[发明专利]基于极限学习机的铝合金减速器壳体铸造参数设计方法

说明书

本发明公开了一种基于极限学习机的铝合金减速器壳体铸造参数设计方法。该方法包括：针对主减速器壳体模型设计初步浇注工艺方案，初步选取对质量指标影响较大的工艺参数为极限学习机训练样本点，设计试验获取训练集与测试集，创建训练极限学习机并进行仿真测试，再通过鱼群算法求解最优工艺参数，最终进行生产验证。本发明将铝合金主减速器壳体铸造方法程序化，利用极限学习机与鱼群算法相结合，科学地预测并减少铝合金主减速器壳体的铸造缺陷，提高成型质量，降低制造成本。

技术领域

本发明涉及一种铝合金减速器壳体铸造参数设计方法，属于铸造成型技术领域，具 体地说是一种基于极限学习机的铝合金减速器壳体铸造参数设计方法。

背景技术

汽车减速器壳体作为重要零部件，提供对主减速器的支承与防护，承受传动轴、车架与道路传递的载荷，直接影响车辆的可靠性与操纵稳定性。传统的减速器壳体材料为 球墨铸铁，而随着汽车轻量化发展的需求，铝合金等轻质材料具有质量轻，综合性能好 等特性，逐步被用于减速器壳体部件的制造。

目前，铝合金减速器壳体的主要制造方法为铸造法，铸造缺陷主要为缩松缩孔缺陷。 此类缺陷是由于铸造工艺参数设置不合理导致，多分布于壳体的主动齿轮外轴承处与差 速器轴承座处。这使得此受载区域力学性能下降，在车辆行驶过程中出现壳体开裂等现象。

为消除铸造缺陷，现阶段厂家多采用经验法或者简单调参法进行工艺参数设计，即 凭借生产经验确定工艺参数，或者是在缺乏科学方法的情况下，不断地调整参数，通过简单的穷举来获得较优工艺参数。此类方法需要耗费大量成本，最终也很难得到合理的 工艺参数，消除铸造缺陷。因此，为了能够高效的解决铝合金减速器壳体的铸造缺陷， 一种科学的铸造工艺参数设计方法是必需的。

发明内容

本发明的目的是针对目前铝合金减速器壳体铸造过程中铸件缺陷难以消除的问题， 提供一种基于极限学习机的铝合金减速器壳体铸造参数设计方法，该方法能够科学高效 地确定最优工艺参数组合，提高减速器壳体的成型质量，减少铸造缺陷，降低制造成本，并提高生产效率。

本发明采用的技术方案是：一种基于极限学习机的铝合金减速器壳体铸造参数设计 方法，包括以下步骤：

步骤一：减速器壳体初步浇注工艺方案设计；

根据铝合金减速器壳体的结构进行工艺方案设计，使用铸造仿真软件进行数值模拟， 并根据模拟结果对工艺方案进行改进，得到合理的初步工艺方案。

步骤二：优化工艺参数的确定与试验设计；

根据初步工艺方案的结果，分析选取多个工艺参数为优化变量，选择合理的优化目 标，提取一定数量的试验样本点并通过数值仿真得到对应的样本数据。

步骤三：基于极限学习机的模型训练与仿真测试；

基于步骤二获取的试验样本获取极限学习机训练集与测试集，创建训练极限学习机 并进行仿真测试，获取精度较高的极限学习机回归模型。

步骤四：基于鱼群算法的参数寻优；

采用鱼群算法，针对极限学习机回归模型进行参数寻优，获取设计空间内最优工艺 参数组合。

步骤五：生产验证；

针对步骤四中得到的最优工艺参数进行试制验证，获取最终方案，得到合格铸件并 投入生产。

进一步地，所述步骤一中，工艺方案设计包括以下几点：

(1)浇注系统设计，包括升液管，直浇道，横浇道，浇口等。

(2)模具设计，包括上模具，下模具，侧模具，分流锥，砂芯与排气系统等。

(3)材料参数设计，其中铸件材料为铝合金，模具材料为H13模具钢。