一种数字化模具模型的制作方法_2

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合精度补偿流程图。
【具体实施方式】
[0023]下面根据附图对本发明做进一步的说明。
[0024]如图1所示,一种数字化模具模型的制作方法,其特征在于:
步骤一,利用现场数据进行1:1建立机床模型;
步骤二,分析模型的建立;
步骤三,采集模型数据、模具的边界条件数据;
步骤四,将采集得来的边界条件数据,并结合接触参数与现场数据优化后的数据进行初始接触区域数据的确定,所述的初始接触区域数据为上滑块与机床立柱的上下滑动接触,上滑块与上模的绑定接触,上模曲面和下模曲面的面接触关系;所述的数据优化包括上滑块与机床立柱滑动间隙,模具曲面接触之间的滑动和穿越允许值,成型压力施加的分步数,确保分析部件之间建立稳定的接触关系;
步骤五,将计算得出的初始接触区域数据,并结合理论数据验证与现场数据对比的数据进行仿真结果的验证,所述的仿真结果的验证为研合前的模具配合间隙测量和研合完成后的模具静态曲面扫描数据对比,并逐渐逼近;
步骤六,将仿真结果数据进行定性分析,并结合经过定量分析后的现场数据进行模具的变形和模面补偿计算,所述的定性分析为仿真结果显示的模具变形趋势,接触应力分布与现场的实际模具变形趋势的吻合度对比;定性分析可以通过压力下模具配合蓝油着色图及其演变过程,确定模具在实际工况下的变形趋势和接触压力施加范围;定量分析中在现场的验证手段包括压力下模具间隙测量,压力下配合良好的模具静态曲面数据,通过这两个数据来反推模具在实际工况下的变形量值; 步骤七,将经过模具的变形和模面补偿计算得出的数据进行建模,得出成品。
[0025]所述的边界条件数据包括力的加载数据、各部位的关系数据。
[0026]所述的力的加载数据包括力的大小、加载方式、加载部位。
[0027]所述的力的各部位的关系数据包括部件的固定方式、滑配件间的间隙、部件的配合方式。
[0028]所述的接触参数包括摩擦力的确定及优化、接触方式的选择、接触区域的搜索范围、接触渗透;接触力的确定和优化包括以下三个方面参数,Tangential Behav1r (切向属性):选择定义摩擦系数、剪应力极限、弹性滑动等摩擦属性;Normal Behav1r (法向属性):选择定义接触刚度等法向接触属性!Geometric Properties (几何属性):选择定义附加的几何属性。
[0029]接触方式的选择包括:定义无摩擦的接触面;一般情况下,在非主要接触面上采用无摩擦接触,用以减小计算成本。例如滑块与滑轨之间的接触、滑块底面与上模底面之间的接触、导板与模具之间的接触。
[0030]定义有限滑动的接触面,主要指的是模具配合曲面之间的配合。
[0031]接触区域的搜索范围是指,在有限元计算中,曲面接触过程随着成型力的施加,模具发生变形,接触曲面在不断发生变化,所以在各个工步的计算中需要确定接触区域的搜索范围和不断搜索识别接触区域。接触渗透是指扩张的拉格朗日方法(AugmentedLagrange)中针对接触算法中,接触单元的穿透值设定,如果不允许穿透有限元计算将无法收敛。
[0032]所述的理论数据验证包括第四强度理论验证、误差信息。
[0033]所述的误差信息包括能量百分比误差、单元应力偏差、单元能量偏差、应力上限及下限。
[0034]所述的分析模型的建立的流程如下,
步骤一,对模具分别进行板料成型分析、结构弹变分析、热变形分析;
步骤二,将板料成型分析、结构弹变分析、热变形分析得出的模具板材制件减薄量、模具结构弹性变量、模具热变形量进行耦合,所述的耦合为数据叠加;
步骤三,将耦合后的数据进行模面补偿规则,即为将叠加后的数据进行修正;
步骤四,将模面补偿规则后的数据通过CAD软件在计算机上进行加工模型曲面重构。
[0035]所述的板料成型分析的工艺流程为,
步骤一,将模具板材进行板材理论分析,将模具板材的边界条件及摩擦系数结合进行优化计算,即对板料本构模型、物理条件施加方式和基于生产和模具等级的摩擦系数选择这三项主要参数进行优化配置,由板料成型CAE软件计算其成型性;
步骤二,对模具板材进行现场实例验证,通过ARGUS测量技术测量出模具板材的相应数据后进行现实模型转换,所述的相应数据为主负应变和减薄量数据;
步骤三,将模具板材的理论数据及现实数据进行对比,反推修正板料成型的理论模型使得CAE软件计算减薄量不断逼近现场实际数据,为正向设计时的数据准确性提供保证。
[0036]所述的结构弹变分析的工艺流程为,
步骤一,将模具结构进行结构理论分析,将模具结构进行建立有限元模型,结合模具结构的边界条件进行罚因子优化计算; 步骤二,对模具结构进行现场实例验证,通过ATOS测量技术及PONTOS测量技术测量出模具结构的相应数据后进行现实模型转换,所述的相应数据为结构变形量数据;
步骤三,将模具结构的理论数据及现实数据进行对比,得出模具结构弹性变量。
[0037]所述的罚因子优化计算为罚函数(F(x,M ))的计算,其中M为足够大的正数,起〃惩罚〃作用,称之为罚因子;先取较小的正数M,求出F(x,Μ)的最优解x* ;当林不满足有约束最优化问题的约束条件时,放大M,例如乘以10,重复进行,直到X*满足有约束最优化问题的约束条件时为止。
[0038]所述的热变形分析的工艺流程为,
步骤一,将模具进行热变形理论分析,将模具进行建立材料模型,结合模具热变形的边界条件进行换热系数优化计算,即针对不同模具材料的换热系数进行优化配置,由结构CAE软件分析计算模具热变形;
步骤二,对模具进行现场实例验证,通过ATOS测量技术及ARAMIS测量技术测量出模具的相应数据后进行现实——模型转换,所述的相应数据为热变形数据;
步骤三,将模具热变形的理论数据及现实数据进行对比,反推修正CAE软件的理论模型使得CAE软件计算热变形量不断逼近现场实际数据,为正向设计时的数据准确性提供保证。
[0039]所述的模面补偿规则为利用CAE手段分析结果与现场验证,使实际数据与理论数据不断逼近综合。
[0040]所述的模具热变形量为模具淬火变形量。
[0041]所述的现场数据包括设备ATOS及PONTOS测量、实物与模型的转化数据。
[0042]实施例:
一、机盖外板结构受力变形分析计算流程:
1.前处理、划分网格:
用UG NASTRAN高级仿真模块进行压力机和模具的前处理和网格划分,同时将模型各个部位的材料参数输入到分析模型中。
[0043]2.结构变形CAE分析:
求解器采用ABAQUS 6.7。
[0044]a.导入模型 b.定义分析步
采用三个分析步,来逐步引导模型解算过程,来达到正确的分析结果。
[0045]c.定义接触属性
米用Mechanical (力学的)分析选项,选择Tangential Behav1r (切向属性)、NormalBehav1r (法向属性)和Geometric Properties (几何属性)三种。对于法向属性的设置,约束增强方法选择Augmented Lagrange,将Tangential Behav1r中的
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