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压边力是许多复杂零件拉深成形过程中必不可少的一个重要工艺参数,起皱、破裂等失稳现象都可以通过压边力调整来进行有效控制。特别在大型覆盖零件成形过程中,板料压边位置、拉深位移对压边力的需求是变化的,确定出板料随压边位置、拉深位移所需的压边力变化规律,获得最优压边力加载方式对复杂零件拉深成形具有重要意义。
分区变压边力系统是一套在100吨四柱液压机上建立起来的、以盒形件为拉深对象的柔性压边系统。在该系统中,引入比例控制环节,结合针对盒形件成形特点设计的组合式分区可控压边装置,实现了盒形件拉深过程中压边力在空间、时间上的变化控制。本文在系统控制优化及盒形件拉深试验方面进行了相关研究,主要内容如下:
通过对比例阀结构、工作状态的物理分析,利用物质、能量的守恒性和连续性原理,推导出了压边力控制系统模型,进而采用系统辨识方法确定了模型参数。
针对目前分区变压边力系统在压边力调控上存在的问题,提出了一种误差分段智能控制算法,研究并实现了参数模糊自整定PID控制技术在分区变压边力系统中的应用,极大地提高了压边力控制系统性能。
在此基础上,对多种压边力加载方式进行了盒形件拉深试验,确定了V型曲线是盒形件拉深过程中较为合理的变压边力控制曲线,得到了各分区压边力对盒形件成形的影响程度,进而给出了优化的压边力加载方式。拉深结果表明分区变压边力加载方式可以有效减弱盒形件拉深过程中的不均匀性,优化成形过程。
本文对分区变压边力系统进行了深入的理论和试验研究,利用变压边力技术提高了盒形件成形质量,对实际生产起到了指导作用,为相似及复杂零件最优压边力加载方式的研究提供了参考。