基于伺服压力机的板料成形研究现状与发展趋势

伺服压力机作为新一代的成形设备在板料成形领域正日益发挥重要作用。本文介绍了伺服压力机的技术特点,并面向冲裁、弯曲、拉深等典型板料成形工艺综述了伺服压力机在降低生产成本、优化工艺和提高产品质量方面的研究进展。此外,针对伺服压力机可设置保压及滑块运动精确可控的优点,综述了其在高强钢热冲压等复杂热成形过程中的应用。最后,对伺服压力机在板料锻造成形工艺上的应用与发展进行了展望。     

浅谈数控节能复合型伺服压力机研发

交流伺服压力机代表着现代压力机的发展方向,其简单的传动机构、高精度高刚度的机身、柔性化的控制系统、节能环保的设计理念,将在复杂成形加工、冲裁、拉深、压印、精冲等加工工艺范围体现出较大的优越性.本文介绍了伺服压力机的特点、关键技术及其应用场合,并讨论了交流伺服压力机的发展方向.     

伺服拉深成形粘模行为及粘模抑制研究

粘模磨损是一种常出现在金属板料拉深工艺过程中的成形缺陷，为了进一步探究能够有效抑制粘模磨损的新方法，对金属板料拉深粘模磨损问题的产生机理进行了详细阐述和深入分析，对现有粘模磨损的表征以及仿真等方面的研究工作和实验结果进行了总结。相关的结论表明，基于Archard理论磨损模型的有限元仿真分析能够较好地反映拉深过程中的粘模磨损问题。随后，对防治粘模磨损和伺服曲线模式优化的相关研究进展进行了归纳总结和对比分析，深入探讨了粘模磨损的产生原因以及不同防治措施的优势与不足。最后，基于伺服压力机提出了优化拉深行程曲线模式以减少拉深时产生的粘模磨损问题的方法，并详细地分析了此方法在改善粘模磨损问题上的优势及可行性，为粘模磨损领域的研究提供了借鉴。     

伺服压力机主要加工曲线模式及优点的研究

介绍了伺服压力机的普通式、静音冲裁式、高效拉深式、模内加热式等主要加工曲线模式,同时对伺服压力机生产效率高、成形精度好、模具寿命长、节能、噪声与振动低等方面的优点进行了详细阐述,其中部分优点还与机械压力机进行了比较和分析,充分展示了伺服压力机具有诸多传统机械压力机所无法比拟的优势,可以预见今后伺服压力机必将逐渐取代传统机械压力机而成为锻压技术及装备发展的新标杆.     

交流伺服压力机的研究现状与发展趋势

交流伺服压力机具有高生产率、高柔性、高精度和节能环保等优点,成为目前先进锻压设备研究的热点。首先介绍了三代锻压设备,并对交流伺服压力机的结构进行了简单介绍。而后又阐述了交流伺服压力机的特点,提出交流伺服压力机具有众多传统机械压力机无法相比的优点。通过介绍一些具有代表性的公司的交流伺服压力机产品,探讨了目前国内外对交流伺服压力机的研究现状,并分析了中国交流伺服压力机发展缓慢的原因,为同行提供借鉴。最后分析了交流伺服压力机在未来的发展趋势,指出交流伺服压力机成为未来锻压设备的主要发展方向。     

SRM直驱伺服压力机的柔性控制建模与带负载仿真

针对压力机可控化和柔性化的需求,提出开关磁阻电动机直驱伺服压力机的混合闭环控制系统,建立了伺服压力机的机电数学模型和开关磁阻电动机柔性控制模型,并搭建了基于Simulink的开关磁阻电动机直驱伺服压力机仿真系统.最后,以拉深工艺为例研究该系统的带负载动态响应特性.仿真结果验证了该系统设计的合理性,为实际伺服压力机控制系...     

基于MATLAB的四连杆伺服压力机控制求解

针对伺服压力机相关控制参数进行求解研究,建立了四连杆式伺服压力机机械结构和同步电机二者联合的数学状态模型,在给定加工工艺轨迹曲线和负载转矩曲线的条件下,在MATLAB平台上进行数学运算求解,获得伺服电机的转速曲线和响应参数,包括d-q坐标系上的电枢电流和电枢电压。研究结果有助于根据实际工艺曲线快速制定伺服同步电机控制策略,对伺服同步电机控制提供计算参数,同时也可以从电机参数上进行优化,根据模型正向修改加工工艺轨迹,使工艺曲线控制在电机的驱动能力范围内。     

新一代电动伺服模垫技术与发展趋势

拉伸垫与压力机滑块相结合可以实现工件的拉深变形,引进“伺服直接驱动技术”是实现拉伸功能的最理想方案.尤其是伺服拉伸垫与伺服压力机的结合在高精度、难成形的汽车零件、电子零件等加工领域中的应用,已经显示出以前压力机无法比拟的优越性,同时提高了拉深件的质量并具有优良的节能性.     

伺服成形技术及其若干发展动向

伺服压力机是近年来塑性成形领域最重大的创新之一,将伺服压力机以及基于伺服压力机的成形工艺统称为伺服成形技术.简要介绍了伺服成形技术的特点和目前的应用情况,重点论述了该技术当前的若干发展新动向,包括伺服压力机设计方法的研究、新型功能部件和储能技术开发、滑块运动路径设计与优化、伺服成形机理及成形过程的数值模拟、智能制造中的...     

基于牛顿迭代算法的伺服压力机控制系统研究

为了实现伺服压力机滑块位移在特定工艺条件下的精确控制,以四连杆压力机为研究对象,以实现拉深工艺曲线为例,提出了基于牛顿迭代法伺服控制系统的设计方案。通过几何方法建立曲柄转角-滑块位移的数学方程式,得到运动学方程并进行仿真,根据仿真数据拟合出曲柄转角-滑块位移的数学关系式;利用MATLAB软件拟合目标工艺曲线,基于牛顿迭代算法实现了利用滑块位移对曲柄转角的多点一次性精确求解,并进一步利用计算结果拟合出曲柄转角-时间的函数;推导出控制周期内目标工艺曲线滑块位移对应的脉冲频率与个数,利用STM32实现输出目标脉冲。研究结果表明,目标工艺曲线与滑块实际位移曲线基本吻合,证明了该控制系统的设计方案可以实现对滑块位移的精确控制。     

交流伺服机械压力机在金属塑性成形加工中的应用(Ⅰ)——板料成形

伺服机械压力机的突出优点是智能、高效、节能。它兼有液压机和机械压力机的特性,不但动作敏捷,而且可在任意点停留保压,滑块运动可实现编程控制,这就为成形新工艺的开发提供了一个强有力的工具。介绍了目前国内外伺服机械压力机在板料成形加工领域的典型应用实例,包括大型汽车覆盖件伺服机械压力机冲压生产线、基于伺服机械压力机的超高强度钢板的热冲压生产线、高质量绿色冲裁工艺、精密弯曲、高效拉深、镁合金板热冲压等。通过设计滑块特殊的运动模式,实现了普通机械压力机上不可能完成的新工艺。还就如何加快伺服成形技术的应用步伐提出了一些看法,在加强新装备技术研究的同时,还必须注重基于新装备的应用工艺研究。     

滑块行程曲线对椭球形件复合成形的影响

分析金属塑性变形程度和应变速率的关系,研究滑块行程曲线对复合成形的影响规律并解决椭球形件成形中常出现的起皱现象和减薄率严重等问题。分别对采用传统的机械压力机和现代伺服压力机成形椭球形件进行有限元模拟分析,得到了不同滑块行程曲线作用下的成形椭球形件壁厚变化规律及起皱的影响。结果表明,相较于传统机械压力机拉深成形而言,应用伺服压力机保压式滑块行程曲线进行拉深成形时,椭球形件不产生内皱缺陷;应用伺服压力机的阶梯式滑块行程曲线拉深成形时,椭球形件的最大壁厚减薄率减小,壁厚分布更加均匀。     

无凸缘筒形件的首次伺服不压边拉深极限的研究

通过分析拉深速度对成形极限的影响,提出了伺服拉深提高工件拉深成形极限的设想。探讨了伺服压力机在不同转角、转速以及距下死点的不同高度的1次变速、2次变速、3次变速对成形极限的影响。结果表明,3次变速的伺服拉深可以提高拉深成形极限,并在靠近下死点,压力机速度减为最大速度的10%左右可以提高工件20%左右的拉深极限。     

伺服压力机三角连杆式传动机构的仿真与优化

针对一种应用于伺服压力机的三角连杆式传动机构,用ADAMS软件,依据特定的拉深工艺要求设置目标函数,进行动态仿真和结构优化.得到优化后的三角连杆机构滑块的运动速度和输出压力的特性,在电机恒转速的情况下,比优化前三角连杆机构和直连杆机构更适合用于板材的拉深加工.该机构在伺服电机的变速率特性的驱动下,可以更充分满足拉深工艺的需求.     

尾门外板冲压成形数值模拟及伺服拉深实验

为降低外覆盖件冲压生产成本,对尾门外板材质替换进行可行性分析.采用DC53D+ ZF替换原有的DC54D+ ZF板材,利用Auto form软件对其拉深成形过程进行数值模拟,在冲压速度恒定的情况下,调整压边力和拉深筋阻力无法得到满足要求的成形件;利用机械压力机对替换材质DC53D+ ZF进行拉深实验,实验结果与模拟结果一致.之后利用伺服压力机对替换材质进行拉深实验,通过降低拉深速度可以得到满足质量要求的合格制件,并通过设置机械手传输和覆盖件拉深成形关键点参数,拟合得到尾门外板伺服拉深曲线.     

基于伺服压力机的凸缘筒形件拉深成形数值分析

以某离合器端盖为研究对象,基于Dynaform分析软件对带凸缘筒类零件拉深成形过程进行了数值模拟,获得了该类零件在拉深时应变及壁厚减薄率的分布规律,并通过实验验证了有限元模型的合理性.通过比较J31-315B普通压力机与等公称压力的GP2S-S300伺服压力机的滑块运动方式,得出拉深成形时滑块运动方式对制件成形质量的影...     

交流伺服压力机及其关键技术

交流伺服电机驱动是目前成形装备发展的一个新方向,不但可以实现成形装备柔性化和智能化,还可以提高生产率和产品质量、节能环保.本文介绍了交流伺服传动的基本原理、交流伺服压力机发展现状并就其中若干关键技术问题发表了看法:大功率交流伺服电机及其驱动控制技术;交流伺服传动过程能量的回收;无飞轮压力机传动系统设计;重载高效精密螺旋传动技术;基于伺服压力机的成形工艺优化等.文章还就交流伺服压力机的发展趋势进行了展望.     

智能伺服压力机选型计算分析

根据曲柄连杆压力机工艺要求和交流伺服系统控制原理,研制开发了SIP-160伺服压力机,取消了机械飞轮和离合器,实现了伺服压力机的柔性化和智能化控制。分析了伺服电机与伺服驱动器的选型计算。介绍了该伺服压力机的控制方法,针对调试过程中发现的问题,作了进一步优化监控程序,有利于提高智能型伺服压力机性能。     

多连杆伺服压力机控制系统的设计

根据曲柄连杆压力机工艺要求和伺服电机控制的原理,研制开发了1600kN多连杆伺服压力机,取消了机械飞轮和离合器,实现了伺服压力机的柔性化和智能化控制。编写了控制系统软件程序及监控画面多个操作界面,介绍了该压力机的传动系统方案和交流伺服驱动控制系统组成,建立了六连杆数学模型。计算结果表明,六连杆有明显增力放大作用,有利于伺服压力机进一步优化机械结构以及降低成本。     

精密智能型伺服压力机运行模式分析

根据曲柄连杆压力机工艺要求和交流伺服系统控制原理,研制开发了SIP-160精密智能型伺服压力机,取消了机械飞轮和离合器,实现了伺服压力机的柔性化和智能化控制。分析了伺服压力机多种工作运行模式。介绍了该伺服压力机的装配过程中出现的新工艺,针对调试过程中发现的问题,作了进一步优化改进,大大提高了下死点精度,有利于提高精密智能型伺服压力机性能。