一种针对狭长类斜楔翻边整形镶块结构刚度验证方法技术

本发明专利技术公开了一种针对狭长类斜楔翻边整形镶块结构刚度验证方法，首先根据斜楔滑块带动狭长类斜楔翻边整形镶块的运动关系，考虑引发滑块弹性变形的因素；施加约束和载荷，通过模拟分析得到狭长类斜楔翻边整形镶块最大受力点、变形区和变形量，最后在设计过程中根据分析结果及时调整狭长类斜楔翻边整形镶块结构刚性，经过分析优化调整，弹性变形量值小于等于0.05mm，完成对狭长类斜楔翻边整形镶块的结构刚性验证、调整和优化。本发明专利技术采用统一平台，克服了传统的有限元分析方式缺点,实现斜楔滑块带动狭长类斜楔翻边整形镶块工作时受力均匀，减小或消除狭长类斜楔翻边整形镶块结构弹性变形，达到模具合模间隙均匀，减少人工及成本费用，缩短装配和调试周期。

【技术实现步骤摘要】
一种针对狭长类斜楔翻边整形镶块结构刚度验证方法
本专利技术属于模具加工
，涉及一种针对狭长类斜楔翻边整形镶块结构刚度验证方法，适用于所有覆盖件狭长类斜楔翻边整形模具。
技术介绍
在汽车工业快速发展的今天，人们追求舒适安全的同时，更多关注轿车的外观流线视觉效果，这就使得车身覆盖件的冲压工艺相对越来越复杂。由于受到设备及成本限制，模具结构也相应趋于复杂化，以实现低成本下的高质量、高效益产出。各种斜楔、吊楔、开花斜楔、旋转凸轮机构等被广泛应用在冲压模具中。由于受多种因素的影响，在翻边整形类模具装配及调试过程中，才发现大型覆盖件翻边工作区长度1.5米以上狭长类斜楔翻边整形镶块结构刚度薄弱，模具合模过程中狭长类斜楔翻边整形镶块受力后产生弹性变形，斜楔翻边整形凸凹模镶块合模后间隙不均匀，着色差，致使模具装配和调试周期加长，人工及成本费用增多等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种针对狭长类斜楔翻边整形镶块结构刚度验证方法，在模具结构设计阶段及时对狭长类斜楔翻边整形镶块结构刚度验证分析，根据分析结果调整和加强模具结构刚性，减轻或消除由于刚性问题产生的狭长类斜楔翻边整形镶块弹性变形，保证斜楔翻边整形镶块实际合模工作中间隙均匀，使制件功能区强着色，以解决上述
技术介绍
中提出的的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种针对狭长类斜楔翻边整形镶块结构刚度验证方法，包括下列步骤：步骤一，狭长类斜楔翻边整形镶块运动关系与受力分析；步骤二，狭长类斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块结构模型简化处理；步骤三，对狭长类斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体结构模型施加材料属性；步骤四，对狭长类斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体结构模型进行网格划分；步骤五，对狭长类斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体结构模型导滑面施加滑动约束；步骤六，对狭长类斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体结构模型施加载荷；步骤七，对狭长类斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体结构模型的受力情况模拟计算验证；步骤八，根据分析结果调整狭长类斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体结构模型刚性；步骤九，对调整后的狭长类斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体结构模型重新进行刚性验证分析。进一步地，所述的步骤二的具体步骤：首先斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块视为一个部件，斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块的运动与受力是同步，斜楔翻边整形镶块处于结构打开位置，属于不受力状态；其次，当上模斜楔驱动座驱动斜楔滑块带动斜楔翻边整形镶块向下运动，斜楔翻边整形镶块与下模镶块开始接触后，斜楔翻边整形镶块开始受力逐步产生弹性变形，斜楔翻边整形镶块受力变形情况的第一阶段是斜楔滑块从打开位置A运动到工作位置B，此阶段驱动座施加给滑块驱动面一个向下的力P,通过作用力N与反作用力W合成滑块驱动力F，驱动滑块向前运动，在运动到工作位置B之前，滑块带动斜楔翻边整形镶块不产生弹性变形，弹性变形量为0；斜楔翻边整形镶块受力变形情况的第二阶段是斜楔滑块从工作位置B运动到工作位置C，滑块到底后斜楔翻边整形镶块在位置C实现成型工艺，制件会反向作用一个成型力P1，当斜楔翻边凸、凹模处于墩死状态后，制件反向作用成型力P1最大，斜楔翻边整形镶块发生弹性变形。进一步地，所述的步骤二的具体步骤：首先在CATIA的PartDesign模块中，将斜楔滑块及斜楔滑块上其它需要参与分析的零件合并成一个部件，即斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块合并成一个部件，以简化分析过程；其次在CATIA的PartDesign模块中，处理铸件斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块上安装其它零件的螺钉孔、销孔、不影响刚度变形分析的凹槽、凸台，便于后续网格划分，减少网格数量，提高计算速度。进一步地，所述的步骤三的具体步骤：首先在CATIA的PartDesign模块中，利用零件设计中的“应用材料”命令直接添加材料类型；其次在材料属性中定义各项物理参数，包括杨氏模量、泊松比、密度、热膨胀、屈服刚度，材料属性定义后，斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体结构模型外观显示为材料颜色。进一步地，所述的步骤四的具体步骤：在CATIA软件中进入GSA模块工作台，创建斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体结构的网格模型,并采用高阶四面体网格；狭长类斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体结构模型在CATIA软件GSA模块中会默认自动进行网格划分，生成斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体部件的网格节点、属性、材料和分析类型，采用网格可视化命令，查看网格划分结果；计算后检测传感器反映出的错误率指标数值高于5％，则视为斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体部件的网格数量太少，再进行网格调整，利用“自适应网格划分”命令，进行网格细化再计算；经过多轮分析迭代，逐步提高和满足计算结果精度。进一步地，所述的步骤五的具体步骤如下：在CATIA软件中进入GSA模块中，对狭长类斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体结构网格模型添加边界条件，取斜楔滑块工作到底受力最大时的状态进行分析，对狭长类斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体结构模型的所有上下导滑面施加滑动约束，CATIA软件会自动将添加的滑动约束映射到狭长类斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体结构模型导滑面的网格上。进一步地，所述的步骤六的具体步骤如下：首先斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体结构模型承受的载荷为氮气缸主压料、辅助压料的反作用力和翻边整形镶块在板料翻边成型时受到的反作用力，在CATIA软件GSA模块中，对斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体几何模型相应受力面施加受力载荷，显示受力点分布，同时，CATIA的GSA模块也会直接把这些边界条件映射到相应斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体结构的网格模型上；其次根据公式P1＝σbLT计算理论成型力，计算公式中，σb是指材料抗拉刚度，L是指翻边成型线长度，T是指材料料厚，经多次试验结果证明，考虑实际与理论的差异性，需设置安全系数；最后在CATIA的GSA模块中，通过“分布力”命令在受力区施加需要的受力载荷，在斜楔翻边整形镶块上施加计算的成型力，在各个氮气缸受力点分别施加氮气缸压力，成型力方向和压力方向定义为斜楔工作方向。进一步地，所述的步骤七的具体步骤如下：在CATIA的GSA模块中，通过“计算”命令，对狭长类斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体结构模型的受力情况进行模拟计算验证，得到狭长类斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体结构模型位移的计算结果。进一步地，所述的步骤八的具体步骤如下：首先根据狭长类斜楔翻边整形镶块运动与受力分析验证结果，确定狭长类斜楔翻边整形镶块受力后变形中心、变形区域及变形量值；狭长类斜楔翻边整形镶块受力后最大弹性变形点的中心就是狭长类斜楔翻边整形镶块受力后的变形中心；狭长类斜楔翻边整形镶块受力前和受力后的变化区域分布，就是狭长类斜楔翻边整形镶块弹性变形区域；狭长类斜楔翻边整形镶块受力前和受力后的型面变化差值，就是狭长类斜楔翻边整形镶块弹性变形量值；其次根据分析结果调整模具结构刚性；从分析结果中可以看出，变形量最大的区域是结构刚度薄弱区，产生变形的区域中心没有支撑，在此处结构底座增加支撑筋，同时将此处氮气缸位置远离调整，减轻或消除此处的受力变形程度。进一步地，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对狭长类斜楔翻边整形镶块结构刚度验证方法，其特征在于：具体步骤如下：/n步骤一，狭长类斜楔翻边整形镶块运动关系与受力分析；/n步骤二，狭长类斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块结构模型简化处理；/n步骤三，对狭长类斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体结构模型施加材料属性；/n步骤四，对狭长类斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体结构模型进行网格划分；/n步骤五，对狭长类斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体结构模型施加滑动约束；/n步骤六，对狭长类斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体结构模型施加载荷；/n步骤七，对狭长类斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体结构模型的受力情况模拟计算验证；/n步骤八，根据分析结果调整狭长类斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体结构模型刚性；/n步骤九，对调整后的狭长类斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体结构模型重新进行刚性验证分析。/n

【技术特征摘要】
1.一种针对狭长类斜楔翻边整形镶块结构刚度验证方法，其特征在于：具体步骤如下：
步骤一，狭长类斜楔翻边整形镶块运动关系与受力分析；
步骤二，狭长类斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块结构模型简化处理；
步骤三，对狭长类斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体结构模型施加材料属性；
步骤四，对狭长类斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体结构模型进行网格划分；
步骤五，对狭长类斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体结构模型施加滑动约束；
步骤六，对狭长类斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体结构模型施加载荷；
步骤七，对狭长类斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体结构模型的受力情况模拟计算验证；
步骤八，根据分析结果调整狭长类斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体结构模型刚性；
步骤九，对调整后的狭长类斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体结构模型重新进行刚性验证分析。


2.根据权利要求1所述的狭长类斜楔翻边整形镶块结构刚度验证方法，其特征在于：所述的步骤二的具体步骤：首先斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块视为一个部件，斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块的运动与受力是同步，斜楔翻边整形镶块处于结构打开位置，属于不受力状态；其次，当上模斜楔驱动座驱动斜楔滑块带动斜楔翻边整形镶块向下运动，斜楔翻边整形镶块与下模镶块开始接触后，斜楔翻边整形镶块开始受力逐步产生弹性变形，斜楔翻边整形镶块受力变形情况的第一阶段是斜楔滑块从打开位置(A)运动到工作位置(B)，此阶段驱动座施加给滑块驱动面一个向下的力(P),通过作用力(N)与反作用力(W)合成滑块驱动力(F)，驱动滑块向前运动，在运动到工作位置(B)之前，滑块带动斜楔翻边整形镶块不产生弹性变形，弹性变形量为0；斜楔翻边整形镶块受力变形情况的第二阶段是斜楔滑块从工作位置(B)运动到工作位置(C)，滑块到底后斜楔翻边整形镶块在位置(C)实现成型工艺，制件会反向作用一个成型力(P1)，当斜楔翻边凸、凹模处于墩死状态后，制件反向作用成型力(P1)最大，斜楔翻边整形镶块发生弹性变形。


3.根据权利要求1所述的狭长类斜楔翻边整形镶块结构刚度验证方法，其特征在于：所述的步骤二的具体步骤：首先在CATIA的PartDesign模块中，将斜楔滑块及斜楔滑块上其它需要参与分析的零件合并成一个部件，即斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块合并成一个部件，以简化分析过程；其次在CATIA的PartDesign模块中，处理铸件斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块上安装其它零件的螺钉孔、销孔、不影响刚度变形分析的凹槽、凸台，便于后续网格划分，减少网格数量，提高计算速度。


4.根据权利要求1所述的狭长类斜楔翻边整形镶块结构刚度验证方法，其特征在于：所述的步骤三的具体步骤：首先在CATIA的PartDesign模块中，利用零件设计中的“应用材料”命令直接添加材料类型；其次在材料属性中定义各项物理参数，包括杨氏模量、泊松比、密度、热膨胀、屈服刚度，材料属性定义后，斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体结构模型外观显示为材料颜色。


5.根据权利要求1所述的狭长类斜楔翻边整形镶块结构刚度验证方法，其特征在于：所述的步骤四的具体步骤：在CATIA软件中进入GSA模块工作台，创建斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体结构的网格模型,并采用高阶四面体网格；狭长类斜楔翻边整形镶块与斜楔滑块整体结构模型在CATIA软件GSA模块中会默认自动进行网格划分，生成斜楔翻边整...

【专利技术属性】
技术研发人员：王忠华，李宏伟，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，一汽模具制造有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22