采用离散式模具的大型曲面逐段成形方法_3

文档序号:9588103阅读:来源:国知局
成形出的成形过渡区成形曲面14及一段长度为(m-mi)d的未变形板料 15为坯料进行下一成形区段的曲面成形,通过有效成形区6的成形获得有效成形区成形曲 面13,随着逐段成形的进行,形成逐段扩大的已成形的曲面4a;步骤三中,用于第1成形区 段至第N-1成形区段成形的模具型面的形状,在有效成形区6与成形过渡区7分别按不同 的方法确定,具体过程为:
[0070]i.确定待成形的曲面成形件4的第k成形区段目标曲面&在x-y平面投影面积 最大的投影方向,设定其为第k成形区段成形的冲压方向,使冲压方向与离散式模具基本 体单元8的高度方向即z-坐标轴的方向一致,将曲面冲压方向定位,并确定曲面S满 方程s(k) (X,y),其中k= 1,2,…,N-1 ;
[0071]ii.有效成形区6的模具型面根据该成形区段曲面零件的目标曲面s(k)(x,y)确 定,使板料在有效成形区6内成形后获得该成形区段的最终曲面形状。有效成形区6内的 上模具1与下模具2的第1至第叫列基本体单元8的高度利用公式(2)计算:
[0072]
[0073] 式中,<为上模具1的第i列第j行基本体单元8的高度方向坐标,4为下模具 2的第i列第j行基本体单元8的高度方向坐标;r为基本体单元球冠的半径,t为曲面零 件的厚度;其中 <为上模具1的第i列第j行基本体单元8与曲面s(k) (X,y)切点的X-坐 标、< 为上模具1的第i列第j行基本体单元8与曲面s(k) (X,y)切点的y-坐标、<为下 模具2的第i列第j行基本体单元8与曲面s(k) (X,y)切点的X-坐标、%为下模具2的第 i列第j行基本体单元8与曲面s(k) (X,y)切点的y-坐标,由方程⑶求解得到:
[0074]
[0075] 式中,计算上模具1的基本体单元8与曲面s(k) (x, y)切点时,δ=1,计算下模具 2的基本体单元8与曲面s(k)(x,y)切点时,δ=-l;Xi为基本体单元8的中心线在X-方 向的坐标,I为基本体单元8的中心线在y-方向的坐标;
[0076] iii.成形过渡区7的模具型面基于曲率均匀变化的原则来进行设计,使处于成形 过渡区7内的板料变形后获得的成形过渡区成形曲面14的曲率从有效成形区与成形过渡 区边界11到成形过渡区与未变形板料边界12均匀减小为零,从而保证过渡区7内的板料 在变形后能与未变形的板料3a平滑过渡,并保证在下一成形区段成形后该区域的坯料变 形后能与已成形的曲面4a平滑过渡,确定成形过渡区7模具型面形状的主要具体过程为:
[0077]a.根据第k成形区段成形曲面方程s(k) (X,y),确定处于有效成形区与成形过渡区 边界11上的系列点0,,,,4)的y-方向曲率<,·,其中j= 1,2,…,η;设定成形过渡区成形 曲面14的y-方向即板料宽度方向的曲率及在j= 1与j=η边界上的斜率从有效成形区 与成形过渡区边界11到成形过渡区与未变形板料边界12均匀变化,求解方程组(4),计算 出第k成形区段的成形过渡区成形曲面14在(χ;,ι)处的ζ-坐标ζΜ,其中i=11^+1, j= 1,2,…,η;
[0078]
[0079]b.基于有序的空间数据点(x〇y.j,Zy),其中i=mdl,…,m;j= 1,2,…,η,进 行三次B样条曲面插值,得到由方程(5)表示的第k成形区段的成形过渡区成形曲面14 :
[0080]
[0081] 其中,B1i4(x)与B,4(y)为三次B样条基函数;B样条曲面的控制点由方程组 (6)确定:
[0082]
[0083]c.成形过渡区7内的上模具1与下模具2的第叫+1至第m列基本体单元8的高 度利用公式(7)计算:
[0084]
[0085] 式中,<为上模具1的第i列第j行基本体单元8的高度方向坐标,《为下模具2 的第i列第j行基本体单元8的高度方向坐标;其中<为上模具1的第i列第j行基本体 单元8与曲面g(k) (X,y)切点的X-坐标、Z为上模具1的第i列第j行基本体单元8与曲 面g(k) (X,y)切点的y-坐标、4为下模具2的第i列第j行基本体单元8与曲面g(k) (X,y) 切点的x-坐标、为下模具2的第i列第j行基本体单元8与曲面g(k) (x,y)切点的y-坐 标,由方程⑶求解得到:
[0086]
[0087] 式中,计算上模具1的基本体单元8与曲面g(k) (X,y)切点时,δ= 1,计算下模具 2的基本体单元8与曲面g(k) (X,y)切点时,δ= -1。
[0088] iv.根据有效成形区6与成形过渡区7内的上模具1的各基本体单元8的高度方 向坐标<与下模具2的各基本体单元8的高度方向坐标#,调整各基本体单元8的高度,形 成用于第k成形区段成形的上模具型面9与下模具型面10。
[0089] 步骤四、根据最后成形区段,即第N成形区段的曲面&确定的模具型面形状,调整 上模具1与下模具2的基本体单元8高度,构成用于第N成形区段成形的上模具型面9与 下模具型面10,以第N-1成形区段成形的成形过渡区成形曲面14及剩余部分的未变形板料 作为坯料进行第N成形区段成形,完成大型曲面成形件4的逐段成形过程。确定最后成形 区段即第N成形段的模具型面形状的具体过程为:
[0090]a.确定第N成形区段目标曲面&在x-y平面投影面积最大的投影方向,设定其为 该成形区段成形的冲压方向,使冲压方向与离散式模具基本体单元8的高度方向一致,将 曲面&按冲压方向定位,并确定第N成形区段成形曲面的方程s(N) (X,y);
[0091]b.最后成形区段即第N成形区段的成形区5内的上模具1与下模具2的第1至第 m列基本体单元8的高度利用公式(9)计算:
[0092]
[0093] 式中,<为上模具1的第i列第j行基本体单元8的高度方向坐标,zf为下模具2 的第i列第j行基本体单元8的高度方向坐标;r为基本体单元球冠的半径,t为曲面零件 的厚度;其中< 为上模具1的第i列第j行基本体单元8与曲面s(N) (X,y)切点的X-坐标、 为上模具1的第i列第j行基本体单元8与曲面(X,y)切点的y-坐标、<为下模具 2的第i列第j行基本体单元8与曲面s(N) (X,y)切点的X-坐标、片为下模具2的第i列 第j行基本体单元8与曲面s(N) (X,y)切点的y-坐标,由方程(10)求解得到:
[0094]
[0095] 式中,计算上模具1的基本体单元8与曲面s(N) (X,y)切点时,δ=1,计算下模具 2的基本体单元8与曲面s(N)(x,y)切点时,δ=-l;Xi为基本体单元8的中心线在X-方 向的坐标,I为基本体单元8的中心线在y-方向的坐标。
[0096]c.根据最后成形区段的上模具1的各基本体单元8的高度方向坐标$与下模具 2的各基本体单元8的高度方向坐标4 *调整各基本体单元8的高度,形成用于最后成形区 段即第N成形区段成形的上模具型面9与下模具型面10。
【主权项】
1.采用离散式模具的大型曲面逐段成形方法,以一套离散式型面可调的上模具(1)与 下模具(2)作为成形工具,大型板料(3)顺序地分成多个成形区段,通过逐段实施对压成 形,获得尺寸大于模具的一次成形面积(5a)的大型曲面成形件(4);所述的离散式上模具 (1)和下模具(2)均由规则排列的高度可调节的基本体单元(8)阵列组成,上模具型面(9) 与下模具型面(10)的曲面形状由各基本体单元(8)的高度来控制;所述的逐段成形方法在 各成形区段成形时,板料的变形发生在上模具(1)与下模具(2)对压的区域即成形区(5) 内,各成形区段的成形区(5)分成有效成形区(6)与成形过渡区(7)两部分,通过合理地设 计有效成形区(6)成形过渡区(7)的模具型面形状,使相邻成形区段衔接处的变形均匀过 渡,从而避免成形缺陷产生,经逐段成形后最终得到大型曲面成形件(4),其特征在于,所述 的采用离散式模具的大型曲面逐段成形方法的具体步骤如下: 步骤一、以离散式模具基本体单元(8)的高度方向为Z-坐标轴方向,并以基本体单元 (8)的列排列方向为X-坐标轴方向,以基本体单元⑶的行排列方向为y-坐标轴方向;待 成形的曲面成形件(4)的长度方向取为分段方向,待成形的曲面成形件(4)的宽度方向与 y-坐标轴方向一致;确定第i列基本体单元(8)的中心线在X-方向的坐标Xi,其中i = 1,2,…,m,m是基本体单元的列数;确定第j行基本体单元(8)的中心线在y-方向的坐标 y_j,其中j = 1,2,…,η,η是基本体单元的行数; 步骤二、确定各成形区段的成形区(5)的有效成形区(6)与成形过渡区(7)的长度,按 公式(1)计算出逐段成形需要的总成形区段数Ν,将待成形的曲面成形件(4)的目标曲面均 匀划分成N成形区段,确定各成形区段的目标曲面S k,其中k = 1,2,…,N ;式中,L为待成形的曲面成形件(4)沿分段方向的总长度,Hi1为有效成形区(6)的基本 体单元⑶的列数,Hi-IIi1为成形过渡区(7)的基本体单元⑶的列数,d为相邻基本体单元 之间的中心线距离; 步骤三、确定用于各成形区段板料成形的模具型面形状;第1成形区段至第N-I成形区 段中的
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1