拉深成形是板材成形工藝中應(yīng)用廣泛的工藝方法,壓邊方法和壓邊力參數(shù)是影響拉深成形過程的關(guān)鍵。電控永磁壓邊力控制方法就是根據(jù)板材拉深成形中壓邊力的加載需求,將磁吸力作為壓邊力而實現(xiàn)壓邊過程的。新的壓邊力控制方法在簡化模具結(jié)構(gòu)、提高控制效果、節(jié)能環(huán)保,以及革新現(xiàn)有的拉深成形工藝等方面,有積極意義的。采用電控永磁壓邊力控制方法,以圓筒形件的拉深成形為對象,對相關(guān)問題進(jìn)行研究,主要包括:1)研究磁性材料參量對磁體磁感應(yīng)強度的影響;2)以電控永磁技術(shù)為基礎(chǔ),將其用于壓邊力的加載。初步設(shè)計電控永磁磁力壓邊裝置和拉深模具;3)采用有限元方法,對壓邊裝置在整體充磁退磁狀態(tài)下的磁感應(yīng)強度進(jìn)行模擬。依據(jù)模擬結(jié)果,改進(jìn)模具設(shè)計;4)實驗測量電控永磁磁力壓邊裝置磁感應(yīng)強度。以圓筒形件為例,進(jìn)行電控永磁磁力壓邊拉深成形實驗。簡要分析了靜態(tài)磁場,永磁體在表面存在漏磁現(xiàn)象,對永磁體外形進(jìn)行調(diào)整可使其產(chǎn)生較為均勻的磁感應(yīng)強度。推導(dǎo)了靜態(tài)磁路和永磁體自由狀態(tài)下的磁導(dǎo),給出了磁吸力計算公式。簡要分析了動態(tài)磁路。構(gòu)建了四磁極單元電控永磁吸盤,對吸盤內(nèi)部永磁體鋁鎳鈷和釹鐵硼的磁感應(yīng)強度進(jìn)行理論計算,結(jié)果分別為:0.97 T和1.095 T。以四磁極單元電控永磁吸盤為基礎(chǔ),初步設(shè)計了電控永磁磁力壓邊裝置和拉深模具。并通過理論計算,得到壓邊裝置的磁感應(yīng)強度為2.23 T,最大磁吸力為227660.63 N。采用有限元方法,對四磁極單元電控永磁吸盤內(nèi)部永磁體在不同倒角長度下進(jìn)行了模擬。結(jié)果表明:隨著永磁體在磁化方向上的端面倒角長度的增加,磁吸力逐漸下降。鋁鎳鈷和釹鐵硼在倒角為0 mm時,產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度分別為0.74 T和1.11T。模擬結(jié)果與理論計算結(jié)果基本一致。壓邊裝置的模擬結(jié)果顯示,在整體充磁狀態(tài)下,磁感應(yīng)強度在1.797 T與2.397 T之間,虛功力和麥克斯韋力分別為188580 N和184400 N,模擬結(jié)果與理論計算結(jié)果相差不大。實驗測量了壓邊裝置的磁感應(yīng)強度,經(jīng)計算得到的磁吸力為15674.96 N。計算后磁吸力與理論計算和有限元模擬結(jié)果存在偏差,文中分析了出現(xiàn)偏差的原因。使用厚度為0.5 mm,直徑為170 mm的鍍鋅板進(jìn)行電控永磁壓邊拉深實驗。結(jié)果表明,當(dāng)電流調(diào)節(jié)13等級時,能夠產(chǎn)生足夠的壓邊力;當(dāng)電流調(diào)節(jié)到16級時,由于壓邊力過大,鍍鋅板出現(xiàn)裂紋。此外,在進(jìn)行銅板的拉深實驗時,壓邊裝置同樣能夠產(chǎn)生足夠的壓邊力。兩種板材的拉深實驗表明,采用電控永磁壓邊方法能夠達(dá)到拉深成形工藝對壓邊力的加載要求,進(jìn)一步驗證了該方法在拉深成形工藝中的可行性。
【學(xué)位單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG386
【部分圖文】：

a) 方盒形件(圓角區(qū)部分區(qū)域無壓邊力) b) 圓筒形件(法蘭Qg緣無壓邊力)圖 1-1 部分區(qū)域無壓邊力作用時拉深成形法蘭變形區(qū)起皺情況拉深過程中對板坯的壓邊與機床行業(yè)中對工件的夾緊在本質(zhì)上是一致的，板坯與工件的受力特點和施加載荷過程中的做功方式都非常接近。因此，可以借鑒電控

圖 2-2 磁化磁體2.2.2 永磁體靜態(tài)磁場分析經(jīng)過對均勻截面的磁體進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)磁體側(cè)表面存在漏磁現(xiàn)象，如圖2-3所示。若將磁體分為若干段，圖示則將中性面兩端部分各分為兩段，磁極表面的磁通量為 ，通過第一段側(cè)面的磁通為 ，第三段的側(cè)面磁通 ，iS 表示第i個截面面積，中性面的面積為1S ，該截面通過的磁通量為最大。由于磁體是均勻的，因此每個截面面積相等，考慮到漏磁的情況，這就導(dǎo)致穿過每個截面的磁通量不相等。圖 2-3 漏磁通示意圖 圖 2-4 均勻磁通量永磁體同一個磁體的各個截面iB 不相同

圖 2-3 漏磁通示意圖 圖 2-4 均勻磁通個磁體的各個截面iB 不相同，進(jìn)而各截面處的負(fù)載線不感應(yīng)強度不一致的問題。如果要保持各個截面的iB 相同面積。對于中性面，磁通量最大，因此，其截面面積最

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2828923