汽车覆盖件拉延成形工艺参数多目标优化

发布时间：2021-07-06 08:31

　　针对汽车覆盖件拉延成形中容易产生起皱、破裂、拉延不充分的问题,以汽车引擎盖外板为例,提出了一种正交试验设计和二次多项式逐步回归相结合的多目标优化方法。首先,运用单因素变量法研究了工艺参数对拉延成形质量的影响,得出主要影响因素;其次,针对各因素进行正交试验设计,应用二次多项式逐步回归法对试验数据进行拟合,得到二次多项式代理模型,并对代理模型精度进行分析;然后,构造多目标优化模型,以加权函数最小为优化目标,得出在保证拉延成形充分的前提下,最大增厚率的最小值以及所对应的工艺参数组合;最后,应用优化后的工艺参数进行模拟仿真,获得了良好的拉延成形效果。研究结果表明,使用优化后的工艺参数进行试模,获得的引擎盖外板的最大减薄率为16. 837%,最大增厚率为10. 171%,成形质量较好;应用基于正交试验设计和二次多项式逐步回归的多目标优化方法够控制和预测成形质量、减少试模次数、降低生产成本,为此类零件的研究提供了参考,具有指导和借鉴意义。 

【文章来源】：锻压技术. 2020,45(07)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

各因素对最大减薄率的影响

以汽车引擎盖外板为研究对象，引擎盖外板的三维模型如图1所示。该零件属于汽车外观件，具有尺寸大、造型复杂、表面质量要求高等特点。根据汽车覆盖件技术的要求，零件成形后的最大减薄率低于25%，最大增厚率低于5%，零件没有起皱、破裂、拉延不充分等冲压缺陷[12]。引擎盖外板的冲压成形工艺主要包括落料、拉延、修边、冲孔、翻边、整形等。其中，拉延成形工序是确保汽车引擎盖外板成形质量最重要的工序。该工件采用的材料为冷轧钢板DC04，厚度为0.8 mm。材料性能参数为:屈服强度为204 MPa，抗拉强度为357.8 MPa，硬化指数为0.211，各项异性系数为1.62，密度为7.85 g·cm-3，杨氏模量为2.07×105MPa，泊松比为0.3。

采用单因素变量法来研究各工艺参数对拉延成形极限、最大减薄率Y1和最大增厚率Y2的影响，确定拉延成形质量的主要影响因素及其水平范围。选取压边力A、摩擦系数B、冲压速度C、凸凹模间隙D、拉延筋高度E、拉延筋宽度F、拉延筋槽间隙G、拉延筋槽圆角半径H这8个工艺参数作为影响因素，以得到成形较好的冲压零件为目标，最大减薄率超过25%则判定冲压件破裂，最大增厚率超过5%则判定冲压件起皱，冲压件是否拉延充分则通过成形极限图来判定。各因素对最大减薄率的影响如图3所示，对最大增厚率的影响如图4所示。其中，A1～A5表示压边力取值，B1～B5表示摩擦系数取值，C1～C5表示冲压速度取值，D1～D5表示凸凹模间隙取值，E1～E5表示拉延筋高度取值，F1～F5表示拉延筋宽度取值，G1～G5表示拉延筋槽间隙取值，H1～H5表示拉延筋槽圆角半径取值。图3 各因素对最大减薄率的影响

【参考文献】：
期刊论文
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[2]基于遗传算法的防撞钢梁热冲压成形工艺优化[J]. 林浩波,刘军辉,吴立国.  塑性工程学报. 2019(05)
[3]某汽车后地板横梁冲压成形数值模拟及参数优化[J]. 莫明立.  锻压技术. 2019(06)
[4]基于Dynaform的铝合金汽车地板梁成形分析及工艺参数优化[J]. 臧其其,闫华军,张双杰,马世博.  塑性工程学报. 2019(02)
[5]基于评价函数的车身覆盖件成形工艺参数优化[J]. 李雷.  锻压技术. 2018(11)
[6]基于CAE和灰色关联的汽车前门外板冲压成形工艺参数多目标优化[J]. 朱超,王雷刚,黄瑶.  锻压技术. 2018(08)
[7]汽车C柱内板上段拉延成形工艺优化[J]. 祝阳,王匀,刘克素,唐书浩.  锻压技术. 2018(06)
[8]基于Autoform软件的冲压成形工艺参数优化[J]. 周均,王勇.  兵器材料科学与工程. 2017(01)
[9]基于响应面法的拉延成形参数优化[J]. 熊煜,周杰,王辉,向荣,陶亚平.  兵器材料科学与工程. 2016(05)
[10]基于GS理论和神经网络遗传算法函数寻优的板料成形优化[J]. 熊文韬,刘泓滨,李华文.  机械设计与研究. 2016(02)



本文编号：3267900