云南经济管理学院 云南省 650106
摘要：汽车冲压模具为在真正意义上实现与汽车设计制作相契合的状态可主要从冲压模具设计、制作以及维修方面着手对其进行探究。本文主要对人工智能背景下汽车冲压模具设计的几点思考进行探究，这对后续工作的顺利开展有重要作用。
关键词：人工智能；汽车冲压模具；设计
引言
社会经济的发展，时代的进步，使人们在满足了温饱的基本需求后，开始追求较高的物质与精神享受，汽车出行可以满足人们对出行的较高需求，汽车安全性能的优良与否严重关系到人员的人身财产安全。冲压模具作为汽车中的重要零部件，其设计工作严重关系到汽车安全性能的优良，因此，对汽车冲压模具设计进行研究具有十分重要的意义。
1、汽车冲压模具的分类
汽车冲压模具，即指构成汽车所有冲压零件的模具总称。这些汽车冲压零件包括一般冲压件、汽车覆盖件以及汽车梁架件等，在汽车加下制造中占据重要的地位。汽车冲压模具根据不同特点可以分为不同类型。第1类，按照下艺性质可将汽车冲压模具分为拉深模、弯曲模、冲裁模以及成形模4类。第2类，按照下序组合可将汽车冲压模具分为级进模、单下序模以及复合膜3类。第3类，按照加下方法可将汽车冲压模具分为冲剪模具、弯曲模具、压缩模具以及成形模具。
2、基于人工智能背景下汽车冲压模具设计
2.1全工序成形模拟
2.1.1模拟模具结构
本文所研究车型的顶盖后横梁结构如图1所示，拟完成对后横梁覆盖件中工艺参数的优化。
图1 汽车顶盖后横梁结构图
该顶盖后横梁的材料为BLC，外形尺寸约为900 mm x 200 mm x 80 mm；
2.1.2工序模拟参数设置
对后横梁覆盖件冲压工艺进行模拟的过程是：首先对工艺参数进行设置，然后通过AutoForm有限元软件的仿真，完成对覆盖件成形过程的模拟。对工序参数的设置主要包括拉延工艺、修边冲孔工序和翻边工序等。
（1）拉延工艺模拟
为保证拉延工艺模拟的有效性，需对多方面的参数进行设置，包括材料属性、模具之间的动静态摩擦参数、等效拉延筋等。在本工序设计中，主要对后横梁覆盖件的拉延筋参数进行设置。
拉延筋参数设置的主要目的是提供充分的变形拉力。在AutoForm有限元软件中，对变形拉力的数值模拟可采取2种方：
1）结合实际的拉延筋对成形过程进行模拟；
2）采用等效拉延筋的方式对成形过程进行模拟。
考虑到参数调整的复杂性，本文采用等效拉延筋的方法，这样可提高仿真成形的效率，并提高后续的优化速度。具体的设置步骤为：
1）通过拉延边界轮廓线向外偏置15 mm，同时通过修剪的方式得到2条不同的曲线；
2）通过功能节点和有限元软件中的DB模块对曲线进行定义；
3）得到等效拉延筋。
（2）修边冲孔工序数值设置
在完成拉延工序设置后，还需进行修边冲孔工序的设置。通常在修边和拉延之间存在一个绕Y轴逆时针旋转10°的角度。所以在修边方向调整之前，会在过程处理选项卡中增加一个修边冲孔的工序。本文所用的零件修边曲线位置如图3所示。
翻边工序中，通过Form形成工序建立翻边工具，通过压力机滑块带动翻边整形刀对需要修剪的边件进行修边。
2.3拉延筋工序工艺参数改进与确定
要解决拉延筋工序出现的问题，需结合拉延筋工序的参数，对不同的影响参数进行优化。研究认为，在覆盖件成形拉延筋工序中，造成成形件回弹的因素很多，回弹问题并不是单一参数可以控制的，需要多个参数共同优化。本文选择压边力、拉延筋的尺寸和摩擦因子的大小、模具间隙等因素进行优化。通过正交实验的方式，对这些参数进行优化，得到一组最优组合参数。
2.3.1正交实验方案设计
根据上述选择的4个因素，建立表1所示的正交实验组合方案。
表1正交实验因素
2.3.2结果与讨论
为验证上述方案的可行性，选择正向回弹量、负向回弹量作为评价对象。同时，为方便分析，对上述参数进行组合，采用AutoForm有限元软件[f}-Al对这些组合数据进行16次模拟。结果表明，当摩擦因子为0.15、拉延高度为7 mm、压边力为700 kN以及模具间隙为0.6 mm时，正向和负向回弹量最小，所以选取该组数据为最优组合参数。
将上述的最优参数输入到AutoForm拉延筋工序模拟中，可得到优化后的成形件性能，通过上述的优化后，绿色安全区域从原来的50%扩大到了90%以上，不存在起皱的趋势。由此可知，经参数优化后的后横梁覆盖件成形性能较好，相比于传统的单参数优化，性能有很大提高。
3、汽车覆盖件冲压模具的结构设计未来发展
3.1将为汽车生产厂商的新品研发提供更有质量保障的覆盖件模具
面对发展迅猛的汽车消费市场，世界各国的汽车下业进人新的飞速期。我国作为实力与潜力兼备的汽车产销大国，在汽车冲压模具方面的产量占到了模具总量40%以上。量产提高的前提在于技术的不断进步，在于结构设计的创新性与实用性能都应该经得起用户的考验，不断优化的模具结构设计能够成为打造高质量覆盖件模具的重要手段。
3.2将主动提升管理水平以创造更加完善成熟的模具行业市场
汽车模具企业的发展要十分重视自身的管理水平的提升，积极推行富有层次性的企业管理经验，同时要主动出台有关模具的正确应用与管理方法进行推广。在开展模具结构设计的同时，还可以研发周边产品，如开发界面友好、性能体验感俱佳的模具管理软件系统，帮助汽车厂商在选择模具或测试模具时能够一目了然地快速掌握模具资料，从侧面提升企业模具管理水平，从而在整个行业中形成良性管理氛围，使得行业与市场不断成熟。
3.3将积极引人和融合更多的高科一技手段与设备展开模具结构设计
汽车模具同国内其他模具市场一样，往往是中低档模具供过于求而高档模具却供不应求，这里面的问题值得深思。高档模具与中低档模具相比，品质高贵在融人了更多的生产技术，融人了更多的结构设计先进理念。因此，汽车模具结构设计过程中也同样应该认真加强对不同技术手段与先进理念的引人与融合。鼓励企业从人才战略出发与大专院校保持技术合作，不断提升专业人才中灵活运用计算机辅助技术、人下智能技术等完成设计决策、模拟分析和优化设计的创新能力。
结语
总而言之，冲压工艺是当前我国制造业所应用的重要技术形式，其在长期的发展中，该项技术也在不断的完善和更新中，在我国各个行业、各个领域均实现厂广泛的应用，尤其在汽车制造行业、钢材生产行业以及加工行业中，更是拥有广阔的应用前景，在此背景下，本文针对冲压工艺模具设计以及其发展趋势进行简要说明和分析，希望给予相关行业以此许参考。
参考文献：
[1]胡凯，马旭明，张小浩.关于汽车冲压模具设计制造及维修分析[J].工程技术：全文版，2016（10）：69.
[2]李志.对汽车冲压模具设计制造及其维修分析[J].工业c，2016（6）：110.
论文作者:张先林
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2019/1/3
标签：模具论文; 汽车论文; 工序论文; 参数论文; 横梁论文; 组合论文; 冲孔论文; 《基层建设》2018年第33期论文;