梯形拉延筋设计方法与流程

本发明涉及机械制造工艺，具体涉及一种梯形拉延筋设计方法。

背景技术：

1、汽车覆盖件冲压零件离不开拉延造型设计，拉延筋的设计是零件工艺造型设计必不可少的重要环节，特别是梯形拉延筋的设计，占用了设计大量工作时间，操作繁琐，严重影响设计人员工作效率。

2、过去梯形拉延筋设计都采用手工设计，每一个梯形拉延筋设计都要经历：复制压料面-向上移动复制压料面，生成筋的高度面，拉伸筋中心线同时向左右偏置半个筋宽距离形成截面为矩形筋实体，以复制的拉延型面对筋实体做裁剪，对两侧面顶边再倒6度的拔模角形成梯形实体，再在两顶边作倒圆，生成梯形筋与压料面作倒圆，最终形成梯形拉延筋。

3、该方法为手工设计，需要设计人员一步一步操作，设计工作量大，每个梯形拉延筋都要重复这样的步骤，花费大量的设计时间；同时手工设计，设计者对标准不是很理解，造型步骤和方法有所不同，导致会设计成不同的梯形拉延筋结构，梯形筋形状尺寸得不到保证、其准确性较差，直接影响到工艺面的质量和加工效率，影响到整个模具设计的质量和设计周期。

4、即，现有技术中，具体存在以下技术问题：

5、1、拉延筋高度不准问题：如图8所示，压料面l1向上移动距离l3生成梯形顶面l2，会与梯形筋要求高度l4不相等，随着压料面与水平面夹角a1的不同高度差也有所不同(l3>l4)，夹角越大，误差越大，除非压料面都是水平面a1＝0，l3＝l4；

6、2、拉延筋宽度不准问题：如图9所示，传统做法偏置中心线拉伸筋宽度b1b2，与筋要求宽度a1a2不相等，随着压料面与水平面夹角a1的不同高度差也有所不同，夹角越大，误差越大，除非压料面都是水平面a1＝0；

7、3、压料面与梯形筋侧壁成锐角问题：如图10所示，当压料面与水平夹角a1>6度时，梯形拉延筋凹模口夹角a2为锐角(a2<90),存在板料流入困难风险；

8、4、梯形筋顶面是由压料面平移而成，面的数量较多，光顺性较差；

9、5、传统拉延筋设计步骤多；

10、6、梯形拉延筋设计周期长，效率低。

技术实现思路

1、本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种梯形拉延筋设计方法，通过两次扫掠方法解决了传统梯形拉延筋设计中出现的问题，能够根据用户输入的相关参数自动完成以上拉延筋的设计，有利于缩短筋设计周期，降低设计成本，且设计精度高。

2、为实现上述目的，本发明所涉及的梯形拉延筋设计方法，包括如下步骤：

3、a)输入设计数据：包括压料面、拉延筋的中心线、冲压方向、宽度、高度、上圆角半径、下圆角半径和凸凹筋间隙值；

4、b)生成矩形筋截面线：以拉延筋的中心线起点为原点，拉延筋的中心线过原点的切矢为z轴，压料面过原点的法矢为y轴创建第一工作坐标系，在第一工作坐标系的xy平面根据拉延筋的宽度和高度创建矩形方框线；

5、c)生成矩形筋扫掠体：以所述步骤b)创建的矩形方框线为截面，拉延筋的中心线为引导线创建矩形筋扫掠体；

6、d)生成梯形筋拔模角截面线：在第一工作坐标系的xy平面创建第一矩形框线和第二矩形框线，以拉延筋的中心线起点为坐标原点、拉延筋的中心线过原点的切矢为z轴、冲压方向为y轴创建第二工作坐标系，过矩形方框线的底边线两端点创建与y轴成6度的直线，与第一矩形框线求交生成第一直线和第二直线，形成第一封闭四边形和第二封闭四边形；

7、e)生成梯形筋拉延筋：将第二矩形框线、第一封闭四边形和第二封闭四边形分别作为截面，拉延筋的中心线为引导线创建三个扫掠体，将三个扫掠体合并为一个凹形扫掠体，避免单个裁剪矩形体出错，最后将步骤c)生成的矩形筋扫掠体与凹形扫掠体作减，生成梯形筋，解决了梯形筋两侧面与压料面是锐角的问题；

8、f)梯形筋倒圆并生成间隙面：对梯形筋四个角边进行倒圆处理，按照上圆角半径进行顶角边倒圆，按照下圆角半径进行梯形两侧面与压料面倒圆，生成梯形筋面，通过凸凹筋间隙值偏置梯形筋面，倒圆角生成间隙面，完成梯形筋设计。

9、优选地，所述步骤b)中，在xy平面中，以y轴为对称轴，原点为中心点，x轴方向为拉延筋宽度方向，y轴方向为拉延筋高度方向创建所述矩形方框线。

10、优选地，所述步骤c)中，定位方法采用压料面法矢方向定位,能够保证矩形筋的底面与压料面保持一致，确保矩形筋的高度为给定值，此方法解决了矩形筋高度不一致和拉延筋入口为锐角两个问题。

11、优选地，所述步骤d)中，第一矩形框线的宽度为矩形方框线宽度的4倍，高度为矩形方框线宽度的4倍，第二矩形框线的宽度为矩形方框线宽度的3倍，高度为矩形方框线宽度的1倍。

12、优选地，所述步骤e)中，创建扫掠体的定位方法采用坐标轴z轴方向定位，能够保证拔模角与冲压方向保持6度角关系，保证压料面角度变化不会影响到拉延筋成负角。

13、本发明与现有技术相比，具有以下优点：

14、1、只需预先设置了梯形拉延筋的相关参数，就可以自动生成梯形拉延筋，有效减少了设计输入工作量；

15、2、使用两种不同的扫掠方法生成梯形拉延筋，解决了传统梯形拉延筋设计尺寸不准确的问题；

16、3、使用扫掠生成的筋面数量少，质量高；

17、4、能自动生成梯形拉延筋，还能自动生成间隙面；

18、5、减少了设计人员操作步骤；

19、6、使用该方法将原来梯形拉延筋设计需要30分钟才能完成的任务在3分钟内就能完成，缩短了设计时间90％。

技术特征：

1.一种梯形拉延筋设计方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.如权利要求1所述梯形拉延筋设计方法，其特征在于：所述步骤b)中，在xy平面中，以y轴为对称轴，原点为中心点，x轴方向为拉延筋宽度方向，y轴方向为拉延筋高度方向创建所述矩形方框线。

3.如权利要求1所述梯形拉延筋设计方法，其特征在于：所述步骤c)中，定位方法采用压料面法矢方向定位。

4.如权利要求1所述梯形拉延筋设计方法，其特征在于：所述步骤d)中，第一矩形框线的宽度为矩形方框线宽度的4倍，高度为矩形方框线宽度的4倍，第二矩形框线的宽度为矩形方框线宽度的3倍，高度为矩形方框线宽度的1倍。

5.如权利要求1所述梯形拉延筋设计方法，其特征在于：所述步骤e)中，创建扫掠体的定位方法采用坐标轴z轴方向定位。

技术总结
本发明涉及机械制造工艺技术领域，公开了一种梯形拉延筋设计方法，包括如下步骤：输入设计数据；生成矩形筋截面线；生成矩形筋扫掠体；生成梯形筋拔模角截面线；生成梯形筋拉延筋；梯形筋倒圆并生成间隙面。本发明梯形拉延筋设计方法，通过两次扫掠方法解决了传统梯形拉延筋设计中出现的问题，能够根据用户输入的相关参数自动完成以上拉延筋的设计，有利于缩短筋设计周期，降低设计成本，且设计精度高。

技术研发人员：胡海,罗京
受保护的技术使用者：东风模具冲压技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15