一種基于回彈補(bǔ)償?shù)能囬T框上條拉彎模型面的設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于回彈補(bǔ)償?shù)能囬T框上條拉彎模型面設(shè)計(jì)方法，其特征包括如下步驟：利用CAD軟件抽取拉彎件內(nèi)側(cè)面作為拉彎模型面；根據(jù)拉彎件內(nèi)孔的加工順序?qū)π兔鎯?nèi)孔進(jìn)行修補(bǔ)；抽取并擴(kuò)大延伸上表面的偏置面作為拉彎模輔助面；提取未補(bǔ)償模具型面的空間引導(dǎo)線，并將空間引導(dǎo)線投影成兩條平面引導(dǎo)線；分別將平面引導(dǎo)線離散成點(diǎn)集，提取各點(diǎn)坐標(biāo)值以及曲率半徑；應(yīng)用圓弧修正算法，分別對兩條平面引導(dǎo)線進(jìn)行修正；拉伸修正后的平面引導(dǎo)線，拉伸曲面的相交線即為空間引導(dǎo)線，拉彎模截面沿修正后空間引導(dǎo)線規(guī)律拉伸，得到回彈補(bǔ)償后的拉彎模型面。本發(fā)明可以提高模具精度，減少修模工作量，為車門框上條拉彎模設(shè)計(jì)提供一種有效的新方法。
【專利說明】一種基于回彈補(bǔ)償?shù)能囬T框上條拉彎模型面的設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車門框上條拉彎模型面的設(shè)計(jì)方法，特別是涉及一種基于回彈補(bǔ)償?shù)能囬T框上條拉彎模型面的設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]拉彎是型材彎曲成形的重要方法，廣范地應(yīng)用于汽車、飛機(jī)的彎曲件成形加工。隨著汽車車型更新?lián)Q代周期變短，對汽車彎曲件的制造周期和質(zhì)量也提出了更高的要求。車門框上條的拉彎模對其成形質(zhì)量起著重要作用，拉彎模型面直接影響著車門框上條的成形精度。車門框上條是空間三維變曲率拉彎件，具有復(fù)雜截面形狀，成形質(zhì)量難以控制。
[0003]回彈是拉彎成形中常見的現(xiàn)象，也是影響拉彎件成形質(zhì)量的重要因素?；貜棶a(chǎn)生的原因主要由兩個(gè)方面:一方面，拉彎件內(nèi)外緣表層雖然都處在拉應(yīng)力狀態(tài)下，但是應(yīng)力大小不一致，卸載后拉彎件產(chǎn)生回彈；另一方面，拉彎成形時(shí)，拉彎件變形包含了彈性形變和塑性形變，卸載后彈性變形部分會恢復(fù)，產(chǎn)生回彈?；貜椀闹苯颖憩F(xiàn)在曲率和角度的改變，這種變化使得拉彎件的形狀與尺寸與設(shè)計(jì)要求的存在誤差，當(dāng)誤差超過容差后，就成為了成形缺陷。因此，拉彎模設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮回彈對拉彎件成形質(zhì)量的影響。
[0004]傳統(tǒng)的拉彎模設(shè)計(jì)主要依賴設(shè)計(jì)人員的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。為使拉彎件達(dá)到精度要求，需要經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)人員不斷地對模具型面進(jìn)行反復(fù)修模和試驗(yàn)，直至拉彎件符合成形質(zhì)量。這樣的設(shè)計(jì)方法具有模具精度差、設(shè)計(jì)過程繁瑣、設(shè)計(jì)周期長以及設(shè)計(jì)成本高等問題。綜合考慮，必須從坯料階段就對模具型面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并結(jié)合彈性變形進(jìn)行型面補(bǔ)償，提高模具精度，縮短設(shè)計(jì)周期，減少修模工作量。
[0005]目前未見針對車門框上條的拉彎模型面設(shè)計(jì)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題。
[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，為車門框上條的拉彎模型面設(shè)計(jì)提供一種基于回彈補(bǔ)償?shù)能囬T框上條拉彎模型面的快速設(shè)計(jì)方法。
[0008]本發(fā)明的目的采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種基于回彈補(bǔ)償?shù)能囬T框上條拉彎模型面的設(shè)計(jì)方法，其特征包括如下步驟:
a)利用CAD軟件抽取拉彎件內(nèi)側(cè)面作為拉彎模型面，偏置距離為零，根據(jù)拉彎件內(nèi)側(cè)面存在凸筋特征，可通過擴(kuò)大延伸凸筋下表面來獲得凸筋后側(cè)的拉彎模型面；
b)根據(jù)拉彎件內(nèi)孔的加工順序，拉彎模型面上存在后續(xù)工序加工的內(nèi)孔。利用CAD軟件對內(nèi)孔所在的曲面進(jìn)行擴(kuò)大延伸，并以后續(xù)加工的內(nèi)孔邊線為邊界，去除邊界外的曲面；
c)根據(jù)拉彎件的裝配關(guān)系以及成形質(zhì)量要求，利用CAD軟件抽取上表面，偏置距離為零，并擴(kuò)大延伸上表面的偏置面作為拉彎模輔助面，保證拉彎件成形尺寸；
d)利用CAD軟件提取未補(bǔ)償模具型面的空間引導(dǎo)線，把空間引導(dǎo)線投影至空間直角坐標(biāo)系的兩個(gè)坐標(biāo)平面，將空間引導(dǎo)線投影成兩條平面引導(dǎo)線，兩條平面引導(dǎo)線不能相交；
e)分別將平面引導(dǎo)線離散成點(diǎn)集，提取各點(diǎn)坐標(biāo)值以及曲率半徑；
f)根據(jù)拉彎回彈理論計(jì)算回彈量，應(yīng)用圓弧修正算法，分別對兩條平面引導(dǎo)線進(jìn)行修正，得到兩條修正后的平面引導(dǎo)線；
g)拉伸修正后的平面引導(dǎo)線，拉伸曲面的相交線即為空間引導(dǎo)線，拉彎模截面沿修正后空間弓I導(dǎo)線規(guī)律拉伸，得到回彈補(bǔ)償后的拉彎模型面。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明一種在合理的工藝條件下，形成基于回彈補(bǔ)償回彈補(bǔ)償?shù)能囬T框上條拉彎模型面的設(shè)計(jì)方法，應(yīng)用本發(fā)明的方法可以提高模具精度，減少修模工作量，為車門框上條拉彎模設(shè)計(jì)提供一種有效的新方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明實(shí)施例車門框上條截面圖。
[0011]圖2是本發(fā)明實(shí)施例車門框上條局部三維CAD模型。
[0012]圖3是本發(fā)明實(shí)施例車門框上條與拉彎模型面接觸關(guān)系圖。
[0013]圖4是拉彎模型面CAD數(shù)字模型。
[0014]圖5是拉彎模引導(dǎo)線投影示意圖。
[0015]圖6是拉彎模初始點(diǎn)的修正幾何示意圖。
[0016]圖7是拉彎模離散點(diǎn)修正幾何示意圖。
[0017]圖8是修正前后模具型面對比圖。
[0018]圖中所不為:1-外中側(cè)面；2_外口袋面；3_上表面；4_內(nèi)口袋面；5_凸筋；6_內(nèi)中側(cè)面；7_第一輔助面；8_第二型面區(qū)域；9_第三型面區(qū)域；10_第四型面區(qū)域；11_第一型面區(qū)域；12_第五型面區(qū)域；13_第二輔助面；14_腰型孔；15_平面引導(dǎo)線b ;16_平面引導(dǎo)線a ;17_模具引導(dǎo)線；18_修正前拉彎模型面；19_修正后拉彎模型面。
[0019]
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合實(shí)例和附圖對本發(fā)明的基于回彈補(bǔ)償?shù)能囬T框上條拉彎模型面的設(shè)計(jì)方法做詳細(xì)說明。
[0021]如圖1所示是本發(fā)明實(shí)施例車門框上條的截面圖，圖2所示是本發(fā)明實(shí)施例車門框上條的局部三維CAD模型，從圖2中可以看出零件整體呈現(xiàn)彎曲狀，將彎曲件內(nèi)側(cè)的曲面稱為內(nèi)凹面，相應(yīng)彎曲件外側(cè)曲面稱為外凸面。其中內(nèi)凹面主要包括:內(nèi)口袋面4、凸筋5以及內(nèi)中側(cè)面6，外凸面主要包括:外口袋面2和外中側(cè)面I。通過夾鉗使得型材內(nèi)凹面逐步靠模，實(shí)現(xiàn)型材緊貼模具拉彎成形；
a)如圖3所示，借助數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件UGNX，抽取拉彎件的內(nèi)凹面作為模具型面，抽取面與零件的對應(yīng)曲面的偏置距離為O ;在上凸筋后側(cè)，直接擴(kuò)大延伸凸筋下表面直至與內(nèi)中側(cè)面6的抽取面相交，設(shè)計(jì)出一個(gè)包含第一型面區(qū)域11、第二型面區(qū)域8、第三型面區(qū)域9、第四型面區(qū)域10、第五型面區(qū)域12的拉彎模型面。
[0022]b)零件的中側(cè)面上存在3個(gè)沖孔工藝，其中腰型孔14是在后續(xù)的沖壓模中完成，因此需要修補(bǔ)腰型孔14。如圖4所示，擴(kuò)展內(nèi)中側(cè)面6，得到與中側(cè)內(nèi)面重疊而無工藝孔的曲面，然后以腰型孔14為邊界，取出邊界以外的曲面，所得的修補(bǔ)腰型孔14后的拉彎模具型面。
[0023]c)零件上表面用于與車身密封條貼合，起密封作用，面輪廓度非常重要，抽取零件上表面，擴(kuò)大延伸上表面抽取面直至與步驟a的模具型面相交于內(nèi)口袋面4，獲得第一輔助面7 ;底面為車用門框上飾條貼合面，面的寬度方向尺寸相當(dāng)關(guān)鍵，以第五型面區(qū)域12的右邊線為起始，第五型面區(qū)域12所在曲面為參考，規(guī)律拉伸夾角90°的第二輔助面13，拉伸長度為2mm。
[0024]d)如圖5所示，在步驟a獲得的車門框上條拉彎模型面上抽取一條模具引導(dǎo)線17,分別以XY和XZ坐標(biāo)平面為基準(zhǔn)面，把模具引導(dǎo)線17分別沿著-Y投影至XY，沿著-Z方向投影至XZ平面，得到兩條不相交的平面引導(dǎo)線al5和平面引導(dǎo)線bl6。
[0025]e)借助UGNX軟件按照等參數(shù)方式對平面引導(dǎo)線al5進(jìn)行離散成150個(gè)點(diǎn)，依次為Λ、Λ、P,……P嫩從UGNX軟件中輸出離散點(diǎn)的坐標(biāo)和曲率半徑，定義第i個(gè)離散點(diǎn)為
【權(quán)利要求】
1.一種基于回彈補(bǔ)償?shù)能囬T框上條拉彎模型面的設(shè)計(jì)方法，其特征包括如下步驟: a)利用CAD軟件抽取拉彎件內(nèi)側(cè)面作為拉彎模型面，偏置距離為零，根據(jù)拉彎件內(nèi)側(cè)面存在凸筋特征，可通過擴(kuò)大延伸凸筋下表面來獲得凸筋后側(cè)的拉彎模型面； b)根據(jù)拉彎件內(nèi)孔的加工順序，拉彎模型面上存在后續(xù)工序加工的內(nèi)孔，利用CAD軟件對內(nèi)孔所在的曲面進(jìn)行擴(kuò)大延伸，并以后續(xù)加工的內(nèi)孔邊線為邊界，去除邊界外的曲面； c)根據(jù)拉彎件的裝配關(guān)系以及成形質(zhì)量要求，利用CAD軟件抽取上表面，偏置距離為零，并擴(kuò)大延伸上表面的偏置面作為拉彎模輔助面，保證拉彎件成形尺寸； d)利用CAD軟件提取未補(bǔ)償模具型面的空間引導(dǎo)線，把空間引導(dǎo)線投影至空間直角坐標(biāo)系的兩個(gè)坐標(biāo)平面，將空間引導(dǎo)線投影成兩條平面引導(dǎo)線，兩條平面引導(dǎo)線不能相交； e)分別將平面引導(dǎo)線離散成點(diǎn)集，提取各點(diǎn)坐標(biāo)值以及曲率半徑； f)根據(jù)拉彎回彈理論，計(jì)算回彈量；應(yīng)用圓弧修正算法，分別對兩條平面引導(dǎo)線進(jìn)行修正，得到兩條修正后的平面引導(dǎo)線； g)拉伸修正后的平面引導(dǎo)線，拉伸曲面的相交線即為空間引導(dǎo)線，拉彎模截面沿修正后空間弓I導(dǎo)線規(guī)律拉伸，得到回彈補(bǔ)償后的拉彎模型面。
【文檔編號】B21D37/10GK103495654SQ201310453575
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】夏琴香, 鐘國鋒, 吳鋒, 沈亞靜, 俞高峰 申請人:華南理工大學(xué)