一种快速确定热冲压生产线工艺参数的数值方法技术

本发明专利技术公开了一种快速确定热冲压生产线工艺参数的数值方法，包括选取待确定的工艺参数和质量评价指标参数；确定工艺参数取值范围；随机抽样产生基础工艺参数数据；得到基础工艺参数下的热冲压工艺生产线生产的产品的数据模型；求取数据模型中各指标参数的平均值；建立基础工艺参数和指标参数平均值之间的映射关系；得到指标参数最优化时的工艺参数参考值；以工艺参数参考值为基准得到最佳的实际工艺参数。本发明专利技术方法能够快速、科学确定热冲压工艺生产线参数数据，明显地缩短模式工艺制作和现场调试过程，加快产品的开发过程，并保证产品性能的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于具体涉及一种快速确定热冲压生产线工艺参数的数值方法。
技术介绍
随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，汽车车身的轻量化和安全性已经成为了车身设计结构件的重要发展方向之一。目前，AHSS(Advancedhighstrengthsteel)结构件因具备较高的抗拉强度和工艺过程中较小的回弹而在汽车轻量化设计，汽车碰撞安全性优化和汽车燃油经济性提升中应用越来越广泛。工程上制备该类型部件最常用的工艺是热冲压成型技术，即将板料在高温状态下冲压成型，然后快速冷却后得到微观组织为均匀马氏体的技术。AHSS板材在加热，保温，成型和保压淬火等连续生产过程中，涉及较多工艺参数，这些参数会联合影响产品冲压件的质量参数如马氏体分布，抗拉强度，维氏硬度等等。因而，在热冲压零件工艺制作过程中，提高各个工艺参数的精确性，缩短现场调试周期，保证零件质量的稳定性是需要解决的一个关键问题。然而，现有研究多集中于单个工艺参数，如保温温度，冲压速度或者保压压力等对成型件质量的影响，而并未涉及多个参数如何共同作用影响产品质量；因而，这就导致了工艺制作和现场调试过程中缺乏方向性，更多地是依靠现场人员的调试经验完成调试过程，导致了调试效率极低，而且导致产品质量一致性较差，产品质量不稳定等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种快速、科学确定热冲压工艺生产线参数数据的快速确定热冲压生产线工艺参数的数值方法。本专利技术提供的这种快速确定热冲压生产线工艺参数的数值方法，包括如下步骤：S1.选取需要确定的热冲压工艺生产线的工艺参数和热冲压件的质量评价指标参数；S2.根据已有的工程数据和经验，选取步骤S1的工艺参数的取值范围；S3.在步骤S2选定的取值范围内，随机抽样产生N组基础工艺参数数据；S4.将步骤S3得到的N组基础工艺参数数据输入热冲压工艺生产线的仿真模型，得到所述N组基础工艺参数下的热冲压工艺生产线生产的产品的数据模型；S5.求取步骤S4得到的N组产品的数据模型中，各个指标参数的平均值；S6.建立步骤S3的基础工艺参数数据和步骤S5得到的指标参数的平均值之间的映射关系；S7.依据步骤S6得到的映射关系，以指标参数最优化为优化目标，得到指标参数最优化时的工艺参数参考值；S8.以步骤S7得到的工艺参数参考值为基准，在实际的热冲压工艺生产线上进行试验和工艺参数的调整，得到最佳的热冲压工艺生产线的实际工艺参数，从而完成热冲压生产线工艺参数的快速确定。步骤S1所述选取的热冲压工艺生产线的工艺参数为保温温度，转移时间，压边力，保压压力和保压淬火时间。步骤S1所述选取的热冲压件的质量评价指标参数为维氏硬度，抗拉强度和马氏体含量。步骤S3所述的随机抽样为拉丁超立方抽样。步骤S6所述的建立映射关系为利用RBF替代模型建立映射关系。步骤S7所述的得到指标参数最优化时的工艺参数参考值为采用多目标遗传算法(MOGA)优化得到指标参数最优化时的工艺参数参考值。本专利技术提供的这种快速确定热冲压生产线工艺参数的数值方法，首先通过工程经验选取待确定参数的取值范围，然后通过随机抽样产生基础数据、带入模型进行仿真计算并建立映射关系，并根据映射关系进行优化从而得到指标参数最优化时的工艺参数参考值，并以此参考值为基准在实际生产线上进行优化；因此本专利技术方法能够快速、科学确定热冲压工艺生产线参数数据，明显地缩短模式工艺制作和现场调试过程，加快产品的开发过程，并保证产品性能的稳定性。附图说明图1为本专利技术的方法流程图。图2为本专利技术的一种实施例的保温温度和时间与晶粒直径的关系曲线。图3为本专利技术的一种实施例的温度和22MnB5的加工硬化指数的关系曲线。图4为本专利技术的一种实施例的板料冷却时间和温度的关系曲线。图5为本专利技术的一种实施例的是板料温度与模具压力和冷却时间的关系曲线。图6为本专利技术的一种实施例的是模具温度与模具压力和冷却时间的关系曲线。图7为本专利技术的实施例的维氏硬度测量选取点示意图。图8为本专利技术的实施例的抗拉强度测试的选取试样示意图。图9为本专利技术的实施例的零件抗拉强度试样的测量选取点示意图。图10为本专利技术的实施例的马氏体组织观测选取试样的位置示意图。图11为本专利技术的实施例的显微镜下观测的马氏体微观组织分布的I点观测示意图。图12为本专利技术的实施例的显微镜下观测的马氏体微观组织分布的J点观测示意图。图13为本专利技术的实施例的显微镜下观测的马氏体微观组织分布的K点观测示意图。具体实施方式如图1所示为本专利技术的方法流程图：本专利技术提供的这种快速确定热冲压生产线工艺参数的数值方法，包括如下步骤：S1.选取需要确定的热冲压工艺生产线的工艺参数(如保温温度，转移时间，压边力，保压压力和保压淬火时间)和热冲压件的质量评价指标参数(如维氏硬度，抗拉强度和马氏体含量)；S2.根据已有的工程数据和经验，选取步骤S1的工艺参数的取值范围；S3.在步骤S2选定的取值范围内，采用拉丁超立方抽样产生N组基础工艺参数数据；S4.将步骤S3得到的N组基础工艺参数数据输入热冲压工艺生产线的仿真模型，得到所述N组基础工艺参数下的热冲压工艺生产线生产的产品的数据模型；S5.求取步骤S4得到的N组产品的数据模型中，各个指标参数的平均值；S6.利用RBF替代模型建立步骤S3的基础工艺参数数据和步骤S5得到的指标参数的平均值之间的映射关系；S7.依据步骤S6得到的映射关系，以指标参数最优化为优化目标，以MOGA优化得到指标参数最优化时的工艺参数参考值；S8.以步骤S7得到的工艺参数参考值为基准，在实际的热冲压工艺生产线上进行试验和工艺参数的调整，得到最佳的热冲压工艺生产线的实际工艺参数，从而完成热冲压生产线工艺参数的快速确定。以下结合一个具体实施例对本专利技术的方法进行进一步说明：以车身结构件门槛加强梁的工艺模型为例：S1.首先选取热冲压过程中重要的工艺参数，通过对这些参数的控制来实现对产品质量的把控。选取了保温温度，转移时间，压边力，保压压力和保压淬火时间；同时选取热冲压件质量评价指标，在零件没有发生起皱开裂等失效的前提下，选取了零件式样的维氏硬度，抗拉强度，马氏体含量作为零件质量的评价指标；S2.通过相关工程经验确立输入工艺参数的大致范围，选取了保温温度为880～960℃，转移时间为5～12S，压边力为5～10T，保压淬火时间为3～15S，保压压力为200～400T；S3.通过拉丁超立方抽样，选取了50组数据，使得5个输入参数合理均匀分布在选取的区域中；S4.将50组数据分别输入模型，本专利中选取的模型为具有代表性的“几”字形的门槛加强梁，进行50组仿真后，将结果导出；S5.在Matlab中对仿真结果进行处理，得到50组仿真对应的平均维氏硬度，平均抗拉强度和平均马氏体含量；S6.整理输入工艺参数和输出参数，利用RBF替代模型建立输入和输出之间的映射；S7.基于工业上的需要，在MOGA优化过程中选取维氏硬度、抗拉强度和马氏体含量的极大值作为优化目标，得到相应的输入参数。S8.最后得到的输入工艺参数为：保温温度为954℃，转移时间为5.8S，压边力为5.5T，保压淬火时间为9.7S，保压压力为431T；在该参数下，得到结构体的对应的抗拉强度为1480Mpa，维氏硬度为487.5，马氏体含量为99.96％。在现场调试过程中以优本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速确定热冲压生产线工艺参数的数值方法，包括如下步骤：S1.选取需要确定的热冲压工艺生产线的工艺参数和热冲压件的质量评价指标参数；S2.根据已有的工程数据和经验，选取步骤S1的工艺参数的取值范围；S3.在步骤S2选定的取值范围内，随机抽样产生N组基础工艺参数数据；S4.将步骤S3得到的N组基础工艺参数数据输入热冲压工艺生产线的仿真模型，得到所述N组基础工艺参数下的热冲压工艺生产线生产的产品的数据模型；S5.求取步骤S4得到的N组产品的数据模型中，各个指标参数的平均值；S6.建立步骤S3的基础工艺参数数据和步骤S5得到的指标参数的平均值之间的映射关系；S7.依据步骤S6得到的映射关系，以指标参数最优化为优化目标，得到指标参数最优化时的工艺参数参考值；S8.以步骤S7得到的工艺参数参考值为基准，在实际的热冲压工艺生产线上进行试验和工艺参数的调整，得到最佳的热冲压工艺生产线的实际工艺参数，从而完成热冲压生产线工艺参数的快速确定。

【技术特征摘要】
1.一种快速确定热冲压生产线工艺参数的数值方法，包括如下步骤：S1.选取需要确定的热冲压工艺生产线的工艺参数和热冲压件的质量评价指标参数；S2.根据已有的工程数据和经验，选取步骤S1的工艺参数的取值范围；S3.在步骤S2选定的取值范围内，随机抽样产生N组基础工艺参数数据；S4.将步骤S3得到的N组基础工艺参数数据输入热冲压工艺生产线的仿真模型，得到所述N组基础工艺参数下的热冲压工艺生产线生产的产品的数据模型；S5.求取步骤S4得到的N组产品的数据模型中，各个指标参数的平均值；S6.建立步骤S3的基础工艺参数数据和步骤S5得到的指标参数的平均值之间的映射关系；S7.依据步骤S6得到的映射关系，以指标参数最优化为优化目标，得到指标参数最优化时的工艺参数参考值；S8.以步骤S7得到的工艺参数参考值为基准，在实际的热冲压工艺生产线上进行试验和工艺参数的调整，得到最佳的热冲压工艺生产线的实际工艺参数，从而完成热冲压生产线工艺参数的快速确定。2.根据权利要求1所述的快速确定热冲压生...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢晖，程威，张文彦，王东福，李会肖，王杭燕，黄康，卜宇峰，
申请(专利权)人：湖南大学，上海拖拉机内燃机有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43