[发明专利]一种汽车覆盖件拉延模具精确型面构建的方法

摘要

本发明公开了一种汽车覆盖件拉延模具精确型面构建的方法。本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，用网格映射、形函数插值、节点偏移等方法，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。并以调整好的工具网格为基准，根据网格节点的偏移量，对模具型面相应的曲面面片及其剪裁线的控制顶点进行相应的偏移，实现曲面随网格模型的变化而自动形变，从而构建出适应零件厚度变化的模具精确型面。本方法从模具型面设计层面上，提高了模具型面的研合率。特别是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，提高模具制造效率，降低模具制造成本。

主权项

1.一种汽车覆盖件拉延模具精确型面构建的方法，包括如下步骤： 步骤1：从模具三维模型中抽取出模具型面并转换成NURBS曲面形式，并对其划分大小合适的网格作为模具原始型面网格模型。 步骤2：将板料划分成三角形壳单元，对板料拉延成形过程进行计算机仿真分析，确定合理的冲压工艺参数，其CAE仿真分析结果基本能避免出现拉裂及起皱等重大缺陷，同时材料的减薄及增厚率均符合工程实际需求，仿真分析后板料网格的厚度分布情况。 步骤3：计算板料网格中各个节点的厚度，将模具原始型面网格的各个节点向板料网格做网格映射，搜寻映射投影点所落在的板料的三角形网格单元，通过三角形形函数插值计算出各投影点的厚度H_O。 步骤4：将模具原始型面网格的各个节点按其法向量方向偏置距离Δh=1/2(H-H_O)，其中H为板料的初始厚度，H_O为对应的投影点厚度。通过调整原始网格模型的节点，从而构建出适应零件厚度分布的精确模面网格模型。 步骤5：以调整好的精确模面网格模型为基准，根据网格节点的偏移量，对模具型面相应的NURBS曲面面片及其剪裁线的控制顶点进行相应的偏移而不改变相应的曲面权因子的大小，并保留原始曲面的拓扑结构不作变化对曲面进行曲面微调，从而重构出模具的精确型面。具体操作过程见步骤6，7，8，9。 步骤6：对模具原始型面的NURBS曲面面片及其剪裁线的各个控制顶点，搜寻到其在模具原始型面网格模型中与其距离最近的三个节点，构成其投影所需的三角形投影基面，以三角形投影基面的法向方向作为控制顶点的投影方向建立一一对应的映射关系，计算出各个控制点在其各个投影基面上投影点D_j的坐标。 步骤7：由于精确网格模型和原始网格模型具有一一对应的单元信息，根据三角形的面积坐标可插值计算出投影点对应在精确网格模型中的相应的投影点d_j的坐标。 步骤8：将模具原始型面的NURBS曲面面片及其剪裁线各个控制顶点按投影点D_j和d_j构成的向量，偏移同样的向量从而构建出对应的模具精确型面的曲面面片。步骤9：最后对所有精确型面的曲面面片进行缝合和简单的光顺处理，便重构出了模具的精确型面。