一种冲压件回弹优化方法与流程

本发明涉及冲压成形技术领域，具体而言，涉及一种冲压件回弹优化方法。

背景技术：

随着高强钢在汽车车身中的广泛应用，高强钢零件的回弹问题也得到越来越多的重视。高强钢强度相对较高，在成形过程中容易导致回弹。同时，大部分汽车覆盖件的尺寸较大，冲压回弹后边角处的回弹聚集现象导致零件尺寸偏差较大，回弹严重时会影响后续的安装等工序。

另外，为实现轻量化，铝合金在冲压成形中也得到一定的应用，铝合金弹性模量相对钢铁较小，残余应力导致的回弹明显，在用铝合金冲压制造覆盖件时也存在明显的回弹问题。因此有必要进行汽车覆盖件的回弹控制和补偿。

而现有的回弹控制方法控制回弹的精度不高，现急需一种可更加精确的对冲压件进行回弹控制的方法。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种冲压件回弹优化方法，解决了现有技术难以找到回弹优化的最优参数，对冲压件回弹难以进行抑制的问题。

本申请通过一实施例提供如下技术方案：

一种冲压件回弹优化方法，包括：

根据生产目标零件的板料的属性与生产所述目标零件的模具的属性，建立仿真模型；

进行仿真模拟并不断调整工艺参数，使得仿真结果符合预设要求，获得最小的第一回弹值对应的目标工艺参数，其中，所述第一回弹值为当前的仿真模拟过程中得到的回弹量中的最小值；

若所述第一回弹值大于回弹阈值，基于所述目标工艺参数继续进行仿真模拟并不断调整模具参数，使得仿真结果符合预设要求，获得最小的第二回弹值对应的目标模具参数；其中，所述第二回弹值为当前的仿真模拟过程中得到的回弹量中的最小值，所述第二回弹值小于所述回弹阈值；

根据所述目标工艺参数与所述目标模具参数，进行所述目标零件的制造。

优选地，所述根据生产目标零件的板料的属性与生产所述目标零件的模具的属性，建立仿真模型之前，还包括：

根据生产目标零件的板料与生产所述目标零件的模具进行冲压实验，获得所述目标零件对应的样品零件；

对所述样品零件进行三维扫描，获得所述样品零件的三维模型；

将所述三维模型与所述样品零件的标准模型进行比对，获得所述样品零件上的最大回弹值；

其中，若所述最大回弹值大于所述回弹阈值，则根据生产目标零件的板料的属性与生产所述目标零件的模具的属性，建立仿真模型。

优选地，所述对所述样品零件进行三维扫描，获得所述样品零件的三维模型，包括：

对所述样品零件进行三维扫描，获得扫描结果；

对所述扫描结果进行去噪处理，获得所述三维模型。

优选地，所述根据生产目标零件的板料的属性与生产所述目标零件的模具的属性，建立仿真模型，包括：

根据生产目标零件的板料的属性与生产所述目标零件的模具的属性，建立初始模型；

采用初始模型进行所述样品零件的仿真模拟使仿真结果与所述样品零件的相似度达到相似阈值，获得当前初始模型的仿真参数；

将具有所述仿真参数的初始模型，作为所述仿真模型。

优选地，所述建立仿真模型，包括：

根据所述生产目标零件的板料的属性，为所述仿真模型设置重力参数。

优选地，所述调整工艺参数，包括：

调整压边力、摩擦系数以及冲压速度。

优选地，所述模具参数包括拉延筋参数；所述基于所述目标工艺参数继续进行仿真模拟并不断调整模具参数，使得仿真结果符合预设要求，获得最小的第二回弹值对应的目标模具参数，包括：

基于所述目标工艺参数继续进行仿真模拟并不断调整所述拉延筋参数，使得仿真结果符合预设要求，获得最小的第二回弹值对应的目标拉延筋参数。

优选地，所述拉延筋参数包括：拉延筋高度与拉延筋半径。

优选地，所述模具参数包括拉延筋参数和模面参数；所述基于所述目标工艺参数继续进行仿真模拟并不断调整模具参数，使得仿真结果符合预设要求，获得最小的第二回弹值对应的目标模具参数，包括：

基于所述目标工艺参数继续进行仿真模拟并不断调整所述拉延筋参数，使得仿真结果符合预设要求，获得目标拉延筋参数；

判断当前最小的回弹值是否大于所述回弹阈值；

若是，基于所述目标工艺参数与目标拉延筋参数继续进行仿真模拟并不断调整所述模面参数，使得仿真结果符合预设要求，获得最小的第二回弹值对应的所述目标模具参数。

本申请实施例中提供的一种冲压件回弹优化方法，通过对实际的用于生产目标零件的板料与模具进行建立模型，保证仿真精度；然后，进行仿真模拟依次对工艺参数、模具参数进行优化，确定最小的第一回弹值对应的目标工艺参数以及最小的第二回弹值对应的目标模具参数，其中，所述第二回弹值小于所述第一回弹值。保证了最终获得的目标工艺参数与目标模具参数为最优的参数，最后根据目标工艺参数与目标模具参数进行目标零件的生成可更加精准的控制目标零件的回弹，保证目标零件的加工质量。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明较佳实施例提供的一种冲压件回弹优化方法的流程图；

图2为本发明较佳实施例提供的对目标零件的是否进行回弹优化实验确定流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参照图1，在本实施例中提供一种冲压件回弹优化方法，图1示出了该方法的流程图，具体包括：

步骤s10：根据生产目标零件的板料的属性与生产所述目标零件的模具的属性，建立仿真模型；

步骤s20：进行仿真模拟并不断调整工艺参数，使得仿真结果符合预设要求，获得最小的第一回弹值对应的目标工艺参数，其中，所述第一回弹值为当前的仿真模拟过程中得到的回弹量中的最小值；

步骤s30：若所述第一回弹值大于回弹阈值，基于所述目标工艺参数继续进行仿真模拟并不断调整模具参数，使得仿真结果符合预设要求，获得最小的第二回弹值对应的目标模具参数；其中，所述第二回弹值为当前的仿真模拟过程中得到的回弹量中的最小值，所述第二回弹值小于所述回弹阈值；

步骤s40：根据所述目标工艺参数与所述目标模具参数，进行所述目标零件的制造。

在步骤s10中，目标零件可为汽车的覆盖件等冲压件。

在执行步骤s10之前，需要对目标零件的回弹进行检测，以确定该目标零件是否需要进行回弹控制。具体，请参阅图2，在步骤s10之前，还包括：

步骤s101：根据生产目标零件的板料与生产所述目标零件的模具进行冲压实验，获得所述目标零件对应的样品零件。即直接采用目标零件的板料与目标零件的模具进行实验性生产。

步骤s102：对所述样品零件进行三维扫描，获得所述样品零件的三维模型。

具体的，对样品零件进行三维扫描，获得扫描结果；对扫描结果进行去噪处理，获得三维模型。例如，可采用专业的三维扫描设备，具体如采用creaform公司的三维逆向设备对零件表面进行扫描，然后将扫描获得的扫描结果进行去噪处理，获得零件的轮廓(三维模型)，保证步骤s103中的对比精度。

步骤s103：将所述三维模型与所述目标零件的标准模型进行比对，获得所述样品零件上的最大回弹值，其中，若最大回弹值大于回弹阈值，则根据生产目标零件的板料的属性与生产目标零件的模具的属性，建立仿真模型。

若最大回弹值大于回弹阈值，即需执行步骤s10，开始进行回弹优化，回弹阈值为判断目标零件回弹量是否合格的界限值。

步骤s103中，模型比对方式如，将获得的三维模型导入到专业的比对软件(比如：geomagicstudio等软件)中，将三维模型与零件的标准模型(如cad标准模型)进行对比。

通过样品零件的获得，还可更快速、准确的确定仿真模型的模型参数，提高后续仿真模拟的效率与精度。

在步骤s10中，板料属性包括但不限于：板料的尺寸、材料、强度等；模具的属性包括但不限于模具的尺寸；在建立仿真模型时还需要根据实际的冲压工况设定仿真参数，例如网格类型和数量。此外，在建立仿真模型的时候容易将板料与模具的重力忽略，并且不容易想到重力对回弹量的影响，但重力对变形量依然存在一定的影响，因此需要根据生产目标零件的板料的属性(如板料的质量)，为仿真模型设置重力参数(如设置板料的重量、或边缘的局部重量)。

在本实施例中，仿真参数的设置可通过如下步骤进行获取，即步骤s10可包括：

a1、根据生产目标零件的板料的属性与生产所述目标零件的模具的属性，建立初始模型。

a2、采用初始模型进行所述样品零件的仿真模拟使仿真结果与所述样品零件的相似度达到相似阈值，获得当前初始模型的仿真参数。

其中，由于仿真结果不可能与样品零件完全相同，只有无限接近，因此可设置一相似阈值来进行精度控制，例如相似性达到99％，即可认为仿真结果与样品零件相同。

a3、将具有所述仿真参数的初始模型，作为所述仿真模型。

通过步骤s101-s103的具体实验结合步骤a1-a3的仿真模拟，保证了仿真模型与实际生产的工况条件基本一致或足够接近，可更快速的进行仿真模拟，提高了对目标零件回弹优化的效率和精度。

步骤s20：进行仿真模拟并不断调整工艺参数，使得仿真结果符合预设要求，获得最小的第一回弹值对应的目标工艺参数。

步骤s20中，调整工艺参数，包括但不限于：调整压边力、摩擦系数以及冲压速度。工艺参数相对于模具参数更加容易控制因此在本实施例中需要优先考虑工艺参数的调整。每调整一次工艺参数后，进行一次仿真模拟，获得一个新的回弹量。最终，可找到冲压成形的工艺参数与回弹值之间的关系，并且可从中得到最小的第一回弹值，第一回弹值为步骤s20的仿真模拟过程中得到的回弹量中的最小值。

在上述仿真过程中可结合响应面法和优化方法得到压边力和摩擦系数对回弹最大值的影响规律，其中，优化方法可以采用多目标遗传优化方法，比如nsga-ii(带精英策略的非支配排序的遗传算法)等。因为，回弹降低时通常减薄会严重，因此有必要对回弹和减薄进行多目标优化，进而获得妥协解或者最优解。

在步骤s20中，由于在修改工艺参数(后续的模具参数亦如此)可使得目标零件冲压成形时发生过量减薄、起皱等。因此，仿真结果需要符合预设要求，即保证冲压成形时的基本质量，如减薄不能太严重，不能起皱等等。

如果，该第一回弹值小于回弹阈值那么说明使用该工艺参数可以使得生产的目标零件符合精度要求，可进行实际实验、生产。如果该第一回弹值大于回弹阈值，那么说明只是调整冲压成形工艺参数还不能达到要求，还需要进行进一步的模具参数调整，即执行步骤s30。

步骤s30：若所述第一回弹值大于回弹阈值，基于所述目标工艺参数继续进行仿真模拟并不断调整模具参数，使得仿真结果符合预设要求，获得最小的第二回弹值对应的目标模具参数。

在步骤s30中，第二回弹值为步骤s30的仿真模拟过程中得到的回弹量中的最小值。

在步骤s30中，调整的模具参数包括拉延筋参数和模面参数。因为拉延筋参数相对于模面参数的修改来说比较容易。所以，可以先通过修改拉延筋参数来调整回弹量。如果通过调整拉延筋可以控制回弹那么就不需要进行模具模面的修改，可以降低工作量。

因此，步骤s30具体包括：

基于目标工艺参数继续进行仿真模拟并不断调整拉延筋参数，使得仿真结果符合预设要求，获得最小的第二回弹值对应的目标拉延筋参数。其中，第二回弹值小于了回弹阈值，可认为目标工艺参数配合当前的目标拉延筋参数就可使得生产的目标零件符合精度要求，可进行实际的实验或生产。

与步骤s20相同的，仿真结果需要符合预设要求，比如说减薄不能太严重，不能起皱等等。调整时，可具体调整拉延筋高度和拉延筋半径等。

若单纯的调整模面参数中的拉延筋参数无法使得第二回弹值小于回弹阈值时，可进行如下的调整步骤：

b1、基于所述目标工艺参数继续进行仿真模拟并不断调整所述拉延筋参数，使得仿真结果符合预设要求，获得目标拉延筋参数；

b2、判断当前最小的回弹值是否大于所述回弹阈值；

b3、若是，基于所述目标工艺参数与目标拉延筋参数继续进行仿真模拟并不断调整所述模面参数，使得仿真结果符合预设要求，获得最小的第二回弹值对应的所述目标模具参数。

最终，在步骤b3中应当使得第二回弹值小于回弹阈值。

具体的，在步骤b3中，可根据仿真时的回弹量和回弹位置，进行模面参数的修改，对回弹进行补偿。在修改模面参数之后，进行仿真，获得新的回弹量。优选地，可采用自带优化功能、模面回弹补偿功能的仿真软件(比如，autoform)。另外，也可在cad软件中进行模具的几何修改，然后将模面导入仿真软件中进行仿真分析。模面的回弹补偿可以降低回弹量，直到达到要求为止。

步骤s40中，目标工艺参数与目标模具参数为经过优化后的参数，采用该参数进行目标零件的制造(实验或生产)，可有效的控制回弹，提高目标零件的质量。

综上所述，本申请提供的一种冲压件回弹优化方法，通过对实际的用于生产目标零件的板料与模具进行建立模型，保证仿真精度；然后，进行仿真模拟依次对工艺参数、模具参数进行优化，确定最小的第一回弹值对应的目标工艺参数以及最小的第二回弹值对应的目标模具参数，其中，所述第二回弹值小于所述第一回弹值。保证了最终获得的目标工艺参数与目标模具参数为最优的参数，最后根据目标工艺参数与目标模具参数进行目标零件的生成可更加精准的控制目标零件的回弹，保证目标零件的加工质量。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。