汽车车身冲压件拉延方向自动确定算法研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com务I生匐化汽车车身冲压件拉延方向自动确定算法研究Researchonautomaticalgorithmofdrawingdirectionforautobodystamping胡新阳HUXin—yang(沈阳职业技术学院，沈阳110045)摘要：车身冲压件拉延方向正确与否是决定能否加工出合格零件的重要因素，为了能够在冲压件成形仿真之前自动获得合理的拉延方向，提出了以冲压件的拉延接触面的面积为目标函数的拉延方向自动生成算法。算法基于拉延方向可行域的约束，建立拉延接触面积优化函数，通过在可行域内的遗产算法对接触面积进行优化，以可行域内接

2、触面接最大为优化目标。实际测试结果表明，设计的拉延方向自动确定算法准确、高效。关键词：汽车；冲压件；拉延方向；自动算法中图分类号：U466；U463．8文献标识码：B文章编号：1009—0134(2012)02(上)一0058～03Doi：10．3969／J．issn．1009-0134．2012．2(上)．220引言大投影面积相对应的拉延方向为最优。测试结果表明，汽车冲压件拉延方向自动算法计算过程无汽车冲压件是构成非承载式车身的主要组成需手动干预，能够自动获得最优拉延方向，而且部分，因此，能够制造出符合要求的汽车冲压件具有精度高、速度快和鲁棒性好等优点。是影响汽车制造

3、质量的重要因素。为了提高汽车冲压件的制造质量，通常在实际拉延进行前需要1拉延方向优化模型建立对设计好的模具进行成形性能仿真。拉延模具成1．1拉延方向优化模型的约束确定形性能仿真前最重要的一项内容是确定冲压件的为了能够有效的确定拉延方向优化模型，首冲压方向。拉延方向能够影响成形过程中板料的先需要确定优化模型的约束条件，约束条件的确流向和流速，是决定是否可以生产出合格冲压件定原则包括以下四个方面：的主要因素。另外，拉延方向还是拉延模具结构1)保证拉延模具的凸模能够顺利的进入凹设计和后续工艺的重要设计依据。传统的拉延件模。当汽车冲压件前处理网格单元的法线与待定的冲压方向通过不

4、断旋转零件，直到获得满足各拉延方向的夹角务必小于90。，否则将出现凸模项拉延成形准则为止。这种确定冲压方向的方法无法进入凹模的情况。完全依靠技术人员的经验，确定过程不但费时、2)保证凸模与板料初始接触面积尽可能大。较费力，更重要的是在可行域内难以获得最优结大的接触面积会使拉延过程平稳且应力分布均匀。果。国内的诸多学者对如何自动确定汽车冲压件3)冲压件的拉延极限深度尽可能小。较大的拉延方向进行大量研究，研究结果主要是借助冲拉延深度将会导致破、皱、薄等缺陷。压件的二维截面信息确定拉延方向可行域，在已4)冲压件的各向拉延深度尽可能均匀。均匀知可行域内进拉延方向的优化。但应用结

5、果表的拉延深度可以保证变形量均和进料阻力平均，明，采用二维信息代替冲压件三维实体的转化过利于拉延出合格的零件。程会出现数据“迷失”的情况，这将会导致可行1．2拉延方向优化目标函数域的缩小，最终导致丧失最优解的情况。丢失最根据汽车车身冲压件CAD零件的网格数据节优解的概率虽然很小，但仍需要避免。为改善传点确定零件的几何中心，以此中心作为局部坐标统算法的弊端，提出了利用汽车冲压件前处理的系的原点。在拉延方向可行域的范围内随机设定网格信息，在三维空间确定单位球内的拉延方向拉延方向Z(i0，1，⋯，n)，垂直于拉延方向生成系列可行域，在可行域内借助遗传算法计算冲压件在与零件相交

6、的等距平面zj(j=0，1，⋯，m)，截面间距的待定拉延方向垂直面上的投影面积，并确定与最收稿日期：2011-09-05作者简介：胡新阳(1962一)，男，河南邓州人，实验师，研究方向为机械加工制造。【58】第34卷第2期2012—02(上)学兔兔www.xuetutu.com务l匐化经验值约为5—10ram，其中，截面zl适合零件总高行域单位矢量球面。的1／30为宜。截面分布示意图，如图1所示。I=cos0cos(pl{Y=cos0sin(p(一一JL"0，—兀(p兀)(2)lzIl22z=sinO依据无“负”角的拉延方向可行域确定规则，在拉延方向可行域单位矢量球面上

7、，任何网格的法线都有对应的拉延方向可行域矢量半球图1零件截面位置示意图面。拉延方向可行域矢量球面示意图，如图2所示。网格A的法线方向n对应的拉延方向可行域是可行域内车身冲压件的拉延方向Z的约束条件R半球面，网格B的法线方向n对应的拉延方向是及相关函数如下：R半球面，RAnR对应的是基于法线方向n和n1)拉延开始时，凸模表面与成形板料的接触的拉延方向可行域。依次类推，可以获得所求汽面积尽可能大。函数表达为：E(z)=max，车车身冲压件上所有网格法线方向对应的拉延方其中，S为冲压件网格单元i_(1，2，⋯，k)投影在截面向可行域球面，所有拉