橡皮囊模具快速回弹补偿系统关键算法研究.pdfVIP

2015年 6月 机械设计与制造工程 Jun．2015 第44卷第6期 MachineDesignandManufacturingEngineering V01．44No．6 DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2015．06．005 橡皮囊模具快速回弹补偿系统关键算法研究 叶 春 (东南大学机械工程学院，江苏 南京 211189) 摘要：为了解决钣金成形后的回弹问题，提出一种基于模具型面的快速 回弹补偿算法，能够直接 在模具型面上完成回弹补偿。首先，对模具型面上的回弹曲线进行 自动识别，并根据型面的回弹 规律对曲线进行回弹补偿 ；其次，对补偿后 曲线进行拟合 ，完成新的回弹补偿 曲面；最后 ，通过对 模具胎体 的分割，完成模具胎体的回弹补偿。利用CATIA提供 的API接 口，开发 出橡皮囊模具快 速回弹补偿系统，大幅提高了模具的设计效率。 关键词：模具型面；CATIA；快速回弹补偿系统 中图分类号：TP391．7 文献标志码：A 文章编号：2095—509X(2015)06—0015—05 l 橡皮囊模具回弹补偿原理 图1(a)、图1(b)所示，通过加压或者延长冲压时 回弹现象在橡皮囊成形钣金 中普遍存在 ， 间并不能很好地解决这个问题 。 目前主要通过 其放大了钣金零件的制造误差，如果不加以控制会 对原始模的修正补偿解决钣金回弹问题，如图 1 给钣金零件的后续装配带来极大不便。回弹现象 (13)、图1(d)所示，补偿模 的修正量 跟钣金 回弹 主要是由于板料弯曲成形后的残余应力引起的，如 量 Ot呈正相关。 (a)原始模上钣金成形 (b)钣金回弹 (c)补偿模上钣金成形 (d)钣金 回弹 图 1 橡皮囊模具 回弹补偿 文献 [3]采用位移调整法 (DisplacementAd— 的回弹补偿算法，直接利用模具型面上的曲线、曲 justmentMethod)，将钣金回弹量反馈给模具胎体， 面进行逆向补偿 ，实现模具胎体的快速 回弹补偿 ， 通过迭代计算确定最终回弹补偿值，其适用于一般 并利用 CATIA提供的API接 口，完成模具快速回 形式的钣金零件。文献 [4]介绍了几种常用的迭 弹补偿系统的设计，简化了修模过程。 代补偿方法 ，并通过对 比提出一种加速收敛方法， D 采用有限元软件ABAQUS进行数值模拟，并用数 值处理软件 MATLAB进行了结果分析。文献 [5] 针对曲弯边钣金回弹问题，通过试验提出一种回弹 |p 角快速预测方法，并将预测回弹角转化成模具型面 对应网格节点的位移，如图2所示，最终实现整个 模具网格的回弹补偿。该方法无需对板料进行数 值模拟，从而节省了大量的数值计算时间。本文针 (a)曲面网格 (b)网格节点调整 对一般的橡皮囊钣金冲压模具，提出一种基于模面 图2 考虑回弹角的网格节点调整方法 收稿 日期：2015—03—25 作者简介：叶春 (1988一)，男，河南信阳人，东南大学硕士研究生，主要研究方向为先进制造系统理论与技术。 · l5 · 2015年第6期 叶春：橡皮囊模具快速回弹补偿系统关键算法研究 6 结束语 航空制造工