基于ThinkDesign回弹补偿功用的模具设计

东莞——龙

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一、前言

经济全球化的今天，汽车行业的国际竞争日益剧烈，近年来各大汽车厂商频频降价，利润日趋薄弱。07年以来，金融风暴袭卷全球，国际汽车行业也遭受重创，虽然国内的汽车市场仍在逆市中坚持着强劲的增长势头，但新一轮的优胜劣汰仍不可防止。

这关于国内的汽车厂商来说，是机遇，也是应战。要想在复杂多变的经济形势中取胜，汽车厂商必需不时缩短产品上市周期，并不时推出新产品，同时，市场还请求汽车低耗费、愈加笨重平安。这就驱动了汽车制造厂商关于高强度钢、铝合金及复杂合成材料的运用。
  k) r# [1 z: ~. r随着新材料的应用，回弹现象便成为板料成形过程中常见的缺陷，严重影响了模具设计的正确性和精确性，回弹使按照零件的理论外形设计制造出的模具消费出的零件不契合零件设计的请求。因此，要想得到契合零件设计请求的外形，就必需改动模具型面的外形，而模具型面的修正有如下的一些问题：

• 传统的模具设计补偿方法是在模具车间现场试模施行，经过人工手动修模完成的，修正模具型面的次数较多，增加了模具的试模次数，模具的设计与制造周期长。
• 采用CAD软件来手工修正模具的型面，修正正程是一个费时的、落后的回弹补偿方法，并且修正后的模型曲面质量不好。
• 工程师经过优化FEA步骤，获得尽可能精确的板料成型和回弹结果。但是FEA工作和CAD模具设计工作是独立的，需求客户花费大量的时间和精神把结果反应到模具设计的型面修正设计中去。
  

ThinkDesign早在1979年就在欧洲降生了，历经近三十年的开展，它曾经辅佐全球上万家企业处理了设计消费中存在的问题，进步了工作效率。本文以ThinkDesign软件的GSM功用和专业的回弹补偿模块TD Compensator为根底，来说明如何轻松处理模具型面的修正问题。

二、 运用GSM功用修正模具型面  

全局外形建模技术（Global Shape Modeling，简称GSM）。GSM为工程师提供了一种简单易用、极具创新的高级建模方式！它是目前独一的快速创立和修正的工具，用户在设计的任何阶段都可以疾速精确的停止设计修正，而不用重新建模。

图1为GSM的工具栏，其功用强大，由于篇幅有限，下面仅用两个细致的实例来引见如何应用GSM的功用来修正模具的型面。  

2.1采用GSM功用做回弹补偿案例一
关于一些产品的回弹补偿，我们可以根据理论丈量或者经历知道需求回弹的补偿量，经过给定的补偿量来修正曲面的外形，其过程只需简单的两个步骤：

• 根据已知的回弹补偿值绘制相应的目的点或目的线。
• 采用图1中的高级GSM功用来修正曲面的外形。
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在图2中，可以应用ThinkDesign的截面线工具 快速的绘制出需求的截面线，然后运用图1中的高级GSM功用就可以轻松完成模具型面的修正。其结果见图3所示，修正后的曲面坚持原有曲面的质量、数量和曲面拓补关系。

2.2采用GSM功用做回弹补偿案例二
. I( q3 n" I# p1 c9 f4 m8 B  t: t如图4所示的产品，在成型中存在回弹，需求对其模型停止修正来消弭回弹对成型的影响。我们需求在坚持改变棱线位置不变的情况下，需求从垂直改变棱线的多个截面上去调整角度来改动模型。

采用GSM的棱线改变功用可以很便当的完成上述修正，其优点如下：

• 只需做出改变棱线，垂直改变棱线的截面会自动产生。
• 垂直改变棱线的截面可以增加或删除，各个截面的角度可以自定义。
  

三、运用TD Compensator 自动回弹补偿

TD Compensator是基于GSM技术开发的用于停止板料回弹补偿的CAD工具。Compensator在FEA和优化模具设计之间搭建了沟通的桥梁，其具有如下优点：

• 它可以完成回弹补偿过程自动化，大大俭省修正模具型面的时间。
• 修正后的型面坚持和原先型面相同的曲面构造和曲面质量。
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将Compensator技术和FEA数据配合运用可以进步模具设计效率，设计师再也不用花费大量时间来重建回弹补偿的曲面 ，其工作过程为图5所示的3个步骤：

• 根据FEA获取成型MESH和回弹MESH。
• 运用Compensator技术自动获取回弹的变形数据以肯定位移区域。
• 采用GSM功用，根据回弹变形数据自动修正CAD模型。
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下面用汽车内板件为例来说明上述的3个过程。
第一步：采用FEA软件获取回弹数据

第二步：Compensator获取FEA的回弹变形数据来肯定位移区域

• 分别从initial mesh和springback mesh中或取节点信息，请求两种mesh的节点数量分歧，且或取的节点逐一对应。
• 计算分析，得出3D变形数据，变形结果保管到新的参考曲面中。
  

第三步：采用GSM功用，根据回弹变形数据自动修正CAD模型

• 模具型面的加工是一个减料的过程，在图8中的【比率】选项中可以调整回弹补偿量。
  

五、完毕语
  h1 b4 T, k) S% i降低模具本钱、处置具有应战性的新材料(如高强度板)，完成回弹补偿过程的自动化等等是当今制造业面临的主要问题之一。Compensator可以在坚持原有曲面的质量上对模具型面停止修正，从而大大减少模具设计工程师修正模型的时间，减少模具试模的次数，极大的进步了模具设计才能，降低了模具设计与制造的本钱。

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有了这软件后，以后修正模型不用烦了，改就是了

向清涛

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