基于catia的鈑彎件下陷工藝數(shù)模建立方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鈑金件彎邊下陷進(jìn)行回彈補(bǔ)償?shù)墓に嚁?shù)模建立方法，主要用于飛機(jī)制造中鈑彎類零件的模具設(shè)計(jì)、零件制造等領(lǐng)域中，也可以應(yīng)用于鈑彎類零件中。
【背景技術(shù)】
[0002]在飛機(jī)制造過程中上有大量帶下陷彎邊的鈑金件零件，該類零件在實(shí)際生產(chǎn)過程中遇到各種因素對(duì)下陷區(qū)回彈量的影響，上述問題存在導(dǎo)致零件成型無(wú)法達(dá)到實(shí)際所需。CATIA是法國(guó)達(dá)索公司的產(chǎn)品開發(fā)旗艦解決方案。作為PLM協(xié)同解決方案的一個(gè)重要組成部分，它可以幫助制造廠商設(shè)計(jì)他們未來的產(chǎn)品，并支持從項(xiàng)目前階段、具體的設(shè)計(jì)、分析、模擬、組裝到維護(hù)在內(nèi)的全部工業(yè)設(shè)計(jì)流程。為解決前述問題，本發(fā)明利用CATIA工作環(huán)境平臺(tái)，提供一種鈑彎件下陷工藝數(shù)模建立方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種基于CATIA的鈑彎件下陷工藝數(shù)模建立方法，通過對(duì)不同材料牌號(hào)、厚度及彎曲內(nèi)半徑R的帶下陷鈑金件進(jìn)行數(shù)值模擬分析，確定各因素對(duì)下陷區(qū)回彈量的影響；根據(jù)分析結(jié)果，設(shè)計(jì)鈑金件彎邊下陷區(qū)回彈補(bǔ)償方案，建立鈑彎件放下陷余量工藝數(shù)模，通過模具達(dá)到鈑金件彎邊下陷區(qū)的精確、快速成形。
[0004]本發(fā)明采用下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):基于CATIA的鈑彎件下陷工藝數(shù)模建立方法，步驟如下:
步驟一、對(duì)設(shè)計(jì)模型進(jìn)行檢查，若存在設(shè)計(jì)缺陷或版次不符，則對(duì)設(shè)計(jì)模型進(jìn)行修改反饋，檢查無(wú)誤后，完成工藝數(shù)模建模的準(zhǔn)備工作；對(duì)每個(gè)數(shù)模的幾何集按照參考面離散、補(bǔ)償后參考面重構(gòu)的順序進(jìn)行；
步驟二、創(chuàng)建一級(jí)節(jié)點(diǎn)工藝數(shù)模輔助幾何，二級(jí)節(jié)點(diǎn)參考面離散信息、補(bǔ)償后參考面信息，創(chuàng)建凸臺(tái)、分割特征的限制元素即為外部參考面；
步驟三、提取零件腹板外表面，對(duì)其外插延伸直到與彎邊參考面相交，并按設(shè)計(jì)零件彎曲圓角外半徑尺寸對(duì)其相交處進(jìn)行倒圓角操作，修剪后得到回彈補(bǔ)償參考模型，處理后的彎邊參考面用于加深值和回彈角的計(jì)算；
步驟四、提取腹板面上的彎邊線，使提取所得彎邊線兩頭端點(diǎn)處的法平面與彎邊圓角區(qū)和彎邊凸緣區(qū)有連續(xù)交線，以此線為基線；采用彎邊工藝數(shù)模建模專用工具，設(shè)置彎邊離散參數(shù)。
[0005]步驟五、建立了零件材料牌號(hào)、材料厚度、零件設(shè)計(jì)角度、零件圓角半徑、模具半徑以及回彈角之間的關(guān)系，根據(jù)設(shè)計(jì)模型彎邊角度和回彈角計(jì)算模具型面角度；
步驟六、根據(jù)回彈補(bǔ)償后的彎邊角度重構(gòu)彎邊參考面，重構(gòu)后的彎邊參考面存儲(chǔ)與補(bǔ)償后參考面信息幾何體中，將重構(gòu)后的參考面沿腹板方向向里的方向偏移，得到加深后的彎邊參考面；
步驟七、在設(shè)計(jì)模型基礎(chǔ)上，替換彎邊參考面，創(chuàng)建補(bǔ)償后彎邊特征，參考面替換之后，對(duì)下陷過渡區(qū)進(jìn)行處理；當(dāng)嚙合面在下陷區(qū)末端時(shí)，此時(shí)需要將嚙合面向彎邊區(qū)方向偏移；同時(shí)需要將下陷過渡區(qū)長(zhǎng)度減少；依次創(chuàng)建倒圓角、分割等參數(shù)。
[0006]本發(fā)明利用CATIA工作環(huán)境平臺(tái)通過對(duì)產(chǎn)品數(shù)模進(jìn)行工藝性再設(shè)計(jì)，在針對(duì)加深值與角度的補(bǔ)償和只進(jìn)行下陷加深兩種方案以及端頭、中間、連續(xù)3種下陷結(jié)構(gòu)，以零件毛坯、工藝模型、成形模具等為輸入進(jìn)行成形過程的數(shù)值模擬，通過數(shù)字化檢測(cè)比較成形后零件與設(shè)計(jì)模型下陷區(qū)的偏差，整理出不同材料、厚度、半徑等一定區(qū)間范圍下陷的下陷加深精確值并開發(fā)下陷余量工藝數(shù)模參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上進(jìn)行彎邊及下陷區(qū)的重構(gòu)。
[0007]本發(fā)明提供了鈑彎件下陷工藝數(shù)模建立方法，使零件在實(shí)際生產(chǎn)中滿足外形公差在0.3mm以內(nèi)、角度公差在0.5°以內(nèi)的成形精度要求。
【附圖說明】
[0008]圖1鈑金件彎邊放下陷余量工藝數(shù)模示例圖；
圖2找尋外部參考面示例圖；
圖3工藝數(shù)模參考模型圖；
圖4彎邊參考面的基線示意圖；
圖5重構(gòu)彎邊參考面示意圖；
圖6替換彎邊參考面示意圖；
圖7下陷過渡區(qū)創(chuàng)建示意圖；
圖8下陷過渡區(qū)處理原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]為了便于理解，下面結(jié)合附圖進(jìn)一步闡明本發(fā)明。
[0010]參照說明附圖1對(duì)設(shè)計(jì)模型進(jìn)行檢查，若存在設(shè)計(jì)缺陷或版次不符，則對(duì)設(shè)計(jì)模型進(jìn)行修改反饋，檢查無(wú)誤后，完成工藝數(shù)模建模的準(zhǔn)備工作。對(duì)每個(gè)數(shù)模的幾何集按照參考面離散、補(bǔ)償后參考面重構(gòu)的順序進(jìn)行。幾何集是鈑金件彎邊放下陷余量工藝數(shù)模的輔助幾何信息，是在設(shè)計(jì)模型的基礎(chǔ)上對(duì)外部參考面進(jìn)行離散、重構(gòu)，得到補(bǔ)償后的外部參考面，主要包括參考面離散信息、補(bǔ)償后參考面重構(gòu)信息等內(nèi)容。鈑金件彎邊放下陷余量工藝數(shù)模坐標(biāo)系應(yīng)該按1:1的比例與產(chǎn)品數(shù)模坐標(biāo)系保持一致。
[0011]創(chuàng)建一級(jí)節(jié)點(diǎn)工藝數(shù)模輔助幾何，二級(jí)節(jié)點(diǎn)參考面離散信息、補(bǔ)償后參考面信息。
[0012]參照說明附圖2在設(shè)計(jì)模型結(jié)構(gòu)樹上，彎邊的父級(jí)特征往往是凸臺(tái)、分割等，創(chuàng)建凸臺(tái)、分割特征的限制元素即為(Ml)外部參考面。
[0013]參照說明附圖3提取零件腹板外表面LI，對(duì)其外插延伸直到與彎邊參考面L2相交，并按設(shè)計(jì)零件彎曲圓角外半徑尺寸對(duì)其相交處進(jìn)行倒圓角操作，修剪后得到回彈補(bǔ)償參考模型，處理后的彎邊參考面用于加深值和回彈角的計(jì)算。腹板提取面以及工藝數(shù)模參考模型存儲(chǔ)于參考面離散信息幾何體中。
[0014]參照說明附圖4提取腹板面上的彎邊線，使提取所得彎邊線兩頭端點(diǎn)處的法平面與彎邊圓角區(qū)和彎邊凸緣區(qū)有連續(xù)交線，以此線為基線J1。
[0015]采用彎邊工藝數(shù)模建模專用工具，設(shè)置彎邊離散參數(shù)。依次輸入彎邊線離散點(diǎn)數(shù)、截面線離散點(diǎn)數(shù)、離散精度、彎邊線、彎邊外形面和材料厚度，彎邊線與彎邊線按照Imm的離散度進(jìn)行，即根據(jù)邊線的長(zhǎng)度，Imm插入I個(gè)點(diǎn)，分段精度0.01，彎邊基線及彎邊參考面在結(jié)構(gòu)樹上完成相應(yīng)選擇。離散信息存儲(chǔ)于參考面離散信息幾何體中。
[0016]建立了零件材料牌號(hào)、材料厚度、零件設(shè)計(jì)角度、零件圓角半徑、模具半徑以及回彈角之間的關(guān)系，根據(jù)設(shè)計(jì)模型彎邊角度和回彈角計(jì)算模具型面角度。
[0017]參照說明附圖5根據(jù)回彈補(bǔ)償后的彎邊角度重構(gòu)彎邊參考面L2，重構(gòu)后的彎邊參考面存儲(chǔ)與補(bǔ)償后參考面信息幾何體中，將重構(gòu)后的參考面沿腹板方向向里的方向偏移，得到加深后的彎邊參考面L2。
[0018]參照說明附圖6在設(shè)計(jì)模型基礎(chǔ)上，替換彎邊參考面，創(chuàng)建補(bǔ)償后彎邊特征Tl。參考面替換之后，對(duì)下陷過渡區(qū)進(jìn)行處理，下陷過渡區(qū)處理原理如圖8所示。
[0019]當(dāng)嚙合面在下陷區(qū)2末端時(shí)，此時(shí)需要將嚙合面向彎邊區(qū)I方向偏移。同時(shí)需要將下陷過渡區(qū)長(zhǎng)度減少
參照說明附圖7倒圓角、分割等其它特征依據(jù)設(shè)計(jì)模型建模順序依次創(chuàng)建。
[0020]鈑彎件下陷工藝數(shù)模建立實(shí)用技術(shù)是在設(shè)計(jì)數(shù)模的基礎(chǔ)上，建立工藝數(shù)模參考模型，對(duì)其彎邊進(jìn)行離散與信息提取，基于知識(shí)庫(kù)對(duì)離散后的零件信息進(jìn)行基于知識(shí)的回彈補(bǔ)償計(jì)算，得到回彈補(bǔ)償數(shù)據(jù)，從而得到各個(gè)離散單元的回彈補(bǔ)償角度值和下陷加深值。根據(jù)回彈補(bǔ)償后的幾何信息生成回彈補(bǔ)償后的參考模型，參照零件設(shè)計(jì)模型各彎邊、下陷、長(zhǎng)桁內(nèi)型面與飛機(jī)設(shè)計(jì)外部參考面之間的相對(duì)位置關(guān)系以及建模方法，以補(bǔ)償后的參考模型為工藝數(shù)模建模的外部參考面，完成彎邊與下陷型面的建模；參照設(shè)計(jì)模型的各彎邊及下陷的高度值、倒角值及倒圓值，得到回彈補(bǔ)償后的工藝數(shù)模。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于CATIA的鈑彎件下陷工藝數(shù)模建立方法，其特征在于步驟如下: 步驟一、對(duì)設(shè)計(jì)模型進(jìn)行檢查，若存在設(shè)計(jì)缺陷或版次不符，則對(duì)設(shè)計(jì)模型進(jìn)行修改反饋，檢查無(wú)誤后，完成工藝數(shù)模建模的準(zhǔn)備工作；對(duì)每個(gè)數(shù)模的幾何集按照參考面離散、補(bǔ)償后參考面重構(gòu)的順序進(jìn)行； 步驟二、創(chuàng)建一級(jí)節(jié)點(diǎn)工藝數(shù)模輔助幾何，二級(jí)節(jié)點(diǎn)參考面離散信息、補(bǔ)償后參考面信息，創(chuàng)建凸臺(tái)、分割特征的限制元素即為外部參考面； 步驟三、提取零件腹板外表面，對(duì)其外插延伸直到與彎邊參考面相交，并按設(shè)計(jì)零件彎曲圓角外半徑尺寸對(duì)其相交處進(jìn)行倒圓角操作，修剪后得到回彈補(bǔ)償參考模型，處理后的彎邊參考面用于加深值和回彈角的計(jì)算； 步驟四、提取腹板面上的彎邊線，使提取所得彎邊線兩頭端點(diǎn)處的法平面與彎邊圓角區(qū)和彎邊凸緣區(qū)有連續(xù)交線，以此線為基線；采用彎邊工藝數(shù)模建模專用工具，設(shè)置彎邊離散參數(shù)；步驟五、建立零件材料牌號(hào)、材料厚度、零件設(shè)計(jì)角度、零件圓角半徑、模具半徑以及回彈角之間的關(guān)系，根據(jù)設(shè)計(jì)模型彎邊角度和回彈角計(jì)算模具型面角度； 步驟六、根據(jù)回彈補(bǔ)償后的彎邊角度重構(gòu)彎邊參考面，重構(gòu)后的彎邊參考面存儲(chǔ)與補(bǔ)償后參考面信息幾何體中，將重構(gòu)后的參考面沿腹板方向向里的方向偏移，得到加深后的彎邊參考面； 步驟七、在設(shè)計(jì)模型基礎(chǔ)上，替換彎邊參考面，創(chuàng)建補(bǔ)償后彎邊特征，參考面替換之后，對(duì)下陷過渡區(qū)進(jìn)行處理；當(dāng)嚙合面在下陷區(qū)末端時(shí)，此時(shí)需要將嚙合面向彎邊區(qū)方向偏移；同時(shí)需要將下陷過渡區(qū)長(zhǎng)度減少；依次創(chuàng)建參數(shù)特征。
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于CATIA的鈑彎件下陷工藝數(shù)模建立方法，利用CATIA工作環(huán)境平臺(tái)通過對(duì)產(chǎn)品數(shù)模進(jìn)行工藝性再設(shè)計(jì)，在針對(duì)加深值與角度的補(bǔ)償和只進(jìn)行下陷加深兩種方案以及端頭、中間、連續(xù)3種下陷結(jié)構(gòu)，以零件毛坯、工藝模型、成形模具等為輸入進(jìn)行成形過程的數(shù)值模擬，通過數(shù)字化檢測(cè)比較成形后零件與設(shè)計(jì)模型下陷區(qū)的偏差，整理出不同材料、厚度、半徑等一定區(qū)間范圍下陷的下陷加深精確值并開發(fā)下陷余量工藝數(shù)模參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上進(jìn)行彎邊及下陷區(qū)的重構(gòu)。
【IPC分類】G06F17/50
【公開號(hào)】CN104915487
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510287315
【發(fā)明人】江濤, 何愛平, 李仁花, 張文俊, 唐大友
【申請(qǐng)人】江西洪都航空工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司
【公開日】2015年9月16日
【申請(qǐng)日】2015年6月1日