[发明专利]一种热冲压压边力优化控制方法

说明书

本发明提供了一种热冲压压边力优化控制方法，包括以下步骤：一种热冲压压边力优化控制方法，包括以下步骤：步骤1：建立包含有分块式压料板的冲压仿真模型；步骤2：将所述压料板的各部分分别编号为1至n；步骤3：对所述冲压仿真模型进行有限元仿真分析，获取冲压成型参数；步骤4：对有限元分析结果进行判断，判断所述冲压成型参数是否在阈值范围内，如果是，进入步骤6，如果否进入步骤5；步骤5：对有限元分析结果利用神经网络进行优化分析，并返回步骤4；步骤6：利用热冲压实验验证有限元仿真分析的可靠性。该发明可实现压料板对成形件不同区域、不同成形阶段的压边力控制，避免破裂或起皱的产生，改善原有热冲压件的成形质量。

技术领域

本发明涉及金属塑性成形领域，尤其涉及一种热冲压压边力优化控制方法。

背景技术

压边力在铝合金热冲压工艺中是一个十分重要的工艺参数，合适的压边力大小有利于提高冲压件的成形质量。过大的压边力则易导致破裂的产生；过小的压边力则起不到压边效果，易导致起皱的出现。在热冲压过程中，采用如图1所示的冲压模型，包括凸模1、压料板2、板料3和凹模4，压料板2为单块整体式，各部分压边力大小相同，压边力的控制在绝大多数情况下使用的是单一压边力，即在压边区对板料始终施加同样大小的压边力。这种方案的优势是方便控制，便于实施；不足之处在于对压边力的控制缺乏灵活性，导致成形件在部分区域产生破裂，而又在部分区域产生起皱。在现阶段，铝合金热冲压技术的应用仍然没能走向工业化应用，限制其应用的一个重要原因是复杂形状零件的热冲压成形质量差。采用多块分区式压料板对压边力进行控制，同时设定压边力的数值可随时间而变化，可有效解决单一压边力所面临的问题。因此，本发明分区多块式压边力控制方案，结合有限元仿真分析与神经网络优化算法，给出合理的压边力优化控制方案。可实现压料板对成形件不同区域、不同成形阶段的压边力控制，避免破裂或起皱的产生，改善原有热冲压件的成形质量。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种热冲压压边力优化控制方法，以减少现有铝合金热冲压工艺中铝合金板料成形质量差的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种热冲压压边力优化控制方法，包括以下步骤：

步骤1：建立包含有分块式压料板的冲压仿真模型；

步骤2：将所述压料板的各部分分别编号为1至n；

步骤3：对所述冲压仿真模型进行有限元仿真分析，获取冲压成型参数；

步骤4：对有限元分析结果进行判断，判断所述冲压成型参数是否均在阈值范围内，如果是，进入步骤6，如果否进入步骤5；

步骤5：对有限元分析结果利用神经网络进行优化分析，并返回步骤4；

步骤6：利用热冲压实验验证有限元仿真分析的可靠性。

在采用分区式压料板热冲压实验之前进行有限元仿真分析，可以大大减少直接实验的次数，降低模具成本，可实现压料板对成形件不同区域、不同成形阶段的压边力控制，避免破裂或起皱的产生，改善原有热冲压件的成形质量。

进一步的，所述步骤3中有限元仿真分析包括采用正交试验设计的方法设计有限元仿真方案。

正交试验设计，是指研究多因素多水平的一种试验设计方法。根据正交性从全面试验中挑选出部分有代表性的点进行试验，这些有代表性的点具备均匀分散，齐整可比的特点，在热冲压实验中，影响压边力的因素有多个，具体正交试验步骤为1)确定试验因素；2)选用合适的正交表；3)列出试验方案及试验结果；4)对正交试验设计结果进行分析，包括极差分析和方差分析；5)确定最优或较优因素水平组合。

进一步的，所述有限元仿真分析中设计变量为压边力数值，控制变量为压料板的各部分编号以及压边力间隔步长。