[发明专利]一种用于构件精确热成形的实体模具设计方法

摘要

本发明提供了一种用于构件精确热成形的实体模具设计方法，包括在有限元软件中以构件目标型面作为初始模具型面，根据初始型面建立三维模型，再对对拥有初始型面的模具进行从构件热成形温度降温至室温的降温模拟，再以降温后的模具型面作为后续的成形回弹补偿迭代计算的初始值，本发明基于数学最优化基本思想，在构件成形回弹补偿的迭代过程之前确定一个离最优解更接近的初始值，然后再将初始值进行迭代，从而达到减少迭代次数的目的。相比于直接以构件目标型面作为迭代计算初始值的方式，本发明可减少约50％的迭代次数，大大的提高了求解效率，节约了模具设计人员的宝贵时间，尤其是对于大型构件，这一优势更加明显。

主权项

1.一种用于构件精确热成形的实体模具设计方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)以构件目标型面S0为模具原始型面B0，二者凹凸匹配，并根据B0设计对应的三维模具模型，在有限元分析软件中对型面为B0的模具进行从高温冷却至室温的降温模拟，得到降温后的模具，并提取降温后的模具的型面B1，其中，所述高温温度值等于所述构件对应的热成形保温阶段的温度值；/n2)以所述降温后模具的型面B1作为初始型面，生成三维模具模型，在三维模具模型与构件原材料的基础上建立热成形仿真模型，在型面为B1的模具的基础上对构件原材料进行第一次热成形模拟，得到构件初始热成形型面S1，计算构件初始热成形型面S1各点与构件目标型面S0各点的初始成形误差u1，判断各点的初始成形误差u1是否均小于或等于工程误差允许的范围ε，若是，则以构件初始热成形型面S1所对应的模具型面B1作为最终计算机设计所要得到的模具目标型面，进入步骤5，若否，进入步骤3；/n3)在有限元软件中，根据Si与S0间的误差大小，对构件热成形型面Si所对应的模具型面Bi进行第i次回弹补偿得到模具型面Bi+1，作为第i+1次热成形的模具型面，进入步骤4，所述i＝(1，2，3……n)；/n4)根据模具型面Bi+1生成三维模具模型，在三维模具模型与构件原材料的基础上建立热成形仿真模型，在型面为Bi+1的模具的基础上对构件原材料进行热成形模拟，得到构件热成形型面Si+1，计算构件热成形型面Si+1各点与构件目标型面S0各点的成形误差ui+1，判断各点的成形误差ui+1是否均小于或等于工程误差允许的范围ε，若是，则以构件热成形型面Si+1所对应的模具型面Bi+1作为最终计算机设计所要得到的模具目标型面，进入步骤5，若否，则令i＝i+1，返回步骤3；/n5)用模具材料将所述计算机设计得到的模具目标型面制备成实体模具型面，对实体模具型面装设模具支架，形成实体模具，将构件材料放置于实体模具上进行热压成形，得到实体构件，根据实体构件的型面与构件目标型面S0之间的偏差，对实体模具进行至少一次实体修模，得到符合误差要求的实体模具。/n