薄板成形液压机压边系统的程序控制.pdf

文 章 编 号 1 6 7 2 01 2 1 2 0 1 3 0 1 0 0 6 2 0 2 薄 板成 形 液压 机 压 边 系统 的程序 控 制 魏湘 ，陆红 ，李 秀珠 徐州压 力机械 有 限公 司， 江苏 徐州 2 2 1 0 0 4 摘要 介 绍 了一种 可编 程 的液压拉 深压边 设计 。以程序 调控 四角压边 缸 的输 出压 力 ， 使 塑性金 属板 料进行 合理 “ 流 变” ， 从 而赋 予液压机 实现 拉深成 形工 艺 的随动调 控。 关键词 机 械设计 ； 液压 机 ； 拉 深 ； 压 边 ； 程 序控 制 中图分 类 号 T G3 1 5 ． 4 文献标 识码 A 1引 言 对 于形状 各异 的薄板 件 的拉深成形 来说 ，压 边 着力 点施 力大 小及方 位 的调控是 制造 优质成 品的关 键 。 因而高性 能 的薄板 成形液 压机 ， 应具备 完善 而有 效 的拉 深压边 系统 。 为 此 ， 需要 突破 传统 的恒定 压边 力 的输 出方式 ，以先 进 电液元 器件 的有机 结合 实现 四角压 边力 的程序调 控 。 2拉 深 成 形 在 拉深成 形过 程 中 ，必须 使薄板 坯料 的周 边置 于压 边圈之下 ，以保证模 腔 内的金 属薄板 在适 当 的 摩擦 压力 和模 间缝 隙条 件下 ，均衡 地完 成压缩 与拉 伸 的塑性变形 而 实现拉 深成形 。 其 中 ， 压 边 圈作 用就 是 防止 板料 在拉 深 过程 中产生 “ 皱 褶 ” 、 “ 拉 裂 ” 及壁 厚不 均等产 品缺 陷 。 由于拉 深件 形状 与结构 的不 同 ， 现代许 多高 品质 的拉深 成形制 品 ，对 于 压边 圈压边 力 的差异性 分布 、板料 模具 间 的摩擦 力 等非 直线性 的参 数 ，都 有较 高 的跟 踪设定 压边 力压 力输 出 曲线 的 随动调控要 求 。所 以现代新 型高性 能 拉深成 形 液 收稿 日期 2 0 1 2 0 7 2 6 作者简介 魏湘， 男， 工程师， 从事锻压液压机设计研发 压机 的压边 系统 ，必须 能够实 现拉深 成形 压边 力 曲 线输 出 的程序调 控 。 3拉深成 形 的四角压 边 系统 与程序 调控 通常 ， 液压机 压边 圈 的四角压边 力控 制 ， 是 以液 压独 自调 控压边 力 的压 边 系统 ，调定 液压 压力 实现 四角 压边 力 的恒 定输 出 。对 于一般 几何 中心 对称 的 圆形和浅 拉深 的薄板 件 ，这种压边 形式 可 以基本满 足拉深成 形要求 。但 对深拉 深件 以及几 何 中心不 对 称 的异形 件 的拉 深成形 ，以单独液 压系 统调定 四角 压 边力恒 定 的压 边 圈 ，则难 以适应 随滑块 位 移而变 的输 出压 边力 的要求 。 这 里介 绍 一种 电液结 合 的随 动调 控压 边 系 统 。 其 集成 多种 先 进 电液 元 器 件 为一 体 ，通 过 多 路 信 号 采集 、 P C计算 综 合平 衡 、 数 据 曲线 显 示 和 闭环 反 馈调 控 ， 实 现 四角 压边 力 输 出的 随动 调控 。各 压 边 缸 在 电液 系统 的调 控 下 ，按 设 定 滑 块 位 移 对 应 压 力 输 出 的 曲线 界 定 ，实施 既相 互 独 立 又 协 调 统 一 的 程序 化 输 出 。其 “ 电液 集 成压 边 系统 ” 主 要 原 理 如 图 1所 示 。 压边 滑块 四角完 全相 同的液压 缸 ，均采 用各 自 的 比例溢 流 阀控 制输 出压力 ，可独 自实施 液压 压力 - - ” 一 - 一 一一--- 一 Ap pl i c a t i o n o f di s t a nc e - c o d e d r e f e r e nc e me a s ur i ng s y s t e m o n r o t a r y s wi v e l dr i v e o f t h e 3 D l a s e r c u t t i n g ma c h i n e Z HAI Do ng s h e n g ， ZHONG Sh e ng ， HONG Cha o J i a n g s u Ya n g l i C NC Ma c h i n e T o o l C o ． ， L t d ． ， Ya n g z h o u 2 2 5 1 2 7 ， J i a n g s u C h i n a Abs t r a c t T he a p p l i c a t i o n me t h o d o f di s t a n c e -c o d e d r e f e r e n c e me a s u rin g s y s t e m 6 n r o t a r y s wi v e l d riv e o f t h e l a s e r c u t t i n g ma c h i ne h a s b e e n i n t r o d uc e d i n t h e t e x t ． Th e a b o v e me t h o d a n d c o n c l u s i o n p r o v i d e r e f e r e n c e f o r t h e l i c a t i o n o f d i s t a nc e c o d e d r e f e r e n c e me a s u rin g s y s t e m o n o t h e r m a c h i n e t o o l s ． K e y w o r d s Di s t a n c e c o d e d ； Ro t a ry d e v i c e ； 3 D l a s e r c u t t i n g m a c h i n e 图 1 程序调控原理图 1 ．缸 1 2 ． 缸 2 3 ． 缸 3 4 ． 缸4 5 ． 光电编码器6 ． 高 速计数模块7 ． 屏幕显示／ 数据输入8 ． 可编程控制 器9 ． 油箱1 0 ． 压力控制块I 1 ． 压力传感器 的无 级 调 节 。按 照控 制 显 示 触摸 屏 上 先 行设 定 的 “ 滑块 位 移 一 压 边 力 ” 关 系 曲线 ， 电液 集 成 压 边 系 统 依 据 滑 块 的 位 移传 感 器 讯 号 ，实 时程 序 调控 四角 液 压 缸 各 自不 同 的输 出 压力 。在 自始 至 终 的 拉 深 成 形 工 艺 过程 中 ，作 为 系统 主控 中 心 的 可 编程 序 控 制器 P L C ， 连续 不 间 断地 采 集 处 理 来 自四角压 力 传 感 器 的反 馈 信 号 ，时 时 与 设 定 的程 序 曲线 参 数 进 行 比对 调 控 ，比例 溢 流 阀控 制 四角 液 压 缸 的 J 随 动 液 压压 力 ，使 各 个 液 压 缸 对 压 边 圈施 加 匹配 合 理 的压边 力 。 4结 语 本 文所 述有别 于液 压机传 统 恒定输 出的 电液 集 成 压边 控制 系统 ，适用 于非 中心对 称 和结构 造 型较 复 杂 的薄板件 的深 拉深 成形 。 当前 ， 高 强度金 属薄 板 拉 深成 形 日渐增 多 ，产 品改 型更 新 速 度越 来 越 快 ， “ 无 批量 ” 多种 类产 品 的需求越 来越 多 。 “ 电液程序 调 控 压 边 系统 ” 的研 究应 用 ， 必 将 对满 足 新 需求 、 新 应 用 起 到更大 的促进 作 用 。 【 参 考文献 】 [ 1 ] 俞新陆．液压机． 北京 机械工业出版社， 1 9 8 2 ． 【 2 】 雷天觉 ．新编液压工程手册 E 京 机械工业 出版社 ， 1 9 9 8 ． [ 3 】 陆红． 锻压液压机的准柔性化设计． 锻压装备与制造技术 ， 2 0 0 2 ， 3 7 6 ． f 4 ] 陆红， 邱新民． 四柱液压机实现双动拉深的改装设计． 锻压装备 与制造技术 ， 1 9 9 5 ， 3 0 3 ． Pr o g r a m c o nt r o l o f e d g e pr e s s i ng s y s t e m f o r s h e e t me t a l f o r mi ng hy dr a u l i c pr e s s W EI Xi a n g ，LU Ho ng ，LI Xi u z h u Xu z h o u P r e s s u r e Ma c h i n e r y C o ． ， L t d ． ， Xu z h o u 2 2 1 0 0 4 ， J i a n g s u C h i n a Abs t r ac t A pr o g r a mma b l e hy d r a u l i c d e e p d r a wi n g e d g e p r e s s i ng d e s i g n h a s be e n i nt r o d u c e d i n t h e t e x t ．By r e g ul a t i ng t h e o u t p u t p r e s s u r e o f f o u r- c o r n e r e d g e p r e s s i n g c y l i n d e r v i a p r o g r a m， t h e r e a s o n a b l e flo wi n g d e f o r ma t i o n h a s b e e n o c c u r r e d t o t h e p l a s t i c s h e e t me t a 1 ．Th u s i n t h i s wa y ，t h e h y d r a u l i c p r e s s r e a l i z e s t h e f o l l o w-u p r e g u l a t i o n o f t he d e e p d r a wi ng t e c h n o l o g y ．I t s u i t s f o r t h e ma n u f a c t ur e o f t h e mo d e r n a u t o mo t i v e a n d a v i a t i o n i n d us t r y s h e e t me t a 1 ．I t c a n i m p r o v e t h e de e p d r a wi n g t e c h n o l o g y g r e a t l y ． K e ywo r ds De e p d r a wi n g f o r mi n g ；Edg e pr e s s i ng f o r c e ；Ed g e p r e s s i n g s y s t e m ；P r o g r a m r e g u l a t i o n 我国首台新型数控全液压对击锤通过技术评 2 0 1 2年 1 2月 1 1日，江 苏百 协精锻 机 床有 限 公 司在 江 苏 省 海 安 县 召 开 了我 国 首 台 C DKA4 0 0 型数控 全 液压对 击锤 技术 评 审会 议 。 会 议 邀请 中国锻 协名 誉 会 长 、 研 究 员李 社钊 ， 中国模 协 、 全 国模具 标 准 化技 术 委 员会 委 员、 上 海 交通 大 学 CAD 国家工 程研 究 中心教 授 吴 公 明， 北 京机 电研 究所 塑性 成 形 中心 副 主任 、 研 究 员张 浩 ， 北 京机 电所 先进 制 造技 术 中心 主任 、研 究 员钟 志 平 ， 江苏 大 学教 授 、 工 学博 士梅 从立 等专 家参 加 。 与会 专 家在 听取 了百协 公 司 的技 术 报 告 后 ， 审查 了 申报 材料 ，经质 疑答 辩 和讨 论 后进 行 了分 组评 审 ， 最 后肯 定 了百协公 司 的研 制 成果 ， 认 为 该 对 击锤 设计 思路 正确 、 结构 先 进合 理 、 制 造加 工 精 良， 属 于 国 内首创 ， 主 要 技 术 、 性 能指 标 和 结 构 理 ， 处 于世 界 同类产 品 的先进 水 平。 专 家评 审组 希望 百 协公 司抓 住 机 遇 ，尽 快 现 科 研 成果 产 业化 ， 加 大产 品 的应 用 力度 ， 为 我 的汽 车 工 业 、 工 程机 械 、 矿 山机 械 、 军 工 、 航 空航 等 高端 装备 制 造 业 的发展 提供 更 好 、 更 大 、 更 多 数控 全液压 模锻 设备 。