[發明專利]一種基于方差分析的車窗升降板成形工藝優化方法

在審

• 申請號: 201710247306.0
• 申請日: 2017-04-15
• 公開（公告）號: CN107092745A
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 王莉媛;梅益;楊幸雨;孫全龍;朱春蘭;劉闖
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所52100
• 代理人: 吳無懼

技術領域

本發明屬于SGCC板料復雜彎曲成形工藝領域，尤其涉及一種基于方差分析的車窗升降板成形工藝優化方法。

背景技術

隨著汽車在生活、生產領域的迅速普及與更新，車窗升降板作為調節汽車窗口的重要活動零件，其裝配性能和使用性能的好壞直接決定了車窗活動的平穩性和順滑度，同時也在很大程度上影響人們的體驗感受。由于車窗升降板的結構相對于其他大型覆蓋件和結構件而言，具有形狀復雜、曲率變化大、零件裝配尺寸要求高的特點，導致在實際生產過程中為了獲得質量上佳的零件，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。

現階段，為了減少零件成形后的回彈量，提高產品質量，常規的解決方法是在設計經驗和相關手冊的指導下完成初始成形工藝方案的設計后，進行模具制造和試生產，將試生產獲得的零件進行裝配和檢測，判斷零件的裝配性能和質量，整個過程中間無法預測可能存在的缺陷和不足，對設計師經驗的依賴性較大。一但出現回彈量過大、裝配精度低或零件減薄率較高等問題時，必須重新設計、改進原始工藝參數，并對應修改成形模具的尺寸參數，再重復進行試生產、裝配和檢測。整個工藝設計流程周期長、效率低、時間和材料成本高，很難滿足當前社會對快速、高效制造的追求。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種基于方差分析的車窗升降板成形工藝優化方法，能夠預測復雜彎曲件存在的缺陷和不足，降低對設計師的依懶性，整個工藝設計流程周期短、效率高、時間和材料成本降低，實現快速、高效制造，以解決上述現有技術中存在的問題。

本發明采取的技術方案為：一種基于方差分析的車窗升降板成形工藝優化方法，該方法包括以下步驟：

(1)確定優化目標與優化變量：將零件成形前后的最大位移量作為優化目標，最大位移量小于0.7mm；優化變量為板料厚度A、沖壓速度B、摩擦因數C和模具間隙D；

(2)建立有限元模型：根據車窗升降板復雜彎曲件的零件圖紙在UG NX系統下創建零件的三維模型，并利用布爾求差獲得上模和下模的三維模型，導出.igs格式保存，將.igs文件導入dynaform軟件進行板料成形設置；

(3)回彈因素包括板料厚度A、沖壓速度B、摩擦因數C和模具間隙D，設計四因素三水平的正交試驗，通過重復正交試驗進行二次驗證，重復次數S＝3，并采用方差分析法獲得四因素的最佳配合。

優選的，上述步驟(2)中板料成形設置選擇無壓邊成形，定義板料、下模和上模，基于下模創建有限元模型，材料為低碳冷軋熱浸鍍鋅鋼板，牌號為SGCC，對應Dynaform軟件材料庫Japan標準下medium SGC340(36)材料，設置板料屬性時需要特別定義為16號四點積分單元。

本發明的有益效果：與現有技術相比，本發明效果如下：

(1)本發明通過重復正交試驗設計方法可以輔助進行多種成形工藝參數設計與組合，結合數值模擬技術將設計的試驗數據在CAE分析平臺下進行模擬仿真，預測在對應的成形工藝參數下，車窗升降板可能存在的質量問題，如是否發生破裂、起皺，回彈量大小和零件板料減薄率等多重評價指標，為設計人員進行參數的設計與修改提供一定指導，本重復正交試驗設計方法主要用來預測零件的回彈缺陷；對試驗設計下的零件成形工藝參數和回彈量進行方差分析，通過各個參數的分析結果，可以判斷不同成形工藝參數對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，使得零件回彈量最小，產品質量最好。并進一步縮短產品的開發周期，降低生產成本。

(2)本發明通過重復正交試驗和方差分析方法以及有限元模擬，能夠實現整個工藝設計流程周期變短、設計效率更高、時間和材料成本降低，降低修模、試模次數，實現快速、高效制造；

(3)通過重復正交試驗設計及極差分析法，能夠獲得影響車窗升降板回彈因素的主次順序：B₂＞D₃＞C₂＞A₁，獲得優化變量板料厚度A、沖壓速度B、摩擦因數C和模具間隙D的最佳配合，優化后的成形后的工藝參數：板料厚度A＝0.9mm，B＝5000mm/s，C＝0.125，D＝1.15；

(4)根據車窗升降板的使用要求及材料性能，零件減薄率不高于25％。經核算，最小厚度為t_min＝0.675mm，根據預測結果可知，在該工藝參數下的最小厚度為t＝0.72mm，大于最小厚度，滿足零件的使用和裝配要求；