[发明专利]一种用于成形槽形件的模具型面的设计方法

摘要

一种用于成形槽形件的模具型面的设计方法，提取零件的内型面M，制作所提取零件内型面的截面线Pj，并依次通过各修正基点对各截面线Pj进行修正，得到新的各截面线。对得到的各截面线进行曲面拟合，得到新的模具外型面。利用本实施例确定的模具外型面成形的槽形件的最大变形量由1.5mm减小到0.2mm，满足了零件设计要求。与传统技术相比，由于本发明在模具型面设计时将零件成形后的回弹变形考虑在内，避免了传统方法直接提取复合材料槽型零件内形面作为模具型面进行复合材料零件制造时所带来的零件尺寸不满足设计要求的问题，减少了后续模具的修模次数，从而降低了生产制造成本，提高了生产效率。

主权项

一种用于成形槽形件的模具型面的设计方法，其特征在于，具体实施步骤如下：步骤一，提取复合材料零件内型面M；步骤二，制作复合材料零件内型面M的截面线Pj；制作所述零件内型面M的截面线Pj时，沿所述复合材料零件内型面M的长度方向依次做垂直平面Ni，i＝1～n，n＝50；分别得到各垂直平面与内型面M的截面线Pj，j＝1～n；n＝50；步骤三，确定各截面线Pj上的各修正基点：步骤四，通过修正各截面线Pj确定修正后的各截面线Qj：在确定修正后的各截面线Qj时，依次通过各修正基点修正各截面线Pj，得到新的各截面线Qj，具体过程是：第一步，作截面线P1上的修正基点K1,n/2在该侧壁板上的切线，并使该切线与底板的水平延长线相交，得到交点B1,n/2；设所述的一个侧壁板的圆角与底板相切处为A点；所述的A点与第n个修正基点K1,n重合；第二步，作切点A与交点B1,n/2的连线，得到线段作交点B1,n/2与修正基点K1,n/2的连线，得到线段将线段与线段的夹角作为模具底板与侧壁板的初始角度θ1,n/2；对所述零件底板与侧壁板的初始角度θ1,n/2进行修正，修正的角度为△θ1,n/2；所述△θ1,n/2即为零件成形后侧壁板回弹收缩的角度；根据公式(1)确定△θ1,n/2：式中：θ1,n/2为复合材料零件底板与侧壁板的初始角度，△θ1,n/2为修正角度，△T为成形过程温度变化范围，aL为复合材料纤维方向热膨胀系数，aT为复合材料厚度方向热膨胀系数，为复合材料纤维方向化学收缩系数，为复合材料厚度方向化学收缩系数；第三步，将线段以交点B1,n/2为圆心顺时针旋转△θ1,n/2，得到线段所述线段中的点K'1,n/2即为待成形槽形件模具型面的一个侧壁板上的修正点；第四步，不断重复所述的第一步至第三步，依次得到截面线P1模具一侧侧壁板上的修正点K'1,1～K'1,n；第五步，按照步骤三中的方法，在截面线P1处的另一侧侧壁板上自下而上确定50个修正基点K1,d；所述d为第d个修正基点K，d＝1～50；所述各相邻的修正基点之间的间距均等；第六步，按照本步骤中所述第一步至第四步的方法，依次作出模具另一侧侧壁板上第一个截面线P1的修正点K'1,1～K'1,n；至此确定了垂直截面N1的截面线P1上的各修正点；第七步，对得到的垂直截面N1的截面线P1两侧侧壁板上的各修正点进行曲线拟合，得到两侧侧壁板的新的截面线Q1，并使得到两侧侧壁板的新的截面线Q1的圆角端分别与截面线中的底板光滑过渡；第八步，按照步骤三中确定的分别位于各截面线Pj处的两侧侧壁板上的各修正基点Kj,d，按照本步骤第一步至第六步所述的方法，依次确定各截面线Pj的各修正点，j＝2～n；第九步，按照本步骤第七步所述的方法，对得到的其余垂直截面Ni的截面线Pj两侧侧壁板上的各修正点进行曲线拟合，得到两侧侧壁板的新的截面线Qj，并使得到各两侧侧壁板的新的截面线Qj的圆角端分别与各截面线中的底板光滑过渡；所述的i＝2～n；所述的j＝2～n；至此，确定了垂直截面Ni上的新的截面线Qj；所述j＝1～n；步骤五，确定模具最终外型面M1对得到的各截面线Qj利用UG 7.0软件中的拟合曲线组的方法进行曲面拟合，得到新的模具外型面M1；所述j＝1～n；步骤六，加工模具按照得到的新的模具外型面M1加工模具。