专利名称：一种基于板料网格的翻边修边线确定方法
技术领域：
本发明涉及薄板冲压成型领域，具体为一种基于板料网格的翻边修边线确定方法。
背景技术：
汽车行业竞争激烈，如何减少模具开发成本和周期是汽车企业、模具企业中关注的问题。修边模开发周期长短，取决于修边线确定的准确程度。修边线不准，零件翻边后达 不到尺寸要求，这需要调整修边线位置，很多情况下需要重新加工修边模的刃口镶块，加工后也不一定能保证零件的尺寸精度，需要反复加工修边模的刃口镶块，这使得修边模的开发周期比较长，成本增加。目前修边线的确定方法有一是采用通过几何建模软件，如UG，CARTIA等基于翻边前后截面线长度不变的假设，通过理论计算方法确定修边线。由于没有考虑塑性变形，这种方法是不能够准确的预测修边线的。二是采用有限元仿真方法，模拟翻边过程，反复修改修边线，使翻边后的边缘和理想边缘接近。由于实际条件和仿真条件总存在差距，得到的修边线也会有一些误差。由于理论算法、有限元分析等对实际零件修边线的预测精度有限，在修边模调试中，反复修改刃口镶块是不可避免的。如何减少刃口镶块的反复加工次数是一个实际工程问题。在板料上蚀刻网格具有很成熟的技术，以往主要用于观察零件的成形性能，每个网格的变形需要手工测量。网格的测量技术是最近几年开发出来的，可准确确定网格节点的位置，目前用于板料网格的自动测量，目的也是分析零件的成形性能，比如应变的分布、厚度的分布
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提出一种基于板料网格的翻边修边线确定方法。本发明方法是通过翻边前后板料网格的测量确定修边线的位置。在模具调试中，采用蚀刻技术在试模板料上蚀刻正方形网格，测量翻边前后板料上网格节点位置，对网格、节点进行编号，通过零件边缘线与翻边后网格的位置，计算出修边线的位置。所述方法步骤如下
Cl)在试件上蚀刻上正方形网格，保证试件中的网格一致；
(2)对(I)中试件，完成翻边前所有工序；
(3)根据估算的修边线位置，对零件进行切边，测量翻边前网格的位置，测量修边线估计范围的网格交点的坐标；
(4)试件翻边；
(5)对翻边后试件进行激光切割，或根据零件尺寸确定出零件的实际边缘线，并表示在零件上；
(6)测量被激光切割网格边剩余长度或边缘线与网格交点所在位置，找出该网格对应于翻边前的网格，按比例关系确定出修边线与该网格的交点，采用这种方法求出多个修边线与单元的交点；
(7)连接各交点，对曲线进行拟合，确定出翻边前的修边线位置。以下对本发明方法的原理进行详细分析
翻边零件一般经过拉深工序、修边工序和翻边工序。图I是冲压前网格、翻边前网格与翻边后的网格的示意图。图I中还标明了零件边缘线与修边线的位置，修边线在翻边后成为零件的边缘线，它们之间有对应关系。基于网格内材料均匀变形的假设，就可以通过零件 的理想边缘线，求出翻边前修边线。基于板料网格的修边线确定原理如图2所示。图2 (a)中，翻边前的网格是通过测量得到的，修边线是需要确定的；图2 (b)中，翻边后的网格也是测量得到的，零件边缘线时已知的。这里采用的一个假设，翻边前后网格内的材料变形为比例变形。翻边前后网格内变形的比例关系，可由式(I)来表示
AE=ae DF=df⑴ AB ab , DC dc f
式(I)中各量分别表示图2中两点的连线长度。如果E，F点在单元网格之外，也可以采用同样的比例关系求出e，f点。这样，通过边缘线上的E，F点，求出修边线上的e，f点。采用上面方法确定修边线，首先要在板料上蚀刻网格，测量出翻边前后网格交点的坐标，并对网格进行编号。否则，翻边前后的网格不能对上。网格节点由节点号，X坐标、Y坐标、Z坐标构成；每个网格由网格号、节点I、节点2、节点3、节点4构成。采用上面方法中，需要知道零件边缘线与翻边后网格的交点。由于测量后的网格、节点是数据模型，与理想的零件边缘数学模型，通过边缘线与网格的几何位置关系，求出边缘线与网格的交点。如果翻边后采用激光切割，记录边缘线与网格的交点位置。还可以通过人工测量方法，确定出零件边缘线与翻边后网格的交点。按上面介绍原理，确定修边线的方法是先确定出边缘线与翻边后网格的交点，然后，根据网格材料变形比例关系，确定出翻边前网格与修边线的交点。拟合所有修边线上点，得到修边线。本发明是一种基于带网格的板料的试冲，精确测量翻边前后板料上网格的几何位置，通过网格内的比例变形，确定出修边线的方法。该方法避免了仿真预测误差以及试验系统的误差，确定的修边线更加可靠。该方法可用在模具调试中使用，快速准确的确定出翻边前的修边线，在工业上有广泛的应用价值。
图I本发明中冲压前板料网格、翻边前网格和翻边后的网格示意图，图I (a)是板料上蚀刻的网格，图I (b)是翻边前网格图I (C)翻边后网格
图2本发明确定修边线的原理，图2 Ca)是翻边前，图2 (b)是翻边后图3本发明实施流程 图4本发明仿真验证的零件几何模型 图5本发明仿真验证中零件修边线误差 图6本发明仿真验证中放大修边线后零件形状与边缘线(局部)
图7本发明仿真验证中通过本发明得出的修边线位置(局部)
图8本发明仿真验证中修改后零件局部形状一
图9本发明仿真验证中修改后零件局部形状二，图9 (a)是采用初步确定的修边线，图9 (b)是采用新修边线。
具体实施方式
本发明实施中需要带网格的板料，板料经过初步的修剪，但都留有一定余量(5 20_)，需要测量翻边前后一些网格点位置。本发明的实施流程如图3所示，具体描述如下
(I)在试件上蚀刻上正方形网格，保证试件中的网格一致，推荐网格边长为5mm或更小。( 2 )对(I)中试件，完成翻边前所有工序。(3)根据估算的修边线位置，对零件进行切边，测量翻边前网格的位置，详细测量修边线估计范围的网格交点的坐标。(4)试件翻边
(5)对翻边后试件进行激光切割，或根据零件尺寸确定出零件的实际边缘线，并表示在零件上。(6)测量被激光切割网格边剩余长度或边缘线与网格交点所在位置。找出该网格对应于翻边前的网格，按比例关系确定出修边线与该网格的交点。采用这种方法求出多个修边线与单元的交点。(7)连接各交点，对曲线进行拟合，确定出翻边前的修边线位置。上面这种试验方法中，需要采用三维坐标仪测量部分网格交点的几何坐标，并且，需要测量零件边缘线与所交网格的数据点，如果不采用激光切割，需要根据翻边部分尺寸，确定出零件边缘线的位置，工作比较繁琐，但该方法可避免仿真误差，能够比较准确的确定出修边线的位置。如果确定的修边线在翻边后零件还有误差，可反复采用上面方法，对修边线位置进行优化。这里采用仿真验证方法验证本发明的可行性，假设模型中的网格是通过测量获取的，实际冲压、翻边过程通过仿真来模拟。本发明仿真验证的几何模型见图4所示，该零件为车身地板的修边线，采用本发明方法，确定出翻边前的修边线。根据翻边前后的截面线长度不变的假设，采用三维软件UG初步确定出修边线的基本形状。仿真中发现修边线在某些部位，翻边后的零件形状边缘同理想边缘相差比较大，如图5所示。对图5中所示的情况，可采用本发明提出方法，首先把修边线向外偏移5 10_，然后，用放大后的修边线对翻边前冲压件进行修边，修边后，对翻边工序做有限元仿真。翻边后零件边缘超过了理想边缘，如图6所示。
采用本发明提出方法，通过理想边缘点在翻边后网格的位置，以及翻边前的网格坐标，计算出修边线上所有点的坐标。计算出的修边线如图7所示。采用计算的修边线，对零件修边，再次进行翻边仿真，得到的零件边缘与零件理想边缘的位置比较如图8所示。其它局部位置，在采用计算修边线前后的对比见图9所示。从图8 9可看出，采用新修边线后，仿真中零件的边缘线离理想边缘线的位置接 近，说明本发明提出的修边线确定方法可行。
权利要求
1.一种基于板料网格确定翻边前修边线的方法，其特征在于所述方法步骤如下 (I)在试件上蚀刻上正方形网格，保证试件中的网格一致； (2 )对(I)中试件，完成翻边前所有エ序； (3)根据估算的修边线位置，对零件进行切边，測量翻边前网格的位置，測量修边线估计范围的网格交点的坐标； (4)试件翻边； (5)对翻边后试件进行激光切割，或根据零件尺寸确定出零件的实际边缘线，并表示在零件上； (6)測量被激光切割网格边剩余长度或边缘线与网格交点所在位置，找出该网格对应于翻边前的网格，按比例关系确定出修边线与该网格的交点，采用这种方法求出多个修边线与单元的交点； (7)连接各交点，对曲线进行拟合，确定出翻边前的修边线位置。
2.根据权利要求I所述的ー种基于板料网格确定翻边前修边线的方法，其特征在于测量翻边前后网格的位置吋，对翻边前后的网格、节点都需要编号。
全文摘要
本发明为一种基于板料网格确定翻边前修边线的方法。首先在板料上蚀刻上正方形网格；完成翻边前工序，测量修边线附近的网格节点位置，并对网格、网格交点进行编号；采用粗估的修边线进行切边，然后翻边，测量翻边后相关网格的节点位置。通过翻边后零件理想边缘线在翻边后网格的所在位置，通过网格内材料比例关系，计算出翻边前的修边线。经过一到二次修边线修改，就可得到准确的修边线。该方法避免了仿真预测误差以及试验系统的误差，确定的修边线更加可靠。该方法可用于先进高强度钢冲压模具的调试中，用于准确的确定修边线。
文档编号B21D37/20GK102672060SQ20111006327
公开日2012年9月19日 申请日期2011年3月16日 优先权日2011年3月16日
发明者刘迪辉, 申光举, 胡建国, 谷国柱, 陈卓 申请人:重庆长安汽车股份有限公司