工装模具行业网
修改/删除信息
产品库 企业库 商机 商城 资讯 展会 人才库 前沿技术 技术培训
热搜: 螺杆  东莞  工装  模具  液压  政策 
当前位置: 首页 » 技术 » 模具百科 » 正文

覆盖件冲压仿真参数化建模方法

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-08-15  浏览次数:649
核心提示:0 引言 汽车覆盖件模具的典型设计分析流程是在完成覆盖件产品设计后,模具设计人员凭经验制定冲压工艺和模具设计方案,而后运用C
0 引言

    汽车覆盖件模具的典型设计分析流程是在完成覆盖件产品设计后,模具设计人员凭经验制定冲压工艺和模具设计方案,而后运用CAE技术来进行冲压成形的计算机仿真;根据仿真结果返回到CAD系统中修改设计方案,再开始下一轮的计算机仿真,直至仿真结果验证了设计方案的可行性。如果需要多次的工艺方案修改,每一次均需要返回CAD系统进行修改,而每一次的CAD修改返回后,成形性仿真计算包括网格剖分、补孔、翻边等步骤都需要重新进行,严重影响了成形仿真的效率。
    
    针对这一现状,本文提出一种新的基于散乱模型的冲压仿真参数化建模方法,并开发出汽车覆盖件冲压成形仿真前处理STLMesher。在获取了覆盖件零件的STL文件格式模型之后,模具的工艺面和压料面都在CAE前处理系统中进行参数化设计,无需再返回到CAD软件中处理。以覆盖件产品的STL格式模型为基础,根据冲压工艺方案设计参数化的工艺补充面和压料面。该方法极大地方便了工艺方案设计和修改,节约了设计时间,并同步生成仿真计算所需的网格模型无需再进行专门的网格剖分。
    
    1 仿真模型工艺面的参数化建模
    
    1.1 逼近工艺面的三角面片数量的确定
    
    本文提出的仿真建模方法使用三角形面片逼近模具型面。为了保证仿真计算的精度,三角形逼近的模具网格必须精确模拟模具的几何形状,如果造型中使用的三角形数量过少,逼近的精度就比较低;如果三角形的数量太多,有限元计算中接触搜寻的计算量就会大大增加。通过控制模型的离散误差,可以控制三角形的数量。使用三角形造型时,曲线段是由数段弦代替。如图1所示,半径为R、包含角为a的圆弧使用n段弦替代,由此定义弦长逼近标准为l=R-Rcosa/2n(1).
    
    弦长逼近标准l为弦与对应弧中点的距离。通过设定z的值(通常设定为0.1mm),即可控制逼近曲线的弦的长度,进而可控制三角形的数量。
    
    1.2使用三角面片的工艺补充参数化设计
    
    工艺设计的目的是通过建立产品工艺补充部分,形成均匀的进料阻力和良好的拉深条件。因此要保证工艺补充面和压料面的交线在冲压方向上光滑连接,在垂直冲压方向的平面内起伏均匀。工艺面的造型分两步进行,分别是截面特征线的构造和工艺面的构造,具体过程如下:
    
    (1)构造截面特征线。①首先根据覆盖件的成形工艺性。以及修边线的位置和修边类型,从前述的五种典型截面线中选取一种,并确定截面线参数。②在模型的边界的特征点上,使用该点的主法矢、副法矢和切矢作为该点处局部坐标系的向量。该点处的截面线就定义在由主法矢和副法矢确定的平面内。③由截面线参数确定出该条截面线的n个控制点,由此构造出一条k次NURBS曲线得到截面线的解析表达式。为了使用三角面片造型,使用i段直线段逼近该截面线(所需直线段的数量由弦长逼近标准确定)。
   


    (2)构造工艺补充面。根据两条特征线之间的模型边界变化情况,使用两种方式生成工艺补充面。①如果两条特征线之间的模型边界线是光滑的,就以它为导引线,采用扫动(Sweep)方法构造中间部分的工艺补充面的截面线;如果不是光滑过渡的,适用曲面桥接(Bridge)的方式构造中间部分的截面线,实现光顺过渡,满足C1连续要求。②把两两相邻的截面线之间的区域,使用三角面片完成造型设计,得到最终的由三角面片构造的工艺补充面。
    
    与CAD软件中的工艺补充设计相比,本文提出方法可基本实现相同的功能,但是操作更简单快捷。在CAD软件中进行工艺补充部分的参数化设计时,需要对每条截面线定位,不断的建立和变换坐标系,设计过程十分费时。
    
    这里以修边线位于拉深件底部,垂直修边的模型为例说明本文的参数化建模方法。截面线示意图见图2,截面线上包含的参数有凹模圆角半径r1,凸模圆角半径r2,斜壁的长度c。斜面与冲压方向的夹角a,修边线到凸模圆角的距离口,压料面与水平面的夹角口等。
   


    设定完截面线形状参数后,使用直线段分段逼近截面线。将不同的截面特征线布置到模型边界上相应区域,沿边界生成一系列的截面线,结果如图3所示。根据弦长逼近标准确定截面线的数量。模型边界上直边的部分布置的截面线较稀疏,而在圆角部分则布置了较多的截面线,保证了工艺补充面的光顺过渡。最后将截面线上的直线段用三角面片连接,得到离散化的工艺补充面的网格模型,如图4a所示。从图4b的光照模型可以看出,使用本文方法设计的模型型面的光顺程度很高,图中的深色线所示为模具的分模线。
    

 
 
[ 技术搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 违规举报 ]  [ 关闭窗口 ]

 

 
推荐图文
推荐技术
点击排行
设为首页 - 加入收藏 | 关于我们 | 联系方式 | 使用协议 | 版权隐私 - 网站地图
用户服务热线 电话:023-63793325(服务时间:星期一至星期六9:00到17:00)
本网站登载之内容,如有侵犯他人声誉、版权或著作权等当事人合法权益的,请来电来函告知,我们将予以改正。
中华人民共和国电信与信息服务业务经营许可证编号:渝ICP备15009488号-1
Copyright©2014 工装模具行业网 All Rights Reserved.

渝公网安备 50010702502172号