CN101339574B - 基于回弹补偿的混凝土搅拌叶片模具型面设计***及方法 - Google Patents
基于回弹补偿的混凝土搅拌叶片模具型面设计***及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101339574B CN101339574B CN2008100211473A CN200810021147A CN101339574B CN 101339574 B CN101339574 B CN 101339574B CN 2008100211473 A CN2008100211473 A CN 2008100211473A CN 200810021147 A CN200810021147 A CN 200810021147A CN 101339574 B CN101339574 B CN 101339574B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- blade
- springback
- die
- cad
- numerical simulation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Abstract
本发明提供了一种基于回弹补偿的混凝土搅拌叶片模具型面设计***及方法，包括基于数值模拟的模具型面自动回弹补偿设计、模具型面CAD重构设计、基于逆向工程的模具型面修正三个模块，形成了基于回弹补偿的混凝土搅拌叶片模具型面CAD-CAE-CAD集成***，在数值模拟层面上使叶片成形后的几何误差满足设计要求，减少修正次数；完成将虚拟修模后的CAE模型转换成可以进行设计制造的CAD几何模型，利用逆向工程技术获得叶片实际冲压后的数字模型，并与叶片所要求的设计形状进行对比，得出回弹偏差用于指导叶片的实际修模过程，从而在数值模拟回弹补偿的基础上，修正残余的回弹偏差，进一步提高回弹补偿的精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于回弹补偿的混凝土搅拌叶片模具型面设计***及方法，属于冲压件模具型面设计技术领域。
背景技术
目前，冲压件冲压成形时，尽管选择了合理的工艺条件，如压边力、模具间隙、润滑条件等，而且采用了合理的模具结构，但由于金属板料在外载荷去除后的弹性恢复，将会导致冲压件的回弹变形，严重影响产品的形状尺寸精度和产品质量。因此，在合理的工艺条件和模具结构的前提下，如何对模具型面进行回弹补偿设计，提高产品精度是冲压成形模具设计和制造中的重要内容。
混凝土搅拌叶片的尺寸形状直接影响到混凝土搅拌料的匀质性、搅拌输出量的连续性、搅拌装置的动力消耗以及筒内混凝土的残余率，因此叶片的成形精度就显得尤为重要。通过对搅拌叶片的工艺分析，可以发现有如下特点：1)叶片几何形状不规则，成形后回弹大小及分布难于预测。2)叶片成形不充分，成形后容易产生很大的回弹。3)叶片多采用高强度钢板制造，和普通钢板相比回弹量更大。由于叶片成形普遍采用没有压边装置的冲压成形，因此要想有效控制回弹偏差，必须对叶片模具进行回弹补偿设计。
在确定工艺条件和模具结构的前提下，解决混凝土搅拌叶片冲压生产中回弹变形的问题主要是采用模具型面的回弹补偿设计方法。到目前为止，最常用的方法是依据经验粗略地对叶片进行回弹预测，以此来进行叶片模具型面的回弹补偿设计。由于凭借经验对叶片可能产生的回弹进行判断具有很大的盲目性，实际生产中还需要在设计补偿的模具型面上进行反复试冲、修模，并且，叶片的回弹量大小及分布是不易测量的，这也给叶片模具型面的修模过程带来很大困难。随着数值模拟技术在板成形领域的广泛应用，基于数值模拟的模具回弹补偿设计方法也得到了长足的发展，即以非线性有限元模拟软件预测叶片的回弹量，并以此修改模具形状，使叶片成形后的几何误差满足设计要求。但这种基于数值模拟的模具回弹补偿设计方法的缺陷是：1、由于回弹仿真计算软件精度的局限性，造成实际结果与设计方案有一定差异，因此冲压件的形状尺寸精度仍然无法达到设计要求，在实际生产中还需要在补偿设计的模具型面上进行反复试冲、修模。2、对于混凝土搅拌叶片这种复杂曲面类零件来说，仅仅依靠基于数值模拟技术的模具型面回弹补偿设计方法无法使得叶片的成形精度达到设计精度，需要综合考虑模具型面的回弹补偿设计和实际生产中的模具修模过程。
发明内容
本发明提供了一种基于回弹补偿的混凝土搅拌叶片模具型面设计***及方法，可解决现有技术中混凝土搅拌叶片模具型面修模次数多、回弹补偿后模具型面重构困难和回弹补偿精度不高的技术问题。
本发明设计***采用的技术方案是：包括将叶片模具型面CAD重构设计模块连接基于数值模拟的叶片模具型面自动回弹补偿设计模块的输出，将基于逆向工程的叶片模具型面修正模块连接叶片模具型面CAD重构设计模块的输出。
本发明设计方法采用的技术方案是：包括基于数值模拟的叶片模具型面自动回弹补偿设计模块的设计方法、叶片模具型面CAD重构设计模块的设计方法和基于逆向工程的叶片模具型面修正模块的设计方法。
本发明是一种在合理的工艺条件和模具结构的前提下，将数值模拟回弹补偿法、CAD重构技术和逆向工程技术结合起来的CAD-CAE-CAD集成***，采用本发明的设计方法可以加快混凝土搅拌叶片模具的回弹补偿设计过程，减少修模次数，提高回弹补偿精度，为混凝土搅拌叶片模具型面的回弹补偿设计提供了一种新方法。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明原理图。
具体实施方式
如图1所示，本发明***包括基于数值模拟的模具型面自动回弹补偿设计、模具型面CAD重构设计、基于逆向工程的模具型面修正三个模块，将叶片模具型面CAD重构设计模块2连接基于数值模拟的叶片模具型面自动回弹补偿设计模块1的输出，将基于逆向工程的叶片模具型面修正模块3连接叶片模具型面CAD重构设计模块2的输出，形成了基于回弹补偿的混凝土搅拌叶片模具型面CAD-CAE-CAD集成***(CAD计算机辅助设计、CAE计算机辅助工程)。其中，模具型面自动回弹补偿设计模块1完成叶片模具型面的自动回弹补偿设计，即以非线性数值模拟软件预测叶片的回弹量，并以此修改模具型面形状，在数值模拟层面上使叶片成形后的几何误差满足设计要求，减少基于逆向工程的模具型面修正次数；模具型面CAD重构设计模块2完成将虚拟修模后的CAE模型转换成可以进行设计制造的CAD几何模型，解决模具型面由CAE向CAD的重构难题；基于逆向工程的模具型面修正模块3则是利用逆向工程技术获得叶片实际冲压后的数字模型，并与叶片所要求的设计形状进行对比，得出回弹偏差用于指导叶片的实际修模过程，从而在数值模拟回弹补偿的基础上，修正残余的回弹偏差，进一步提高回弹补偿的精度。
基于数值模拟的叶片模具型面自动回弹补偿设计模块1主要包括以下步骤：
a)根据叶片的设计形状建立凹凸模CAD型面，并确定叶片冲压成形的合理工艺参数。
b)运用数值模拟软件对叶片模具及板料模型划分网格，进行成形-回弹过程的数值模拟分析，获得叶片各个网格节点的回弹大小。
c)根据各个网格节点的回弹量乘以一个小于或等于1的补偿系数后，对初始的叶片凹模各个结点作相应的反向变形处理，得到回弹补偿后的模具型面；最佳实施方式是可根据各个网格节点的回弹量乘以补偿系数为0.8。
d)针对补偿过的叶片凹模型面，偏置出凸模型面，然后在相同的工艺参数下再次进行叶片成形-回弹过程的数值模拟分析。
e)获得叶片冲压成形回弹后的成形件形状，并与叶片初始设计形状比较，测量回弹变形误差是否满足叶片精度要求。
f)如不满足精度要求，则继续进行模具型面的回弹补偿处理和成形-回弹数值模拟分析，直至最终成形件回弹变形后的尺寸满足精度要求。
g)以上c)到f)步骤都是在数值模拟软件中自动完成。
叶片模具型面CAD重构设计模块2是在数值模拟软件中得到回弹补偿修正后的叶片模具型面CAE网格模型后，通过专用CAD/CAE转换软件将虚拟修模后的CAE模型转换成可以进行设计制造的CAD几何模型。主要包括以下步骤：
a)将符合要求的叶片模具CAE网格模型导入回弹补偿后叶片模具型面CAE网格模型。
b)建立叶片模面的补偿矢量。
c)根据补偿矢量通过曲面重构方法得到叶片模面补偿后的CAD模型。
基于逆向工程的叶片模具型面修正模块3是按***前两个模块设计制造出叶片模具后，进行实际冲压试验，利用逆向工程技术获得叶片实际冲压后的数字模型，并与叶片所要求的设计形状进行对比，得出回弹偏差用于指导实际修模过程。主要包括以下步骤：
a)进行实冲试验，通过三坐标测量仪获得实冲叶片的点云数据。
b)将点云数据导入UG软件中进行曲面重构，得到实冲叶片的CAD模型。
c)将获得的实冲叶片模型和叶片的设计模型进行比较，得出实冲叶片的回弹大小和分布。
d)根据以上得出的回弹数据对叶片模具型面进行修正。
Claims (1)
1.一种基于回弹补偿的混凝土搅拌叶片模具型面设计方法，其特征在于：包括基于数值模拟的叶片模具型面自动回弹补偿设计模块(1)的设计方法、叶片模具型面CAD重构设计模块(2)的设计方法和基于逆向工程的叶片模具型面修正模块(3)的设计方法，其中基于数值模拟的叶片模具型面自动回弹补偿设计模块(1)的设计方法包括如下步骤：
a)根据叶片的设计形状建立凹凸模CAD型面设计，确定叶片冲压成形的工艺参数；
b)对叶片模具及板料模型划分网格，进行成形-回弹过程的数值模拟分析，获得叶片各个网格节点的回弹大小；
c)根据各个网格节点的回弹量乘以一个小于或等于1的补偿系数后，对初始的叶片凹模各个结点作相应的反向变形处理，得到回弹补偿后的模具型面；
d)针对补偿过的叶片凹模型面，偏置出凸模型面，然后在相同的工艺参数下再次进行叶片成形-回弹过程的数值模拟分析；
e)获得叶片冲压成形回弹后的成形件形状，并与叶片初始设计形状比较，测量回弹变形误差是否满足叶片精度要求；
f)如不满足精度要求，则继续进行模具型面的回弹补偿处理和成形-回弹数值模拟分析，直至最终成形件回弹变形后的尺寸满足要求；
g)以上c)到f)步骤都是在数值模拟软件中自动完成；
叶片模具型面CAD重构设计模块(2)的设计方法包括以下步骤：
a)将符合要求的叶片模具CAE网格模型导入回弹补偿后叶片模具型面CAE网格模型；
b)建立叶片模面的补偿矢量；
c)根据补偿矢量重构叶片模具型面CAD几何模型；
基于逆向工程的叶片模具型面修正模块(3)的设计方法包括以下步骤：
a)进行实冲试验，通过三坐标测量仪获得实冲叶片的点云数据；
b)将点云数据进行曲面重构，得到实冲叶片的CAD模型；
c)将获得的实冲叶片模型和设计模型进行比较，得出实冲叶片的回弹大小和分布；
d)根据得出的回弹数据对叶片模具型面进行修正。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008100211473A CN101339574B (zh) | 2008-08-12 | 2008-08-12 | 基于回弹补偿的混凝土搅拌叶片模具型面设计***及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008100211473A CN101339574B (zh) | 2008-08-12 | 2008-08-12 | 基于回弹补偿的混凝土搅拌叶片模具型面设计***及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101339574A CN101339574A (zh) | 2009-01-07 |
| CN101339574B true CN101339574B (zh) | 2010-06-16 |
Family
ID=40213640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2008100211473A Expired - Fee Related CN101339574B (zh) | 2008-08-12 | 2008-08-12 | 基于回弹补偿的混凝土搅拌叶片模具型面设计***及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101339574B (zh) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101811156A (zh) * | 2009-02-25 | 2010-08-25 | 江苏卡明模具有限公司 | 基于cae分析法获取板材成型回弹量的方法 |
| CN102129480B (zh) * | 2010-01-12 | 2016-01-20 | 江苏华富精密高速模具工程技术研究有限公司 | 基于能量守恒的精密级进模弯曲成形设计方法 |
| CN102145354B (zh) * | 2010-11-20 | 2012-11-14 | 无锡透平叶片有限公司 | 一种基于ug的叶片型面软件整形方法 |
| CN102211121B (zh) * | 2011-03-24 | 2013-01-09 | 上海交通大学 | 板材数控精密渐进成形装置及精密渐进成形方法 |
| JP5765014B2 (ja) * | 2011-03-30 | 2015-08-19 | Ｊｆｅスチール株式会社 | プレス成形解析方法 |
| US9008813B2 (en) * | 2011-09-22 | 2015-04-14 | GM Global Technology Operations LLC | Method to improve the dimensional accuracy and surface quality for large spring back compensation for fuel cell bipolar plate forming |
| CN103128147B (zh) * | 2011-11-25 | 2015-07-08 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 梁类模具的回弹修正加工方法和*** |
| CN102799735B (zh) * | 2012-07-24 | 2015-04-08 | 湖南大学 | 一种基于工艺参数控制的回弹补偿方法 |
| CN103624212B (zh) * | 2012-08-29 | 2016-06-29 | 江苏卡威专用汽车制造有限公司 | 一种搅拌车叶片模具 |
| CN104001821B (zh) * | 2013-02-22 | 2015-11-18 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 制造汽车后纵梁半封闭式拉延模的工艺方法 |
| CN103778308B (zh) * | 2014-03-03 | 2016-08-17 | 中国科学院金属研究所 | 叶片无余量冷辊轧加工模具的拓扑补偿模糊优化设计方法 |
| CN104298830A (zh) * | 2014-10-15 | 2015-01-21 | 广州中国科学院工业技术研究院 | 一种基于最优化方法的回弹补偿系数获取方法 |
| CN104698969B (zh) * | 2015-02-11 | 2017-08-25 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | 一种基于拟合法的回弹补偿方法 |
| CN106890870B (zh) * | 2017-01-23 | 2018-08-24 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种基于椭圆面映射驱动的模具型面局部回弹补偿方法 |
| CN109101736A (zh) * | 2018-08-22 | 2018-12-28 | 上海博汇模具有限公司 | 一种用于高张力板件的整体补偿方法 |
| CN111399442B (zh) * | 2020-03-24 | 2021-05-25 | 首钢集团有限公司 | 一种板材冲压回弹的控制方法及控制装置 |
| CN112453160A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-03-09 | 李方 | 一种金属板材冲压矫正方法 |
| CN113268832B (zh) * | 2021-06-04 | 2023-03-14 | 邵一丹 | 一种复合材料粘接模具的设计方法 |
| CN113977212B (zh) * | 2021-10-29 | 2024-03-29 | 湖北江山专用汽车有限公司 | 一种搅拌车叶片模具修模的方法、模具及叶片 |
| CN114713661B (zh) * | 2022-04-13 | 2024-01-26 | 重庆电子工程职业学院 | 一种参照工件回弹参数对冲压模具进行修模的方法 |
| CN115730401B (zh) * | 2022-11-18 | 2024-05-07 | 中复连众风电科技有限公司 | 一种风电叶片模具参数化设计***及方法 |
| CN117725806B (zh) * | 2024-02-08 | 2024-05-07 | 北京理工大学 | 复合材料网格结构的铺层阶差预报方法和装置 |
-
2008
- 2008-08-12 CN CN2008100211473A patent/CN101339574B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101339574A (zh) | 2009-01-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101339574B (zh) | 基于回弹补偿的混凝土搅拌叶片模具型面设计***及方法 | |
| CN102169521B (zh) | 基于型面变形补偿的汽车覆盖件模具型面的设计方法 | |
| CN107116139B (zh) | 模具型面的设计方法及覆盖件模具 | |
| CN102411641A (zh) | 一种基于数值模拟的汽车覆盖件回弹误差补偿方法 | |
| CN103310068B (zh) | 一种基于sla原型的快速砂型铸造铸型制造方法 | |
| CN104200037B (zh) | 一种小双曲度钣金件的成形模具设计方法 | |
| CN111177906B (zh) | 一种离散化模具型面精确补偿方法 | |
| CN102737147B (zh) | 确定板料多步成形的中间构型的几何参数的优化设计方法 | |
| CN101811156A (zh) | 基于cae分析法获取板材成型回弹量的方法 | |
| CN104615809B (zh) | 采用逆向反求因子的回弹补偿方法 | |
| CN102672059A (zh) | 根据仿真冲压工件厚度确定出模具凹凸模修改型面的方法 | |
| CN104933220A (zh) | 复杂曲面汽车注塑模具高精密制造方法及注塑模具 | |
| CN103617302A (zh) | 一种汽车覆盖件拉延模具精确型面构建的方法 | |
| CN105574301A (zh) | 汽车覆盖件拉延模设计方法 | |
| CN105893661A (zh) | 一种多工位级进模模具母体结构拓扑优化方法 | |
| CN110826160A (zh) | 一种用于数控弯管模具设计的快速三维建模方法 | |
| CN102722619B (zh) | 一种确定冲压形成汽车覆盖件的零件的材料利用率的方法 | |
| CN109702931B (zh) | 计算机辅助大型构件精确热成形的模具型面设计方法 | |
| CN113496064B (zh) | 一种数控机床直线度的补偿调整方法 | |
| CN103065020A (zh) | 一种渐开线齿轮精指形铣刀cad 制图应用方法 | |
| CN110083873A (zh) | 一种基于cae的型材拉弯的回弹仿真方法 | |
| CN112307576B (zh) | 一种三维立体化铣样板快速设计方法 | |
| CN103551464B (zh) | 交互式模具设计方法及*** | |
| CN109108168B (zh) | 冲压模具合模间隙的计算方法 | |
| CN105512426B (zh) | 一种减少三销架冷锻成形坯料下料量的设计方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Zhenjiang Pioneer Auto Parts Co.,Ltd. Assignor: Jiangsu University Contract record no.: 2011320000842 Denomination of invention: Concrete stirring vane die face design system and method based on springback compensation Granted publication date: 20100616 License type: Exclusive License Open date: 20090107 Record date: 20110620 |
|
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100616 Termination date: 20130812 |