[发明专利]轻量化车身覆盖件冲压成形精度的调控方法

说明书

本发明涉及一种轻量化车身覆盖件冲压成形精度的调控方法，包括以下步骤：S1、完成车身覆盖件多工序成形建模与回弹过程模拟；S2、建立考虑各中间工序变形回弹的精度传递模型：将第n+1道工序的回弹量减去第n道工序回弹量，即可知第n+1道工序对回弹量的影响；S3、基于精度传递模型可计算出各工序在覆盖件表面任何位置的回弹量，根据计算得到的回弹量可对模具型面进行补偿，从而实现回弹控制。本发明综合考虑了工序之间的脱模应力释放对成形和精度的影响，在每个工序后增加回弹模拟，将各工序回弹后零件形状作为下一道工序的输入，从而完成覆盖件的多工序成形与回弹模拟，并基于建立的多工序精度传递模型，精确控制覆盖件冲压精度。

技术领域

本发明涉及冲压技术领域，更具体地说，涉及一种轻量化车身覆盖件冲压成形精度的调控方法。

背景技术

板料冲压成形过程中会产生破裂、起皱和回弹等不同类型的缺陷，其中回弹的发生是不可避免的，尤其在轻量化高强度板材冷成形过程中回弹较为明显。由于回弹会对成形件的尺寸精度造成严重影响，工程中通常会通过工艺和模具调整尽量将回弹控制在合理范围内。

另一方面，对于尺寸大、形状复杂的汽车车身覆盖件，其冲压成形往往需要多个工序组合完成，包括拉延、修边、翻边、冲孔、整形等。对于每个工序，在模具成形力作用下，板料完成相应变形，然后卸载进入下一道工序。在卸载的过程中，由于板料内部弹性应力的释放，板料会发生回弹。因此，各工序之间的精度相互影响，造成车身覆盖件冲压回弹预测困难，精度调控难度极大。

采用有限元方法预测回弹，能够减少修模次数和修模量，节约成本，缩短周期。已有的车身覆盖件多工序冲压回弹有限元仿真方法，未考虑各工序之间脱模应力释放，导致回弹预测精度低，与实际产品生产情况差别很大。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种轻量化车身覆盖件冲压成形精度的调控方法，解决了车身覆盖件多工序冲压成形预测精度低、回弹控制困难等难题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种轻量化车身覆盖件冲压成形精度的调控方法，包括以下步骤：

S1、完成车身覆盖件多工序成形建模与回弹过程模拟；

S2、建立考虑各中间工序变形回弹的精度传递模型：将第n道工序的回弹前型面与该工序回弹后的工件型面对比，得到第n道工序的回弹量：

s(x,y)＝∑p_ijxⁱy^j

其中，s为回弹量，x和y分别为覆盖件横、纵坐标，p_ij为参数值，i、j为0～9中任意值；

将第n+1道工序的回弹量减去第n道工序回弹量，即可知第n+1道工序对回弹量的影响，即有回弹量差Δs＝s_n+1-s_n；

S3、基于精度传递模型可计算出各工序在覆盖件表面任何位置的回弹量，根据计算得到的回弹量可对模具型面进行补偿，从而实现回弹控制。

上述方案中，所述步骤S1进一步包括：①结合覆盖件结构特征和材料特性确定覆盖件工艺流程；②通过CAD、CAE软件建立覆盖件各工序成形模具；以拉延工序为例，首先对零件型面进行几何清理，确定最佳冲压方向，设计压料面和工艺补充面，从而完成拉延模设计；③基于优化算法确定各工序最佳工艺参数，包括工具摩擦系数、模具间隙、压边力、冲压速度、拉延筋阻力等；④基于CAE软件建立覆盖件多工序成形模拟模型，在每道工序后增加回弹模拟，完成覆盖件多工序成形模拟并分析回弹结果；

上述方案中，若Δs>0，则为正向回弹，表明第n+1道工序对回弹量的增长有积极作用；若Δs＝0，则为零回弹，表明第n+1道工序对回弹量的增长无影响；若Δs＜0，则为负向回弹，表明第n+1道工序对回弹量的增长有消极作用。