[发明专利]一种汽车覆盖件拉延模具精确型面加工的方法

说明书

本发明公开了一种汽车覆盖件拉延模具精确型面加工的方法。本方法通过冲压仿真计算获得零件成形后各个不同区域的厚度分布情况，依据获得的各节点的厚度信息，用网格映射、形函数插值、节点偏移、刀轨偏置等方法，调整凸凹模工具网格构建出适应零件厚度分布的精确模面网格模型。并以调整好的工具网格为基准，根据网格节点的偏移量，对模具加工刀轨中心点进行相应的偏移，实现加工刀轨随网格模型的变化而自动变化，从而构建出适应零件厚度变化的模具加工刀轨。本方法从模具型面设计和加工层面上，提高了模具型面的研合率。特别是在板料塑性变形后减薄率比较大的情况下，能明显提高模具型面的研配率，提高模具制造效率，降低模具制造成本。

技术领域

本发明涉及汽车覆盖件拉延模具精确模面的加工方法。

背景及现有技术

随着CAE(ComputerAided Engineering)技术的发展，并成功地应用到板料成型的数值模拟中，基于CAE的数值仿真分析为模具的设计开发提供了一个有力工具并发挥着越来越大的作用。对汽车覆盖件拉延模具进行设计时，为了使零件成形后与设计模具型面具有一致的形状，凸模和凹模的型面必须与零件型面形状一致，这样冲压合模后零件的形状即可依赖模具型面的形状而获得。由于板料成形过程中会出现减薄或增厚，而且这种变化在零件各个不同的区域都不尽相同，因此需要根据实际的拉延成形件的厚度变化情况反复修正模具型面，直到凸凹模型面在合模时均能与零件成形后的表面完全贴合，这种贴合程度在拉延成形过程中称为“研合率”或“研配率”，一般要求达到80％左右，这个过程需要钳工反复调试修整模具型面周期较长，而且生产成本较高，精度也不够高。

发明内容

本文提出了一种汽车覆盖件拉延模具精确型面加工的方法，该方法基于板料数值分析先构建出模具精确型面的网格模型，再用冲压模具CAD/CAM系统中广泛采用的IGES，即基本图形交换规范，作为数据交换标准。利用数控编程软件生成加工刀轨，再自行编制程序实现加工刀轨点的偏置，得到新的精确型面加工刀轨。

鉴于有限元仿真可以很好的模拟板料拉延成形过程，可以获得很精确的板料拉延成形之后各单元节点的厚度分布，因此本发明以有限元模拟板料成形过程为基础，考虑板料成形后厚度的分布情况，从而高精度地建立模具精确型面的网格模型，进而更改模具加工刀轨，提高了模具型面加工的精度，大大缩减钳工反复调试修整模具型面的研配时间，缩短制造周期，降低生产成本。

为了解决目前冲压模具修模过程中存在的问题，本发明提出的一种汽车覆盖件拉延模具精确型面加工的方法。

采用以下技术方案，该方案包含以下步骤：

步骤一：由模具三维模型中的原始型面生成模具精加工刀轨，并提取出刀轨点的三维坐标；

步骤二：将模具型面导入数值分析软件中进行网格划分，生成原始型面网格，并对板料进入单元划分，对板料拉延成形过程进行仿真分析，确定合理的冲压工艺参数，CAE分析结果满足工程要求，分析结果包含材料的厚度分布情况；

步骤三：计算板料网格中各个节点的厚度H_i，将模具原始型面网格的各个节点向板料网格做网格映射，搜寻映射投影点所落在的板料的三角形网格单元，通过三角形形函数插值计算出各投影点的厚度H_O；

步骤四：将模具原始型面网格的各个节点按其法向量方向偏置距离Δh＝1/2(H-H_O)，其中H为板料的初始厚度,H_O为对应的投影点厚度。通过调整原始网格模型的节点，从而构建出适应零件厚度分布的精确模面网格模型；

步骤五：将模具原始型面网格偏置距离r,其中r为精加工所用球头刀的半径；

步骤六：将步骤一中得到的刀轨点向步骤五得到的网格进行投影，搜寻投影距离最小的三角形网格单元，并记录此三角形网格单元编号及投影点的坐标；