汽车外覆盖件特征线区域的模具型面的设计方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种汽车外覆盖件模具型面设计方法，特别是设计一种汽车外覆盖件 的特征线区域的模具型面的设计方法。
【背景技术】
[0002] 在现今汽车制造领域，为迎合主流消费群体对于汽车造型的审美观，汽车外覆盖 件特征线的圆角普遍被设计得较小。要同时保证小圆角特征线的尺寸精度和外覆盖件整体 的成形质量，无疑会大大提高对汽车冲压模具型面精细设计、模具加工制造精度和错工调 试水平Ξ方面的要求。其中，模具型面精细设计作为前沿环节，对后续的模具加工W及错工 调试质量的高低有着根源性的影响。优异的模具型面精细设计，使得模具在加工阶段就能 避免大部分缺陷产生的可能性，有效地降低冲压件的缺陷、减少由回弹等因素引起的尺寸 精度问题，大大降低后期错工调试的强度与难度，减少调试工作量，对整个外覆盖件模具制 造周期的缩短和成本的降低，都具有重要意义。
[0003] 目前，在汽车外覆盖件特征线成型方面，国内各大汽车厂商都在研发特征线尖锐 化模面处理技术，但尚未形成效果令人满意的统一认识，带有大量不确定性，外覆盖件特征 线最终成型质量依然在很大程度上需要依赖错工的调试水平。且经各种特征线方案的尝 试，发现在汽车外覆盖件的生产调试过程中经常出现特征线不清晰、特征线不够尖锐等多 种问题，运往往增加了模具调试难度，延长了模具制造周期，提高了制造成本，对整个项目 的推进增添了难度。因此，汽车外覆盖件特征线区域的模面的设计方法是汽车外覆盖件成 型上的一大技术难关。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供汽车外覆盖件特征线区域的模具型面的设计方 法，在保证特征线尺寸精度和外覆盖件整体成形质量的同时，能大幅降低后期错工调试的 强度与难度，缩短整个模具制造周期。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明提供的汽车外覆盖件特征线区域的模具型面的设计 方法，根据所述汽车外覆盖件特征线的成型夹角α来确定凹模紧压量，当α<150°，确定 所述凹模紧压量的范围是：0.05mm《凹模紧压量<0. 08mm;当150°《α《158°，确定所 述凹模紧压量的范围是：0.08mm《凹模紧压量<0. 1mm;当α>158°，确定所述凹模紧压量 的范围是：〇. 1mm《凹模紧压量<0. 15mm。
[0006] 根据本发明的一个实施例，还根据所述汽车外覆盖件特征线的两侧曲率关系来确 定凹模紧压规则，当所述汽车外覆盖件特征线的两侧曲率关系为正负曲率，且正、负曲率型 面均较平坦的情况则确定所述凹模紧压规则为在负曲率一侧压紧；当所述两侧曲率关系为 正负曲率，且正、负曲率型面均较睹的情况则确定所述凹模紧压规则为在正、负曲率两侧均 实施紧压，但负曲率一侧的紧压量比正曲率一侧的紧压量多0. 03mm~0. 05mm;当所述两侧 曲率关系为正正曲率，则确定所述凹模紧压规则为在正、负曲率两侧均实施紧压，且负曲率 一侧的紧压量与正曲率一侧的紧压量相同；当所述两侧曲率关系为复合曲率，则确定所述 凹模紧压规则为分别按正负曲率和正正曲率关系进行计算，再叠加所述特征线两侧的紧压 量。
[0007] 根据本发明的一个实施例，还包括根据所述汽车外覆盖件特征线的占模具属性来 调整所述凹模紧压量，当所述占模具属性是贯穿特征线，则根据所述特征线成型夹角α来 确定所述凹模紧压量；当所述汽车外覆盖件特征线的占模具属性是单边特征线，则根据所 述特征线成型夹角α来确定的凹模紧压量的基础上增加0.05mm。
[0008] 根据本发明的一个实施例，在确定所述凹模紧压量后，选取刻槽宽度为 0. 2mmX0. 2mm〇
[0009] 根据本发明的一个实施例，当所述汽车外覆盖件特征线的成型夹角α为变化值 时，W最大的α值来确定凹模紧压量。
[0010] 本发明提供的汽车外覆盖件特征线区域的模具型面的设计方法，在保证特征线尺 寸精度和外覆盖件整体成形质量的同时，能大幅降低后期错工调试的强度与难度，缩短模 具制造周期。
【附图说明】
[0011] 包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分， 附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：
[0012] 图1是本发明一个实施例的特征线区域的模具型面的示意图。
[0013] 图2是本发明一个实施例的测量弯曲距离抓值的一个示意图。
[0014] 图3a是本发明一个实施例的W特征线圆角半径R为常数，对弯曲高度X求导的曲 线图。
[0015] 图3b是本发明一个实施例的W弯曲高度X为常数，对特征线圆角半径R求导的曲 线图。
[0016] 图3c是图3a和图3b的叠加。
[0017] 图4a是本发明一个实施例的特征线两侧曲率关系为正负曲率的示意图。
[0018] 图4b是本发明一个实施例的特征线两侧曲率关系为正正曲率的示意图。
[0019] 图4c是本发明一个实施例的特征线两侧曲率关系为复合曲率的示意图。
[0020] 图5是本发明一个实施例的特征线区域的模具型面的示意图
[0021] 图6是本发明一个实施例的左前翼子板的结构示意图。
[0022] 图7是图6的特征线区域的模具型面的示意图。
【具体实施方式】
[0023] 现在将详细参考附图描述本发明的实施例。在任何可能的情况下，在所有附图中 将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知 公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判 断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的 实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。
[0024] 本发明采取理论和实际相结合的方式，在W往尝试的各种外覆盖件特征线区域的 模具型面的设计方法方案的基础上，分析外覆盖件特征线各理论参数。图1是特征线的区 域的模具型面的示意图。如图所示，外覆盖件特征线各理论参数主要包括特征线圆角半径 R、成型夹角α、两侧曲率关系、特征线占模具属性，根据运四个主要参数对特征线成型尺寸 精度，例如实际成型圆角半径R的值、实际弯曲距离抓度endingdistance)值的影响，推导 得出具有广泛适用性的特征线区域的模具型面设计工艺方法。
[0025] 通过对多个外覆盖件的成型分析，具体来说影响特征线成型的理论参数分别有特 征线圆角半径R、成型夹角α、特征线两侧曲率关系、特征线占模具属性四大因素。它们反 映在模具型面精细化时的设计规律是：
[0026] (1)特征线圆角半径R决定了特征线成型的难易程度，R值越小越难成型。相应 地，模具型面精细化设计时的凹凸模加工圆角馬。应按一定比率相适应的减小；
[0027] (2)特征线的成型夹角α是影响特征线区域弹性变形程度的重要因素，α值越 大，弹性变形越难转化为塑性变形，成型后的回弹量也就越大。相应地，模具型面精细化设 计时紧压量应越大，W将其回弹量尽可能控制在最小程度内。
[0028] (3)特征线两侧曲率关系有Ξ方面需要说明的。一方面，特征线往往是外覆盖件型 面上最突出的部分，拉延成形时间长，所W减薄率相对其他区域较高，故特征线区域需要紧 压。第二方面，负曲率一侧回弹后特征线棱线感会减弱，故负曲率一侧的紧压要求相对正曲 率一侧较高。第Ξ方面，在正负曲率型面均较平坦的情况下，拉延成形时间较短，减薄率较 小，模具型面精细化设计时仅负曲率一侧实施紧压；在正、负曲率型面较睹的情况下，拉延 成形时间较长，减薄率较大，模具型面精细化设计时正负曲率两侧均实施紧压，但负曲率一 侧的紧压量比正曲率一侧略多。通常正曲率体现在外覆盖件上是一个凸型面，负曲率体现 在外覆盖件上是一个凹型面。
[0029] (4)特征线占模具属性分为贯穿和单边两种，贯穿是指从左至右贯穿模具型腔，如 翼子板、Π外板特征线，单边是指占据模具型腔的左边或右边，如侧围特征线。单边特征线 与贯穿特征线相比较，其特征线两侧受力面积占比小且在模具型腔里处于受力不对称的状 态。相应地，模具型面精细化设计时，单边特征线的紧压量应大于贯穿特征线的紧压量。
[0030] 特别需要指出的是，特征线成型夹角α是影响特征线成型尺寸精度的一个重要 因素，需要着重分析。
[0031] 如图1所示，当特征线成型夹角α越大，则弯曲高度X和弧线宽度y越小，其中：
[0032] 图2是本发明一个实施例的测量弯曲距离抓值的一个示意图。抓值的涵义为弯 曲距离度endingdistance):单曲线的检测，检测每条曲线需要有一个标称元素和一个实 际元素，确定测量数据的表面曲率与CAD数据的表面曲率之间的偏差，特别适用于分析特 征线。利用弯曲距离，可判定特征线是太尖还是太平。W虚拟形式将相关曲率曲线重叠起 来，试图让它们与面片宽度的长度具有共同的弦线，此时，在标称圆21和实际圆22生成的 距离k为弯曲距离。偏差值为正值：曲面的曲率太大，即实际半径太小；偏差值为负值：曲 面的曲率太小，即实际半径太大。
[0033] 图3a是本发明一个实施例的W特征线圆角半径R为常数，对弯曲高度X求导的曲 线图。图3b是本发明一个实施例的W弯曲高度X为常数，对特征线圆角半径R求导的曲 线图。图3c是图3a和图3b的叠加。通过图3c可见，两条求导线在特征线圆角半径R为 158°时产生交集后逐渐远离。可见，当α〉158°，特征线圆角半径R、实际弯曲距离抓值 变化规律不相适应，无法达到相对平衡。因此，可W确定α= 158°是一临界值，若某车型 特征线成型夹角α>158°，确定所述凹模紧压量是0.16mm。
[0034] 设计具体车型项目的特征线区域的模具型面的设计方法方案时，应根据各参数的 优先级依次进行分析后确定。首先，特征线成型夹角α决定了使用多少的紧压量，α= 150°和α= 158°分别是两个临界值。总体上，α越大，所需紧压量越大；第二，特征线两 侧型面曲率走势确定了特征线的一侧或两侧的实施紧压。第Ξ，特征线占模具属性来确定 模具的紧压系数。
[0035] 图4a是本发明一个实施例的特征线两侧曲率关系为正负曲率的示意图。图4b是 本发明一个实施例的特征线两侧曲率关系为正正曲率的示意图。图