[发明专利]一种汽车覆盖件拉延模具研配压料面设计的方法

说明书

本发明公开了一种汽车覆盖件拉延模具研配压料面设计的方法。本方法通过冲压仿真计算获得坯料在压料面上流动时厚度的变化情况及最终压料面上坯料的厚度分布情况，将压料面分为动态流动区和静态停留区。通过在不同冲压行程时刻获得动态流动区坯料边缘节点在压料面网格上的投影及根据厚度变化情况进行相应的移动，构建新的投影节点，然后对动态流动区的投影节点进行曲线拟合形成曲线，并由此构建曲面。在最终成形结束时，获得静态停留区的坯料网格节点在压料面网格上的投影点及根据厚度变化情况进行相应的移动，构建新的投影节点，并应用逆向工程的方法构建曲面。最终构建的动态流动区和静态停留区曲面共同组成了压料面上新的曲面。

技术领域

本发明设计本发明涉及车辆工程技术领域，尤其是涉及一种汽车覆盖件拉延模具研配压料面设计的方法。

背景技术

汽车覆盖件在拉延时，坯料逐步向模腔内流动，坯料周长不断缩小，坯料产生聚集增厚。压料面一方面通过传递压料力抑制起皱的产生，同时由于压料面与材料的摩擦作用阻碍材料的流动，因此压料面需要根据材料流动过程中厚度的变化进行相应的设计。拉延成形时，压料面分为两个区域，一个是坯料从成形开始时的初始位置到成形结束时终止位置，这个区域属于坯料动态流动区，成形时坯料将经过这个区域但并不留在此区域。另一个区域为坯料静态停留区，这个区域从成形结束时坯料的终止位置到压料面与模口圆角交界线区域。坯料经过动态流动区时，坯料不断向内移动使得坯料边缘长度不断缩短，导致坯料在压料面上通常都处于增厚状态，因此动态流动区只考虑坯料边缘节点在流动过程中厚度的变化情况。而在静态停留区，压料面只考虑最后坯料残留在压料面区域的充分接触。

压料面是工艺补充的一个重要组成部分，对汽车覆盖件的拉深成型起重要的作用，随着工业的发展曲面零件应用逐渐增多，特别是较复杂的大型曲面零件的成型技术越来越受到重视。而拉深成型是这些零件成型的重要工序。压料面设计是否合理，直接影响拉深件深度的均匀度和毛坯阻力的分布是否满足拉深拉深成型的需求。

发明内容

一种汽车覆盖件拉延模具研配压料面设计的方法，该方法能应用到压边圈压料面的设计，或应用到凹模压料面的设计，具体包括如下步骤：

步骤1：构建合理冲压模型，进行拉延冲压仿真。

步骤2：将冲压仿真的结果按行程分成数个中间阶段输出对应的坯料网格模型信息，获取相应的坯料网格模型的节点编号，节点坐标，同时获得节点厚度，并与坯料原始厚度进行比较后获得各个边缘节点的厚度变化量。

步骤3：将边缘节点投影到压料面工具网格模型之上，并根据变化量值进行移动后获得这些投影点最终的位置。

步骤4:将不同行程的中间坯料网格模型边缘节点的投影点连接成曲线，并构造出曲面。

步骤5：对成形结束时刻的坯料网格模型进行剪裁，只保留坯料对应于压料面的网格和节点，并获得各节点的节点编号，节点坐标；同时获得节点厚度，并与坯料原始厚度进行比较后获得各个边缘节点的厚度变化量。

步骤6：将步骤5中剪裁获得的各坯料节点投影到压料面工具网格模型之上，并根据各节点厚度变化量值进行移动后获得这些投影点最终的位置，形成新的投影节点，并应用逆向工程技术构造曲面。

步骤7：将步骤4和步骤6获得的曲面合并在一起，共同构成了压料面曲面。

进一步的，在步骤1中，当压料面上有拉延筋时应该采用等效拉延筋进行仿真计算；同时，所获得的拉延仿真结果符合工程要求，并计算出合理的坯料尺寸。

进一步的，在步骤2中，以坯料外边缘节点在压料面压紧材料后开始计算直到冲压结束，材料在压料面上移动的距离作为冲压行程分段的依据，阶段数一般为3～5个，也可根据情况自行设定，输出的各阶段坯料外边缘节点包括初始压料面压紧坯料时刻及成形结束时刻。