一种基于复杂U型件全开放式拉延模具型面的混合式拉延筋结构确定方法技术

本发明专利技术公开了一种基于复杂U型件全开放式拉延模具型面的混合式拉延筋结构确定方法，属于拉延成型技术领域。本发明专利技术的步骤为：步骤一、确定拉延筋中心线偏移拉延模具开模线距离，设置拉延筋中心线；步骤二、根据复杂U型件成型过程中各部分结构分布规律对拉延筋中心线进行分段；步骤三、获取步骤二所得各拉延筋段的最优拉延阻力；步骤四、根据步骤三所得拉延阻力分布情况，反求各拉延筋段对应拉延筋结构。本发明专利技术运用于成型深度和截面变化大的复杂U型件开放式拉延模具时，非常有效的提供在成形过程中各部分所需的进料阻力，从而可以有效的克服成型缺陷，控制冲压回弹现象，保证最终产品的成型质量。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种基于复杂U型件全开放式拉延模具型面的混合式拉延筋结构确定方法，属于拉延成型
。本专利技术的步骤为：步骤一、确定拉延筋中心线偏移拉延模具开模线距离，设置拉延筋中心线；步骤二、根据复杂U型件成型过程中各部分结构分布规律对拉延筋中心线进行分段；步骤三、获取步骤二所得各拉延筋段的最优拉延阻力；步骤四、根据步骤三所得拉延阻力分布情况，反求各拉延筋段对应拉延筋结构。本专利技术运用于成型深度和截面变化大的复杂U型件开放式拉延模具时，非常有效的提供在成形过程中各部分所需的进料阻力，从而可以有效的克服成型缺陷，控制冲压回弹现象，保证最终产品的成型质量。【专利说明】-种基于复杂U型件全开放式拉延模具型面的混合式拉延 筋结构确定方法
本专利技术涉及拉延成型
，更具体地说，涉及一种基于复杂U型件全开放式 拉延模具型面的混合式拉延筋结构确定方法。
技术介绍
拉延是汽车覆盖件冲压成形的重要方式，起皱和拉裂是拉延过程中常见的缺陷。 在复杂U型件全开放式拉延模具领域中，比如一些汽车车身U型件全开放模具，其成型深度 和截面宽度变化大，多数由复杂的空中自由曲面构成，其拉延成形过程中板料各部分区域 变形及进料阻力是不均匀的，造成产品容易出现起皱、拉裂、扭曲回弹等质量缺陷，特别是 运用高强度钢材料后，成型缺陷更加严重。 为了消除上述成型缺陷，需要在模具上相应位置设置拉延筋，通过拉延筋人为地 调节材料的流动，使不同断面流入量差异变小以避免起皱。而产品成型前模具是否需要设 置拉延筋、拉延筋的设置数量、拉延筋的具体结构等都是事先需要考虑的因素。 现有的拉延筋设置方法多通过将产品模型输入电脑中并设置相关参数，利用电脑 模拟落料模拉延成型，成型后可以直观地看出产品是否起皱，起皱的部位；如果产品有起 皱，设计人员通过经验在相应位置设置拉延筋以控制材料流动。拉延筋设置后再次利用电 脑模拟落料模拉延成型，如果还有起皱，则调整拉延筋位置或数量，直到不起皱为止。现有 方法虽然能够比较准确的确定拉延筋的位置和数量，但由于在拉延成形过程中计算机需对 整个零件的塑性变形进行模拟，计算量很大，花费时间较长，对于某些变截面零件起皱趋势 预测不及时。 关于拉延筋的优化设计，唐炳涛于2008年10月在《塑性工程学报》发表了 "一种 快速有效地板料成形拉延筋优化设计方法"，该方法采用将变形前后各个单元相对厚度变 化之和作为目标函数，来衡量成形零件的变形均匀性，以单位长度拉延筋阻力为优化设计 变量，采用灵敏度分析的方法，对拉延筋阻力的布置优化进行研究。然而该方法计算公式复 杂，求解灵敏度较差，仍非常耗时。 此外，中国专利申请号200910103254. 5,申请日为2009年2月24日，专利技术创造名 称为：零件拉延成型中拉延筋设置判断方法；以及中国专利申请号201310334455. 2,申请 日为2013年8月2日，专利技术创造名称为：一种梯度拉延筋拟合变压边力实际效果的方法，上 述申请案均公开了拉延筋的优化设计方案，但设计复杂U型件全开放式拉延模具的拉延筋 结构时，鉴于复杂U型件结构的特殊性，必须考虑到复杂U型件成形过程中板料各部分区域 变形所需的拉延阻力，因此，上述申请案并不适用于复杂U型件拉延模具的拉延筋结构设 计。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题 本专利技术的目的在于解决现有拉延筋设计方法不能有效控制复杂U型件各部分材 料变形的不均匀性，导致复杂U型件成型过程中出现起皱、拉裂、扭曲回弹等质量缺陷的问 题，提供了一种基于复杂U型件全开放式拉延模具型面的混合式拉延筋结构确定方法；本 专利技术利用检测出的最优化的拉延阻力分布设置对应的拉延筋，特别适用于金属薄板拉延成 型的全开放式拉延模具的拉延筋结构设计。 2.技术方案 为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为： 本专利技术的一种基于复杂U型件全开放式拉延模具型面的混合式拉延筋结构确定 方法，其步骤为： 步骤一、确定拉延筋中心线偏移拉延模具开模线距离，设置拉延筋中心线； 步骤二、根据复杂U型件成型过程中各部分结构分布规律对拉延筋中心线进行分 段； 步骤三、获取步骤二所得各拉延筋段的最优拉延阻力； 步骤四、根据步骤三所得拉延阻力分布情况，反求各拉延筋段对应拉延筋结构。 更进一步地，步骤一中拉延筋中心线偏移拉延模具开模线的距离为20?30mm。 更进一步地，步骤二中对拉延筋中心线进行分段的具体过程为： (1)模拟拉延模具不设拉延筋情况下，压边力初始值为2000KN时，板料是否出现 拉裂情况；若板料不出现拉裂现象，则以10KN为梯度递增压边力值，直至板料出现拉裂情 况，将该板料出现拉裂情况对应的压边力值设置为最大压边力值； (2)设置最小压边力值为0,采用二分法在最小压边力值和最大压边力值区间内 进行10?20次模拟成型试验，确定不出现拉裂情况时的最优压边力； (3)在最优压边力条件下，依次模拟拉延模具设凹筋圆角半径为2mm、3mm、4mm、 5mm的半圆形拉延筋时的板料成型情况；以及拉延模具设凹筋圆角半径为2mm、3mm、4mm、 5mm的矩形拉延筋时的板料成型情况； (4)找出步骤（3)所得8组模拟结果中板料成型质量最好的一组，在该质量最好的 板料成型模拟界面中，取起皱区域、拉裂区域、正常成型区域的分割线上一点，做该分割线 上点到拉延筋中心线的垂线，对拉延筋中心线进行分段。 更进一步地，步骤三中获取最优拉延阻力的过程为： a、对步骤二所得各拉延筋段附着拉延阻力，设置拉延阻力初始值为200?400N/ mm，模拟板料成型情况； b、若所述拉延筋段对应拉延阻力初始值出现起皱情况，则以10N/mm为梯度递增 拉延阻力值，模拟板料成型直至出现拉裂情况，将出现拉裂情况时对应的拉延阻力值作为 最大值，在10N区间内采用二分法进行10?20次模拟成型试验，确定不出现拉裂情况时的 拉延阻力值，作为该拉延筋段的最优拉延阻力值； c、若所述拉延筋段对应拉延阻力初始值出现拉裂情况，则以10N/mm为梯度递减 拉延阻力值，模拟板料成型直至出现起皱情况，将出现起皱情况时对应的拉延阻力值作为 最小值，在10N区间内采用二分法进行10?20次模拟成型试验，确定不出现起皱情况时的 拉延阻力值，作为该拉延筋段的最优拉延阻力值； d、若所述拉延筋段对应拉延阻力初始值正常成型，则保留拉延阻力初始值作为该 拉延筋段的最优拉延阻力值。 更进一步地，步骤四确定拉延筋结构的过程为： 1)根据待成型板料的材质及厚度，确定拉延筋阻力临界值； 2)判断步骤三所得最优拉延阻力值与拉延筋阻力临界值的大小，若最优拉延阻力 值小于所述拉延筋阻力临界值，则对应拉延筋段设置半圆形拉延筋；若最优拉延阻力值大 于拉延筋阻力临界值，则对应拉延筋段设置矩形拉延筋，相邻拉延筋段光滑过渡。 3.有益效果 采用本专利技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果： (1)本专利技术的一种基于复杂U型件全开放式拉延模具型面的混合式拉延筋结构确 定方法，针对复杂U型件冲压成形材料各部分进料阻力设置混合式拉延筋，能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于复杂U型件全开放式拉延模具型面的混合式拉延筋结构确定方法，其步骤为：步骤一、确定拉延筋中心线偏移拉延模具开模线距离，设置拉延筋中心线；步骤二、根据复杂U型件成型过程中各部分结构分布规律对拉延筋中心线进行分段；步骤三、获取步骤二所得各拉延筋段的最优拉延阻力；步骤四、根据步骤三所得拉延阻力分布情况，反求各拉延筋段对应拉延筋结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵韩，张祖芳，李路，李军，王晓枫，
申请(专利权)人：合肥工业大学，合肥工业大学马鞍山高新技术研究院，
类型：发明
国别省市：安徽;34