[发明专利]一种基于方差分析的车窗升降板成形工艺优化方法

说明书

技术领域

本发明属于SGCC板料复杂弯曲成形工艺领域，尤其涉及一种基于方差分析的车窗升降板成形工艺优化方法。

背景技术

随着汽车在生活、生产领域的迅速普及与更新，车窗升降板作为调节汽车窗口的重要活动零件，其装配性能和使用性能的好坏直接决定了车窗活动的平稳性和顺滑度，同时也在很大程度上影响人们的体验感受。由于车窗升降板的结构相对于其他大型覆盖件和结构件而言，具有形状复杂、曲率变化大、零件装配尺寸要求高的特点，导致在实际生产过程中为了获得质量上佳的零件，需要尽可能地减小零件回弹，避免造成零件尺寸精度的下降。

现阶段，为了减少零件成形后的回弹量，提高产品质量，常规的解决方法是在设计经验和相关手册的指导下完成初始成形工艺方案的设计后，进行模具制造和试生产，将试生产获得的零件进行装配和检测，判断零件的装配性能和质量，整个过程中间无法预测可能存在的缺陷和不足，对设计师经验的依赖性较大。一但出现回弹量过大、装配精度低或零件减薄率较高等问题时，必须重新设计、改进原始工艺参数，并对应修改成形模具的尺寸参数，再重复进行试生产、装配和检测。整个工艺设计流程周期长、效率低、时间和材料成本高，很难满足当前社会对快速、高效制造的追求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于方差分析的车窗升降板成形工艺优化方法，能够预测复杂弯曲件存在的缺陷和不足，降低对设计师的依懒性，整个工艺设计流程周期短、效率高、时间和材料成本降低，实现快速、高效制造，以解决上述现有技术中存在的问题。

本发明采取的技术方案为：一种基于方差分析的车窗升降板成形工艺优化方法，该方法包括以下步骤：

(1)确定优化目标与优化变量：将零件成形前后的最大位移量作为优化目标，最大位移量小于0.7mm；优化变量为板料厚度A、冲压速度B、摩擦因数C和模具间隙D；

(2)建立有限元模型：根据车窗升降板复杂弯曲件的零件图纸在UG NX系统下创建零件的三维模型，并利用布尔求差获得上模和下模的三维模型，导出.igs格式保存，将.igs文件导入dynaform软件进行板料成形设置；

(3)回弹因素包括板料厚度A、冲压速度B、摩擦因数C和模具间隙D，设计四因素三水平的正交试验，通过重复正交试验进行二次验证，重复次数S＝3，并采用方差分析法获得四因素的最佳配合。

优选的，上述步骤(2)中板料成形设置选择无压边成形，定义板料、下模和上模，基于下模创建有限元模型，材料为低碳冷轧热浸镀锌钢板，牌号为SGCC，对应Dynaform软件材料库Japan标准下medium SGC340(36)材料，设置板料属性时需要特别定义为16号四点积分单元。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明效果如下：

(1)本发明通过重复正交试验设计方法可以辅助进行多种成形工艺参数设计与组合，结合数值模拟技术将设计的试验数据在CAE分析平台下进行模拟仿真，预测在对应的成形工艺参数下，车窗升降板可能存在的质量问题，如是否发生破裂、起皱，回弹量大小和零件板料减薄率等多重评价指标，为设计人员进行参数的设计与修改提供一定指导，本重复正交试验设计方法主要用来预测零件的回弹缺陷；对试验设计下的零件成形工艺参数和回弹量进行方差分析，通过各个参数的分析结果，可以判断不同成形工艺参数对回弹量影响的主次程度，并推荐出一组最佳的成形工艺参数，使得零件回弹量最小，产品质量最好。并进一步缩短产品的开发周期，降低生产成本。

(2)本发明通过重复正交试验和方差分析方法以及有限元模拟，能够实现整个工艺设计流程周期变短、设计效率更高、时间和材料成本降低，降低修模、试模次数，实现快速、高效制造；

(3)通过重复正交试验设计及极差分析法，能够获得影响车窗升降板回弹因素的主次顺序：B₂＞D₃＞C₂＞A₁，获得优化变量板料厚度A、冲压速度B、摩擦因数C和模具间隙D的最佳配合，优化后的成形后的工艺参数：板料厚度A＝0.9mm，B＝5000mm/s，C＝0.125，D＝1.15；

(4)根据车窗升降板的使用要求及材料性能，零件减薄率不高于25％。经核算，最小厚度为t_min＝0.675mm，根据预测结果可知，在该工艺参数下的最小厚度为t＝0.72mm，大于最小厚度，满足零件的使用和装配要求；