压力机打击力检测研究

论文摘要

打击力是锻压生产中的重要工艺参数之一，打击力的测试，对研究锻压加工过程中的物理现象，制订合理的工艺规程，提高锻件的加工质量和经济效益，以及实现自动检测、自动控制都具有重要的作用。本文围绕对压力机打击力测试进行研究，结合应变测试技术与数值模拟方法，利用机身应变与打击力之间，以及机身应变与输出电压之间存在的线性关系，建立打击力与输出电压之间的线性关系，全文研究的内容主要分三部分：1.设计一个打击力测试系统装置。利用打击力与机身应变的线性关系，将机身看成一个测力传感器的弹性元件使用，在机身受力敏感部位贴应变片，选用型号为BX120-5AA的应变片组成全桥电路，根据全桥电路的工作原理，将打击过程中机身的应变通过输出电压的变化反映出来。机身的应变很小，设计了一个放大电路实现对微小信号的最大放大，选择NET1616型号的数据采集卡对信号进行A/D转换，通过LabVIEW软件编程，对信号进行滤波、放大增益等处理。2.打击力形成过程的数值模拟。利用DEFORM软件对圆环镦粗进行数值模拟，数值模拟过程中，圆环镦粗过程摩擦系数不确定，分别设置摩擦系数为0.08，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5进行模拟，得出圆环镦粗在不同摩擦系数下圆环压下率和内外径变化率，建立圆环镦粗的标定曲线，并分析了不同摩擦系数对镦粗过程载荷-行程，圆环内外径鼓度，等效应变以及金属流动速度的影响。3.打击力实验标定。将实际的镦粗的数据与模拟标定曲线进行对比分析，确定圆环实际镦粗过程中的摩擦系数，并将此摩擦系数代入DEFORM中进行计算，得出比较精确的打击力的大小。通过多次的打击实验，得出打击力与电压之间的的标定系数，将标定系数代入LabVIEW程序中，信号经转换后得出打击力的波形图，并在界面上输出最大打击力的大小。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 常用打击力理论计算方法
• 1.3 常用打击力测量方法
• 1)冲量法
• 2)加速度法
• 3)测力传感器法
• 1.4 打击力测量的研究现状
• 1.5 本文研究的主要内容
• 第二章 压力机打击力与机身变形的关系
• 2.1 打击力的基本概念
• 2.2 打击力与机身变形的关系
• 2.3 本章小结
• 第三章 应变测量的相关原理
• 3.1 应变片的结构和工作原理
• 3.2 应变片测量原理
• 3.3 应变片粘结工艺
• 3.4 测量电桥的工作原理
• 3.5 本章小结
• 第四章 打击力测试系统的设计
• 4.1 引言
• 4.2 打击力测试系统的原理
• 4.3 打击力测试系统硬件构成
• 4.3.1 电阻应变片
• 4.3.2 全桥电路的选择
• 4.3.3 放大电路
• 4.3.4 数据采集卡
• 4.3.5 计算机
• 4.4 打击力测试系统软件设计
• 4.4.1 基于 LabVIEW 虚拟仪器的特点
• 4.4.2 前面板
• 4.4.3 数据采集程序框图
• 4.4.4 电桥平衡
• 4.4.5 信号滤波
• 4.5 本章总结
• 第五章 打击力形成过程数值模拟
• 5.1 体积成形 DEFORM 软件简介
• 5.1.1 DEFORM 软件的发展
• 5.1.2 DEFORM 的实用范围和对象
• 5.1.3 DEFORM 的价值
• 5.1.4 DEFORM 的功能模块
• 5.2 三维模型的建立
• 5.3 数值分析过程设置
• 5.3.1 前处理
• 5.3.2 有限元运算
• 5.3.3 后处理模拟结果分析
• 5.4 摩擦系数标定曲线的确定
• 5.5 本章小结
• 第六章 打击过程的实验标定
• 6.1 概述
• 6.2 圆环镦粗时金属流动的基本理论
• 6.3 圆环镦粗实验
• 6.4 实验数据处理
• 6.4.1 数值模拟标定曲线测摩擦系数
• 6.4.2 数值模拟圆环镦粗打击力的确定
• 6.4.3 打击力标定系数的确定
• 6.4.5 存储数据的调用
• 6.5 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.1.1 打击力测试系统设计的总结
• 7.1.2 打击力形成过程的数值模拟
• 7.1.3 圆环镦粗的实验标定
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果
• 致谢