一种提高冲击划痕预测精度的预测方法及预测系统

摘要

本发明涉及汽车零部件冲压划痕评价技术领域，具体地指一种提高冲击划痕预测精度的预测方法及预测系统。采集冲击参数以及划痕情况，模拟分析获得模拟参数，根据冲击参数、划痕情况和模拟参数构建冲击数据库；获得产生冲击划痕的影响因素；构建冲击参数、模拟参数与影响因素的函数关系；设定影响因素的冲击划痕评价条件；获得对应的模拟参数，根据模拟参数、设计冲击参数计算得到待预测的零部件的影响参数，将计算的待预测零部件的影响参数与冲击划痕评价条件进行比对，通过比对结果预测该零部件的冲击划痕情况。本发明的预测方法极为简单，能够大幅度提高预测精度，为后续的零部件冲压生产提供良好的理论指导。

说明书

技术领域

本发明涉及汽车零部件冲压划痕评价技术领域，具体地指一种提高冲击划痕预测精度的预测方法及预测系统。

背景技术

冲击线是成形过程中随冲击、受力突变等现象产生于成形件侧壁的线状凸凹，是板料在压料圈与凹模闭合后，受凸模作用成形时，板料流经凹模口圆角，由摩擦及材料硬化，形成的线状凸凹痕迹。拉延成形时，上模下行压合到压料面，成形开始前压边圈与凹模将板料压紧，然后随着成形的开始，板料流入。板料由压紧状态的静摩擦到开始流动的动摩擦，在凹模圆角处材料拉伸变薄并伴随加工硬化，产生冲击线。随着拉延的进行，最终留在侧面或产品上，其核心特点为线状凸凹。对冲击线的原因分析可知，想完全避免冲击线是几乎不可能的。但在模具设计阶段可提前预见，并采取相应对策，使其尽量留在产品外观面以外或降低其对表面的伤害程度。

于外板件和内板件外露面来说，冲击痕迹是否对外观造成影响是严重影响产品质量的一个因素，影响产品交付。目前冲击痕迹判定是通过模拟软件中凹模口冲击划痕线来实现的，此种评判方法只能判断出是否有冲击，而冲击的程度是否最终对产品外观造成影响无法判定，很容易造成严重冲击痕让步通过或冲击痕过检出现象。

目前以凹模口冲击划痕线skid lines作为评判冲击线的标准，只要板料经过凹模口圆角则判定为存在冲击线。现有评判标准只能评判冲击的大小，无法对冲击痕程度进行准确判定，没有合适的评判法则在设计初期对冲击发生的程度进行准确的CAE评价；评价结果(区域、程度)不能量化；没有积累冲击外观缺陷的经验、标准、流程等。现有凹模口冲击划痕线skid lines可以检测冲击是否发生，但对冲击痕程度无法判断，导致若让步通过有可能在生产过程产生无法掩盖的冲击痕，影响外观质量，甚至零件报废；若采取方案解决冲击痕，会引起其他缺陷的产生，而实际原产品喷漆后不会产生明显的冲击线，从而浪费大量时间和精力做产品设变，对于某些外板件，为解决冲击痕导致产品刚性不足等更严重的问题使模具大改或报废。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种提高冲击划痕预测精度的预测方法及预测系统，本发明可以根据设计冲压参数准确预测出现冲击划痕的情况，为实际生产提供良好的指导意义，相较于传统的模拟分析，本发明的预测方法更为准确。

本发明的技术方案为：一种提高冲击划痕预测精度的预测方法，采集生产线上主要零部件的冲击参数以及划痕情况，基于冲击参数进行模拟分析获得模拟参数，根据冲击参数、划痕情况和模拟参数构建该生产线的冲击数据库；对产生冲击划痕进行理论分析，获得产生冲击划痕的影响因素；对冲击数据库进行分析，构建冲击参数、模拟参数与影响因素的函数关系；结合冲击数据库中的划痕情况，设定影响因素的冲击划痕评价条件；依据待预测的零部件的设计冲击参数进行模拟分析，获得对应的模拟参数，根据模拟参数、设计冲击参数计算得到待预测的零部件的影响参数，将计算的待预测零部件的影响参数与冲击划痕评价条件进行比对，通过比对结果预测该零部件的冲击划痕情况。

进一步的所述冲击参数包括板件弯折的圆角半径、板件减薄量、板件与模具接触压力、板件料厚、板件材料参数、YP、TS、EL和r值。

进一步的所述划痕情况包括出现划痕和没有出现划痕，出现划痕时划痕情况还包括冲击划痕区域的量化数据。

进一步的所述模拟参数包括SkidMarks值和冲击量。

进一步的所述影响因素包括板件弯曲半径给板件的弯曲恢复量和张力引起的外表面微小变形以及模具与板件的接触压力。

进一步的所述结合冲击数据库中的划痕情况，设定影响因素的冲击划痕评价条件的方法包括：选取出现划痕情况下影响因素最小时的状态为临界状态，选取该状态下的影响因素情况作为冲击划痕评价条件。

进一步的所述通过比对结果预测该零部件的冲击划痕情况的方法包括：当待预测零部件的影响因素的值符合冲击划痕评价条件时，判断不会出现冲击划痕，否则，则会出现冲击划痕。

进一步的所述主要零部件包括侧围、翼子板、机罩外板、四门的内外板、行李箱内外板。

一种提高冲击划痕预测精度的预测方法的预测系统，包括，

冲击划痕采集模块，用于采集生产线上主要零部件冲击参数和划痕情况；

模拟分析模块，用于对采集到的冲击参数进行模拟分析获得模拟参数；

理论分析模块，用于对板件成形过程进行理论分析获得产生冲击划痕的影响因素；

评价条件设定模块，用于对冲击参数、划痕情况、模拟参数进行分析获得冲击划痕评价条件；

预测判断模块，用于将待预测的零部件的影响参数与冲击划痕评价条件进行比对并根据比对情况输出该零部件的冲击划痕预测结果。

进一步的所述评价条件设定模块包括，

临界状态获取模块，用于获取出现划痕情况中影响因素最小的状态为临界状态；

设定条件模块，用于选择临界状态中的影响因素条件作为冲击划痕评价条件。

本发明通过对生产线零部件成形过程中的冲击划痕产生情况进行数据分析，对冲击参数进行模拟分析获得模拟参数，根据理论分析产生冲击划痕的影响因素，将影响因素与冲击参数和模拟参数进行对应，再对冲击参数、划痕情况和模拟参数进行数据分析，得到用于预测冲击划痕的评价条件，对于后续的零部件，只需要计算影响因素，即可通过比对评价条件判断是否出现冲击划痕，整个方案极为简单。

本发明的预测方法极为简单，能够大幅度提高预测精度，为后续的零部件冲压生产提供良好的理论指导，节省了大量的时间成本和人力物力成本，具有极大的推广价值。

附图说明

图1：本发明的板件冲击原理示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本实施例介绍了一种提高冲击划痕预测精度的预测方法，本实施例是对还未成型的板件进行冲击划痕的预测分析，预测按照设计冲压参数进行冲压成型后，板件是否会出现冲击划痕，具体的预测方法按照以下步骤进行：

1、现场采集主要零部件的冲击参数，本实施例的主要零部件包括侧围、翼子板、机罩外板、四门的内外板、行李箱内外板等汽车常规结构，不同车型零部件的结构也不同，因此需要对不同车型的零部件都进行数据采集；

对出现冲击划痕的零部件和没有出现冲击划痕的零部件进行统计，出现冲击划痕的零部件需要记录冲击划痕的数据，量化冲击划痕的位置和区域；

采集的冲击参数包括板件弯折的圆角半径、板件减薄量、板件与模具接触压力、板件料厚、板件材料参数、YP(屈服强度)、TS(抗拉强度)、EL(延展性)和r值(各向异性)；

2、对板件冲压成型过程进行模拟分析，通过模拟软件对板件冲压成型过程进行模拟，将上述步骤中的冲压参数导入到模拟软件中进行模拟，可以获得通过现场实际测量无法获得的SkidMarks值(滑移痕值)和冲击量；

将步骤1中采集到的冲压参数和划痕情况以及本步骤获得的SkidMarks值和冲击量构建成本生产线的冲击数据库，如表一、表二所示，

表一：某生产线零部件冲击参数采集情况表

表二：某生产线零部件模拟参数获得情况表

3、对板件成型过程进行理论分析，具体的原理图纸如图1所示，分析判断对板件成型产生冲击划痕影响最大的是板件弯曲半径给板件的弯曲恢复量和张力引起的外表面微小变形以及模具与板件的接触压力，板件弯曲半径给板件的弯曲恢复量和张力引起的外表面微小变形为K值，模具与板件的接触压力为Z值，即通过计算K值和Z值就能够反映最后板件成型的冲击划痕情况，其中Z值为冲击参数中的一个参数，具体的可通过设计参数获取，K值为不可实际采集的值，需要通过计算获得，K值的计算公式如下：

K＝(偏离量+5)*SkidMarks/弯曲R

其中：K——板件弯曲半径给板件的弯曲恢复量和张力引起的外表面微小变形；

偏离量——通过模拟分析过程中网格移动的速度推导得到偏离值；

SkidMarks——模拟分析获得的滑痕值；

弯曲R——板件冲压成形过程中弯曲的半径；

如表三所示，为某生产线零部件经过模拟分析后得到的K值和Z值；

表三：某生产线零部件模拟参数获得情况表

4、对冲压数据库进行分析，结合冲击数据库中的划痕情况，设定影响因素的冲击划痕评价条件，选取出现划痕情况下影响因素最小时的状态为临界状态，选取该状态下的影响因素情况作为冲击划痕评价条件；

实际情况下，本实施例涉及到的影响因素为K值和Z值，其中K值对冲击划痕的影响因素占比最大，因此先确定K值的第一阈值，本实施例的第一阈值为1.8，在结合冲击数据库中冲击划痕的情况以及K值的情况确定Z值的第二阈值，本实施例的第二阈值为1，然后根据第一阈值和第二阈值确定冲击划痕评价条件为：K值＜1.8或K值≥1.8且Z值＜1，冲击成形不会产生冲击划痕，否则则会产生冲击划痕；

5、实际预测时，通过待预测的零部件的设计冲击参数进行模拟分析，获得该零部件的K值，结合设计冲击参数中的Z值，与冲击划痕评价条件进行比对，若符合冲击划痕评价条件，则判断该零部件冲压成形过程中不会出现冲击划痕，否则则会出现冲击划痕。

本实施例可以构建控制系统进行自动进行，系统包括，冲击划痕采集模块，用于采集生产线上主要零部件冲击参数和划痕情况；

模拟分析模块，用于对采集到的冲击参数进行模拟分析获得模拟参数；

理论分析模块，用于对板件成形过程进行理论分析获得产生冲击划痕的影响因素；

评价条件设定模块，用于对冲击参数、划痕情况、模拟参数进行分析获得冲击划痕评价条件；

预测判断模块，用于将待预测的零部件的影响参数与冲击划痕评价条件进行比对并根据比对情况输出该零部件的冲击划痕预测结果。

其中评价条件设定模块包括，临界状态获取模块，用于获取出现划痕情况中影响因素最小的状态为临界状态；

设定条件模块，用于选择临界状态中的影响因素条件作为冲击划痕评价条件。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。