汽车覆盖件模具智能设计方法技术

本发明专利技术公开了汽车覆盖件模具智能设计方法，具体涉及模具设计技术领域，本发明专利技术通过模具模型数据库分别选择汽车覆盖件的不同特征对应的不同模型组成部分，以相似度最高的模具模型作为基体并通过在映射中加入统一的约束关系实现自动化拼接处理，并且通过引用集和WAVE链接器函数的关联性实现模型的自动更新，避免了传统方法对模型修正的复杂性，同时通过回弹补偿处理，可以对汽车覆盖件加工时产生的回弹进行预测并自行补偿处理以抵消实际模具变形带来的影响，使模具一次设计加工到位，从而可以给模具的设计提供了更智能化的处理方法，使得本方法可以大大提高模具的设计效率，减轻计算强度，可以实现快速高效的汽车覆盖件模具的设计。模具的设计。模具的设计。

【技术实现步骤摘要】
汽车覆盖件模具智能设计方法


[0001]本专利技术涉及模具设计
，更具体地说，本专利技术涉及汽车覆盖件模具智能设计方法。

技术介绍

[0002]汽车覆盖件是指覆盖发动机、底盘、构成驾驶室、车身的金属薄板制成的空间形状的表面或内部零件，按功能和部位可分为外部覆盖件、内部覆盖件和骨架覆盖件三类，它们在工艺设计、模具加工、设备选择及质量控制等方面都具有与一般冲压零件不同的特点。
[0003]汽车覆盖件冲压成形的基本工序有：落料、预弯、拉延、修边、冲孔、翻边、整形等，典型结构的汽车覆盖件一般需要4～6道工序，并可根据需要将一些工序合并，如落料拉延、修边冲孔、翻边整形等。
[0004]汽车覆盖件冲压模具的设计制造过程主要包括：制备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，使得对汽车覆盖件模具的设计过程时间普遍较长，且设计工作者劳动强度较大，且在模具制造完成进行调试时，需要经验丰富的钳工不断对模具型腔面进行打磨和研配，以消除由于模具受载变形而产生的间隙以及部分加工轨迹间的凸棱，从而使模具型腔面达到较高的贴合度，整个过程较为麻烦，使得智能化较低，难以实现快速高效的汽车覆盖件模具的设计，因此，研究一种新的汽车覆盖件模具智能设计方法来解决上述问题具有重要意义。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提供了汽车覆盖件模具智能设计方法，本专利技术所要解决的技术问题是：现有技术中对汽车覆盖件模具的设计时间较长，且工作强度较大，并且还需要专业人员配合，且过程麻烦，使得模具设计的智能化较低的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：汽车覆盖件模具智能设计方法，包括以下步骤：
[0007]S1、模具模型建立：
[0008]首先建立汽车覆盖件的模具模型数据库，并在模具模型数据库中分别存入汽车覆盖件模具不同特征对应的不同模型组成部分，根据汽车覆盖件的轮廓模型参数选择模具模型数据库内相似度最高的模具模型作为基体，并根据汽车覆盖件模具的特征信息在模具模型数据库中选择不同的模型组成部分，通过提取汽车覆盖件型面的参数信息，获取汽车覆盖件型面的几何信息和约束关系，建立汽车覆盖件型面的形位关系映射，并在映射中加入统一的约束关系，使得模型组成部分与基体完成定位和拼接，从而建立对应的初始三维模型，并运用引用集和WAVE链接器函数将各部件间建立关联性。
[0009]S2、模拟成型过程：
[0010]利用网格划分软件将汽车覆盖件初始三维模型进行单元网格划分，然后对汽车覆
盖件的原料模型各部分赋予材料参数，再根据汽车覆盖件的特征信息定义需要多大压料力，并定义需要多少压力元件，再进行模型各部分间接触设置，设置各个接触体间的相互关系，最后加载约束与载荷，并利用初始三维模型通过有限元软件分别进行冲压成形和回弹补偿处理。
[0011]所述回弹补偿处理基于光顺几何补偿算法；
[0012]所述光顺几何补偿算法的原理如下：
[0013]假设汽车覆盖件的期望设计形状是由第n个节点构成的单元集合A3，回弹后形状为即：
[0014][0015][0016]对于节点i回弹变形后r
i
变成s
i
，模具补偿后的形状通过以下公式进行计算，计算公式为：
[0017][0018]α为补偿因子，一般取值为
‑
2.5～
‑
1.0，首次补偿的形状称为并用此形状进行新一轮模拟，回弹变形后形状用于修正得到第二次补偿的形状得到：
[0019][0020]将形状修正域首先定义在期望形状的节点上，从下一次迭代时，被应用在上一次补偿的形状上，形状修正域由下列方程表示：
[0021][0022][0023]得到以上方程的递推关系：
[0024][0025]当满足形状容差ε时，回弹补偿过程结束。
[0026]S3、计算变形量和缺陷：
[0027]采集模拟成型过程中的仿真结果，同时建立所需的汽车覆盖件模型，通过ACE分析法对比汽车覆盖件模型与通过模拟成型得到的汽车覆盖件的差距，计算差距的变形量和缺陷，并通过模拟实验对初始三维模型进行综合性能分析。
[0028]S4、初始模型修正：
[0029]通过模拟实验得到的汽车覆盖件分析检验初始三维模型的结构设计是否合理，分析出初始三维模型不合理的原因和位置，并记录到数据库中，然后根据得到的变形量和缺陷问题与汽车覆盖件成型的模拟回弹量对初始三维模型进行修正，并通过综合性能分析的结果对初始三维模型进行相应的修改，得到修正后的汽车覆盖件模具模型，同时根据引用集和WAVE链接器函数的关联性实现模型的自动更新。
[0030]S5、二次成型模拟：
[0031]对修正后的模具模型进行再次成型模拟，重复上述步骤直至得到的汽车覆盖件模型不存在变形量和缺陷，确认最终的汽车覆盖件模具模型。
[0032]S6、模型实体制作：
[0033]根据最终得到的汽车覆盖件模具模型进行汽车覆盖件模具的制作。
[0034]作为本专利技术的进一步方案：所述汽车覆盖件的轮廓模型参数包括汽车覆盖件的外轮廓信息、内轮廓信息、开缺信息、出筋信息和边缘信息。
[0035]作为本专利技术的进一步方案：所述特征信息至少包括零件的形状、型面、轮廓线、尺寸大小、料厚、打孔数、通孔直径、曲率以及经由型面、轮廓几何对象衍生的各类逻辑表达式、数学关系式。
[0036]作为本专利技术的进一步方案：所述材料参数至少包括材料的密度、弹性模量、屈服极限和泊松比。
[0037]作为本专利技术的进一步方案：所述网格划分软件为dynaform或autoform软件。
[0038]作为本专利技术的进一步方案：所述有限元软件为Auto Form。
[0039]作为本专利技术的进一步方案：所述回弹补偿处理的主要步骤包括：
[0040]首先通过模拟成型对汽车覆盖件进行模拟回弹预测；
[0041]根据所得的回弹结果对模具初始三维模型的型面进行补偿并自动进行新一轮的模拟仿真，然后对成型后的汽车覆盖件的回弹偏差进行再次分析；
[0042]如果回弹偏差不在容差范围内，再次对模具初始三维模型进行补偿和模拟，直至成型后的汽车覆盖件的回弹偏差复合容差要求。
[0043]作为本专利技术的进一步方案：所述综合性能分析包括强度、刚度、散热能力、抗疲劳能力和蠕变分析。
[0044]作为本专利技术的进一步方案：所述接触设置至少包括：静摩擦、动摩擦以及接触类型。
[0045]本专利技术的有益效果在于：
[0046]1、本专利技术通过模具模型数据库分别选择汽车覆盖件的不同特征对应的不同模型组成部分，并以相似度最高的模具模型作为基体并通过在映射中加入统一的约束关系实现自动化拼接处理，从而缩短了设计时间，也降低了手动设计所浪费的精力和时间，并且通过引用集和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.汽车覆盖件模具智能设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、模具模型建立：首先建立汽车覆盖件的模具模型数据库，并在模具模型数据库中分别存入汽车覆盖件模具不同特征对应的不同模型组成部分，根据汽车覆盖件的轮廓模型参数选择模具模型数据库内相似度最高的模具模型作为基体，并根据汽车覆盖件模具的特征信息在模具模型数据库中选择不同的模型组成部分，通过提取汽车覆盖件型面的参数信息，获取汽车覆盖件型面的几何信息和约束关系，建立汽车覆盖件型面的形位关系映射，并在映射中加入统一的约束关系，使得模型组成部分与基体完成定位和拼接，从而建立对应的初始三维模型，并运用引用集和WAVE链接器函数将各部件间建立关联性；S2、模拟成型过程：利用网格划分软件将汽车覆盖件初始三维模型进行单元网格划分，然后对汽车覆盖件的原料模型各部分赋予材料参数，再根据汽车覆盖件的特征信息定义需要多大压料力，并定义需要多少压力元件，再进行模型各部分间接触设置，设置各个接触体间的相互关系，最后加载约束与载荷，并利用初始三维模型通过有限元软件分别进行冲压成形和回弹补偿处理；S3、计算变形量和缺陷：采集模拟成型过程中的仿真结果，同时建立所需的汽车覆盖件模型，通过ACE分析法对比汽车覆盖件模型与通过模拟成型得到的汽车覆盖件的差距，计算差距的变形量和缺陷，并通过模拟实验对初始三维模型进行综合性能分析；S4、初始模型修正：通过模拟实验得到的汽车覆盖件分析检验初始三维模型的结构设计是否合理，分析出初始三维模型不合理的原因和位置，并记录到数据库中，然后根据得到的变形量和缺陷问题与汽车覆盖件成型的模拟回弹量对初始三维模型进行修正，并通过综合性能分析的结果对初始三维模型进行相应的修改，得到修正后的汽车覆盖件模具模型，同时根据引用集和WAVE链接器函数的关联性实现模型的自动更新；S5、二次成型模拟：对修正后...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘桦楠，
申请(专利权)人：广州中誉精密模具有限公司，
类型：发明
国别省市：