一种冲压模具旋转斜楔旋转轴确定方法与流程

本发明涉及汽车冷冲压模具技术领域，特别涉及一种冲压模具旋转斜楔旋转轴确定方法。

背景技术：

随着汽车工业的发展，汽车外覆盖件的设计愈加趋向于型面复杂化、尺寸大型化。这样的制件在冲压生产中很难一次成型到位，通常需要在后续生产中采用复杂的侧翻边、侧成型工艺。为了实现这样复杂的工艺，在模具结构设计时往往要采用旋转斜楔机构，以保证质量。

但是，在现有技术中，而对于确定旋转斜楔的旋转轴的确定，主要通过操作人员的经验尝试和校核，最终试出合适的旋转轴位置，需要进行不断的试错，费事费力，通过试错的方法轴线位置确定难、耗时长、错误率高。

技术实现要素：

本发明提供一种冲压模具旋转斜楔旋转轴确定方法，解决了或部分解决了现有技术中没有确定旋转斜楔的旋转轴的方法的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种冲压模具旋转斜楔旋转轴确定方法包括：通过划分旋转斜楔的凸模形面，获取旋转斜楔的旋转半径r、旋转斜楔的旋转方向以及冲压相关的危险截面和危险截面线；建立数学模型，获取危险截面线在危险截面内的旋转斜楔的旋转轴的第一投影集合u1及第二投影集合u2；获取以r为半径的旋转斜楔的旋转轴在危险截面内的第三投影集合u3；根据第一投影集合u1、第二投影集合u2及第三投影集合u3，确定旋转斜楔旋转轴的范围集合u；根据旋转斜楔旋转轴的范围集合u进行旋转斜楔旋转轴的范围判定以及旋转斜楔旋转轴的校核，确定旋转斜楔的旋转轴。

进一步地，所述获取危险截面和危险截面线包括：根据冲压工序冲压方向和冲压零件负角区域，选取第一危险截面p1和第二危险截面p2；对所述第一危险截面p1与实体的截面线的圆角进行锐化处理，简化为直线，得到所述第一危险截面p1的第一危险截面线l1；对所述第二危险截面p2与实体的截面线的圆角进行锐化处理，简化为直线，得到所述第二危险截面p2的第二危险截面线l2。

进一步地，所述获取危险截面线在危险截面内的旋转斜楔的旋转轴的第一投影集合u1包括：在第一危险截面p1中，确定第一危险截面线l1的旋转斜楔旋转轴；将第一危险截面线l1投影到第一危险截面p1中，确定第一危险截面线l1的旋转斜楔旋转轴在第一危险截面p1的第一投影集合u1；所述确定第一危险截面线l1的旋转斜楔旋转轴在第一危险截面p1的第一投影集合u1包括：以边界点m为原点，建立直角坐标系；将第一危险截面线l1以拐点为边界，划分为第一危险截面控制线l1,l2,l3,l4；确定第一危险截面控制线l1,l2,l3,l4上的危险点q1,q2,q3,q4；过点q1求得l1的法线方程f1(x)；过点q2求得l2的法线方程f2(x)；过点q3求得l3的法线方程f3(x)；过点q4求得l1的法线方程f4(x)；确定第一危险截面控制线l1,l2,l3,l4所在旋转斜楔的旋转轴所在范围u1,u2,u3,u4；u1＝{(x,y)∣y≥f1(x)}；u2＝{(x,y)∣y≥f2(x)}；u3＝{(x,y)∣y≥f3(x)}；u4＝{(x,y)∣y≥f4(x)}；确定第一危险截面线l1的旋转斜楔的旋转轴在第一危险截面p1所在范围为第一投影集合u1＝u1∩u2∩u3∩u4。

进一步地，所述获取危险截面线在危险截面内的旋转斜楔的旋转轴的第二投影集合u2包括：在第一危险截面p1中，确定第二危险截面线l2的旋转斜楔旋转轴；将第二危险截面线l2投影到第一危险截面p1中，确定第二危险截面线l2的旋转斜楔旋转轴在第一危险截面p1的第二投影集合u2；所述确定第二危险截面线l2的旋转斜楔旋转轴在第一危险截面p1的第二投影集合u2包括：以边界点m为原点，建立直角坐标系；将第二危险截面线l2以拐点为边界，划分为第二危险截面控制线l5,l6,l7,l8；确定第二危险截面控制线l5,l6,l7,l8上的危险点q5,q6,q7,q8；过点q5求得l5的法线方程f5(x)；过点q6求得l6的法线方程f6(x)；过点q7求得l7的法线方程f7(x)；过点q8求得l8的法线方程f8(x)；确定第二危险截面控制线l5,l6,l7,l8所在旋转斜楔的旋转轴所在范围u5,u6,u7,u8；u5＝{(x,y)∣y≥f5(x)}；u6＝{(x,y)∣y≥f6(x)}；u7＝{(x,y)∣y≥f7(x)}；u8＝{(x,y)∣y≥f8(x)}；确定第二危险截面线l2的旋转斜楔的旋转轴在第一危险截面p1所在范围为第二投影集合u2＝u5∩u6∩u7∩u8。

进一步地，所述获取以r为半径的旋转斜楔的旋转轴在危险截面内的第三投影集合u3包括：根据活动凸模边界，确定最远点o,将最远点o投影到第一危险截面p1中；在第一危险截面p1中，确定以原点o为圆心的，半径为r的圆方程f9(x)；以r为半径的旋转斜楔旋转轴在第一危险截面p1的投影集合u3＝{(x,y)∣y＝f9(x)}。

进一步地，所述获取旋转斜楔旋转轴的范围集合u包括：u＝u1∩u2∩u3。

进一步地，所述根据旋转斜楔旋转轴的范围集合u进行旋转斜楔旋转轴的范围判定包括：当则时，则所述旋转斜楔旋转轴无解，结束；当时，则以r为旋转轴半径的所述旋转斜楔旋转轴无解；结束或重选旋转轴半径r1，获取以r1为半径的旋转斜楔的旋转轴在危险截面内的第三投影集合u3；当时，则以r为旋转轴半径的旋转斜楔旋转轴有解，进行旋转斜楔旋转轴的校核。

进一步地，所述旋转斜楔旋转轴的校核包括：在旋转斜楔旋轴范围集合u中任选一点，过该点垂直于第一危险截面p1得到一条旋转斜楔旋转轴k；以旋转轴k为轴，在三维空间中，沿着旋转斜楔工作方向旋转，校核整个旋转斜楔。

进一步地，所述方法还包括：当旋转斜楔旋转轴的校核完毕时，对所述旋转斜楔旋转轴校核结果进行判定；对所述旋转斜楔旋转轴校核结果进行判定包括：判断旋转斜楔在工作方向旋转时是否与零件形面干涉；不干涉，检核结束，旋转轴k即为旋转斜楔的一个旋转轴；若干涉，则补增干涉处第三危险截面pi。

进一步地，所述补增干涉处第三危险截面pi包括：在干涉处增选第三危险截面pi；对所述第三危险截面pi与实体的截面线的圆角进行锐化处理，简化为直线，得到第三危险截面pi的第三截面线li；在第三危险截面pi中，确定第三危险截面线li的旋转斜楔旋转轴；将第三危险截面线li投影到第一危险截面p1中，确定第三危险截面线li的旋转斜楔旋转轴在第一危险截面p1的第四投影集合ui；所述确定第三危险截面线li的旋转斜楔旋转轴在第一危险截面p1的第四投影集合ui包括：以边界点m为原点，建立直角坐标系；将第三危险截面线li以拐点为边界，划分为第三危险截面控制线l10,l11,l12,l13；确定第一危险截面控制线l10,l11,l12,l13上的危险点q10,q11,q12,q13；过点q10求得l1的法线方程f10(x)；过点q11求得l2的法线方程f11(x)；过点q12求得l3的法线方程f12(x)；过点q13求得l1的法线方程f13(x)；确定第一危险截面控制线l10,l11,l12,l13所在旋转斜楔的旋转轴所在范围u10,u11,u12,u13；u10＝{(x,y)∣y≥f10(x)}；u11＝{(x,y)∣y≥f11(x)}；u12＝{(x,y)∣y≥f12(x)}；u13＝{(x,y)∣y≥f13(x)}；确定第三危险截面线li的旋转斜楔的旋转轴在第一危险截面p1所在范围为第四投影集合ui＝u10∩u11∩u12∩u13。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

由于通过划分旋转斜楔的凸模形面，获取旋转斜楔的旋转半径r、旋转斜楔的旋转方向以及冲压相关的危险截面和危险截面线，所以，可以对活动凸模形面范围的进行选择，通过危险截面和截面线简化三维空间问题，问题得到简化，由于建立数学模型，获取危险截面线在危险截面内的旋转斜楔的旋转轴的第一投影集合u1及第二投影集合u2，所以，将问题转化为数学求解过程，此时的旋转斜楔旋转轴在投影面内简化为一个点，即求一个点所在集合的问题，由于获取以r为半径的旋转斜楔的旋转轴在危险截面内的第三投影集合u3，所以，将旋转斜楔旋转轴在投影面内范围进一步约束在半径为r的圆上，旋转斜楔旋转轴在投影面内的集合进一步缩小，由于根据第一投影集合u1、第二投影集合u2及第三投影集合u3，确定旋转斜楔旋转轴的范围集合u，根据旋转斜楔旋转轴的范围集合u进行旋转斜楔旋转轴的范围判定以及旋转斜楔旋转轴的校核，所以，给出了有无旋转斜楔的判定，提升工作效率，通过对旋转斜楔的校核和判定，保证了旋转斜楔旋转轴结果的正确性，确定旋转斜楔的旋转轴，便于确定斜楔旋转轴、耗时短、错误率低，工作效率高。

附图说明

图1为本发明实施例提供的冲压模具旋转斜楔旋转轴确定方法的流程示意图；

图2为图1中冲压模具旋转斜楔旋转轴确定方法的危险截面的示意图；

图3为图1中冲压模具旋转斜楔旋转轴确定方法的第一危险截面线l1的示意图；

图4为图1中冲压模具旋转斜楔旋转轴确定方法的旋转斜楔旋转轴的范围集合u的示意图；

图5为图1中冲压模具旋转斜楔旋转轴确定方法的旋转斜楔旋转轴的旋转斜楔旋转轴示意图；

图6为图1中冲压模具旋转斜楔旋转轴确定方法的旋转斜楔旋转轴校核示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明实施例提供的一种冲压模具旋转斜楔旋转轴确定方法包括以下步骤：

步骤s1,通过划分旋转斜楔的凸模形面1，获取旋转斜楔的旋转半径r、旋转斜楔的旋转方向以及冲压相关的危险截面和危险截面线。

步骤s2,建立数学模型，获取危险截面线在危险截面内的旋转斜楔的旋转轴的第一投影集合u1及第二投影集合u2。

步骤s3,获取以r为半径的旋转斜楔的旋转轴在危险截面内的第三投影集合u3。

步骤s4,根据第一投影集合u1、第二投影集合u2及第三投影集合u3，确定旋转斜楔旋转轴的范围集合u。

步骤s5,根据旋转斜楔旋转轴的范围集合u进行旋转斜楔旋转轴的范围判定以及旋转斜楔旋转轴的校核，确定旋转斜楔的旋转轴。

本申请具体实施方式由于通过划分旋转斜楔的凸模形面1，获取旋转斜楔的旋转半径r、旋转斜楔的旋转方向以及冲压相关的危险截面和危险截面线，所以，可以对活动凸模形面范围的进行选择，通过危险截面和截面线简化三维空间问题，问题得到简化，由于建立数学模型，获取危险截面线在危险截面内的旋转斜楔的旋转轴的第一投影集合u1及第二投影集合u2，所以，将问题转化为数学求解过程，此时的旋转斜楔旋转轴在投影面内简化为一个点，即求一个点所在集合的问题，由于获取以r为半径的旋转斜楔的旋转轴在危险截面内的第三投影集合u3，所以，将旋转斜楔旋转轴在投影面内范围进一步约束在半径为r的圆上，旋转斜楔旋转轴在投影面内的集合进一步缩小，由于根据第一投影集合u1、第二投影集合u2及第三投影集合u3，确定旋转斜楔旋转轴的范围集合u，根据旋转斜楔旋转轴的范围集合u进行旋转斜楔旋转轴的范围判定以及旋转斜楔旋转轴的校核，所以，给出了有无旋转斜楔的判定，提升工作效率，通过对旋转斜楔的校核和判定，保证了旋转斜楔旋转轴结果的正确性，确定旋转斜楔的旋转轴，便于确定斜楔旋转轴、耗时短、错误率低，工作效率高。

详细介绍步骤s1。

步骤s11，确定旋转斜楔凸模形面，初选旋转斜楔旋转半径r,确定旋转斜楔旋转方向。

步骤s12，根据冲压工艺行业标准，划分旋转斜楔凸模形面区域，初选旋转斜楔半径r和旋转方向。

参见图2，获取危险截面和危险截面线包括以下步骤：

步骤s13，根据冲压工序冲压方向和冲压零件负角区域，选取第一危险截面p1和第二危险截面p2，将三维问题转为二维平面问题，便于处理。

步骤s14，对第一危险截面p1与实体的截面线的圆角进行锐化处理，简化为直线，得到第一危险截面p1的第一危险截面线l1，将平面曲线问题转换为平面直线问题，便于处理。

步骤s15，对第二危险截面p2与实体的截面线的圆角进行锐化处理，简化为直线，得到第二危险截面p2的第二危险截面线l2，将平面曲线问题转换为平面直线问题，便于处理。

用危险截面和截面线简化三维空间问题，问题得到简化。

其中，第一危险截面p1和第二危险截面p2是指相互平行的两个面，所求旋转斜楔旋转轴垂直于危险截面。

详细介绍步骤s2。

参见图3，获取危险截面线在危险截面内的旋转斜楔的旋转轴的第一投影集合u1包括以下步骤：

步骤s21，在第一危险截面p1中，确定第一危险截面线l1的旋转斜楔旋转轴；

步骤s22，将第一危险截面线l1投影到第一危险截面p1中，确定第一危险截面线l1的旋转斜楔旋转轴在第一危险截面p1的第一投影集合u1。

详细介绍步骤s22。

确定第一危险截面线l1的旋转斜楔旋转轴在第一危险截面p1的第一投影集合u1包括以下步骤：

步骤s221，以边界点m为原点，建立直角坐标系。

步骤s222，将第一危险截面线l1以拐点为边界，划分为第一危险截面控制线l1,l2,l3,l4。

步骤s223，确定第一危险截面控制线l1,l2,l3,l4上的危险点q1,q2,q3,q4。

步骤s224，过点q1求得l1的法线方程f1(x)；过点q2求得l2的法线方程f2(x)；过点q3求得l3的法线方程f3(x)；过点q4求得l1的法线方程f4(x)。

步骤s225，确定第一危险截面控制线l1,l2,l3,l4所在旋转斜楔的旋转轴所在范围u1,u2,u3,u4。

步骤s226，u1＝{(x,y)∣y≥f1(x)}；u2＝{(x,y)∣y≥f2(x)}；u3＝{(x,y)∣y≥f3(x)}；u4＝{(x,y)∣y≥f4(x)}。

步骤s227，确定第一危险截面线l1的旋转斜楔的旋转轴在第一危险截面p1所在范围为第一投影集合u1＝u1∩u2∩u3∩u4。

获取危险截面线在危险截面内的旋转斜楔的旋转轴的第二投影集合u2包括以下步骤：

步骤s23，在第一危险截面p1中，确定第二危险截面线l2的旋转斜楔旋转轴；

步骤s24，将第二危险截面线l2投影到第一危险截面p1中，确定第二危险截面线l2的旋转斜楔旋转轴在第一危险截面p1的第二投影集合u2。

详细介绍步骤s24。

确定第二危险截面线l2的旋转斜楔旋转轴在第一危险截面p1的第二投影集合u2包括以下步骤：

步骤s241，以边界点m为原点，建立直角坐标系。

步骤s242，将第二危险截面线l2以拐点为边界，划分为第二危险截面控制线l5,l6,l7,l8。

步骤s243，确定第二危险截面控制线l5,l6,l7,l8上的危险点q5,q6,q7,q8。

步骤s244，过点q5求得l5的法线方程f5(x)；过点q6求得l6的法线方程f6(x)；过点q7求得l7的法线方程f7(x)；过点q8求得l8的法线方程f8(x)。

步骤s245，确定第二危险截面控制线l5,l6,l7,l8所在旋转斜楔的旋转轴所在范围u5,u6,u7,u8。

步骤s246，u5＝{(x,y)∣y≥f5(x)}；u6＝{(x,y)∣y≥f6(x)}；u7＝{(x,y)∣y≥f7(x)}；u8＝{(x,y)∣y≥f8(x)}；

步骤s247，确定第二危险截面线l2的旋转斜楔的旋转轴在第一危险截面p1所在范围为第二投影集合u2＝u5∩u6∩u7∩u8。

将问题转化为数学求解过程，此时的旋转斜楔旋转轴在投影面内简化为一个点，即求一个点所在集合的问题。

详细介绍步骤s3。

获取以r为半径的旋转斜楔的旋转轴在危险截面内的第三投影集合u3包括以下步骤：

步骤s31，根据活动凸模边界，确定最远点o,将最远点o投影到第一危险截面p1中。

步骤s32，在第一危险截面p1中，确定以原点o为圆心的，半径为r的圆方程f9(x)。

步骤s33，以r为半径的旋转斜楔旋转轴在第一危险截面p1的投影集合u3＝{(x,y)∣y＝f9(x)}。

将旋转斜楔旋转轴在投影面内范围进一步约束在半径为r的圆上，旋转斜楔旋转轴在投影面内的集合进一步缩小。

详细介绍步骤s4。

参见图4-5，获取旋转斜楔旋转轴的范围集合u包括：

u＝u1∩u2∩u3。

详细介绍步骤s5。

根据旋转斜楔旋转轴的范围集合u进行旋转斜楔旋转轴的范围判定包括以下步骤：

步骤s51，当则时，则旋转斜楔旋转轴无解，结束。

步骤s52，当时，则以r为旋转轴半径的旋转斜楔旋转轴无解；结束或重选旋转轴半径r1，获取以r1为半径的旋转斜楔的旋转轴在危险截面内的第三投影集合u3。

步骤s53，当时，则以r为旋转轴半径的旋转斜楔旋转轴有解，进行旋转斜楔旋转轴的校核。

给出了该零件有无旋转斜楔的判定和进一步修正参数的方法，提升工作效率。

参见图6，旋转斜楔旋转轴的校核包括以下步骤：

步骤s54，在旋转斜楔旋轴范围集合u中任选一点，过该点垂直于第一危险截面p1得到一条旋转斜楔旋转轴k；

步骤s55，以旋转轴k为轴，在三维空间中，沿着旋转斜楔工作方向旋转，校核整个旋转斜楔。

步骤s56，当旋转斜楔旋转轴的校核完毕时，对旋转斜楔旋转轴校核结果进行判定。

对旋转斜楔旋转轴校核结果进行判定包括以下步骤：

步骤s561，判断旋转斜楔在工作方向旋转时是否与零件形面干涉。

步骤s562，不干涉，检核结束，旋转轴k即为旋转斜楔的一个旋转轴；

步骤s563，若干涉，则补增干涉处第三危险截面pi。

详细介绍步骤s563。

补增干涉处第三危险截面pi包括以下步骤：

步骤s5631，在干涉处增选第三危险截面pi。

步骤s5632，对第三危险截面pi与实体的截面线的圆角进行锐化处理，简化为直线，得到第三危险截面pi的第三截面线li。

步骤s5633，在第三危险截面pi中，确定第三危险截面线li的旋转斜楔旋转轴。

步骤s5634，将第三危险截面线li投影到第一危险截面p1中，确定第三危险截面线li的旋转斜楔旋转轴在第一危险截面p1的第四投影集合ui。

详细介绍步骤s5634。

确定第三危险截面线li的旋转斜楔旋转轴在第一危险截面p1的第四投影集合ui包括以下步骤：

步骤s56341，以边界点m为原点，建立直角坐标系。

步骤s56342，将第三危险截面线li以拐点为边界，划分为第三危险截面控制线l10,l11,l12,l13。

步骤s56343，确定第一危险截面控制线l10,l11,l12,l13上的危险点q10,q11,q12,q13。

步骤s56344，过点q10求得l1的法线方程f10(x)；过点q11求得l2的法线方程f11(x)；过点q12求得l3的法线方程f12(x)；过点q13求得l1的法线方程f13(x)。

步骤s56345，确定第一危险截面控制线l10,l11,l12,l13所在旋转斜楔的旋转轴所在范围u10,u11,u12,u13。

步骤s56346，u10＝{(x,y)∣y≥f10(x)}；u11＝{(x,y)∣y≥f11(x)}；u12＝{(x,y)∣y≥f12(x)}；u13＝{(x,y)∣y≥f13(x)}；

步骤s56347，确定第三危险截面线li的旋转斜楔的旋转轴在第一危险截面p1所在范围为第四投影集合ui＝u10∩u11∩u12∩u13。

通过需对旋转斜楔的校核和判定，保证了旋转斜楔旋转轴结果的正确性；对于干涉的旋转斜楔旋，给出了进一步修正的方法。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。