¿Qué significa BHF?
La pregunta no está clara
Dado que es una pregunta en la categoría de educación, primero te daré la versión física.
El titular de BHF en blanco lo fuerza Es un parámetro de proceso importante en el proceso de formación de piezas de placas delgadas. La función principal de la fuerza del portapiezas es generar resistencia a la fricción para aumentar la tensión de tracción en la lámina, controlar el flujo del material y evitar arrugas. En términos generales, si la fuerza del sujetador de la pieza es demasiado pequeña, el flujo del material no se puede controlar eficazmente y la hoja se arruga fácilmente, mientras que si la fuerza del sujetador de la pieza es demasiado grande, aunque se pueden evitar las arrugas, existe la tendencia a rasgarse; aumentará significativamente y, al mismo tiempo, el molde y la posibilidad de daños en la superficie de la chapa también aumentan, lo que afecta la vida útil del molde y la calidad del conformado de la chapa.
El siguiente es el prefacio del libro de moldes:
Investigación sobre el control óptimo de la fuerza del portapiezas
Resumen: La fuerza del portapiezas es una condición de procesamiento importante en el proceso de conformado de chapa. En realidad, es una cantidad que cambia constantemente durante todo el proceso de procesamiento. Basado en análisis detallados e investigaciones sobre las ideas de predicción y control de BHF, se propone un esquema de control óptimo de BHF.
Palabras clave: fuerza portapiezas; defecto de control de optimización
Número de categoría: TG301 Código de identificación del documento: A
Número de artículo: 1001-4934 (2000) 02 -0047-05
Resumen: El BHF es un factor importante en el conformado de chapa, de hecho es una variación en toda la carrera del punzón. Este artículo propone un proyecto de control optimizado del BHF, basado en el trabajo y la investigación. de predicción y control de BHF.
Palabras clave: BHF; control optimizado; defecto▲
0 Introducción
BHF-fuerza del soporte en blanco) es un proceso importante Parámetro en el proceso de formación de piezas de placas delgadas. La función principal de la fuerza del portapiezas es generar resistencia a la fricción para aumentar la tensión de tracción en la lámina, controlar el flujo del material y evitar arrugas. En términos generales, si la fuerza del sujetador de la pieza es demasiado pequeña, el flujo del material no se puede controlar eficazmente y la hoja se arruga fácilmente, mientras que si la fuerza del sujetador de la pieza es demasiado grande, aunque se pueden evitar las arrugas, existe la tendencia a rasgarse; aumentará significativamente y, al mismo tiempo, el molde y la posibilidad de daños en la superficie de la chapa también aumentan, lo que afecta la vida útil del molde y la calidad del conformado de la chapa.
1. Idea tradicional de control de fuerza del portapiezas
En el conformado por estiramiento general, cuando aumenta la fuerza del portapiezas, la resistencia de la brida también aumenta, reduciendo así el límite de conformado. Sin embargo, la función de la fuerza del portapiezas es originalmente evitar arrugas en la brida (brida), por lo que solo se aplica la fuerza mínima necesaria del portapiezas. Por lo tanto, la teoría tradicional sostiene que la fuerza del portapiezas se puede ajustar a un tamaño apropiado en la operación real, y no es necesario captar la influencia de la fuerza del portapiezas con especial precisión [1].
En términos generales, después de que la pieza en bruto está muy inestable y arrugada, se rompe porque no puede continuar pasando a través del espacio entre el punzón y el troquel. Para resolver el problema de la inestabilidad durante el proceso de estiramiento, es necesario instalar un soporte en blanco en el molde. Generalmente, sólo existen dos tipos de dispositivos para presionar bordes: dispositivos para presionar bordes rígidos y dispositivos para presionar bordes elásticos. El soporte rígido para piezas en bruto sólo se puede utilizar en una máquina punzonadora de doble acción y no se analizará aquí. Los dispositivos de sujeción de bordes elásticos más comunes son el caucho, el resorte y el cojín de aire. Los dos primeros son desfavorables para la producción de embutición profunda porque la fuerza del portapiezas cambia con la carrera del punzón. Aunque el uso de colchón de aire hace que la fuerza del portapiezas cambie muy poco con la carrera del punzón, generalmente no se instala en punzonadoras más pequeñas, y su estructura es más compleja y requiere una fuente de aire adjunta, por lo que su aplicación también es limitada. . El método de utilizar el mecanismo de expulsión de una prensa hidráulica para presionar los bordes se utiliza ampliamente en la actualidad.
En la literatura [2], el autor mejoró ligeramente el cilindro eyector que originalmente se usaba solo como mecanismo eyector en su fábrica y lo usó para presionar los bordes de acuerdo con la deformación de la parte extensible, realizó ajustes simples a través de la válvula de alivio. en el mecanismo. Encuentre un punto de trabajo óptimo. En realidad, esta es una situación en la que la fuerza del portapiezas es constante durante el procesamiento.
La literatura [3] propuso una nueva estructura que utiliza un resorte o caucho como elemento elástico para sujetar el borde, lo que puede proporcionar una fuerza normal en el borde. Al utilizar este método de soporte de la pieza en bruto, no sólo la fuerza del soporte de la pieza en bruto puede permanecer sin cambios durante el proceso de estiramiento, sino que el rango de la fuerza del soporte de la pieza en bruto puede diseñarse y ajustarse desde 0 hasta el máximo para que sea adecuado para portapiezas de diferentes espesores. Ha logrado nuevos avances en comparación con el trabajo anterior del autor [4].
El autor en [5] todavía utiliza la idea tradicional de ajuste de la fuerza del soporte en bruto cuando habla de los criterios de diseño de troqueles de embutición de acero inoxidable: la fuerza del soporte en bruto se puede ajustar apretando el tornillo.
El método de suministro de fuerza del portapiezas del nuevo molde diseñado por Liang Shande y otros es diferente al de los equipos hidráulicos tradicionales [6]. La fuerza de tracción del troquel de estiramiento tradicional la proporciona el cilindro hidráulico, y la fuerza del soporte de la pieza en bruto la proporciona el cilindro eyector, mientras que el nuevo troquel es opuesto. Aunque el nuevo molde tiene algunas limitaciones en su aplicación, permite formar el revestimiento del barril de cerveza mediante un tramo a partir de dos tramos, y se ha mejorado la eficiencia de producción.
2. Ideas modernas de control de fuerza del poseedor de espacios en blanco
2.1 Investigación de predicción de BHF
El control de BHF se basa en la investigación de predicción de BHF. La investigación de predicción consiste en determinar el BHF. Optimizar la curva de control. Existen dos métodos tradicionales principales para predecir la curva de control óptima de BHF en el conformado por estiramiento: método experimental y método de cálculo teórico. En los últimos años, algunas personas han introducido teorías de IA como ANN y Fuzzy en la investigación de predicción de la curva de control óptima de BHF y han logrado ciertos resultados.
El sistema de control inteligente del proceso de conformado de piezas de embutición se compone principalmente de cuatro elementos básicos: monitorización, identificación, predicción y control. En el control inteligente del proceso de estiramiento, la predicción de los mejores parámetros del proceso se reduce en última instancia a la determinación de la ley cambiante de la fuerza del portapiezas, y la base teórica para obtener la ley cambiante de la fuerza del portapiezas es determinar la condiciones críticas para arrugas y roturas [7].
2.1.1 Método experimental para estudiar la curva de control de optimización BHF
La idea de este método es realizar ensayos de tracción sobre múltiples modelos de predicción, y obtener la falla del material. velocidad a través de una gran cantidad de datos trazados La curva de control óptima de BHF se determina basándose en el gráfico del área estable y basándose en los dos principios de no desestabilizar el espacio en blanco y maximizar el grado de estiramiento (estiramiento completo), combinado con el Tamaño real de la parte estirada. Existen muchos métodos de prueba específicos, que pueden seleccionarse en función de principios como las condiciones de prueba, la confiabilidad y la repetibilidad. Por ejemplo, el método de prueba para medir las arrugas de la pared lateral de una pieza en bruto de tracción generalmente puede usar la prueba de tracción de cono y pirámide, mientras que el método para medir el área de grieta de la pared puede usar la prueba de tracción de la pieza en bruto con corte de esquina en forma de caja; pieza, etc
Yossifon et al. concluyeron a través de una serie de pruebas en piezas en bruto AL1100-0 [8]: La curva BHF optimizada corresponde al límite mínimo sin inestabilidad, es decir, el BHF simplemente garantiza que no haya arrugas. Kergen y Jodogre utilizaron una prueba de arrugas basada en la medición del espacio entre el molde y el portapiezas para obtener la curva BHF óptima y el valor BHF mínimo.
2.1.2 Método de cálculo teórico de la curva BHF
Cuando la deformación plástica de la placa no puede desarrollarse de manera estable, se producirán arrugas o grietas. A la hora de resolver teóricamente el problema de la inestabilidad por compresión plástica, para simplificar el cálculo y obtener una solución aproximada, se utiliza principalmente el método de la energía. Al aplicar el método de la energía para resolver el problema, siempre que los supuestos de la superficie de deflexión sean apropiados (incluso si la superficie curva no es muy consistente con la situación real), se puede obtener la respuesta correcta y el error es muy pequeño. Para piezas con formas de superficie axialmente simétricas, dado que las características de deformación y los patrones de arrugas de la zona de deformación de la brida durante el estiramiento son similares a los de las piezas cilíndricas durante el estiramiento, se pueden usar métodos similares para el análisis [7].
En términos generales, hay tres aspectos principales de los cambios de energía cuando una brida se arruga: (1) el trabajo de flexión requerido para la inestabilidad y el arrugamiento de la brida (2) la inestabilidad y el arrugamiento de la brida. Después de eso, la energía liberada por la tensión tangencial debida al acortamiento de la circunferencia; (3) el trabajo consumido por la fuerza del soporte de la pieza cuando la corrugación se abomba, la literatura [7] derivó el proceso de estiramiento de una pieza axialmente simétrica al considerar el. influencia de la fricción. La fuerza crítica del portapiezas causa inestabilidad y arrugas en la brida intermedia.
Se analiza la influencia de factores importantes como el coeficiente de fricción y el espesor relativo de la pieza en bruto sobre la fuerza crítica del portapiezas para la inestabilidad de la brida y las arrugas, lo que proporciona una base teórica para predecir la regla óptima de fuerza del portapiezas para un control inteligente del proceso de estiramiento.
La literatura [10] proporciona la fórmula de fuerza mínima del soporte del espacio en blanco requerida para evitar que las bridas se arruguen cuando se estiran piezas cilíndricas. Estos incluyen fórmulas de cálculo teórico obtenidas mediante métodos experimentales y métodos semiteóricos.
K. Manabe et al., basándose en el modelo teórico de plasticidad, dieron las fórmulas de cálculo teórico para la fuerza límite de ruptura y la fuerza límite de arrugamiento de materiales de losa anisotrópicos. La curva de control óptima de BHF se puede aproximar directamente a partir de estas dos fórmulas [11].
La literatura [12] también proporciona la fórmula de la fuerza unitaria del portapiezas sobre el anillo del portapiezas, pero considera relativamente pocos factores.
De manera similar, basándose en el modelo matemático establecido mediante fórmulas teóricas, Sim y Boyce utilizaron el método FEM para obtener resultados numéricos para el conformado de piezas en forma de copa axialmente simétricas, y luego obtuvieron la curva de control BHF [8] .
2.1.3 Investigación sobre el método de inteligencia artificial (IA) de BHF
K. Manabe, el autor de la literatura [11], et al utilizaron el método ANN para estudiar anisotrópico. materiales en 1993 propiedades del material y el coeficiente de fricción μ entre la pieza en bruto y el molde. Sin embargo, se supone que el valor μ es constante durante el proceso de estiramiento, por lo que el error de conclusión es grande. En la literatura [11], el coeficiente de fricción μ se considera una variable del proceso de estiramiento, que es consistente con el proceso real de conformado. Para que el sistema de control establecido en este artículo sea aplicable a materiales desconocidos, se establecen como entradas cinco cantidades, como la fuerza de punzonado y BHF, y los valores de salida son tres parámetros importantes del material: valor n (índice de endurecimiento), Valor r (índice de anisotropía)) y valor F (índice completo de otras propiedades del material), sentando las bases para la finalización precisa del proceso de control posterior.
En sus trabajos de investigación de 1995 y 1997, K. Manabe y otros también utilizaron la tecnología difusa en procesos de análisis similares y lograron resultados teóricamente viables. Debido a la eficiencia operativa del sistema difuso, este tipo de problemas requieren más atención. investigación en profundidad para ser aplicada en la producción real.
2.2 Investigación de control de BHF
Como se mencionó anteriormente, teóricamente hablando, la fuerza del portapiezas cambia durante cada etapa de estiramiento. En la producción real, el ajuste de la fuerza del portapiezas depende principalmente de. experiencia, por lo que es necesario reforzar el trabajo en este ámbito. De acuerdo con las curvas de BHF y la fuerza de punzonado de piezas en forma de copa calculadas por Musrafa A. Ahmetoglu utilizando el software SHEET FORM con la carrera de estiramiento, también se puede concluir que el BHF óptimo no es un valor fijo, sino un valor en constante cambio [ 13].
La literatura [14] resume el método extranjero de controlar la fuerza del soporte de la pieza en bruto mediante el uso de un molde de prueba con un anillo de soporte de la pieza en bruto combinado para establecer diferentes fuerzas en diferentes partes de la brida de la pieza de tracción. Si al mismo tiempo se mide el valor del movimiento del material de acuerdo con la profundidad de dibujo (la carrera de trazado de la prensa) con la ayuda de un sensor de seguimiento, se puede obtener una curva de experiencia BHF que se puede utilizar para el control.
Para cambiar la fuerza del portapiezas entre el portapiezas y la superficie del troquel y controlar el proceso de deformación del material, se deben utilizar los siguientes métodos:
(1) Cambiar el tamaño y forma de la losa; (2) Utilice cordones de tracción (3) Cambie la fricción en los dos sistemas de fricción (4) Ajuste la presión en la prensa o la almohadilla hidráulica del molde; Establecer un soporte controlable para el blanco puede reducir la influencia de factores inestables en las condiciones del proceso, como las diferencias en el tamaño del blanco. Se utiliza un sistema de retroalimentación para controlar la fuerza del portapiezas, que puede corregirse automáticamente cuando los parámetros de entrada cambian durante el proceso de estiramiento y puede desarrollarse aún más en un sistema de control adaptativo completo.
Para cooperar con el control adaptativo de BHF, se han desarrollado una variedad de estructuras y sistemas diferentes para generar fuerza en el portapiezas en el país y en el extranjero (principalmente en el extranjero) [13]: (1) Fabricado por Fabricante alemán de prensas Schuler El sistema de control hidráulico de acción múltiple puede aplicar diferentes fuerzas en el portapiezas según las necesidades de las diferentes posiciones al formar piezas complejas. (2) El diseño del portapiezas con cuentas de tracción se caracteriza por el hecho de que la fuerza del portapiezas se puede controlar según sea necesario, y la cantidad requerida de fuerza del portapiezas es pequeña, y no es fácil generar una presión positiva excesiva que Causa daños por moho. Estos problemas se encuentran en las prensas tradicionales en grandes cantidades.
En el extranjero se han llevado a cabo investigaciones amplias y profundas sobre el control del BHF.
De acuerdo con la teoría de Havranek sobre las arrugas y la zona de seguridad FLD, Hardet y Lee propusieron anteriormente dos conjuntos de esquemas de control de circuito cerrado para proporcionar suficiente voltaje de polarización para cada muestra de estampado para evitar arrugas debido a una deformación anormal durante la inestabilidad, pero este enfoque no logró. evitar ruptura e inestabilidad.
El primer conjunto de equipos de control también fue diseñado por Hardet y Lee para obtener un BHF constante. El BHF se mantuvo en un valor mínimo sin arrugas de principio a fin para evitar grietas. Luego, Hardet continuó este trabajo de investigación solo, utilizando un controlador PI para usar valores de retroalimentación para controlar la servoválvula que aplica fuerza al soporte en blanco. El autor utilizó placas de acero laminadas en frío para formar piezas en forma de copa y realizó una gran cantidad de experimentos.
Yossifon et al. realizaron más investigaciones en el campo del BHF variable. Obtuvieron el diagrama de "carrera BHF" a través de una serie de pruebas en el AL1100-0 en blanco y luego determinaron el plan de control.
No hace mucho, el profesor Siegert (Alemania) y Ziegler, muy conocidos en esta industria, utilizaron una curva de control de BHF similar a una curva de pulso para realizar una investigación de control de BHF y obtuvieron un análisis de el impacto de la fricción durante el proceso de formación. Wang y Majlessi estudiaron el control del estiramiento de cajas cuadradas por parte de BHF. Su anillo ciego constaba de ocho placas segmentadas, una a cada lado y una en cada esquina.
Para probar la efectividad de los métodos de ajuste local de BHF anteriores, han surgido en gran número una variedad de equipos mejorados de control del proceso de estampado. El Instituto de Tecnología de Conformación de Metales de la Universidad de Stuttgort en Alemania ha desarrollado una prensa adaptativa de acción simple (que incluye muchos cilindros hidráulicos controlados y que funcionan de forma independiente). Este mecanismo, junto con el dispositivo portapiezas de múltiples etapas diseñado por Siegert et al., se considera la estructura básica para optimizar el control de BHF de circuito cerrado. Saeedy y Majlessi, de la Universidad Técnica de Michigan (Estados Unidos), desarrollaron con éxito una prensa de doble acción con una estructura similar.
Los resultados de investigaciones recientes de Murata y Matsui muestran que al utilizar la estructura del portapiezas segmentado, incluso si el BHP en las esquinas y los bordes permanece constante, el portapiezas segmentado sigue siendo mejor que el rígido de una sola pieza. soporte en blanco. El producto obtenido por el círculo tiene una gran profundidad de dibujo.
Mustafa A. Ahmetoglu[15] propuso controlar la fuerza del soporte de la pieza en bruto en múltiples puntos para que sea función del tiempo (o golpe de prensa) y la posición para mejorar el rendimiento de tracción de piezas asimétricas. Y realizó análisis experimentales utilizando su equipo experimental. Nissan Motor de Japón y la Universidad de Ohio en Estados Unidos cooperaron y utilizaron métodos de simulación similares para realizar investigaciones sobre el control de la fuerza del soporte en blanco en la formación de guardabarros de automóviles [16].
3 La dirección fronteriza actual de la investigación de la curva de control de BHF
Actualmente, todavía hay muchos aspectos desconocidos o poco claros en la predicción y la investigación de control óptimo de BHF en el país y en el extranjero, y algunos Las conclusiones incluso se contradicen entre sí. Por ejemplo, Hardt et al. mencionado anteriormente estudiaron la curva de control de BHF óptima y constante y descubrieron que esta curva de control de BHF casi constante no tiene importancia práctica [8], pero después de todo es una tendencia ascendente de BHF. la curva de control es mejor o la curva de control BHF con tendencia a la baja es más realista. Puede deberse principalmente a la influencia de factores complejos, como las condiciones del blanco de prueba y el historial de carga o las rutas de deformación. Muchos académicos han llegado a diferentes conclusiones a través de experimentos. Es necesario realizar un análisis cuantitativo de los parámetros del proceso para resumir reglas más esenciales.
Al mismo tiempo, a juzgar por la literatura nacional y extranjera, la aplicación de la IA en la predicción de BHF y la investigación de control óptimo aún está en su infancia y también necesita ser promovida y profundizada aún más.
En resumen, la investigación sobre el método de control óptimo de BHF basado en la teoría de la IA y la teoría del control automático, considerando de manera integral la influencia de la deformación de BH y otros factores, es una de las direcciones de investigación actuales en el campo de las láminas metálicas. procesamiento de plástico.