基于网格映射的车身覆盖件精细模面设计研究

由于机台和模具变形、制件减薄等因素的影响,造成合模时模面间隙与板料成形零件厚度不一致而导致模具研合率低.针对上述问题提出了一种新的模具模面精细化补偿方法,针对该补偿方法提出了一种基于二分法的网格变量映射新算法来实现不同网格变量之间的精确映射.该设计补偿方法在工艺设计阶段即可对模具型面进行相应的变形补偿,以抵消实际模具结构变形对成形件质量的影响.应用实例表明,该映射算法在精度和速度上有较大的提高,该补偿方法能够解决模具调试阶段研合率低的问题,大大提高了首次合模率.     

载荷映射方法及其在模具结构优化中的应用

针对金属薄板冲压成形过程中成形力在板料与模具之间传递的关系,提出一种不同类型网格之间的载荷映射计算方法.该方法通过映射单元的精确定位,在板料壳单元与模具实体的四面体单元之间建立了一种对应关系,构建板料单元节点上的成形力与模具网格之间载荷映射的关系模型,从而得到模具表面精确的载荷分布.实例研究将该方法应用于模具结构的优化...     

模内压板与成形复合工艺及杆系柔性成形模具

分析了板料在曲面成形过程中的应力分布情况和板料的受压屈曲与起皱机理,提出了一种新颖的板料成形方法———模内压板与成形复合工艺,板料在成形过程中板面法向受压板力的约束,可抑制板料受压屈曲,这种工艺方法可以显著地减少板料在成形过程中的起皱现象.杆系柔性成形模具由若干个可调节杆组成,若干个杆组合成一个阵列,各杆端冲压头可以更换,选用与被冲压板件局部成形面近似形状的冲压头组成一定尺寸的模具冲压面,以适应加工件的表面形状,从而构成冲压成形模具.模内压板技术与杆系柔性成形模具相结合,实现模内多点压板与成形,从而可以有效地抑制板料的起皱.     

基于插值求解与数值模拟的三维模具补偿方法

模具补偿是金属板料成形中控制回弹的主要方法.针对迭代修正方法在三维模具补偿中效率低、精度差的问题,提出一种基于插值求解与数值模拟的模具补偿方法.通过定义成形后工件形状误差与模具型面偏差之间的函数关系,求解得到了工件成形所需的理想模具补偿量;在有限元模拟中,沿回弹前后节点连线方向进行工件网格面节点反向调整,并对补偿后的节点群进行逆向处理,实现模具补偿面重构.该方法简化了三维模具型面的补偿流程,可实现模具型面内不同位置的独立、非均匀补偿,并保障了模具补偿型面的光顺性.以轨道车辆司机室车顶蒙皮为例,对比了不同模具补偿型面成形后工件的回弹量和形状偏差,并采用研究中获取的理想模具型面进行工件试制,结果表明成形件满足精度要求.     

板料冲压模具扩孔和渐进成形扩孔的对比分析

分别采用传统的锥形凸模和渐进成形工艺对板料的扩孔特性进行试验,其中渐进成形扩孔的工具轨迹根据传统冲压的锥形凸模的形状设计.探讨了工具轨迹对渐进成形扩孔特性的影响.结果表明:与传统冲压扩孔件相比,渐进成形扩孔件的厚度最薄处位于孔口向外偏置一定距离的圆周上,而不在孔口边缘;渐进成形扩孔件的变形模式为剪切变形和弯曲变形综合作用,扩孔件沿直径的厚度分布与初始板厚不满足正弦定理;与传统的模具冲压扩孔相比,渐进成形的扩孔率提高了24.4%.     

CAE驱动的轿车横梁拉延工艺模面设计

为了生成曲面质量较高,并方便输出与CAD系统协同的曲面构建,以轿车横梁结构件为研究对象,应用CAE软件AutoForm,采用CAE全程驱动制件模面设计的方法,设计了制件的拉延模面,探讨了模面设计过程中的关键设计要点,研究了对应模面的拉延成形情况,针对成形数值模拟结果提出了合理的优化方法。结果表明:CAE全程介入的轿车横梁模面设计,能够快速、有效地获得拉延成形工艺模面,进而提高了模具的开发效率,缩短了模具的开发周期。     

汽车前轮罩加强梁拉延数值模拟及模具设计

汽车前轮罩加强梁空间曲面复杂,属于典型的汽车覆盖件.分析汽车前轮罩加强梁的型面特点和成形特点,确定采用复合模具形式将冲孔与修边、整形与修边合并为一道工序进行加工,将简单模具冲压所需的五道工序加工合并为三道工序完成;确定拉延方向和完成压料面设计;选用单动拉延形式作为冲压动作,确定下模具基本结构形式;运用三维建模软件完成模具主体部分凸模、凹模以及压边圈的结构设计工作;从模具受力情况以及模具强度、安全行程等角度综合考虑冲压加工工艺特性,分别完成限位块、安全螺栓及吊耳等模具标准件的选择与排布;最终完成前轮罩加强梁的汽车覆盖件模具结构的设计.     

板料零件应变测量的网格图像处理

基于网格测量板料冲压零件拉延成形的面内应变分布和厚度变化,是进行冲压成形分析的一种有效手段.结合实例研究了视觉测量中的关键技术之一——网格图像处理主要步骤、理论及方法.结果表明采用图像处理技术能改善网格图像的视觉效果,提高图像的清晰度;突出图像中的有用信息,削弱干扰和噪声,强调边缘,从而将图像转换成了一种更适合人或机器进行解释和分析处理的形式,是视觉技术进行板料零件应变测量的必备基础.     

基于逆向工程技术实现汽车覆盖件回弹评测

针对实际冲压件提出了一种基于逆向工程技术的回弹评测方式.对实际冲压件进行激光扫描后重构出型面,根据弹性变形的特点对模型进行强制变形以找到节点的对应关系,并根据CAD模型的几何中心计算出曲面的重合点,以对应节点的距离为适应度函数利用遗传算法搜寻出最佳旋转位置,并计算出各节点的法向偏移距离作为该节点的回弹量.该方法实现了对冲压件各个部分回弹的精确评测,从而可以为模具的修整提供正确的指导.     

基于UG的弯管成型模具模块化设计研究

通过参数来驱动弯管的三维模型，再用UG的WAVE等功能将零件的参数与成型模具的各个零件型面、尺寸相联系，从而实现零件的参数发生变化，成型模的相应部分也随之变化，最终完成模具的快速设计（模块化设计）。     

基于十字形扫描雷达的3D料面建模方法

为了解决现有径向雷达难以获得完整的高炉实际料面信息的问题,提出了基于离散雷达检测点二维插值的高炉料面重构方法,实现了料面信息的准确检测。首先根据生产要求建立了雷达检测点提取原则,获得了雷达十字形检测点,并将获取的检测点进行特征料线拟合得到4条不同料线方程。然后利用区域平均计算方法和料线方程式获取插值数据点。最后采用二维插值法进行料面重构。实验部分,通过现场提取的某高炉实测数据利用本文计算方法进行了数值仿真。结果表明,该方法能够实现离散数据点在高炉特殊环境下的可视化料面建模,并且提高了十字形雷达数据点2D料线的重构精度。     

超高强度钢薄板扭曲回弹特性的数值模拟与试验分析

为了研究超高强度钢复杂件冲压过程中出现的扭曲回弹现象,设计了可用同一副模具成形的两端开放和一端封闭的2类S梁零件,对其成形后的扭曲回弹特性进行了数值模拟和试验验证.提出了零件整体最大扭曲量的概念,并用其作为评价扭曲回弹程度的指标,分析了压边力、摩擦以及板料轧制方向对于零件扭曲程度的影响.结果表明,在所研究的压边力范围内,扭曲程度随着压边力的减小而减小,摩擦对于2类S梁零件的扭曲回弹的影响呈现不同的规律,在较大压边力和摩擦系数下,采用垂直轧制方向板料成形导致更大的扭曲.研究结果可为预测与减少复杂零件拉深成形扭曲回弹控制提供有益的指导.     

彩电零件多工位级进模CAD/CAM系统

本文为建立彩电零件多工位级进模CAD/CAM系统,研究开发了板料零件的特征构型、条料排样、模具结构设计和NC编程软件.本文阐述了该系统的功能、结构、运行流程和实现方法.     

高强度钢板方盒形件拉深粘模行为

采用方盒形件拉深成形的方法,对高强度钢板SPFC590在干摩擦和半干摩擦条件下的拉深粘模行为进行研究.选用的模具材料分为2类:一类为无涂层模具SKD11,SLD和等温淬火球墨铸铁ADI;另一类为以SKD11为基体的涂层模具TiCN(PVD),TiCN(CVD),TiC(CVD)和DLC.Si(DC-PACVD).采用无涂层模具时,在半干摩擦条件下仅少数几次拉深就出现宏观粘模现象,模具上粘模产生的位置位于凹模直边底部附近,而没有出现在凹模圆角处,并随着拉深次数的增加向上扩展;拉深工件上粘模产生的位置则位于工件项部的直边和圆角部分连接处,并随着拉深的进行向下扩展;涂层模具经120次拉深后均未发生明显的粘模,但TiCN(PVD)和TiCN(CVD)涂层模具在凹模底部附近出现了微观粘着物;TiCN(CVD)和DLC-Si(DC-PACVD)涂层模具拉深1 000次后均未出现明显粘模现象,但TiCN(CVD)涂层模具上出现了微观粘着物,而DLC-Si(DC-PACVD)涂层模具上没有任何粘着物产生.     

一种应用于反射表面厚度测量的新方法

讨论了垂直入射与斜入射两种方式的主动式三角法的测量原理,提出在被测物面为反射表面的情况下,用斜入射主动式三角法进行距离和厚度的测量．分析了被测物表面细节形状的变化对测量结果的影响,以及在厚度测量时消除这种影响的方法     

基于分片与重构的复杂曲面建筑网格划分方法

对于复杂曲面,如边界裁剪、存在孔洞等情况,提出了一种曲面分片并重构的方法。应用该方法可消除裁剪边界及孔洞的负面影响,提高建筑网格划分质量。首先,在曲面上绘制分片的边界。然后,应用多边形构造算法并进行修改补充,求拓扑关系,识别分片的区域。接着,对识别得到的子曲面区域,采用插值及松弛算法得到较均匀的n×m规整采样点,并进行曲面重构,得到独立于原曲面的子曲面。再在各个相互独立的子曲面上分别划分网格。最后,对子网格进行合并,并在原曲面上进行松弛。多个算例表明,网格均匀、流畅,边界效果较好。     

行李箱盖板大变形区域的压延筋结构研究

分析了各种结构形式的压延筋、压延筋的几何形状和参数对拉延阻力分布的影响，以及拉延阻力分布状况对覆盖件拉延成形过程中金属流动的影响，提出了覆盖件模具中压延筋设计的基本准则．应用非线性有限元方法对轿车行李箱盖板拉延过程进行了数值模拟仿真，根据基本准则和仿真结果，局部修改压延筋的几何形状和几何参数，即通过调整局部拉延阻力分布和改善拉延成形过程中金属的流动，提高拉延制件的质量．实践证明，压延筋的设计准则和数值模拟成形方法完全可行．     

冷挤压组合模具的ANSYS应力分析

针对传统冷挤压应力设计方法存在计算复杂、应力体现不直观等不足,根据弹性力学基本方程,利用ANSYS有限元软件,分析组合模具中挤压筒内衬和外衬动静态过盈配合时的应力分布。结果显示：在内衬压入外衬过程中,应力呈由小到大的非线性变化;组合模具最大配合应力集中在内衬内表面和接触面,为1350MPa,未超出材料的许用应力,未使产品产生塑性变形。该方法可快捷、准确地找出组合模具过盈配合的最大应力,直观观察应力变化,为该类模具的设计和优化提供了更为方便、有效的数值计算方法。     

基于网格试验法的汽车覆盖件冲压成形分析

为进一步研究大型覆盖件冲压成形质量分析的技术,采用混合网格法进行变形区域塑性主应变分布测量。分析了其原理、特点以及根据节点位移计算塑性主应变的相关理论和方法。针对一覆盖件成形缺陷的实例,采用该方法进行了试验,并将所得应变值与预先确定的极限成形曲线和相应的安全成形曲线相比较。结果表明,将网格试验法和成形极限图结合起来使用,是进行大型覆盖件冲压成形分析和改进质量缺陷的有效方法。