橡皮囊模具快速回弹补偿系统关键算法研究
                                                       叶春
                                     (东南大学机械工程学院，江苏 南京211189)
    为了解决钣金成形后的回弹问题，提出一种基于模具型面的快速回弹补偿算法，能够直接在模具型面上完成回弹补偿。首先，对模具型面上的回弹曲线进行自动识别，并根据型面的回弹规律对曲线进行回弹补偿；其次，对补偿后曲线进行拟合，完成新的回弹补偿曲面；最后，通过对模具胎体的分割，完成模具胎体的回弹补偿。利用CATIA提供的API接口，开发出橡皮囊模具快速回弹补偿系统，大幅提高了模具的设计效率。

1橡皮囊模具回弹补偿原理
    回弹现象在橡皮囊成形钣金中普遍存在，其放大了钣金零件的制造误差，如果不加以控制会给钣金零件的后续装配带来极大不便。回弹现象主要是由于板料弯曲成形后的残余应力引起的，如图1(a)、图1(b)所示，通过加压或者延长冲压时间并不能很好地解决这个问题。目前主要通过对原始模的修正补偿解决钣金回弹问题，如图1(c)、图1(d)所示，补偿模的修正量β跟钣金回弹量α呈正相关。

    采用位移调整法(Displacement Adjustment Method)，将钣金回弹量反馈给模具胎体，通过迭代计算确定最终回弹补偿值，其适用于一般形式的钣金零件。文献［4］介绍了几种常用的迭代补偿方法，并通过对比提出一种加速收敛方法，采用有限元软件ABAQUS进行数值模拟，并用数值处理软件MATLAB进行了结果分析。文献［5］针对曲弯边钣金回弹问题，通过试验提出一种回弹角快速预测方法，并将预测回弹角转化成模具型面对应网格节点的位移，如图2所示，最终实现整个模具网格的回弹补偿。该方法无需对板料进行数值模拟，从而节省了大量的数值计算时间。本文针对一般的橡皮囊钣金冲压模具，提出一种基于模面的回弹补偿算法，直接利用模具型面上的曲线、曲面进行逆向补偿，实现模具胎体的快速回弹补偿，并利用CATIA提供的API接口，完成模具快速回弹补偿系统的设计，简化了修模过程。

作者简介：叶春（1988—），男，河南信阳人，东南大学硕士研究生，主要研究方向为先进制造系统理论与技术。

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