(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210905139.5 (22)申请日 2022.07.29 (71)申请人 中国第一汽车股份有限公司 地址 130011 吉林省长 春市长春汽车经济 技术开发区新红旗大街1号 申请人 一汽模具制造有限公司 (72)发明人 纪淡泊　寇彦方　张太明　 (74)专利代理 机构 长春吉大专利代理有限责任 公司 22201 专利代理师 杜森垚 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 113/22(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种空间桁架结构模具铸件设计方法 (57)摘要 本发明公开了一种空间桁架结构模具铸件 设计方法， 包括以下步骤： 对给定的制件进行工 艺分析， 确定斜楔的工作方向及整形修边方向； 确定斜楔驱动角度， 绘制行程线 图； 设计空间桁 架铸件结构： 设计主框架单元； 设计辅助单元； 设 计连接部分； 对设计的空间桁架铸件结构进行 CAE结构强度分析及功能验证； 根据强度分析及 功能验证结果对空间桁架铸件结构进行优化。 权利要求书2页 说明书5页 附图5页 CN 115292838 A 2022.11.04 CN 115292838 A 1.一种空间桁架结构模具铸件设计方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1.对给定的制件进行工艺分析， 确定斜楔的工作方向及整形修 边方向； S2.确定斜楔驱动角度， 绘制行程线图； S3.设计空间桁架铸件结构： S31.设计主框架单 元； S32.设计辅助单 元； S33.设计连接 部分； S4.对步骤S3设计的空间桁架铸件结构进行CAE结构强度分析及功能验证； S5.根据步骤S4的强度分析及功能验证结果对空间桁架铸件结构进行优化。 2.如权利要求1所述的一种空间桁架结构模具铸件设计方法， 其特征在于， 所述步骤S1 包括： S11.根据产品结构面方向， 考虑冲压过程中的制件回弹， 回弹角1～3 °， 确定最终斜楔 的工作方向； 结合CAE分析 软件进行效果验证与确认， 选择翻边/整形 方向； S12.根据产品结构面方向， 考虑冲压过程中的制件回弹， 回弹角1～3 °， 修边的工作方 向与产品结构面法向角度小于15 °， 确定最终修 边方向。 3.如权利要求1所述的一种空间桁架结构模具铸件设计方法， 其特征在于， 所述步骤S2 包括： S21.设定斜楔驱动角β： 斜楔驱动角β 的设定原则为： H:L＝(1.07 ‑1.14):1， 其中， H为斜 楔竖直方向设定行程， L为斜楔工作方向设定行程； 斜楔工作方向设定行程L根据前工序制 件型面及本 工序斜修边工作内容确定； S22.根据斜楔工作角 α 和斜楔驱动角 β 设定图， 确定斜楔驱动角度β； S23.绘制行程线图。 4.如权利要求3所述的一种空间桁架结构模具铸件设计方法， 其特征在于， 所述步骤 S21中， 斜楔工作方向设定行程 L的设定原则为： L＝L1+(10～15)m m； L1为实际所需工作行程； 斜楔模具各部件工作顺序为： 填充滑块到位 →竖直压料 →斜压料→斜楔工作； 对应的 工作行程关系为： 填充滑块行程H2>垂直压料 行程H1>斜楔竖直方向设定行程H； 对于前工序制件回弹较大的模具， 各部件工作顺序未： 竖直压料 →填充滑块到位 →斜 压料→斜楔工作； 对应的工作行程关系 为： 垂直压料行程H1>填充滑块行程H2>斜楔竖直方 向设定行程H 。 5.如权利要求1所述的一种空间桁架结构模具铸件设计方法， 其特征在于， 所述步骤 S31设计主框架单元包括： 成形分离载荷 的主承力结构用铸件筋板， 包括垂直载荷下加筋 板； 侧向载荷用三角形、 梯形筋板结构。 6.如权利要求1所述的一种空间桁架结构模具铸件设计方法， 其特征在于， 所述步骤 S32设计辅助单元包括： 用铸件筋板设计驱动导滑面、 底部导滑面、 回程Spring、 缓冲限位 面、 反侧结构， 集中布置形成斜楔辅助单 元。 7.如权利要求6所述的一种空间桁架结构模具铸件设计方法， 其特征在于， 所述步骤 S32设计辅助单 元还包括： 设计斜楔两端导向盖 板、 返楔钩、 翻转 孔。 8.如权利要求1所述的一种空间桁架结构模具铸件设计方法， 其特征在于， 所述步骤权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115292838 A 2S33设计连接部分包括： 各个单元之间设置圆筋、 长圆筋、 斜拉筋连接： 首先设置空间点， 然 后用截面 为圆形或者长圆形的杆组成空间桁架结构， 将各 单元连接好。 9.如权利要求1所述的一种空间桁架结构模具铸件设计方法， 其特 征在于， 所述 步骤 S4包括： S41.模型前期预处理:去除现有铸件结构尖角、 死腔、 缝隙， 达到分析条件； 给现有结构 模型预处理， 例如添加材 料； S42.进入CAE强度分析 软件： ①选择静态分析； ②对零件几何体进行网格划分， 设置网格参数， 定义网格大小； ③赋予零件为3D实体属性； ④分析受力状态， 施加载荷： 工作场景： 分析零件实际工作状态， 简化受力状态， 将与下底板导板导滑的导滑面夹 持， 将上底板导板导滑的导滑面夹持， 在工作型面上施加均布载荷， 施加重力加速度； 起吊及翻转场景： 零件在起吊和翻转时， 将起吊螺纹孔夹持， 施加重力加速度； S43.读取应力、 位移结果。 10.如权利要求1所述的一种空间桁架结构模具铸件设计方法， 其特征在于， 所述步骤 S5中， 如果步骤S4的CAE分析结果不满足强度或者功能要求， 从以下三方面对结构进行优 化： ①增强变形严重、 危险点附近铸件强度； ②优化杆件间节点、 调整杆布置密度； ③增大杆截面面积。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115292838 A 3