薄板成形液壓機(jī)壓邊系統(tǒng)的程序控制

魏 湘，陸 紅，李秀珠

（徐州壓力機(jī)械有限公司，江蘇徐州221004）

1 引言

對(duì)于形狀各異的薄板件的拉深成形來(lái)說(shuō)，壓邊著力點(diǎn)施力大小及方位的調(diào)控是制造優(yōu)質(zhì)成品的關(guān)鍵。因而高性能的薄板成形液壓機(jī)，應(yīng)具備完善而有效的拉深壓邊系統(tǒng)。為此，需要突破傳統(tǒng)的恒定壓邊力的輸出方式，以先進(jìn)電液元器件的有機(jī)結(jié)合實(shí)現(xiàn)四角壓邊力的程序調(diào)控。

2 拉深成形

在拉深成形過(guò)程中，必須使薄板坯料的周邊置于壓邊圈之下，以保證模腔內(nèi)的金屬薄板在適當(dāng)?shù)哪Σ翂毫湍ｉg縫隙條件下，均衡地完成壓縮與拉伸的塑性變形而實(shí)現(xiàn)拉深成形。其中，壓邊圈作用就是防止板料在拉深過(guò)程中產(chǎn)生“皺褶”、“拉裂”及壁厚不均等產(chǎn)品缺陷。由于拉深件形狀與結(jié)構(gòu)的不同，現(xiàn)代許多高品質(zhì)的拉深成形制品，對(duì)于壓邊圈壓邊力的差異性分布、板料模具間的摩擦力等非直線性的參數(shù)，都有較高的跟蹤設(shè)定壓邊力壓力輸出曲線的隨動(dòng)調(diào)控要求。所以現(xiàn)代新型高性能拉深成形液壓機(jī)的壓邊系統(tǒng)，必須能夠?qū)崿F(xiàn)拉深成形壓邊力曲線輸出的程序調(diào)控。

3 拉深成形的四角壓邊系統(tǒng)與程序調(diào)控

通常，液壓機(jī)壓邊圈的四角壓邊力控制，是以液壓獨(dú)自調(diào)控壓邊力的壓邊系統(tǒng)，調(diào)定液壓壓力實(shí)現(xiàn)四角壓邊力的恒定輸出。對(duì)于一般幾何中心對(duì)稱的圓形和淺拉深的薄板件，這種壓邊形式可以基本滿足拉深成形要求。但對(duì)深拉深件以及幾何中心不對(duì)稱的異形件的拉深成形，以單獨(dú)液壓系統(tǒng)調(diào)定四角壓邊力恒定的壓邊圈，則難以適應(yīng)隨滑塊位移而變的輸出壓邊力的要求。

這里介紹一種電液結(jié)合的隨動(dòng)調(diào)控壓邊系統(tǒng)。其集成多種先進(jìn)電液元器件為一體，通過(guò)多路信號(hào)采集、PC 計(jì)算綜合平衡、數(shù)據(jù)曲線顯示和閉環(huán)反饋調(diào)控，實(shí)現(xiàn)四角壓邊力輸出的隨動(dòng)調(diào)控。各壓邊缸在電液系統(tǒng)的調(diào)控下，按設(shè)定滑塊位移對(duì)應(yīng)壓力輸出的曲線界定，實(shí)施既相互獨(dú)立又協(xié)調(diào)統(tǒng)一的程序化輸出。其“電液集成壓邊系統(tǒng)”主要原理如圖1 所示。

壓邊滑塊四角完全相同的液壓缸，均采用各自的比例溢流閥控制輸出壓力，可獨(dú)自實(shí)施液壓壓力的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。按照控制顯示觸摸屏上先行設(shè)定的“滑塊位移-壓邊力”關(guān)系曲線，電液集成壓邊系統(tǒng)依據(jù)滑塊的位移傳感器訊號(hào)，實(shí)時(shí)程序調(diào)控四角液壓缸各自不同的輸出壓力。在自始至終的拉深成形工藝過(guò)程中，作為系統(tǒng)主控中心的可編程序控制器（PLC），連續(xù)不間斷地采集處理來(lái)自四角壓力傳感器的反饋信號(hào)，時(shí)時(shí)與設(shè)定的程序曲線參數(shù)進(jìn)行比對(duì)調(diào)控，比例溢流閥控制四角液壓缸的隨動(dòng)液壓壓力，使各個(gè)液壓缸對(duì)壓邊圈施加匹配合理的壓邊力。

4 結(jié)語(yǔ)

本文所述有別于液壓機(jī)傳統(tǒng)恒定輸出的電液集成壓邊控制系統(tǒng)，適用于非中心對(duì)稱和結(jié)構(gòu)造型較復(fù)雜的薄板件的深拉深成形。當(dāng)前，高強(qiáng)度金屬薄板拉深成形日漸增多，產(chǎn)品改型更新速度越來(lái)越快，“無(wú)批量”多種類產(chǎn)品的需求越來(lái)越多。“電液程序調(diào)控壓邊系統(tǒng)”的研究應(yīng)用，必將對(duì)滿足新需求、新應(yīng)用起到更大的促進(jìn)作用。

[1]俞新陸.液壓機(jī).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1982.

[2]雷天覺(jué).新編液壓工程手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.

[3]陸 紅.鍛壓液壓機(jī)的準(zhǔn)柔性化設(shè)計(jì).鍛壓裝備與制造技術(shù)，2002，37（6）.

[4]陸 紅，邱新民.四柱液壓機(jī)實(shí)現(xiàn)雙動(dòng)拉深的改裝設(shè)計(jì).鍛壓裝備與制造技術(shù)，1995，30（3）.