专利名称：一种基于数值模拟的汽车覆盖件回弹误差补偿方法
技术领域：
本发明涉及薄板冲压成形技术领域，特别是涉及一种基于数值模拟的汽车覆盖件回弹误差补偿方法。
背景技术：
板料冲压是汽车覆盖件的主要成形方法，回弹是板材冲压成形过程的主要缺陷之一，严重影响着成形件的尺寸精度，是冲压模具设计中要考虑的关键因素。传统冲压模具设计时基于试错法解决回弹问题，由于不同覆盖件的差异较大，因而设计周期长，成本高。这种方法需要操作者有很高的技能和丰富的经验，并且成功与否伴有一定的偶然性。近年来，基于安全性、经济性和环保要求，汽车覆盖件中大量采用高强钢和铝合金板材。与普通低碳钢板相比，此类板材具有高的弹性模量和比强度，导致其应用于覆盖件时回弹问题愈发突出。所谓回弹，是指冲压件从模具中退出后，冲压件内弹性应力释放所造成的零件尺寸、形状的变化。在工程实践中，解决汽车覆盖件回弹问题一般有二种方法一种是通过调整工艺参数来减少回弹量，如设置合理的压边力、模具间隙及拉延筋等；另一种是采用模具补偿的方法来消除因回弹造成的几何误差，即在考虑回弹量的前提下，对模具型面进行预修正，使得冲压件回弹后的形状刚好满足设计要求。如要进行回弹补偿，需获得回弹前、回弹后形状测量其回弹量。在工程实际中，回弹量是难以得到的，主要问题是冲压件回弹前形状无法测量，即使用冲压模具形状来近似代替，也存在模具型面与冲压件之间点-点对应关系无法确定的难题。传统基于生产试验的模具补偿法，由于无法获得回弹量大小，所以采用反复试错的方法进行修正，且每次模具补偿都需要多次修模、试模，因此存在成本高、效率低、周期长等缺点，严重制约了模具工业的发展。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种基于数值模拟的汽车覆盖件回弹误差补偿方法，是基于有限元理论及计算机技术，采用数值模拟技术来对回弹现象进行处理，通过对模具型面进行回弹补偿的数值模拟，得到能够消除制件因回弹而造成的几何误差的修正模具尺寸，从而获得形状精度高的冲压件。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种基于数值模拟的汽车覆盖件回弹误差补偿方法，包括如下步骤A.在计算机中构建一个冲压件的理想模型，得到该理想冲压件的型面数据，标记
为y理想；B.在计算机中采用数值模拟软件对上述冲压件的理想模型进行冲压模具设计的处理，从而获得一个原始冲压模具的有限元模型；C.在计算机中对上述原始冲压模具的有限元模型进行小量等距偏置处理，从而获得一个具有小量等距偏置的新模具有限元模型；D.在计算机中以相同的冲压工艺参数采用数值模拟软件对原始冲压模具的有限元模型和新模具有限元模型分别进行冲压成形及回弹仿真处理，获得原始冲压模具的有限元模型和新模具有限元模型的仿真结果；E.在计算机中对原始冲压模具的有限元模型的仿真结果和新模具有限元模型的仿真结果分别进行网格数据导出处理，得到原始冲压模具所对应冲压件的回弹前及回弹后网格数据和新模具所对应冲压件的回弹前及回弹后网格数据；其中，将原始冲压模具所对应冲压件的回弹前网格数据标记为Xo，将原始冲压模具所对应冲压件的回弹后网格数据标记为％，将新模具所对应冲压件的回弹前网格数据标记为X1,将原始冲压模具所对应冲压件的回弹后网格数据标记为Y1 ；同时，将原始冲压模具所对应冲压件的回弹前网格数据^ 等同于原始冲压模具型面的网格数据及理想冲压件型面yaiI网格数据，将新模具所对应冲压件的回弹前网格数据X1等同于新模具型面的网格数据；F.在计算机中对原始冲压模具型面(也是理想冲压件型面)、新模具型面、原始冲压模具的冲压件型面、新模具的冲压件型面分别进行离散傅立叶变换，得到DFT(X(l)， DFT(Xl),DFT(y0)和 DFT(yi)；G.在计算机中设定补偿修正后的模具型面的网络数据为χ ，则DFT(Xii)由下列
公式求得
权利要求
1. 一种基于数值模拟的汽车覆盖件回弹误差补偿方法，其特征在于包括如下步骤A.在计算机中构建一个冲压件的理想模型，得到该理想冲压件的型面数据，记为ya想；B.在计算机中采用数值模拟软件对上述冲压件的理想模型进行冲压模具设计及处理， 从而获得一个原始冲压模具的有限元模型；C.在计算机中对上述原始冲压模具的有限元模型进行小量等距偏置处理，从而获得一个具有小量等距偏置的新模具有限元模型；D.在计算机中以相同的冲压工艺参数采用数值模拟软件对原始冲压模具的有限元模型和新模具有限元模型分别进行冲压成形及回弹仿真处理，获得原始冲压模具的有限元模型和新模具有限元模型的仿真结果；E.在计算机中对原始冲压模具的有限元模型的仿真结果和新模具有限元模型的仿真结果分别进行网格数据导出处理，得到原始冲压模具所对应冲压件的回弹前及回弹后网格数据和新模具所对应冲压件的回弹前及回弹后网格数据；其中，将原始冲压模具所对应冲压件的回弹前网格数据标记为^，将原始冲压模具所对应冲压件的回弹后网格数据标记为 yo，将新模具所对应冲压件的回弹前网格数据标记为X1,将原始冲压模具所对应冲压件的回弹后网格数据标记为yi ；同时，将原始冲压模具所对应冲压件的回弹前网格数据^等同于原始冲压模具型面的网格数据及理想冲压件型面yaiI网格数据，将新模具所对应冲压件的回弹前网格数据X1等同于新模具型面的网格数据；F.在计算机中对原始冲压模具型面(也是理想冲压件型面)、新模具型面、原始冲压模具的冲压件型面、新模具的冲压件型面和理想冲压件型面的网格数据分别进行离散傅立叶变换，得到DFT (x0)，DFT (X1)，DFT (y0)和 DFT (Yl)；G.在计算机中设定补偿修正后的模具型面的网络数据为χ ，则DFT(Xii)由下列公式求得DFTiXit) = DFTiX0) + Z^C、、. (DFTix0) _DFTXy0))DFT(Jl)-DFTiy0)H.在计算机中再对χ 进行傅立叶逆变换，则修正后的模具型面形状χ 由下列公式获得χ修=IDFT(DFT(x·))；I.在计算机中再利用逆向设计软件对离散节点数据文件χ 进行曲面重构，则可获得理想冲压件yaiI对应的理想模具CAD型面。
2.根据权利要求1所述的基于数值模拟的汽车覆盖件回弹误差补偿方法，其特征在于所述小量等距偏置的偏置量为向外或向内偏置距离小于0. 5mm。
全文摘要
本发明公开了一种基于数值模拟的汽车覆盖件回弹误差补偿方法，先是在计算机中构建一个冲压件的理想模型，然后利用数值模拟技术在上述冲压件的理想模型基础上获得一个原始冲压模具的有限元模型，再将该原始冲压模具的有限元模型进行小量等距偏置处理，获得新模具有限元模型；接着再采用数值模拟技术对两套模具冲压成形及回弹仿真，导出回弹分析的网格数据；而后将两组模具所对应冲压件的回弹前及回弹后网格数据，分别进行离散傅立叶变换，并利用线性系统的频域传递函数概念，来计算获得补偿修正后的模具型面，最终获得理想冲压件对应的理想模具CAD型面。该方法通过对模具型面进行回弹补偿的数值模拟，得到能够消除制件因回弹而造成的几何误差的修正模具尺寸，从而获得形状精度高的冲压件。
文档编号B21D22/02GK102411641SQ20101029082
公开日2012年4月11日 申请日期2010年9月25日 优先权日2010年9月25日
发明者常勇, 李延平, 李毅, 王沁峰, 胡志超 申请人:集美大学