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技术资料

u乐代理冲裁减震技术国内外相关课题研究现状

作者: 来源: 日期:2019/1/31 9:43:20 人气:0 评论:0

国内外相关课题研究现状
1冲裁工艺理论研究现状
20世纪以来,金属塑性成形技术己经取得了长足的进展。主要体现在:(1) 塑性成形的基础理论已基本形成,包括位错理论、Tresca、Mises屈服准则、滑移 线理论、主应力法、上限元法以及大变形弹塑性和刚塑性有限元理论等;(2)以有 限元为核心的塑性成形数值仿真技术日趋成熟,为人们认识金属塑性成形过程的 本质规律提供了新途径,为实现塑性成形领域的虚拟制造提供了强有力的技术支 持;⑶计算机辅助技术(CAD/CAE/CAM)在塑性成形领域的应用不断深入,使制件 质量提高,制造周期下降;(4)新的成形方法不断出现并得到成功应用%
冲裁加工技术属于板料成形技术,板材成形过程的计算机模拟(仿真)技术又 称为板材成形过程的计算机辅助工程(CAE)分析技术,是一种把计算机、数值方法、 力学、材料与工艺等集于一体的先进技术,能用计算机虚拟出成形过程进行分析, 对可能出现的成形缺陷做出预测,使问题在工艺和模具设计阶段就得到解决,能 有效地缩短调试周期,降低生产成本' 板材成形模拟的核心是有限元法,常用的 软件有DEFORM, DYNAFORM, LS-DYNA3D等,利用板料塑性模拟仿真,来确定适应于 u乐代理的最佳工艺曲线。
计算机数控技术的出现极大的提高了控制的可靠性,数控技术是微电子技术、 计算机技术、监测控制技术和传统机加工技术深度结合的产物,近20年来,数控 技术在塑性加工设备中的应用也有了飞速的发展h数控技术结合最佳工艺曲线共
同打造小振动板料冲压u乐代理。
2液压u乐娱乐国际动态特性研究
液压u乐娱乐国际动态特性是其在失去原来平衡状态到达新的平衡状态这一过程中, 所表现出来的特性,引起此动态过程的原因归结起来有两个:一个是传动与控制 u乐娱乐国际的过程变化;另一个是外界干扰。
研究液压u乐娱乐国际动态特性的主要问题有两方面:一方面是稳定性问题,即高压 u乐娱乐国际(管道或容腔)中压力瞬间峰值与波动情况,主要分析液压u乐娱乐国际是否会因为 峰值过高而产生压力冲击,或u乐娱乐国际经过动态过程后,是很快达到新的平衡状态, 还是形成较持续的振荡;另一方面是过渡过程品质问题,即执行机构和控制机构 (如负载和液压元件)的响应品质和响应速度,主要研究u乐娱乐国际达到新的稳定状态 所经历的过渡时间,达到压力峰值的时间以及速度、位移等参数随时间的变化等。
研究液压u乐娱乐国际动态特性的主要方法有传递函数分析法、模拟仿真法、实验研 究法和数字仿真法等。
传递函数分析法是基于经典的控制理论的一种研究方法。用经典的控制理论 对液压u乐娱乐国际进行动态特性分析通常只局限于单输入、单输出的线性u乐娱乐国际,一般先 建立u乐娱乐国际的数学模型,写出其增量形式,然后进行拉普拉斯变换,从而写出传递 函数,再将传递函数用波德图表示。通过相频曲线或幅频曲线分析其响应特性, 或是进行拉氏逆变换。遇到非线性的问题,通常不考虑其非线性或简化成线性系 统。
模拟计算机是一种连续计算装置,它把实际u乐娱乐国际物理量用电压量表示,通过 连续计算,求解描述u乐娱乐国际动态特性的微分方程。该方法具有接近实际情况、u乐娱乐国际 参数调整和调试简单以及运算速度快等优点,但最大的缺点是运算精度低。
通过实验研究可以直观地、真实地了解液压u乐娱乐国际的动态特性和参数变化,但 是用这种方法分析u乐娱乐国际周期长、费用大,且往往不具有通用性。如今,实验研究 法常常作为对重要的液压u乐娱乐国际动态特性的数字仿真或对其他理论研究结果进行验 证的手段,或是作为对液压u乐娱乐国际动态建模与仿真方法、对所建模型与仿真结果进 行验证的方法与手段。
数字仿真法是利用计算机技术研究液压u乐娱乐国际动态特性的一种新方法。首先建 立液压u乐娱乐国际动态过程的数学模型——状态方程,然后在计算机上求出u乐娱乐国际中各种 主要变量在动态过程的时域解。数字仿真法既适用于线性u乐娱乐国际,又适用于非线性 u乐娱乐国际,可以模拟出任何输入函数作用下u乐娱乐国际中各参变量的变化情况,从而获得对 u乐娱乐国际动态过程直接的全面地了解,使得设计人员在设计阶段就可以预测液压u乐娱乐国际 动态特性,以便能及时对设计结果进行验证和改进,以保证u乐娱乐国际的工作性能和可 靠性。与其他研究u乐娱乐国际动态性能的手段和方法相比,数字仿真技术具有精确、可 靠、适应性强、周期短和费用低等优点。
自从数字仿真技术问世并应用于实践以后,便将液压u乐娱乐国际动态特性研究带入 了一个新阶段。对液压元件、回路及液压u乐娱乐国际动态特性进行数字仿真便成了一项 方便、可行而且必要的工作。研究人员更是在这方面投入了大量的精力。有关液 压u乐娱乐国际建模理论与方法、仿真方法、仿真软件、仿真精度以及液压u乐娱乐国际参数优化 和动态性能改进等方面的研究论文、成果层出不穷。再建模理论与方法上形成了 传递函数法、状态空间法和功率键合图等建模方法[9]。
3u乐代理冲裁减振方法研究
u乐代理冲裁减振早在上世纪就引起了人们的注意,u乐代理冲裁振动的根本原 因是由于机架和液压油存储的压缩弹性能的瞬间释放,这一振动机理也早已为人 们所认识。为了使u乐代理能够用于冲孔和落料工序,除了通过减振材料和改进机 床结构来加固机身外,人们对液压减振问题还进行了深入的研究。在上世纪末, 已有各种带缓冲减振的u乐代理问世。
目前占主流的减振技术是采用缓冲元件(液压缸或弹性元件)抵消u乐代理滑 块的振动,消耗振动能量,如国外德国笛芬巴赫(Dieffenbacher)公司的产品为 代表,国内浙江大学济南铸锻所在上世纪80-90年代亦开展过类似的研究。 这类技术减振效果好(可降低噪声近30分贝,台面跳动90%以上),工作可靠。 缺点是,需要另外附加液压u乐娱乐国际,占用较多的空间,如果调整不当,还会增加能 耗。由于这类技术采用另外的被动元件抵消振动,我们不妨称之为被动减振。
另一种方法是,控制滑块运动的速度,在冲头进入工件并超过冲裁负荷峰值 后,尽量降低滑块速度,使机架和油液压缩能在工件冲透前基本释放完毕,从而 减少振动。这种方法的优点是不增加能耗,不占用多余的空间;缺点是控制比较 复杂,临界点不易掌握。由于是主动控制滑块运动速度,达到减振目的,不妨称 之为主动减振。目前关于主动减振的研究报道甚少,国内尚未见有产品问世。
3.1被动减振技术实例
被动减振技术的基本原理是在板料断裂时,由缓冲油缸或其他方式提供反向 力作用在滑块上,以代替冲裁时板料作用在u乐代理滑块上的载荷,此时u乐代理由 冲裁工艺载荷平稳过渡到缓冲油缸载荷,使主油缸内积聚的液压能与机身的弹性 变形能受控释放,使u乐代理在工作工程中无突然失荷现象,也就消除了由此产生 的冲击与振动。绝大部分u乐代理的缓冲u乐娱乐国际都属于被动减振技术,技术上很成熟, 应用很广泛。
被动减振技术按照反压力产生的方法可以分为缓冲油缸缓冲、弹性垫块缓冲 等多种形式。
缓冲油缸
很多冲裁液压油都是利用缓冲油缸来实现缓冲的,按照缓冲缸的位置和液压 节流缓冲u乐娱乐国际又各有不同,如图1-1所示。
德国笛芬巴赫(Dieffenbacher)公司采用的冲裁缓冲u乐娱乐国际,对于小台面的液 压机,采用成排的小缓冲缸和带斜楔调节的限程结构;而对于大台面u乐代理,采 用四轴同步的调节机构,在u乐代理的正面设有同步驱动调节的显示装置。
南通机床锻压厂的YB32-100B型1000KN四柱u乐代理采用的缓冲方法是旁置 液压节流缓冲缸方式,缓冲缸的液压u乐娱乐国际可以是独立的供液节流缓冲u乐娱乐国际,也可 以与u乐代理主机的液压u乐娱乐国际相连通,另外附加节流阀使缓冲油缸建立反压力M。
比利时LVD公司的液压缓冲装置,安装在u乐代理立柱内部在u乐代理滑块的两 侧装有支撑杆,滑块下行,支撑杆碰到缓冲缸的压垫,并压迫缓冲活塞下行,此 时活塞腔中的油通过活塞头中的节流孔排入活塞杆腔,由于冲裁速度很低,排油 背压也低,此时缓冲缸中产生的反压力与冲裁力相比很小,板料突然冲断后,滑 块急速冲下,排油背压迅速提髙,反压力自动增大,从而限制滑块冲下速度,使 一个短而强烈的卸荷冲击转变为平稳的卸荷过程,当缓冲活塞碰到缸底时,滑块 停止运动,缓冲缸活塞杆腔与压缩空气源相接,滑块回程,缓冲活塞便自动复位。
缓冲油缸应用得非常广泛,利用缓冲油缸进行减振具有可靠、有效等优点; 其缺点为缓冲油缸需要在原机液压u乐娱乐国际上附加节流缓冲u乐娱乐国际,使液压u乐娱乐国际复杂化, 缓冲油缸一般都是安装在工作台上,使得机构复杂,工作台的有效面积大大减小, 能量没有得到有效的利用,冲裁过程中蓄积的能量被缓慢消耗掉。
反压力腔
反压力腔缓冲方式安全、可靠,利用限程块调节u乐娱乐国际可以对限程块的位置进 行精确控制,对液压u乐娱乐国际无影响,但机械结构较为复杂,液压缸结构过于复杂, 在普通u乐代理上难以实现。
德国劳费尔(Lauffer)公司中央配置的主要用于小型u乐代理的冲裁缓冲u乐娱乐国际, 采用反压力腔,反压力腔结构如图1-2所示,滑块下行时,高压油同时进入压力 腔和反压腔,随着冲裁行程的增加,压力腔和反压腔内的压力同步増大,当液压 机的刚性撞块碰到可调限程块,板料产生断裂,此时在反压腔中产生与冲裁力等 大的反压力以进行缓冲,并阻止滑块急速冲下,同时行程开关控制u乐娱乐国际中的换向 阀,使反压腔中的压力实现有控制的减压,u乐代理滑块产生超程动作直至停止。
弹簧
利用弹簧缓冲,结构简单易行,但不易控制,且液压油的弹性能和机架的弹 性变形能转换为弹簧的弹性变形能,能量逐渐减弱。
图1-3为意大利埃马努尔公司的机械缓冲装置,即利用碟形弹簧进行缓冲。
弹性垫块
在凹模中设置有弹性的反顶 装置,增加对冲头的限制,以抑制 冲头的弹性变形能的释放程度,使
其逐步释放,达到减小振动的目的 [12]。
只在凹模中设置垫块,简单易 行,易于更换,可以有效减振,但 垫块长期受高压容易疲劳受损,但 容易影响冲裁加工成品质量等。
 3. 2 主动减振技术实例
主动减振措施,即设法减缓凸模切入材料时的速度或者在材料被切断的瞬间 降低滑块的下行速度,避免板坯冲断时大量弹性能的突然释放,从根本上实现减 振。主要实现方法有伺服控制u乐娱乐国际、电液比例阀等,通常通过压力或者位移信号 来控制伺服阀,技术上也很成熟,已经得到广泛应用。国内也有研究报道通过控 制流量控制阀来控制滑块速度,但还没有广泛应用【131[15]。
德国瓦格纳(Wagner)公司制造的Expulsor SHP6300型冲裁u乐代理直接用伺服 控制u乐娱乐国际实现冲裁缓冲,不需附带缓冲和限程装置,通过伺服阀控制油缸的运动, 由位置检测装置反馈信号,将实测值与给定值进行比较,控制伺服阀,使油缸根 据工艺要求实现闭环自动控制。冲裁时,当达到所需最大冲裁力时,u乐代理便停 止加压,以后的变形则利用机身u乐娱乐国际释放的能量来完成,而在板料断裂瞬间的剩 余能量由u乐娱乐国际中的蓄能器吸收,从而实现冲裁无冲击,无振动
利用伺服液压u乐娱乐国际,有精度高、效果好等优点,但价格较贵,且不适于简单 的液压u乐娱乐国际改进。

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