沖壓模具的調(diào)試中，用于準(zhǔn)確的確定修邊線。
文檔編號(hào)B21D37/20GK102672060SQ20111006327
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者劉迪輝, 申光舉, 胡建國(guó), 谷國(guó)柱, 陳卓 申請(qǐng)人:重慶長(zhǎng)安汽車(chē)股份有限公司