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探ThinkDesign软件的回弹补偿功能

来源:《现代模具》杂志 时间:2009/12/19 9:32:33

作者:北京比亚迪模具有限公司 黄河

  由于对汽车轻量化设计的要求不断提高,高强度钢板材料占汽车车身的比重越来越大。高强度钢可以在汽车轻量化的前提下,满足碰撞强度要求,然而用一般冲压方法生产出的高强度钢零件回弹值会非常大,回弹后的零件形状往往不在误差允许范围控制内,不能适合实际所需的应用。这使车身零件回弹对车身品质的影响日益突出。

  板料成形中回弹是金属材料本身特性所致,是不可避免的。生产实践中采取的对策之一是用回弹补偿的方法,在冲压模具上做出回弹的补偿量来补偿板料成形中产生的回弹。补偿量的大小主要根据实际零件成型后的检测数据;也可以参考数值模拟软件计算的回弹数值或者由经验给出。

图1

  零件成型后的检测数据可以由多种方法获得,通常可以用检具结合手工测量方法(图1),可用三坐标结合检具测量方法(图2),也可用检具结合白光测量即照相测量方法(图3)。

图2

图3

  本文主要涉及的是根据上述实际零件成型后的检测数据,结合回弹补偿的实践经验,应用ThinkDesign软件的GSM(Global Shape Modeling)功能来做模面回弹补偿的方法。ThinkDesign的GSM功能很多,用在回弹补偿方面我们感觉其中两个功能就足够了。

  一是“高级(M)”功能,该功能依据回弹变形前零件的原始曲面,以及描述回弹补偿值的一系列控制点线;还需要若干匹配的点线。在应用此命令操作时只需分别选中上述设计要素及相关的约束命令选项即可一次生成高质量的变形曲面。当然这一系列控制的点线及匹配的点线确定,需要有相关经验的工程师。

  举一例说明。某车A柱下加强板,零件冲压成形经拉延,切边冲孔,翻边整形三道工序成型,使用材料为高强板B340/590DP,料厚1.2mm。此零件前期未做回弹补偿,冲压成形后经检测尺寸偏差较大回弹翘曲严重,由以下白光照相测量图可见,其最大尺寸偏差达10mm,详见图3。

  零件的回弹补偿方法是,根据测量数据在整形模上按一定比例做出与测量出的回弹数据逐一对应的相反的模面。

  ThinkDesign软件中GSM的“高级(M)”功能,恰好能应用这一系列点线的控制,一次性生成一个优质的回弹补偿模面,使我们能够比较容易达到上述目的及所要完成的工作。可以想象如果用传统CAD软件去做的话,是一项非常繁琐的工作。

  图4显示的是该零件应用“高级(M)”功能的一系列控制线以及曲面变形前后的截面线对比。

  图5、图6是两次应用“高级(M)”回弹补偿的模面:第一次是全局补偿,第二次是局部补偿。在实际生产中该零件经过两次回弹补偿,合格率从20%左右升至接近90%。

  另一个是“棱线扭转(S)”功能,该功能需要有一个回弹变形前的零件原始曲面,以及该零件上一条连续的扭转棱线。执行命令之后会在扭转棱线上自动产生一系列垂直截面,并且各个截面的角度都可自由定义。仅仅一条命令即可将所需变形曲面生成,效率非常高。

  这里可另外举一个说明利用该功能做回弹补偿的实例(图7、图8、图9)。本例根据经验要将图中零件绿色部分的形状延棱线形状向内做3°的回弹补偿角。有CAD造型常识的工程师可以很容易看出,通常的CAD软件用一次操作命令是不可能完成的,甚至要花费一两天的时间。而应用“棱线扭转(S)”功能,一条命令便可以完成。

  通过以上两例我们可以看出,应用ThinkDesign的GSM功能做冲压件的回弹补偿对应于通常一般的CAD软件是一个很好的补充。可以说ThinkDesign的GSM功能不失为一种高效、准确、理想的做冲压件回弹补偿利器。

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