一种用于汽车覆盖件模具的间隙设计方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于汽车覆盖件模具的间隙设计方法，包括以下步骤：输入覆盖件参数化三维曲面模型，读取三维曲面模型中包含的参数面片图元及其拓扑结构和特征参数；根据设计凹模或凸模的要求，对获得的三维曲面模型中的凹模边缘、凸包、易干涉型面进行空开处理；对凸模或凹模的压边圈管理面、压料芯区域进行强压处理；对压料符型区内起托料作用的凸圆角进行增大处理，对凹圆角进行凹圆角减小处理，重新创建新圆角曲面；依照三维曲面模型的输入文件结构，输出完成间隙设计后的三维曲面模型。本方法具有操作简单、算法简便、变形质量和效率高等特点，可以很好的满足模具设计各种间隙调整的需要。
【专利说明】一种用于汽车覆盖件模具的间隙设计方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于汽车覆盖件模具的间隙设计方法。
【背景技术】
[0002]汽车覆盖件冲压模具的设计制造过程主要包括:获取覆盖件原始曲面模型，根据冲压工艺修改或调整曲面形状，然后编制模具型面数控加工程序，利用数控机床加工模具型面，最后由钳工在实物模具上进行清根、研配、调试。
[0003]目前，各大中型模具企业用于最后研配调试的时间普遍较长、工人劳动强度大，费时、费力，生产效率较低，主要原因是数控加工前三维模具型面调整不到位，留到钳工清根、研配的任务量太大。造成三维模具型面调整不到位的原因是，目前主要三维CAD软件都缺乏针对性的满足模具设计要求的曲面局部调整变形功能，设计人员通常采用重新创建曲线和曲面的方式，不仅效率低，质量也难以保证。
[0004]在覆盖件模具型面设计方面，经对现有文献检索发现:中南大学发明了一种汽车覆盖件拉延模具精确型面构建的方法(专利号CN103617302A)，该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，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，构建出适应零件厚度变化的模具精确型面。该方法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，但没有解决造成凹凸模研合干涉的各种细小间隙设计。
[0005]四川省宜宾普什模具有限公司发明了一种汽车覆盖件模具设计方法(专利号CN102024081A)，该发明根据汽车覆盖件模型建立模具，根据该理论模型建立有限元模型，模拟汽车覆盖件模具成型过程，计算出模型型腔面模拟前后的变形量，基于变形量修正理论模型，从而得到实际需要加工模具的模型，该方法同样没解决造成凹凸模研合干涉的各种细小间隙设计问题。此外，北汽福田汽车股份有限公司发明了一种模具加工方法及系统(专利号CN103769487A)，主要方法是根据模具型面变化的特征对所述数控数据进行修正，用修正后的数控数据进行模具加工，从而得到所述模具，该方法属于数控加工程序编制范畴，未修改模具型面几何。
[0006]申请号为201310334085.2的专利《一种汽车覆盖件拉延模具的凸成形方法》，提供了一种成形方法，该方法虽然计算了凸凹特征曲面边界线，并进行凸凹特征划分，设计型面时保持凸特征曲面不变，但是其并没有说明如何设计掏空部分的型面；另外，掏空部分型面与不变的凸特征曲面之间如何过渡，过渡面如何计算，并没有说明；最后，该方法只属于单一凹特征的空开处理，难以解决研配中的复杂情况，如因凹模变形需要凹模边缘空开处理，为减少回弹需要压边圈或压料芯做强压处理，对仅起托料作用的凸圆角进行增大圆角处理，对凹圆角进行减小圆角处理，对易干涉型面进行空开处理。
【发明内容】
[0007]本发明为了解决上述问题，提出了一种用于汽车覆盖件模具的间隙设计方法，本方法在汽车覆盖件产品曲面模型基础上，根据设计凹模或凸模的要求，对凹模边缘、凸包、易干涉型面做空开处理；对压边圈管理面、压料芯区域做强压处理；对符型区内起托料作用的凸圆角进行凸圆角增大处理；最后，对凹圆角进行凹圆角减小处理。本方法具有操作简单、算法简便、变形质量和效率高等特点，可以很好的满足模具设计各种间隙调整的需要。
[0008]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0009]一种用于汽车覆盖件模具的间隙设计方法，包括以下步骤:
[0010](I)输入覆盖件参数化三维曲面模型，读取三维曲面模型中包含的参数面片图元及其拓扑结构和特征参数；
[0011](2)根据设计凹模或凸模的要求，对获得的三维曲面模型中的凹模边缘、凸包、易干涉型面进行空开处理；
[0012](3)对凸模或凹模的压边圈管理面、压料芯区域进行强压处理；
[0013](4)对压料符型区内起托料作用的凸圆角进行增大处理，对凹圆角进行凹圆角减小处理，重新创建新圆角曲面；
[0014](5)依照三维曲面模型的输入文件结构，输出完成间隙设计后的三维曲面模型。
[0015]所述步骤(I)中，根据具体文件结构，读取三维曲面模型中包含的参数面片图元及其拓扑结构和特征参数，参数面片图元包括平面、参数曲面；拓扑结构包括复合面、构成面、面边界、参数曲线、控制点；特征参数包括基础曲线曲面表达参数、参数曲线曲面起止点参数值、切线、法向。
[0016]所述步骤(2)中，具体方法包括:
[0017](2-1)在曲面上定义三个区域:移动面、过渡面、不变表面，移动面是间隙设计时需要偏置平移的曲面，不变表面是在编辑过程中不变的部分，过渡面位于移动面和不变表面之间，保持两者之间光滑过渡，不变表面是移动面和过渡面以外的全部面；
[0018](2-2)采用平移或偏置算法，沿指定方向平移移动面；
[0019](2-3)采用整体变形算法，重新计算过渡面形状，使之保持移动面与不变表面之间原有的光滑连接关系。
[0020]所述步骤(2-1)中，移动面及过渡面有两种定义方式:
[0021](i)通过选择多个构成面组合形成，其定义步骤是用户选择多个构成面，复制所选的所有构成面，创建一个复合面，重新计算该复合面的所有边界线，更新曲面拓扑结构，计算复合面边界的环数，根据环数判断移动面或过渡面的有效性；
[0022](ii)通过定义内外边界线的方式定义，其步骤是用户选择一个连续封闭的边界线，采用面上偏置算法向内或者向外偏置指定距离获得目标边界线，两边界线间的部分就是要定义的移动面或过渡面。
[0023]所述步骤(2-2)的具体方法为:面上偏置:获取偏置前边界线，插值获取边界线上部分离散点，采用点到平面距离平方和最小方式利用上述离散点拟合一个无限平面，原始边界线向无限平面投影获得原始投影线，在无限平面内向产品外侧偏置原始投影线，获得目标投影线，将目标投影线投影到参数曲面获得目标偏置线。
[0024]所述步骤(2-3)的具体方法为:计算过渡面的内外周边界线，定义变形中位置不动的边界线为保留边线，定义随移动面移动位置的边界线为匹配边线，对保留边线进行排序、排方向，离散保留边线获得保留点列，对匹配边线进行排序和排方向，离散匹配边线获得匹配点列，将开始匹配点列按照平移方向和平移距离移动得到目标匹配点列，根据两点列及原始斜线方向，采用变形算法计算新的过渡曲面，进行误差判断，不满足精度要求重新获取点列计算过渡曲面。
[0025]所述步骤(2)中，凹模边缘空开采用方式(ii):移动面在外侧、过渡面在中间、不变面就是覆盖件产品表面在里侧，用户选取覆盖件产品外周边缘线；采用面上偏置方法，向产品外侧偏置产品外周边缘线获得环状过渡面；过渡面以外的部分是移动面；
[0026]凸包处理采用方式(i):移动面是凸包顶部曲面，过渡面是与凸包相邻的环状区域；
[0027]易干涉型面处理采用混合方式:首先选取易干涉型面作为修改面，以及与修改面邻接的部分过渡面；计算修改面边界，找出边界上还没有指定过渡面的那部分边界；采用步骤(2-2)的方法，将这部分边界向修改面内侧偏置指定距离，偏置前后两线间的区域连同用户之前选定的部分过渡面组成完整的环形过渡面；原修改面去除偏置前后两线间的区域形成移动面。
[0028]所述步骤(3)的具体方法为:压边圈管理面强压采用步骤(2-1)中所述的方式
(i)定义移动面和方式(ii)定义过渡面:采用交互操作方式选取压边圈管理面，即拉延筋以内、产品外周边缘线以外的环状曲面片，该管理面就是移动面；提取压边圈管理面的外周边缘线；采用面上偏置方法，向外侧偏置管理面外周边缘线，建立过渡面外周边缘线，偏置前后两线间的区域就是环状过渡面；
[0029]压料芯强压采用步骤(2-1)中所述的方式(i)定义移动面和方式(ii)定义过渡面:采用交互操作方式选取环状压料芯区域，该区域就是移动面；计算压料芯内周边缘线；采用面上偏置，向产品侧即压料芯内侧偏置内周边缘线，偏置的距离由用户指定，获得过渡面内周边缘线，两封闭曲线间的曲面片就是过渡面。
[0030]所述步骤(4)的具体方法为:选取要增大的一个或多个连续的凸圆角，计算凸圆角所有边界，利用边界处相切连续性特征找出进行倒圆角的两个曲面，按照原曲面参数形式，向圆角方向分别延伸两原曲面片，获得两片新的延伸曲面片，计算两延伸曲面交线，利用新交线和两片新延伸曲面，根据指定的大圆角半径，重新创建新圆角曲面，删除并裁减多余部分。
[0031]所述步骤(5)的具体方法为:选取要减小的一个或多个连续的凹圆角，计算凹圆角所有边界，利用边界处相切连续性特征找出进行倒圆角的两个曲面，按照原曲面参数形式，向圆角方向分别延伸原曲面片，获得两片新的延伸曲面片，计算两延伸曲面交线，利用新交线和两片新延伸曲面，根据指定的小圆角半径，重新创建新的圆角曲面，删除并裁减多余部分。
[0032]所述步骤￠)中，输出完成间隙设计后的三维曲面模型的信息包括:参数面片图元及其拓扑结构。所述模型包括NURBS曲面、B样条曲面、解析曲面。
[0033]本发明的有益效果为:
[0034](I)在读入以及输出三维曲面模型方面，本方法适用于各种参数化曲面模型，包括解析曲面、B样条曲面、NURBS 曲面，可以处理UG、ProE、CATIA、STEP、IGES曲面模型；
[0035](2)相比于采用有限元分析的方法，本方法更能满足工程应用，有限元方法计算变薄率、增厚率、弹性变形量，进而计算出理论高研配率型面，但这些方法难以满足工程上复杂的需要，本方法针对凹模边缘、凸包、易干涉型面、凸包、压边圈管理面、压料芯、凸圆角、凹圆角，分别提供了相应的间隙设计工具和方法，适用性更好；
[0036](3)在不变面和移动面之间，本方法设计有过渡曲面，保证了型面处理中曲面的原有连续性和质量；
[0037](4)采用人工交互或自动计算方式，获得区域边界，并可以设定如下参数:调整量、空开/强压方向、区域值(偏置距离)、公差，大大提高方法的适应面，空开量、强压量可以根据经验指定，使用方便灵活，且可以充分利用企业已经积累下来的型面设计经验数据；
[0038](5)操作简单、算法简便、变形质量和效率高等特点，可以很好的满足模具设计各种间隙调整的需要。
【专利附图】
【附图说明】
[0039]图1是空开处理基本流程图；
[0040]图2(a)是移动面和过渡面定义方式一的流程图；
[0041]图2(b)是移动面和过渡面定义方式二的流程图；
[0042]图3是过渡面整体变形算法流程图。
【具体实施方式】
:
[0043]下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0044]本发明是通过以下技术方案实现的，本发明方法包括六个基本步骤:
[0045](I)读入覆盖件参数化三维曲面模型
[0046]根据已知的文件结构，读取三维曲面模型中包含的参数面片图元及其拓扑结构和特征参数，参数面片图元包括平面、参数曲面(B样条、NURBS曲面)；拓扑结构包括复合面、构成面、面边界、参数曲线、控制点；特征参数包括基础曲线曲面表达参数、参数曲线曲面起止点参数值、切线、法向；
[0047](2)根据设计凹模或凸模的要求，对步骤(I)获得的三维曲面模型中的凹模边缘、凸包、易干涉型面做空开处理
[0048]空开处理包括三个基本步骤如图1所示，步骤一在曲面上定义三个区域:移动面、过渡面、不变表面，移动面是间隙设计时需要偏置平移的曲面，不变表面是在编辑过程中不变的部分，过渡面位于移动面和不变表面之间，保持两者之间光滑过渡；步骤二采用平移或偏置算法，沿指定方向平移移动面；步骤三采用整体变形算法，重新计算过渡面形状，使之保持移动面与不变表面之间原有的光滑连接关系。
[0049]不变表面是移动面和过渡面以外的全部，通常不需要定义；
[0050]移动面及过渡面有两种定义方式如图2所示，方式一通过选择多个构成面组合形成，其定义步骤是用户选择多个构成面，复制所选的所有构成面创建一个复合面，重新计算该复合面的所有边界线，更新曲面拓扑结构，计算复合面边界的环数，根据环数判断移动面或过渡面的有效性。方式二通过定义内外边界线的方式定义，其步骤是用户选择一个连续封闭的边界线，采用面上偏置算法向内或者向外偏置指定距离获得目标边界线，两边界线间的部分就是要定义的移动面或过渡面。
[0051]面上偏置的步骤是:获取偏置前边界线，插值获取边界线上部分离散点，采用点到平面距离平方和最小方式利用上述离散点拟合一个无限平面，原始边界线向无限平面投影获得原始投影线，在无限平面内向产品外侧偏置原始投影线，获得目标投影线，将目标投影线投影到参数曲面获得目标偏置线。
[0052]过渡面整体变形算法的步骤如图3所示:计算过渡面的内外周边界线，定义变形中位置不动的边界线为保留边线，定义随移动面移动位置的边界线为匹配边线，对保留边线进行排序、排方向，离散保留边线获得保留点列，对匹配边线进行排序和排方向，离散匹配边线获得匹配点列，将开始匹配点列按照平移方向和平移距离移动得到目标匹配点列，根据两点列及原始斜线方向，采用变形算法计算新的过渡曲面，进行误差判断，不满足精度要求重新获取点列计算过渡曲面。
[0053]三种空开处理中，移动面和过渡面的定义方式分别如下:
[0054]凹模边缘空开采用方式二:移动面在外侧、过渡面在中间、不变面就是覆盖件产品表面在里侧，用户选取覆盖件产品外周边缘线；采用面上偏置方法，向产品外侧偏置产品外周边缘线获得环状过渡面；过渡面以外的部分是移动面。
[0055]凸包处理采用方式一:移动面是凸包顶部曲面，过渡面是与凸包相邻的环状区域。
[0056]易干涉型面处理采用混合方式:首先选取易干涉型面作为修改面，以及与修改面邻接的部分过渡面；计算修改面边界，找出边界上还没有指定过渡面的那部分边界；采用面上偏置方法，将这部分边界向修改面内侧偏置指定距离，偏置前后两线间的区域连同用户之前选定的部分过渡面组成完整的环形过渡面；原修改面去除偏置前后两线间的区域形成移动面。
[0057](3)对压边圈管理面、压料芯区域做强压处理
[0058]强压处理的基本步骤与步骤(2)空开处理中的相同，也包括三个步骤。移动面及过渡面定义方式与步骤(2)空开处理中的相同，有两种定义方式。面上偏置算法和过渡面整体变形算法与步骤(2)空开处理中的相同。两种强压处理中，移动面和过渡面的定义方式分别如下:
[0059]压边圈管理面强压采用方式一定义移动面和方式二定义过渡面:采用交互操作方式选取压边圈管理面，即拉延筋以内、产品外周边缘线以外的环状曲面片，该管理面就是移动面；提取压边圈管理面的外周边缘线；采用面上偏置方法，向外侧偏置管理面外周边缘线，建立过渡面外周边缘线，偏置前后两线间的区域就是环状过渡面。
[0060]压料芯强压采用方式一定义移动面和方式二定义过渡面:采用交互操作方式选取环状压料芯区域，该区域就是移动面；计算压料芯内周边缘线；采用面上偏置，向产品侧即压料芯内侧偏置内周边缘线一定距离获得过渡面内周边缘线，两封闭曲线间的曲面片就是过渡面。
[0061](4)对符型区内起托料作用的凸圆角进行凸圆角增大处理
[0062]具体步骤是:用户选取要增大的一个或多个连续的凸圆角，计算凸圆角所有边界，利用边界处相切连续性特征找出进行倒圆角的两个曲面，按照原曲面参数形式，向圆角方向分别延伸两原曲面片，获得两片新的延伸曲面片，计算两延伸曲面交线，利用新交线和两片新延伸曲面，根据指定的大圆角半径，重新创建新圆角曲面，删除并裁减多余部分。
[0063](5)对凹圆角进行凹圆角减小处理
[0064]具体步骤是:用户选取要减小的一个或多个连续的凹圆角，计算凹圆角所有边界，利用边界处相切连续性特征找出进行倒圆角的两个曲面，按照原曲面参数形式，向圆角方向分别延伸原曲面片，获得两片新的延伸曲面片，计算两延伸曲面交线，利用新交线和两片新延伸曲面，根据指定的小圆角半径，重新创建新的圆角曲面，删除并裁减多余部分。
[0065](6)输出参数化的模具型面三维曲面模型
[0066]按照读入时的文件结构，输出完成间隙设计后的三维曲面模型，输出的信息包括:参数面片图元及其拓扑结构和特征参数。
[0067]实施例一:
[0068](I)将汽车覆盖件参数化三维曲面模型读入计算机，解析文件格式，获取曲面模型的曲面图元、拓扑结构及参数信息；
[0069](2)进行凹模边缘空开处理的实施步骤是:用户通过图形区交互操作选取产品表面与非产品表面的交线，即产品外周的若干条边缘线，首尾相连形成封闭连续的外周边缘线；然后，设定如下参数:调整量是空开时移动面偏置或平移的距离，空开方向是移动面平移偏置的方向，区域值是用于面上偏置形成过渡面的长度数值，空开后的曲面颜色、图层，公差是计算过渡曲面时，控制其与新移动面和不变曲面间连接时允许的最大误差距离，变形系数、最大迭代次数、材质刚度参数是计算过渡曲面的变形函数需要的计算参数；最后，计算机按照产品外周边界线及区域值，自动计算出过渡面，进而自动计算出移动面，自动沿空开方向平移移动面指定调整量，迭代调用变形函数，计算新的过渡曲面，满足公差要求则完成，不满足精度要求，重新调整参数再次调用变形函数，直到获得满足公差要求的过渡面，屏幕提示用户是否删除原始过渡面和平移面。
[0070](3)进行凸包处理的实施步骤是:用户通过图形区交互操作选取产品表面上的一个凸包顶面作为移动面，选取与凸包顶面相邻的一个环状曲面作为过渡面；然后，设定如下参数:调整量、空开方向、空开后曲面颜色、图层、公差、变形系数、最大迭代次数、材质刚度参数；最后，计算机自动沿空开方向平移移动面指定调整量，迭代调用变形函数，计算新的过渡曲面，直到获得满足公差要求的过渡面，屏幕提示用户是否删除原始过渡面和平移面。
[0071](4)进行易干涉型面处理空开处理的实施步骤是:用户通过图形区交互操作选取一个需要进行空开处理的易干涉型面作为修改面，选取与该修改面相邻的几个圆角面作为过渡面的一部分，注意此时过渡面还不完整，移动面也还没有计算出来；然后，设定如下参数:调整量、空开方向、区域指、空开后曲面颜色、图层、公差、变形系数、最大迭代次数、材质刚度参数；最后，计算机自动计算修改面的边界，计算出未与已选过渡面相邻的部分边界线，采用面上偏置算法按区域值参数向修改面内侧偏置该部分边界线，修改面位于原角边线及新偏置的边界线内的部分定义为移动面，修改面其余部分连同原来选取的圆角面定义为过渡面，沿空开方向平移移动面指定调整量，迭代调用变形函数，计算新的过渡曲面，直到获得满足公差要求的过渡面，屏幕提示用户是否删除原始过渡面和平移面。
[0072](5)进行压边圈管理面强压处理的实施步骤是:用户通过图形区交互操作选取压边圈管理面，即拉延筋以内、产品外周边缘线以外的环状曲面片，作为移动面；然后，设定如下参数:调整量、空开方向、空开后曲面颜色、图层、公差、变形系数、最大迭代次数、材质刚度参数；最后，计算机自动提取压边圈管理面的外周边缘线，采用面上偏置方法，向外侧偏置管理面外周边缘线，建立过渡面外周边缘线，计算出过渡面，沿空开方向平移移动面指定调整量，迭代调用变形函数，计算新的过渡曲面，直到获得满足公差要求的过渡面，屏幕提示用户是否删除原始过渡面和平移面。
[0073](6)进行压料芯强压处理的实施步骤是:用户通过图形区交互操作选取环状压料芯区域作为移动面；然后，设定如下参数:调整量、空开方向、空开后曲面颜色、图层、公差、变形系数、最大迭代次数、材质刚度参数；最后，计算机自动提取压料芯区域内周边缘线，采用面上偏置方法，向内侧偏置内周边缘线一定距离获得过渡面内周边缘线，计算出过渡面，沿空开方向平移移动面指定调整量，迭代调用变形函数，计算新的过渡曲面，直到获得满足公差要求的过渡面，屏幕提示用户是否删除原始过渡面和平移面。
[0074](7)进行凸圆角增大处理的实施步骤是:用户通过图形区交互操作选取只起托料作用的符型区内的某凸圆角面；设定如下参数:调整圆角的方法，这里有“按比例变大(% ) ”、“指定半径值”和“指定变大值”三种，变大量是设置圆角变大多少的参数，三种方法分别对应百分数、最终半径值、半径增量值，参数还包括调整后曲面颜色、图层；最后，计算机自动计算圆角面边界、计算圆角面的邻接面，自动计算两邻接面的延伸面及交线，利用新交线、新延伸面重新创建设定半径的圆角面，屏幕提示用户是否删除原始过渡面和平移面。
[0075](8)最后进行凹圆角减小处理的实施步骤是:用户通过图形区交互操作选取凹圆角面；设定如下参数:调整圆角的方法，这里有“按比例变小) ”、“指定半径值”和“指定减小值”三种，减小量是设置圆角减小多少的参数，三种方法分别对应百分数、最终半径值、半径减小值，参数还包括调整后曲面颜色、图层；最后，计算机自动计算圆角面边界、计算圆角面的邻接面，自动计算两邻接面的延伸面及交线，利用新交线、新延伸面重新创建设定半径的圆角面，屏幕提示用户是否删除原始过渡面和平移面。
[0076](9)完成所有间隙调整后，按读入的文件格式，保存输出调整后的模具型面参数化三维曲面模型。
[0077]上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【权利要求】
1.一种用于汽车覆盖件模具的间隙设计方法，其特征是:包括以下步骤: (1)输入覆盖件参数化三维曲面模型，读取三维曲面模型中包含的参数面片图元及其拓扑结构和特征参数； (2)根据设计凹模或凸模的要求，对获得的三维曲面模型中的凹模边缘、凸包、易干涉型面进行空开处理； (3)对凸模或凹模的压边圈管理面、压料芯区域进行强压处理； (4)对压料符型区内起托料作用的凸圆角进行增大处理，对凹圆角进行凹圆角减小处理，重新创建新圆角曲面； (5)依照三维曲面模型的输入文件结构，输出完成间隙设计后的三维曲面模型。
2.如权利要求1所述的一种用于汽车覆盖件模具的间隙设计方法，其特征是:所述步骤(I)中，根据具体文件结构，读取三维曲面模型中包含的参数面片图元及其拓扑结构和特征参数，参数面片图元包括平面、参数曲面；拓扑结构包括复合面、构成面、面边界、参数曲线、控制点；特征参数包括基础曲线曲面表达参数、参数曲线曲面起止点参数值、切线、法向。
3.如权利要求1所述的一种用于汽车覆盖件模具的间隙设计方法，其特征是:所述步骤(2)中，具体方法包括: (2-1)在曲面上定义三个区域:移动面、过渡面、不变表面，移动面是间隙设计时需要偏置平移的曲面，不变表面是在编辑过程中不变的部分，过渡面位于移动面和不变表面之间，保持两者之间光滑过渡，不变表面是移动面和过渡面以外的全部面； (2-2)采用平移或偏置算法，沿指定方向平移移动面； (2-3)采用整体变形算法，重新计算过渡面形状，使之保持移动面与不变表面之间原有的光滑连接关系。
4.如权利要求3所述的一种用于汽车覆盖件模具的间隙设计方法，其特征是:所述步骤(2-1)中，移动面及过渡面有两种定义方式: (i)通过选择多个构成面组合形成，其定义步骤是用户选择多个构成面，复制所选的所有构成面，创建一个复合面，重新计算该复合面的所有边界线，更新曲面拓扑结构，计算复合面边界的环数，根据环数判断移动面或过渡面的有效性； (?)通过定义内外边界线的方式定义，其步骤是用户选择一个连续封闭的边界线，采用面上偏置算法向内或者向外偏置指定距离获得目标边界线，两边界线间的部分就是要定义的移动面或过渡面。
5.如权利要求3所述的一种用于汽车覆盖件模具的间隙设计方法，其特征是:所述步骤(2-2)的具体方法为:面上偏置:获取偏置前边界线，插值获取边界线上部分离散点，采用点到平面距离平方和最小方式利用上述离散点拟合一个无限平面，原始边界线向无限平面投影获得原始投影线，在无限平面内向产品外侧偏置原始投影线，获得目标投影线，将目标投影线投影到参数曲面获得目标偏置线。
6.如权利要求3所述的一种用于汽车覆盖件模具的间隙设计方法，其特征是:所述步骤(2-3)的具体方法为:计算过渡面的内外周边界线，定义变形中位置不动的边界线为保留边线，定义随移动面移动位置的边界线为匹配边线，对保留边线进行排序、排方向，离散保留边线获得保留点列，对匹配边线进行排序和排方向，离散匹配边线获得匹配点列，将开始匹配点列按照平移方向和平移距离移动得到目标匹配点列，根据两点列及原始斜线方向，采用变形算法计算新的过渡曲面，进行误差判断，不满足精度要求重新获取点列计算过渡曲面。
7.如权利要求3所述的一种用于汽车覆盖件模具的间隙设计方法，其特征是:所述步骤(2)中，凹模边缘空开采用方式(ii):移动面在外侧、过渡面在中间、不变面就是覆盖件产品表面在里侧，用户选取覆盖件产品外周边缘线；采用面上偏置方法，向产品外侧偏置产品外周边缘线获得环状过渡面；过渡面以外的部分是移动面； 凸包处理采用方式(i):移动面是凸包顶部曲面，过渡面是与凸包相邻的环状区域； 易干涉型面处理采用混合方式:首先选取易干涉型面作为修改面，以及与修改面邻接的部分过渡面；计算修改面边界，找出边界上还没有指定过渡面的那部分边界；采用步骤(2-2)的方法，将这部分边界向修改面内侧偏置指定距离，偏置前后两线间的区域连同用户之前选定的部分过渡面组成完整的环形过渡面；原修改面去除偏置前后两线间的区域形成移动面。
8.如权利要求1所述的一种用于汽车覆盖件模具的间隙设计方法，其特征是:所述步骤(3)的具体方法为:压边圈管理面强压采用步骤(2-1)中所述的方式(i)定义移动面和方式(ii)定义过渡面:采用交互操作方式选取压边圈管理面，即拉延筋以内、产品外周边缘线以外的环状曲面片，该管理面就是移动面；提取压边圈管理面的外周边缘线；采用面上偏置方法，向外侧偏置管理面外周边缘线，建立过渡面外周边缘线，偏置前后两线间的区域就是环状过渡面； 压料芯强压采用步骤(2-1)中所述的方式(i)定义移动面和方式(ii)定义过渡面:采用交互操作方式选取环状压料芯区域，该区域就是移动面；计算压料芯内周边缘线；采用面上偏置，向产品侧即压料芯内侧偏置内周边缘线用户指定的距离值，获得过渡面内周边缘线，两封闭曲线间的曲面片就是过渡面。
9.如权利要求1所述的一种用于汽车覆盖件模具的间隙设计方法，其特征是:所述步骤(4)的具体方法为:选取要增大的一个或多个连续的凸圆角，计算凸圆角所有边界，利用边界处相切连续性特征找出进行倒圆角的两个曲面，按照原曲面参数形式，向圆角方向分别延伸两原曲面片，获得两片新的延伸曲面片，计算两延伸曲面交线，利用新交线和两片新延伸曲面，根据指定的大圆角半径，重新创建新圆角曲面，删除并裁减多余部分。
10.如权利要求1所述的一种用于汽车覆盖件模具的间隙设计方法，其特征是:所述步骤(5)的具体方法为:选取要减小的一个或多个连续的凹圆角，计算凹圆角所有边界，利用边界处相切连续性特征找出进行倒圆角的两个曲面，按照原曲面参数形式，向圆角方向分别延伸原曲面片，获得两片新的延伸曲面片，计算两延伸曲面交线，利用新交线和两片新延伸曲面，根据指定的小圆角半径，重新创建新的圆角曲面，删除并裁减多余部分。
【文档编号】G06T17/00GK104200054SQ201410502844
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月26日 优先权日:2014年9月26日
【发明者】梅敬成, 张道忠, 苏新新, 赵晓峰, 魏威, 狄林林, 王会林, 陈荣昌 申请人:山东山大华天软件有限公司