SINOVATION回弹补偿和凹R逃料处理在汽车冲压模具的应用

2021-04-22

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  华天软件所开发的国产三维CAD/CAM软件SINOVATION提供了全三维参数化的设计制造环境,提供了实体建模、曲面建模、装配、工程图、数据交换、标准件、加工、冲压、消失模FMCAM、激光切割、注塑、电极等功能模块,在冲压、注塑模具方面则提供强大、完整的行业解决方案。


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图1 SINOVATION 冲压模具设计与制造解决方案


SINOVATION在冲压回弹补偿和凹R角逃料解决方案上日渐成熟,在江淮福臻、奇瑞瑞鹄、重庆数码模等国内知名模具企业得到应用,从而为模具行业提供了高效的设计制造工具,解决了模具在长期的设计制造过程中遇到的难以解决的一些瓶颈问题,得到了模具制造企业普遍的欢迎,下面重点介绍下上述两项功能及应用案例。

1.SINOVATION回弹补偿方案应用

随着高强度板材的普及应用,冲压变形回弹现象成为板料成形过程中常见的缺陷。回弹变形严重影响了模具设计的正确性和准确性。因此,要想得到符合零件设计要求的形状,就必须改变模具型面的形状。目前企业正在使用的模具设计软件没有提供回弹补偿等模具设计特殊功能。对于复杂件的回弹处理,数模调整是一件很头疼的事情,只能一点一点的手动修复,这个环节浪费了设计人员的大量精力。设计人员希望能有专门的工具来快速、高质量地处理这样的回弹问题。

针对板料在设计前期和后期调试中的回弹问题,SINOVATION提供了一系列的解决方案: 

基于距离和角度的回弹补偿解决方案 

基于FEA-MESH的回弹补偿解决方案

基于实物验证的回弹补偿解决方案


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图2 SINOVATION回弹补偿和凹R模块


1.1基于距离和角度的回弹补偿解决方案

基于点、线等对象的距离或者角度值来修改曲面,这些值可以是测量得到,也可以是经验值,SINOVATION【整体精确变形】命令可以根据原始对象与目标对象之间的位移量来驱动曲面变形,从而快速做出回弹补偿曲面。


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图3 通过点、线的位移量修改回弹


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图4 通过三坐标扫描点修改回弹


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图5 通过角度旋转修改回弹


1.2 基于FEA-MESH距离和角度的回弹补偿解决方案

SINOVATION 回弹补偿可以在FEA和CAD之间搭建沟通的桥梁,根据CAE分析得到的回弹前后网格的变化量自动的驱动曲面变形,生成回弹补偿曲面。它实现了过程的自动化,取代繁重的人工劳动,保持和原先曲面模型的相同的曲面(拓扑),工程师再也不必花费大量时间来重建回弹补偿曲面。

       

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图6 通过CAE分析Mesh数据修改回弹


1.3 基于实物验证的回弹补偿解决方案

SINOVATION回弹补偿除了可以采用FEM的数据外,还可以基于测量的数据来做回弹补偿。通过自动计算曲面与点云STL数据之间的变形量,将此变形量应用到需要修改的曲面上去。


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图7 通过测量STL数据修改回弹


2SINOVATION凹R逃料处理介绍

SINOVATION凹R角逃料功能是针对实际偏差加工需要所研发的,能够自动完成R角面的减小,从而大大提高了设计速度与效率,模具研磨调试周期也因此明显缩短,并最大限度地提高数控加工的效率和生产力。

该命令可以自动检索凹R及数值大小,自动根据数值或百分比来改变R值,快速的整体调整或部分调整等。凹R功能具有如下主要特点:

识别圆角

能够识别参数、非参圆角,几乎包括所有的圆角。

选择凹角和凸角,根据圆角类型进行查询。

可指定圆角半径范围,根据范围值查询符合要求的圆角。


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图8 圆角识别

批量调整圆角

根据颜色批量调整圆角,提供3种调整方式:

按比例缩小:圆角按照比例系数缩小。

指定半径值:圆角变换到指定的半径值。

指定减少值:圆角减小指定值变换。


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图8 圆角批量调整处理

    

个别调整圆角 

可以手动选择一些圆角进行调整,同样支持上述的3种调整方式。 


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图9 个别圆角调整处理


调整后结果示意图如下,可以直接用于CAM编程。


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图10 调整后结果示意图

3优势及效益分析:

SINOVATION回弹补偿和凹R逃料处理方案是根据国际先进汽车制造业的需求开发研制,是这些企业多年使用经验的总结。以下是SINOVATION在回弹补偿和凹R逃料应用中的效益分析:

1)SINOVATION回弹补偿优势和效益分析

回弹补偿方法多,针对模具设计前期预防和后期整改都有相应的解决方法。 

简单易学,抛弃了繁重的工作。 

修改过程完全自动,根据目标设定,为设计意图而精确调整形状。 

基于板料的变形理论和算法,保留原始曲面的质量。


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图11  SIONVATION回弹优势分析


 2) SIONVATION凹R角优势和效益分析

自动检索凹R及数值大小、自动根据数值或百分比来改变R值。

整体调整或部分调整,修改过程完全自动。

大大提高数控化程度,减少钳工研磨时间,减小误差,提高模具调试效率和质量。


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图12  SIONVATION凹R优势分析


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