一种用于汽车覆盖件模具的间隙设计方法技术

本发明专利技术公开了一种用于汽车覆盖件模具的间隙设计方法，包括以下步骤：输入覆盖件参数化三维曲面模型，读取三维曲面模型中包含的参数面片图元及其拓扑结构和特征参数；根据设计凹模或凸模的要求，对获得的三维曲面模型中的凹模边缘、凸包、易干涉型面进行空开处理；对凸模或凹模的压边圈管理面、压料芯区域进行强压处理；对压料符型区内起托料作用的凸圆角进行增大处理，对凹圆角进行凹圆角减小处理，重新创建新圆角曲面；依照三维曲面模型的输入文件结构，输出完成间隙设计后的三维曲面模型。本方法具有操作简单、算法简便、变形质量和效率高等特点，可以很好的满足模具设计各种间隙调整的需要。

【技术实现步骤摘要】
一种用于汽车覆盖件模具的间隙设计方法
本专利技术涉及一种用于汽车覆盖件模具的间隙设计方法。
技术介绍
汽车覆盖件冲压模具的设计制造过程主要包括：获取覆盖件原始曲面模型，根据冲压工艺修改或调整曲面形状，然后编制模具型面数控加工程序，利用数控机床加工模具型面，最后由钳工在实物模具上进行清根、研配、调试。目前，各大中型模具企业用于最后研配调试的时间普遍较长、工人劳动强度大，费时、费力，生产效率较低，主要原因是数控加工前三维模具型面调整不到位，留到钳工清根、研配的任务量太大。造成三维模具型面调整不到位的原因是，目前主要三维CAD软件都缺乏针对性的满足模具设计要求的曲面局部调整变形功能，设计人员通常采用重新创建曲线和曲面的方式，不仅效率低，质量也难以保证。在覆盖件模具型面设计方面，经对现有文献检索发现：中南大学专利技术了一种汽车覆盖件拉延模具精确型面构建的方法(专利号CN103617302A)，该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，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，构建出适应零件厚度变化的模具精确型面。该方法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，但没有解决造成凹凸模研合干涉的各种细小间隙设计。四川省宜宾普什模具有限公司专利技术了一种汽车覆盖件模具设计方法(专利号CN102024081A)，该专利技术根据汽车覆盖件模型建立模具，根据该理论模型建立有限元模型，模拟汽车覆盖件模具成型过程，计算出模型型腔面模拟前后的变形量，基于变形量修正理论模型，从而得到实际需要加工模具的模型，该方法同样没解决造成凹凸模研合干涉的各种细小间隙设计问题。此外，北汽福田汽车股份有限公司专利技术了一种模具加工方法及系统(专利号CN103769487A)，主要方法是根据模具型面变化的特征对所述数控数据进行修正，用修正后的数控数据进行模具加工，从而得到所述模具，该方法属于数控加工程序编制范畴，未修改模具型面几何。申请号为201310334085.2的专利《一种汽车覆盖件拉延模具的凸成形方法》，提供了一种成形方法，该方法虽然计算了凸凹特征曲面边界线，并进行凸凹特征划分，设计型面时保持凸特征曲面不变，但是其并没有说明如何设计掏空部分的型面；另外，掏空部分型面与不变的凸特征曲面之间如何过渡，过渡面如何计算，并没有说明；最后，该方法只属于单一凹特征的空开处理，难以解决研配中的复杂情况，如因凹模变形需要凹模边缘空开处理，为减少回弹需要压边圈或压料芯做强压处理，对仅起托料作用的凸圆角进行增大圆角处理，对凹圆角进行减小圆角处理，对易干涉型面进行空开处理。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，提出了一种用于汽车覆盖件模具的间隙设计方法，本方法在汽车覆盖件产品曲面模型基础上，根据设计凹模或凸模的要求，对凹模边缘、凸包、易干涉型面做空开处理；对压边圈管理面、压料芯区域做强压处理；对符型区内起托料作用的凸圆角进行凸圆角增大处理；最后，对凹圆角进行凹圆角减小处理。本方法具有操作简单、算法简便、变形质量和效率高等特点，可以很好的满足模具设计各种间隙调整的需要。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种用于汽车覆盖件模具的间隙设计方法，包括以下步骤：(1)输入覆盖件参数化三维曲面模型，读取三维曲面模型中包含的参数面片图元及其拓扑结构和特征参数；(2)根据设计凹模或凸模的要求，对获得的三维曲面模型中的凹模边缘、凸包、易干涉型面进行空开处理；(3)对凸模或凹模的压边圈管理面、压料芯区域进行强压处理；(4)对压料符型区内起托料作用的凸圆角进行增大处理，对凹圆角进行凹圆角减小处理，重新创建新圆角曲面；(5)依照三维曲面模型的输入文件结构，输出完成间隙设计后的三维曲面模型。所述步骤(1)中，根据具体文件结构，读取三维曲面模型中包含的参数面片图元及其拓扑结构和特征参数，参数面片图元包括平面、参数曲面；拓扑结构包括复合面、构成面、面边界、参数曲线、控制点；特征参数包括基础曲线曲面表达参数、参数曲线曲面起止点参数值、切线、法向。所述步骤(2)中，具体方法包括：(2-1)在曲面上定义三个区域：移动面、过渡面、不变表面，移动面是间隙设计时需要偏置平移的曲面，不变表面是在编辑过程中不变的部分，过渡面位于移动面和不变表面之间，保持两者之间光滑过渡，不变表面是移动面和过渡面以外的全部面；(2-2)采用平移或偏置算法，沿指定方向平移移动面；(2-3)采用整体变形算法，重新计算过渡面形状，使之保持移动面与不变表面之间原有的光滑连接关系。所述步骤(2-1)中，移动面及过渡面有两种定义方式：(i)通过选择多个构成面组合形成，其定义步骤是用户选择多个构成面，复制所选的所有构成面，创建一个复合面，重新计算该复合面的所有边界线，更新曲面拓扑结构，计算复合面边界的环数，根据环数判断移动面或过渡面的有效性；(ii)通过定义内外边界线的方式定义，其步骤是用户选择一个连续封闭的边界线，采用面上偏置算法向内或者向外偏置指定距离获得目标边界线，两边界线间的部分就是要定义的移动面或过渡面。所述步骤(2-2)的具体方法为：面上偏置：获取偏置前边界线，插值获取边界线上部分离散点，采用点到平面距离平方和最小方式利用上述离散点拟合一个无限平面，原始边界线向无限平面投影获得原始投影线，在无限平面内向产品外侧偏置原始投影线，获得目标投影线，将目标投影线投影到参数曲面获得目标偏置线。所述步骤(2-3)的具体方法为：计算过渡面的内外周边界线，定义变形中位置不动的边界线为保留边线，定义随移动面移动位置的边界线为匹配边线，对保留边线进行排序、排方向，离散保留边线获得保留点列，对匹配边线进行排序和排方向，离散匹配边线获得匹配点列，将开始匹配点列按照平移方向和平移距离移动得到目标匹配点列，根据两点列及原始斜线方向，采用变形算法计算新的过渡曲面，进行误差判断，不满足精度要求重新获取点列计算过渡曲面。所述步骤(2)中，凹模边缘空开采用方式(ii)：移动面在外侧、过渡面在中间、不变面就是覆盖件产品表面在里侧，用户选取覆盖件产品外周边缘线；采用面上偏置方法，向产品外侧偏置产品外周边缘线获得环状过渡面；过渡面以外的部分是移动面；凸包处理采用方式(i)：移动面是凸包顶部曲面，过渡面是与凸包相邻的环状区域；易干涉型面处理采用混合方式：首先选取易干涉型面作为修改面，以及与修改面邻接的部分过渡面；计算修改面边界，找出边界上还没有指定过渡面的那部分边界；采用步骤(2-2)的方法，将这部分边界向修改面内侧偏置指定距离，偏置前后两线间的区域连同用户之前选定的部分过渡面组成完整的环形过渡面；原修改面去除偏置前后两线间的区域形成移动面。所述步骤(3)的具体方法为：压边圈管理面强压采用步骤(2-1)中所述的方式(i)定义移动面和方式(ii)定义过渡面：采用交互操作方式选取压边圈管理面，即拉延筋以内、产品外周边缘线以外的环状曲面片，该管理面就是移动面；提取压边圈管理面的外周边缘线；采用面上偏置方法，向外侧偏置管理面外周边缘线，建立过渡面外周边缘线，偏置前后两线间的区域就是环状过渡面；压料芯强压采用步骤(2-1)中所述的方式(i)定义移动面和方式(ii)定义过渡面：采用交互操作方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于汽车覆盖件模具的间隙设计方法，其特征是：包括以下步骤：(1)输入覆盖件参数化三维曲面模型，读取三维曲面模型中包含的参数面片图元及其拓扑结构和特征参数；(2)根据设计凹模或凸模的要求，对获得的三维曲面模型中的凹模边缘、凸包、易干涉型面进行空开处理；(3)对凸模或凹模的压边圈管理面、压料芯区域进行强压处理；(4)对压料符型区内起托料作用的凸圆角进行增大处理，对凹圆角进行凹圆角减小处理，重新创建新圆角曲面；(5)依照三维曲面模型的输入文件结构，输出完成间隙设计后的三维曲面模型。

【技术特征摘要】
1.一种用于汽车覆盖件模具的间隙设计方法，其特征是：包括以下步骤：(1)输入覆盖件参数化三维曲面模型，读取三维曲面模型中包含的参数面片图元及其拓扑结构和特征参数；(2)根据设计凹模或凸模的要求，对获得的三维曲面模型中的凹模边缘、凸包或易干涉型面进行空开处理；(3)对凸模或凹模的压边圈管理面和压料芯区域进行强压处理；(4)对压料符型区内起托料作用的凸圆角进行增大处理，对凹圆角进行凹圆角减小处理，重新创建新圆角曲面；(5)依照三维曲面模型的输入文件结构，输出完成间隙设计后的三维曲面模型；所述步骤(2)中，具体方法包括：(2-1)在曲面上定义三个区域：移动面、过渡面和不变表面，移动面是间隙设计时需要偏置平移的曲面，不变表面是在编辑过程中不变的部分，过渡面位于移动面和不变表面之间，保持两者之间光滑过渡，不变表面是移动面和过渡面以外的全部面；(2-2)采用平移或偏置算法，沿指定方向平移移动面；(2-3)采用整体变形算法，重新计算过渡面形状，使之保持移动面与不变表面之间原有的光滑连接关系。2.如权利要求1所述的一种用于汽车覆盖件模具的间隙设计方法，其特征是：所述步骤(1)中，根据具体文件结构，读取三维曲面模型中包含的参数面片图元及其拓扑结构和特征参数，参数面片图元包括平面和参数曲面；拓扑结构包括复合面、构成面、面边界、参数曲线和控制点；特征参数包括基础曲线曲面表达参数、参数曲线曲面起止点参数值、切线和法向。3.如权利要求1所述的一种用于汽车覆盖件模具的间隙设计方法，其特征是：所述(2-1)中，移动面及过渡面有两种定义方式：(i)通过选择多个构成面组合形成，其定义步骤是用户选择多个构成面，复制所选的所有构成面，创建一个复合面，重新计算该复合面的所有边界线，更新曲面拓扑结构，计算复合面边界的环数，根据环数判断移动面或过渡面的有效性；(ii)通过定义内外边界线的方式定义，其步骤是用户选择一个连续封闭的边界线，采用面上偏置算法向内或者向外偏置指定距离获得目标边界线，两边界线间的部分就是要定义的移动面或过渡面。4.如权利要求1所述的一种用于汽车覆盖件模具的间隙设计方法，其特征是：所述(2-2)的具体方法为：面上偏置：获取偏置前边界线，插值获取边界线上部分离散点，采用点到平面距离平方和最小方式利用上述离散点拟合一个无限平面，原始边界线向无限平面投影获得原始投影线，在无限平面内向产品外侧偏置原始投影线，获得目标投影线，将目标投影线投影到参数曲面获得目标偏置线。5.如权利要求1所述的一种用于汽车覆盖件模具的间隙设计方法，其特征是：所述(2-3)的具体方法为：计算过渡面的内外周边界线，定义变形中位置不动的边界线为保留边线，定义随移动面移动位置的边界线为匹配边线，对保留边线进行排序和排方向，离散保留边线获得保留点列，对匹配边线进行排序和排方向，离散...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅敬成，张道忠，苏新新，赵晓峰，魏威，狄林林，王会林，陈荣昌，
申请(专利权)人：山东山大华天软件有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37