[发明专利]一种基于CAE的型材弯曲成型凸轮轨迹线求解方法

权利要求书

1.一种基于CAE的型材弯曲成型凸轮轨迹线求解方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、弯曲特征线提取与分段：在弯曲方向提取产品内侧贴模面上的引导线作为弯曲引导特征线，并根据弯曲引导线的特点和弯曲行程设定弯曲分段数；

步骤二、3D弯曲转化为2D：将3D弧度产品成型的弧度分解为高度方向和水平方向两个方向，先成型高度方向弧度，再成型水平方向弧度，将3D导引线直接投影到平面上，保持3D导引线的长度不变，对应点的的Y坐标不变，将高度方向的弧度投影到平面上(Z＝0)；

步骤三、确定旋转中心：将平面状态的导引线切点位置摆好，导引线与水平基线相切，相切点位于分段点处，相切点为对应中垂线和外角平分线的交点；

步骤四、确定旋转中心水平移动曲线：假定弯曲过程中产品长度保持不变来考虑旋转中心须做何移动，模型中将产品简化为梁单元，以截面为圆形，半径0.1mm，并在端部施加很小的辅助引伸力以使端部保持直线，以不足引起梁单元过分伸长为限，如1N，在此每段10mm，共计128个梁单元。计算完成后，端点N137在X方向的位移得出；

步骤五、凸轮轨迹的求取：弯曲过程中凸轮径向半径的改变曲线等于旋转中心的移动曲线，再做适当的延长和修正即得到凸轮轨迹线；

步骤六、凸轮轨迹线修正：通过EXCEL表对旋转中心水平移动曲线进行修正，产品伸长量平均分配到弯曲过程；

步骤七、CAE模拟验证：Marc软件进行模拟验证，采用EXCEL处理凸轮径向变化规律数据并绘制出凸轮轨迹，同时给定旋转中心移动曲线，观察凸轮是否紧贴固定轮。

2.根据权利要求1所述的一种基于CAE的型材弯曲成型凸轮轨迹线求解方法，其特征在于，步骤一以导线作为弯曲引导特征线，分两段曲线I和曲线II进行弯曲，弯曲特征线分段后重新放置特征线，使得分段点切线与水平线平齐。

3.根据权利要求1所述的一种基于CAE的型材弯曲成型凸轮轨迹线求解方法，其特征在于，所述的步骤二中设定3D导引线长度为1269.3mm，假定均分100段，每段长度12.693mm，任取一段有△x_i^2+△y_i^2+△z_i^2＝12.693^2，投影时Y坐标不变，故△x_i^2+△z_i^2恒定，X坐标增加等于Z坐标相应减少。

4.根据权利要求1所述的一种基于CAE的型材弯曲成型凸轮轨迹线求解方法，其特征在于，所述的步骤三中导引线的两端在弯曲前后与水平基线相切，根据平面几何的基本性质确定O1和O2位置，即为对应中垂线和外角平分线的交点，确定的旋转中心是其初始位置，在弯曲过程中需要水平移动，位置并不恒定，水平移动曲线靠两个凸轮来控制。