薄板拉深电磁压边控制系统设计与研究

发布时间：2020-03-19 11:46

【摘要】：薄板拉深是指在压力机或拉深机上实现板材拉深形变的一种加工方法,在生产实际中有着广泛的用途。在薄板拉深成形过程中,压边力过大或过小会造成工件的起皱或破裂,直接影响产品的质量。因此能否提供适当的压边力是板料拉深成形是否成功的关键。压边力的提供方式包括机械式、液压式和电磁式。机械式压边的缺点是结构复杂,体积笨重,无法灵活改变压边力的大小。液压式压边的缺点是液压油容易泄露且结构复杂,设计难度大。电磁式压边是电磁力作为压边力,该方式的优势是电磁力调节灵活方便,难点是对适应被加工材料的电磁场设计和电磁力方向和强度的准确控制。随着生产实际中对薄板拉深成品质量要求的不断提升,先进的电磁压边控制技术在该领域的应用研究具有重要的应用前景。本论文研究针对圆形薄板拉深电磁压边的控制方法,根据其对压边电磁力的分布及强度的要求,给出适合的电磁压边控制系统设计。主要研究工作包括:根据圆形薄板拉深压边力要求,确定电磁压边控制系统的设计方案。根据压边力对电磁力分布及强度的要求,提出了利用线圈与磁力环之间的电磁吸力促进提供压边力的设计思想。阐述了薄板拉深电磁压边装置的电磁压边控制原理。采用PWM直流电源为压边线圈提供励磁电流,通过调节电流改变电磁力,从而间接改变压边力。确定了压边线圈充退磁方式为恒流充磁和直流换向退磁。电磁压边的电磁场分析及仿真研究。根据压边电磁力的要求,依据电磁场理论,建立电磁压边的数学模型,推导出实现电磁压边的励磁电流、电磁力和压边力的数学计算模型。应用Maxwell软件,对螺线管式电磁场及分布式多螺线管线圈结构的电磁压边装置电磁场进行二维和三维仿真建模及仿真实验研究。仿真结果展示了作用于压边装置的磁力环、压边圈和板料的磁感应强度及电磁力。并对电磁力的影响因素进行了仿真实验研究。电磁压边自动控制系统设计。针对提出的电磁压边装置的直流励磁方案和分布式多螺线管电磁装置所建立的电流闭环控制系统,应用Simplorer软件和Maxwell软件进行电磁压边自动控制系统的仿真建模和仿真实验研究。给出了电磁压边控制系统硬件电路设计和电源充退磁应用程序设计。圆形薄板电磁压边实验。搭建了包括拉深试验机和针对圆形薄板的电磁压边装置的电磁压边控制系统实验研究平台,确定了实验研究方法,完成了一组圆形薄板电磁压边拉深实验。实验研究结果验证了本文提出的系统设计方案是实际可行的。
【图文】：

度是单层单匝线圈外任一点的磁感应强感应强度为：SBΦ= 圈的单位面积上的平均磁感应强度。式(3.12)和公式(3.13)，单层单匝线圈所22122422122501221242132(++(2+2+(++)9 RZbμSIRRZbRZbμSIRbZ 圈的电磁力。的电磁力计算磁感应强度和电磁力的数学表达式计算意图如图 3.5 所示。

济南大学硕士学位论文二维模型建模与仿真方式时，为了验证压边装置中的线圈结构管电磁场的方向与幅值分布。维系统下建立如 3.9 图所示的螺线管二维分界线，左右各绘制六个圆，每个圆形螺线管线圈。Y 轴左右两边的导线通过不，这里设定的励磁电流数是线圈截面总电的乘积。设置线圈的材质设置为铜，线圈 8mm，长为 22mm；线圈铜导线的半径
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TG305;TP273

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本文编号：2590175