CN112257301B - 采用真实模具数模仿真分析提高板材冲压合格率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种采用真实模具数模仿真分析提高板材冲压合格率的方法，属于板材冲压成形技术领域。本发明的技术方案是：采用3D激光扫描仪对模具冲压模面进行扫描，获取模具模面的三维坐标云点；然后采用Geomagic Qualify/CatiaCAD软件对模具三维坐标点云进行逆向处理及误差分析获取模具真实状态的数模；以模具真实状态的数模为工具体进行有限元仿真分析，最大限度还原零件冲压现场的情况，评估零件冲压成形过程中存在的风险。本发明的有益效果是：模拟结果能有效还原实际状态，为工艺参数调整或模具型面的优化提供参考建议，靶向性强，周期短，风险小，成本低。

Description

采用真实模具数模仿真分析提高板材冲压合格率的方法
技术领域
本发明涉及一种采用真实模具数模仿真分析提高板材冲压合格率的方法，属于板材冲压成形技术领域。
背景技术
随着汽车行业快速发展，新车型更新速度越来越快，车身中冲压件数量不断增多，结构类型多样化程度越来越高，模具使用及修改频次越来越高，随之而来的是使用过程中出现的开裂、起皱问题；随着轻量化程度的不断提高，高强钢材料应用比例日渐增加，安全结构件在进行高强钢替换过程中开裂风险也日益增多。这类问题目前采用的解决方法往往是依靠现场冲压工程师依据经验对冲压工艺参数（压边力、冲压速度、顶杆高度等）进行调整或对模具型面特征进行局部修磨，这对现场工程师的要求很高，且耗时很长、风险大。近年来，有限元仿真分析手段优势日益凸显，可通过计算机进行前期预测，可有效减少修模工期及成本，但是模具在调试使用过程中由于磨损或修补已与初始设计的模具数模偏差较大，用原始设计数模进行有限元仿真结果无法反应生产现场的实际情况，无法提供有效的参考建议。
发明内容
本发明目的是提供一种采用真实模具数模仿真分析提高板材冲压合格率的方法，采用模具使用后的真实效果状态对零件冲压过程进行有限元仿真，模拟结果能有效还原实际状态，为工艺参数调整或模具型面的优化提供参考建议，靶向性强，周期短，风险小，成本低，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。
本发明的技术方案是：一种采用真实模具数模仿真分析提高板材冲压合格率的方法，包含以下步骤：
(1)选定冲压过程中总出现开裂和起皱质量问题的零件，在无生产任务时，将模具拆卸下来，擦除模具型面上的油污；
(2)用3D激光扫描仪对冲压模具的凸模、凹模和压边圈的型面进行扫描，获取其模具的三维坐标云点；
(3)采用Geomagic Qualify/Catia CAD软件对模具三维坐标点云进行逆向处理获取零件数模；
(4)对初始获取的零件数模进行误差分析，对存在误差的区域进行修改优化处理，进而得到能反映模具真实状态的零件数模；
(5)采用步骤（4）中获得的零件试模和零件实际冲压生产过程中的工艺参数进行有限元仿真分析，还原现场冲压开裂或起皱情况；
(6)根据零件出现问题位置在模拟软件中进行工艺参数调整或模具型面修改优化尝试，得到成形良好的零件；
(7)根据模拟结果指导现场工艺参数调整或模具型面修补，从而得到良好制件，提高合格率。
所述步骤（4）中的误差分析，对误差大于0.3mm的区域进行修改优化处理，从而得到模具型面最大误差均控制在0.2mm以内的模具数模。
本发明的有益效果是：采用模具使用后的真实效果状态对零件冲压过程进行有限元仿真，模拟结果能有效还原实际状态，为工艺参数调整或模具型面的优化提供参考建议，靶向性强，周期短，风险小，成本低。
附图说明
图1是本发明实施例某车门内板模具冲压出来开裂零件；
图2是图1的局部放大图；
图3是本发明扫描的模具三维坐标点云；
图4是图3的局部放大图；
图5是逆向的零件数模图；
图6是图5的放大图；
图7是采用逆向零件数模进行有限元仿真的结果图；
图8是模具优化调整后获得的合格零件图。
具体实施方式
为了使发明实施案例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施案例中的附图，对本发明实施案例中的技术方案进行清晰的、完整的描述，显然，所表述的实施案例是本发明一小部分实施案例，而不是全部的实施案例，基于本发明中的实施案例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施案例，都属于本发明保护范围。
一种采用真实模具数模仿真分析提高板材冲压合格率的方法，包含以下步骤：
(1)选定冲压过程中总出现开裂和起皱质量问题的零件，在无生产任务时，将模具拆卸下来，擦除模具型面上的油污；
(2)用3D激光扫描仪对冲压模具的凸模、凹模和压边圈的型面进行扫描，获取其模具的三维坐标云点；
(3)采用Geomagic Qualify/Catia CAD软件对模具三维坐标点云进行逆向处理获取零件数模；
(4)对初始获取的零件数模进行误差分析，对存在误差的区域进行修改优化处理，进而得到能反映模具真实状态的零件数模；
(5)采用步骤（4）中获得的零件试模和零件实际冲压生产过程中的工艺参数进行有限元仿真分析，还原现场冲压开裂或起皱情况；
(6)根据零件出现问题位置在模拟软件中进行工艺参数调整或模具型面修改优化尝试，得到成形良好的零件；
(7)根据模拟结果指导现场工艺参数调整或模具型面修补，从而得到良好制件，提高合格率。
所述步骤（4）中的误差分析，对误差大于0.3mm的区域进行修改优化处理，从而得到模具型面最大误差均控制在0.2mm以内的模具数模。
实施例：
以某车型车门内板模具冲压出的开裂零件优化调整过程为例，结合附图说明本发明的具体实施方案。
(1)在无生产任务时，将总出现冲压开裂的问题模具拆卸下来，擦除模具型面上的油污；
(2)采用3D激光扫描仪对冲压模具的凸模、凹模和压边圈的型面进行扫描，获取其模具的三维坐标云点；
(3)采用Geomagic Qualify/CatiaCAD软件对模具三维坐标点云进行逆向处理获取零件数模；
(4)对得到的零件数模进行误差分析，对误差大于0.3mm的区域进行修改优化处理，从而得到模具型面最大误差均控制在0.2mm以内的模具数模；
(5)采用步骤（4）中获得的零件试模和零件实际冲压生产过程中的工艺参数进行有限元仿真分析，车门右侧直壁区域出现较严重的开裂现象，与实际生产过程中开裂位置基本一致；
(6)在软件中进行降低压边力和减小摩擦系数的模拟分析，无法有效消除开裂现象，后续尝试减小右侧筋阻力因子，开裂现象明显改善，得到形状良好的零件；
(7)根据模拟结果对实际模具型面上的右侧筋进行打磨处理，得到了良好的制件，使零件的冲压合格率从90%提高到97%，有效提高生产效率。

Claims (2)

1.一种采用真实模具数模仿真分析提高板材冲压合格率的方法，其特征在于包含以下步骤：
(1)选定冲压过程中总出现开裂和起皱质量问题的零件，在无生产任务时，将模具拆卸下来，擦除模具型面上的油污；
(2)用3D激光扫描仪对冲压模具的凸模、凹模和压边圈的型面进行扫描，获取其模具的三维坐标云点；
(3)采用Geomagic Qualify/Catia CAD软件对模具三维坐标点云进行逆向处理获取零件数模；
(4)对初始获取的零件数模进行误差分析，对存在误差的区域进行修改优化处理，进而得到能反映模具真实状态的零件数模；
(5)采用步骤（4）中获得的零件试模和零件实际冲压生产过程中的工艺参数进行有限元仿真分析，还原现场冲压开裂或起皱情况；
(6)根据零件出现问题位置在模拟软件中进行工艺参数调整或模具型面修改优化尝试，得到成形良好的零件；
(7)根据模拟结果指导现场工艺参数调整或模具型面修补，从而得到良好制件，提高合格率。
2.根据权利要求1所述的一种采用真实模具数模仿真分析提高板材冲压合格率的方法，其特征在于：所述步骤（4）中的误差分析，对误差大于0.3mm的区域进行修改优化处理，从而得到模具型面最大误差均控制在0.2mm以内的模具数模。
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CN115071200A (zh) * 2022-08-24 2022-09-20 深圳市信润富联数字科技有限公司 冲压工艺和模具设计方法、装置、设备及可读存储介质

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005088483A1 (ja) * 2004-03-10 2005-09-22 Fujitsu Limited 電子パッケージ信頼性予測装置および電子パッケージ信頼性予測プログラム
CN100465580C (zh) * 2007-04-26 2009-03-04 上海交通大学 冲压模具结构分析数值模拟方法
US20170140081A1 (en) * 2014-07-30 2017-05-18 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Model setting method, forming simulation method, production method of forming tool, program, computer-readable recording medium having program recorded thereon, and finite element model
CN104765912B (zh) * 2015-03-25 2017-09-12 湖南大学 一种铝板冲压工艺的稳健性优化方法
US20180356778A1 (en) * 2017-06-13 2018-12-13 United Technologies Corporation Method for modeling additive manufacturing of a part
CN109815527B (zh) * 2018-12-07 2022-12-06 上海赛科利汽车模具技术应用有限公司 一种热冲压模具的模面优化方法
CN110059426B (zh) * 2019-04-24 2023-05-12 首钢集团有限公司 一种冲压件回弹优化方法
CN110814086B (zh) * 2019-10-16 2021-01-01 唐山钢铁集团有限责任公司 一种板材冲压成形后回弹量的测量方法
CN110765693A (zh) * 2019-11-18 2020-02-07 湖南华冉科技有限公司 基于cae仿真技术的贵金属钽电容器外壳优化模具设计方法

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