本發(fā)明屬于板料復(fù)雜彎曲成形工藝領(lǐng)域，尤其涉及一種基于極差分析的車窗升降板成形工藝優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
：隨著汽車在生活、生產(chǎn)領(lǐng)域的迅速普及與更新，車窗升降板作為調(diào)節(jié)汽車窗口的重要活動(dòng)零件，其裝配性能和使用性能的好壞直接決定了車窗活動(dòng)的平穩(wěn)性和順滑度，同時(shí)也在很大程度上影響人們的體驗(yàn)感受。由于車窗升降板的結(jié)構(gòu)相對(duì)于其他大型覆蓋件和結(jié)構(gòu)件而言，具有形狀復(fù)雜、曲率變化大、零件裝配尺寸要求高的特點(diǎn)，導(dǎo)致在實(shí)際生產(chǎn)過程中為了獲得質(zhì)量上佳的零件，需要盡可能地減小零件回彈，避免造成零件尺寸精度的下降?，F(xiàn)階段，為了減少零件成形后的回彈量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，常規(guī)的解決方法是在設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)手冊(cè)的指導(dǎo)下完成初始成形工藝方案的設(shè)計(jì)后，進(jìn)行模具制造和試生產(chǎn)，將試生產(chǎn)獲得的零件進(jìn)行裝配和檢測(cè)，判斷零件的裝配性能和質(zhì)量，整個(gè)過程中間無(wú)法預(yù)測(cè)可能存在的缺陷和不足，對(duì)設(shè)計(jì)師經(jīng)驗(yàn)的依賴性較大。一但出現(xiàn)回彈量過大、裝配精度低或零件減薄率較高等問題時(shí)，必須重新設(shè)計(jì)、改進(jìn)原始工藝參數(shù)，并對(duì)應(yīng)修改成形模具的尺寸參數(shù)，再重復(fù)進(jìn)行試生產(chǎn)、裝配和檢測(cè)。整個(gè)工藝設(shè)計(jì)流程周期長(zhǎng)、效率低、時(shí)間和材料成本高，很難滿足當(dāng)前社會(huì)對(duì)快速、高效制造的追求。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種基于極差分析的車窗升降板成形工藝優(yōu)化方法，能夠預(yù)測(cè)復(fù)雜彎曲件存在的缺陷和不足，降低對(duì)設(shè)計(jì)師的依懶性，整個(gè)工藝設(shè)計(jì)流程周期短、效率高、時(shí)間和材料成本降低，實(shí)現(xiàn)快速、高效制造，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種基于極差分析的車窗升降板成形工藝優(yōu)化方法，該方法包括以下步驟：(1)確定優(yōu)化目標(biāo)與優(yōu)化變量：將零件成形前后的最大位移量作為優(yōu)化目標(biāo)，最大位移量小于0.7mm；優(yōu)化變量為板料厚度a、沖壓速度b、摩擦因數(shù)c和模具間隙d；(2)建立有限元模型：根據(jù)車窗升降板復(fù)雜彎曲件的零件圖紙?jiān)趗gnx系統(tǒng)下創(chuàng)建零件的三維模型，并利用布爾求差獲得上模和下模的三維模型，導(dǎo)出.igs格式保存，將.igs文件導(dǎo)入dynaform軟件進(jìn)行板料成形設(shè)置；(3)回彈因素包括板料厚度a、沖壓速度b、摩擦因數(shù)c和模具間隙d，設(shè)計(jì)四因素三水平的正交試驗(yàn)，并采用極差分析法獲得四因素的最佳配合。優(yōu)選的，上述步驟(2)中板料成形設(shè)置選擇無(wú)壓邊成形，定義板料、下模和上模，基于下模創(chuàng)建有限元模型，材料為低碳冷軋熱浸鍍鋅鋼板，牌號(hào)為sgcc，對(duì)應(yīng)dynaform軟件材料庫(kù)japan標(biāo)準(zhǔn)下mediumsgc340(36)材料，設(shè)置板料屬性時(shí)需要特別定義為16號(hào)四點(diǎn)積分單元。本發(fā)明的有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明效果如下：(1)本發(fā)明通過正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法可以輔助進(jìn)行多種成形工藝參數(shù)設(shè)計(jì)與組合，結(jié)合數(shù)值模擬技術(shù)將設(shè)計(jì)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)在cae分析平臺(tái)下進(jìn)行模擬仿真，預(yù)測(cè)在對(duì)應(yīng)的成形工藝參數(shù)下，車窗升降板可能存在的質(zhì)量問題，如是否發(fā)生破裂、起皺，回彈量大小和零件板料減薄率等多重評(píng)價(jià)指標(biāo)，為設(shè)計(jì)人員進(jìn)行參數(shù)的設(shè)計(jì)與修改提供一定指導(dǎo)，正交試驗(yàn)方法主要用來(lái)預(yù)測(cè)零件的回彈缺陷，對(duì)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)下的零件成形工藝參數(shù)和回彈量進(jìn)行極差分析，通過各個(gè)參數(shù)的分析結(jié)果，可以判斷不同成形工藝參數(shù)對(duì)回彈量影響的主次程度，并推薦出一組最佳的成形工藝參數(shù)，使得零件回彈量最小，產(chǎn)品質(zhì)量最好，并進(jìn)一步縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，降低生產(chǎn)成本；(2)本發(fā)明通過正交試驗(yàn)和極差分析方法以及有限元模擬，能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)工藝設(shè)計(jì)流程周期變短、設(shè)計(jì)效率更高、時(shí)間和材料成本降低，實(shí)現(xiàn)快速、高效制造；(3)通過正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及極差分析法，能夠獲得影響車窗升降板回彈因素的主次順序：a2＞b2＞d2＞c3，獲得優(yōu)化變量板料厚度a、沖壓速度b、摩擦因數(shù)c和模具間隙d的最佳配合，優(yōu)化后的成形后的工藝參數(shù)：板料厚度a＝1mm，b＝5000mm/s，c＝0.125，d＝1.15；(4)在dynaform平臺(tái)下對(duì)上述工藝參數(shù)進(jìn)行數(shù)值模擬，預(yù)測(cè)零件回彈，結(jié)果顯示零件產(chǎn)生的最大位移量為0.61mm，小于最大位移量0.7mm，滿足零件的使用和裝配要求；(5)通過正交試驗(yàn)與極差分析方法相結(jié)合可以有效分析零件成形工藝參數(shù)的主次順序，并良好優(yōu)化成形工藝參數(shù)，降低零件缺陷，為實(shí)際生產(chǎn)提供理論依據(jù)。附圖說(shuō)明圖1為車窗升降板復(fù)雜彎曲件三維模型；圖2為有限元模型；圖3為成形工藝參數(shù)下的車窗升降板回彈預(yù)測(cè)。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖及具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步介紹。實(shí)施例：如圖1所示，一種基于極差分析的車窗升降板成形工藝優(yōu)化方法，該方法包括以下步驟：(1)確定優(yōu)化目標(biāo)與優(yōu)化變量：由于研究對(duì)象為復(fù)雜異形彎曲沖壓件，為確保后期整體的裝配精度，將零件成形前后的最大位移量作為優(yōu)化目標(biāo)，最大位移量小于0.7mm即可滿足裝配使用條件，未選擇零件不同截面彎曲角變化量(△θ)作為優(yōu)化目標(biāo)是因?yàn)樵摿慵谘b配過程主要考慮整體尺寸，細(xì)節(jié)尺寸對(duì)裝配精度的影響程度不大；優(yōu)化變量為板料厚度a、沖壓速度b、摩擦因數(shù)c和模具間隙d；表1成形工藝參數(shù)表優(yōu)化變量板料厚度/mm沖壓速度/(m·s-1)摩擦因數(shù)模具間隙代號(hào)abcd注：需要特別明確模具間隙d并不是實(shí)際間隙的寬度，而是相對(duì)板料厚度的倍率。(2)建立有限元模型：根據(jù)車窗升降板復(fù)雜彎曲件的零件圖紙?jiān)趗gnx系統(tǒng)下創(chuàng)建零件的三維模型，如圖1所示，并利用布爾求差獲得上模和下模的三維模型，導(dǎo)出.igs格式保存，將.igs文件導(dǎo)入dynaform軟件進(jìn)行板料成形設(shè)置；板料成形設(shè)置選擇無(wú)壓邊成形，能夠降低模具的制造難度、簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，定義板料、下模和上模，基于下模創(chuàng)建有限元模型，如圖2所示，由于車窗升降板為非受力件，對(duì)材料性能要求較低，材料為低碳冷軋熱浸鍍鋅鋼板，牌號(hào)為sgcc，對(duì)應(yīng)dynaform軟件材料庫(kù)japan標(biāo)準(zhǔn)下mediumsgc340(36)材料，由于數(shù)值模擬的目的在于預(yù)測(cè)零件的回彈缺陷，設(shè)置板料屬性時(shí)需要特別定義為16號(hào)四點(diǎn)積分單元；(3)回彈因素包括板料厚度a、沖壓速度b、摩擦因數(shù)c和模具間隙d，設(shè)計(jì)四因素三水平的正交試驗(yàn)，正交表表頭為l9(34)，因素水平表如表2所示，無(wú)空列，由表2設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案，表2因素水平表并通過數(shù)值模擬獲取回彈試驗(yàn)結(jié)果，如表3所示，表3車窗升降板回彈試驗(yàn)方案與試驗(yàn)結(jié)果在正交試驗(yàn)的結(jié)果分析方法中，極差分析法亦被稱作直觀分析法。由于其計(jì)算簡(jiǎn)便、直觀形象、簡(jiǎn)單易懂的特點(diǎn)，常被用作正交試驗(yàn)結(jié)果分析，簡(jiǎn)稱為r法。表4是車窗升降板回彈實(shí)驗(yàn)結(jié)果的極差分析表，ti表示水平號(hào)為i時(shí)所對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)指標(biāo)和，i＝1、2、3。t是所有指標(biāo)值之和。ti是試驗(yàn)指標(biāo)的平均值，ti＝ti/r，其中r為任一列上個(gè)水平出現(xiàn)的次數(shù)。本實(shí)驗(yàn)中，r＝3。r為極差；表4車窗升降板回彈實(shí)驗(yàn)結(jié)果的極差運(yùn)算分析表通過極差分析可判斷出影響車窗升降板回彈的影響因素主次順序?yàn)閍＞b＞d＞c，優(yōu)化后的工藝參數(shù)組合為a2b2d3c2。表5優(yōu)化后的成形工藝參數(shù)工藝方案abcd試驗(yàn)指標(biāo)參數(shù)1.050000.1251.150.61結(jié)果分析(1)通過正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及極差分析法(方案1)獲得影響車窗升降板回彈因素的主次順序：a2＞b2＞d2＞c3；(2)優(yōu)化后的成形后的工藝參數(shù)：板料厚度a＝1mm，b＝5000mm/s，c＝0.125，d＝1.15；(3)在dynaform平臺(tái)下對(duì)上述工藝參數(shù)進(jìn)行數(shù)值模擬，預(yù)測(cè)零件回彈。結(jié)果顯示零件產(chǎn)生的最大位移量為0.61mm，小于最大位移量0.7mm，滿足零件的使用和裝配要求；(4)驗(yàn)證了doe試驗(yàn)與極差分析方法相結(jié)合可以有效分析零件成形工藝參數(shù)的主次順序，并良好優(yōu)化成形工藝參數(shù)，降低零件缺陷，為實(shí)際生產(chǎn)提供理論依據(jù)。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁(yè)12