[发明专利]一种控制零件成型变形的工装型面补偿方法

说明书

本发明实施例公开了一种控制零件成型变形的工装型面补偿方法，包括：计算工装型面的补偿量，使用数学函数关系求解工装型面补偿量的方式，或通过图形定义零件成型变形量与工装型面补偿量之间的关系曲线的方式；确定工装型面的补偿方向，对零件按边缘、内部进行区域划分，对不同区域使用不同的补偿方向；在确定了补偿量和补偿方向的基础上，建立特征补偿点，使用曲面整体变形的方式构建补工装偿型面，直接以本次成型所使用的工装型面作为参考进行点位移动补偿。本发明实施例提供的技术方案解决了现有零件成型过程中由于变形造成的超差报废或对后续加工及装配造成的应力集中过大等问题。

技术领域

本发明涉及但不限于零件成型变形控制技术领域，尤指一种控制零件成型变形的工装型面补偿方法。

背景技术

复合材料构件的成型固化变形和金属板料构件的成型回弹变形是零件成型中难以避免的工艺缺陷，为了提升零件的形状精度，减少因为零件变形造成的超差报废或对后续加工及装配造成的应力集中过大等问题。通常的，生产中多采用工艺控制方法和工装型面补偿方法降低或抑制零件的成型变形量。

工艺控制方法主要通过调控零件成型过程中的加载方式和工艺参数，以增加零件的塑性变形程度，降低成型变形量；工装型面补偿是通过仿真分析预测或数字化测量设备扫描，在预估或已知零件变形量的前提下，给工装型面施加相应的反向补偿，使变形后的零件恰好符合设计要求；采用工艺控制法可以在一定程度上减小变形，但却无法从根本上消除变形。相对而言，工装型面补偿则可以从理论上根本解决零件成型变形问题，相比于工艺控制方法，工装型面补偿方法的应用更广泛，尤其在零件形状比较复杂、变形量比较大的情况下，采用工装型面补偿的方法对零件成型变形的控制效果更为明显。

但是，如何快速准确的获得有效的三维工装补偿型面是这一技术的关键，尤其是对于一些成型变形较大的复杂结构件。

发明内容

本发明的目的：为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种控制零件成型变形的工装型面补偿方法，以解决现有零件成型过程中由于变形造成的超差报废或对后续加工及装配造成的应力集中过大等问题。

本发明的技术方案：本发明实施例提供一种控制零件成型变形的工装型面补偿方法，包括：

步骤1，计算工装型面的补偿量，包括：使用数学函数关系求解工装型面补偿量的方式，或通过图形定义零件成型变形量与工装型面补偿量之间的关系曲线的方式，快速求解得到零件成型所需的理想工装型面的补偿量；

步骤2，确定工装型面的补偿方向，包括：对零件按边缘、内部进行区域划分，对不同区域使用不同的补偿方向；

步骤3，构建工装的补偿型面，包括：在确定了补偿量和补偿方向的基础上，建立特征补偿点，使用曲面整体变形的方式构建补工装偿型面，直接以本次成型所使用的工装型面作为参考进行点位移动补偿。

可选地，如上所述的控制零件成型变形的工装型面补偿方法中，所述步骤1中使用数学函数关系求解工装型面补偿量的方式为使用插值求解零件变形型面补偿量，具体包括：

步骤11，通过定义第i次成型实验或仿真所使用的工装型面信息为u_i，零件成型变形后的变形型面信息为v_i，得到的零件成型变形量为：

b_i＝|u_i-v_i|；

步骤12，第一次成型所采用工装型面u₁为产品数模型面，第一次成型的工装补偿量为a₁＝0；

步骤13，设定在第三次成型所采用工装型面u₃的补偿量为a₃的情况下，零件第三次成型的变形量b₃为0，带入插值公式，得到补偿量a₃为：