ThinkDesign1放回弹教程

一、前言经济全球化的今天，汽车行业的国际竞争日益激烈，近年来各大汽车厂商频频降价，利润日趋单薄。

07年以来，金融风暴袭卷全球，国际汽车行业也遭受重创，尽管国内的汽车市场仍在逆市中保持着强劲的增长势头，但新一轮的优胜劣汰仍不可避免。

这对于国内的汽车厂商来说，是机遇，也是挑战。

要想在复杂多变的经济形势中取胜，汽车厂商必须不断缩短产品上市周期，并不断推出新产品，同时，市场还要求汽车低消耗、更加轻便安全。

这就驱动了汽车制造厂商对于高强度钢、铝合金及复杂合成材料的使用。

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准确性，回弹使按照零件的理论形状设计制造出的模具生产出的零件不符合零件设计的要求。

因此，要想得到符合零件设计要求的形状，就必须改变模具型面的形状，而模具型面的修改有如下的一些问题：传统的模具设计补偿方法是在模具车间现场试模实施，通过人工手动修模实现的，修改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软件来手工修改模具的型面，修改过程是一个费时的、落后的回弹补偿方法，并且修改后的模型曲面质量不好。

工程师通过优化FEA步骤，获得尽可能准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，需要客户花费大量的时间和精力把结果反馈到模具设计的型面修改设计中去。

ThinkDesign早在1979年就在欧洲诞生了，历经近三十年的发展，它已经帮助全球上万家企业解决了设计生产中存在的问题，提高了工作效率。

本文以ThinkDesign软件的GSM功能和专业的回弹补偿模块TD Compensato r为基础，来说明如何轻松解决模具型面的修改问题。

二、使用GSM功能修改模具型面全局形状建模技术（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！它是目前唯一的快速创建和修改的工具，用户在设计的任何阶段都可以迅速准确的进行设计修改，而不必重新建模。

图1为GSM的工具栏，其功能强大，由于篇幅有限，下面仅用两个具体的实例来介绍如何应用GSM的功能来修改模具的型面。

2.1采用GSM功能做回弹补偿案例一对于一些产品的回弹补偿，我们可以根据实际测量或者经验知道需要回弹的补偿量，通过给定的补偿量来修改曲面的形状，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标点或目标线。

采用图1中的高级GSM功能来修改曲面的形状。

在图2中，可以应用ThinkDesign的截面线工具快速的绘制出需要的截面线，然后使用图1中的高级GSM功能就可以轻松完成模具型面的修改。

其结果见图3所示，修改后的曲面保持原有曲面的质量、数量和曲面拓补关系。

2.2采用GSM功能做回弹补偿案例二如图4所示的产品，在成型中存在回弹，需要对其模型进行修改来消除回弹对成型的影响。

我们需要在保持扭转棱线位置不变的情况下，需要从垂直扭转棱线的多个截面上去调整角度来改变模型。

采用GSM的棱线扭转功能可以很方便的完成上述修改，其优点如下：只需做出扭转棱线，垂直扭转棱线的截面会自动产生。

垂直扭转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、使用TD Compensator 自动回弹补偿TD Compensator是基于GSM技术开发的用于进行板料回弹补偿的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：它能够实现回弹补偿过程自动化，大大节省修改模具型面的时间。

修改后的型面保持和原先型面相同的曲面结构和曲面质量。

将Compensator技术和FEA数据配合使用能够提高模具设计效率，设计师再也不必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确定位移区域。

采用GSM功能，根据回弹变形数据自动修改CAD模型。

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的回弹变形数据来确定位移区域分别从initial mesh和springback mesh中或取节点信息，要求两种me sh的节点数量一致，且或取的节点一一对应。

计算分析，得出3D变形数据，变形结果保存到新的参考曲面中。

第三步：采用GSM功能，根据回弹变形数据自动修改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、结束语降低模具成本、处理具有挑战性的新材料(如高强度板)，实现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。

TD Compensator能够在保持原有曲面的质量上对模具型面进行修改，从而大大减少模具设计工程师修改模型的时间，减少模具试模的次数，极大的提高了模具设计能力，降低了模具设计与制造的成本。

Extech多年来一直致力于为制造企业提供最适用的、优秀的、高性价比的解决方案，TD Compensator只是其中的一部分。

其完全拥有自主知识产全的，全集成的，覆盖产品概念设计到制造管理全流程的PLM产品将进一步帮助企业解决设计、生产、管理中出现的各种问题，帮助企业在激烈的市场竞争中始终保持领先地位一、前言随着竞争的激烈，汽车产品更新换代速度加快，相应地要求模具行业缩短模具开发周期，今天，随着高强度钢、铝合金及复杂合成材料等新材料的应用，回弹现象是板料成形过程中常见的缺陷，严重影响了模具的开发周期。

艾克斯特多年来一直为制造业提供整体解决方案及服务的专业化公司，2008年收购了意大利think3公司的技术，针对汽车模具行业推出了全球领先的回弹解决方案-ThinkDesign。

ThinkDesign实现回弹补偿过程的自动化,能够在保持原有曲面的质量上对模具型面进行修改，从而大大减少模具设计工程师修改模型的时间，减少模具试模的次数，极大的提高了模具设计能力，降低了模具设计与制造的成本，帮助客户保持领先地位。

ThinkDesign早在1979年就在欧洲诞生了，历经近三十年的发展，它已经帮助全球上万家企业解决了设计生产中存在的问题，在中国的汽车模具行业也拥有大量的用户。

本文结合用户的实际案例，来说明ThinkDesign在汽车模具设计上的应用。

二、交互式建模（ISM）技术在快速填补曲面孔洞上的应用ISM提供了一种灵活的、革命性的建模手段，允许用户直接修改ThinkDesign构建的有参模型或是导入的无参模型，使用过程中用户不用考虑模型的创建顺序及特征参数。

在汽车模具型面设计中，我们首先需要将产品曲面上的孔洞填补起来。

ISM提供了一种快速填补孔洞的方式，见图2-1所示，该命令有如下特色：★自动侦测需要填充的孔洞。

★孔的边界可以位于多张曲面上。

★填充孔面与边界曲面保持同一连接关系。

★可以选择多个填充孔为一个建立特征。

图2-1 ISM 快速填充孔洞三、GSM（全局形状建模）技术在模具型面修改上的应用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！它是唯一可以在设计的任何阶段对模型进行精确而快速的创建与修改的工具，我们可以在局部或者全局范围应用该技术。

下面通过两个具体的实例来说明GSM功能在模具型面设计与修改上的应用。

3.1采用GSM功能修改破面TD不但提供了IGS、STEP、STL等通用格式的读写支持，而且对于CATIA、UG、Proe等软件，还提供了直接读写接口。

当然，在设计过程中，我们避免不了烂面的问题。

图3-1 自动检测开放边图3-1是ThinkDesign自动检测开放边的工具，我们可以采用GSM功能快速的对其修改，其命令设置步骤如下（命令见图3-2）：1）选择需要修改的对象，修改对象可以是点、线、面、实体、网格。

2）选取需要保留的边界，定义其与相邻曲面的连接关系（G0、G1、G2）。

3）选取成组对应的匹配对象，匹配对象可以是点、线或者交互式模式。

图3-2 GSM功能快速的修改破面3.2采用GSM功能修改回弹图3-3是某车型的顶盖,顶部大面为A面，材料为ST14，料厚0.7mm。

在试模过程中发现存在回弹，需要对产品模型做图3-3所示的修改，采用其他软件需要删除曲面后重新构建，其过程费时费力，下面采用ThinkDesign来完成需要修改的两个任务。

图3-3 汽车顶盖任务一：顶部曲面的修改其修改命令见图3-4所示，在保持与边界连续性的情况下，交互式的拉动顶面中心点向上移动2mm。

修改结果见图3-5，在保证原始A面的情况下对曲面做相应的弹性变形。

图3-4 任务一的修改过程图3-5任务一的修改结果任务二：左侧曲面的修改在模面设计时经常需要根据模拟或试制结果对模具的某一棱边进行一定角度的补偿，这在以往是非常困难的一件事，甚至于有时不得不重新进行模具型面的构建，然而使用GSM棱线扭转命令则可以轻松的扭转模具型面的某一棱边。

其修改命令见图3-6所示，该命令有如下特色：★保持曲面的连接关系。

★根据棱线自动产生扭转截面，扭转截面可以增减。

★可定义各个扭转截面的扭转角度。

图3-6任务二的修改过程图3-7任务二的修改结果四、自动回弹补偿（Compensator）在回弹处理上的应用通常，企业采用试模或CAE两种方法来预防回弹，这两种方法都存在一个耗时费力的问题，那就是如何快速的根据试模或CAE的数据来修改模具型面。

Compensator是基于GSM技术开发的用于进行板料回弹补偿的CAD工具，它提供了上述两种问题的解决方法，其具有如下优点：★它能够实现回弹补偿过程自动化，大大节省修改模具型面的时间。

★修改后的型面保持和原先型面相同的曲面拓补结构和曲面质量。

★不需要逆向过程下面通过实例将Compensator的两种解决方法做个说明。

4.1采用实物验证法修改回弹实物验证法是根据测量实物的点数据来修改3D模型，Co mpensator的处理步骤如下：1）通过三坐标测量仪或白光测量仪获取实物上的点数据，根据ThinkDesign的对齐命令对齐点云和3D 曲面。

图4-1 点云与曲面对齐2）在ThinkDesign中将点云和3D曲面Mesh。

图4-2 点云mesh图4-3 曲面mesh3）通过对比点云和曲面的Mesh自动获取变形数据图4-4自动获取变形数据4）应用GSM命令完成产品的回弹修改图4-5 GSM命令完成产品的回弹修改的结果4.2采用FEA-MESH修改回弹将Compensator技术和FEA数据配合使用能够提高模具设计效率，设计师再也不必花费大量时间来重建回弹补偿的曲面，其过程如下：1）根据FEA获取initial mesh和springback mesh。