电器开关过电片级进模的设计【三维SW模型】【含14张CAD图纸+PDF图】
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三维SW模型
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第 19 页 共 19 页由电火花加工引起的塑料模具钢表面完整性的一项对比研究极端的电火花加工（EDM）过程导致了加工表面上一种独特结构的变化。在研究的过程中，我们对电极材料和液体介质类型对塑料模具钢样品表面完整性的影响均进行了实验研究。结果表明，无论工具电极和绝缘液体如何变化，白层上总可以形成机加工表面。这一层是由分布在保留的渗碳体和马氏体基体层上形成的树突结构奥氏体，由于熔融金属的快速凝固，在碳介质液体中使用。高强度裂纹的长度增加引起低脉冲的电流脉冲。此时已发现电火花加工表面产生裂纹，闭合环路凹陷与径向裂纹交叉直立仍然继续，另一个放电反应在附近发生。白层样品中加工去离子水混合溶液液体介质，保留的残余奥氏体相的数量有所减少，裂纹强度有所变化。小球体附属物的数量在增加，表面碳工具电极材料或介电质液体被用于加工中。1 引言电火花加工（EDM）提供一个有效地制造工艺，使生产的硬质材料构件具有复杂的几何形态，它很难用于常规加工航空航天、汽车、工具、模具等行业。电火花加工可以描述为利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用，蚀除导电材料的特种加工方法。因此，电能的形式以持续时间短脉冲指向电极。进行电火花加工时，工具电极和工件分别接脉冲电源的两极，并浸入工作液中，或将工作液充入放电间隙。当两极间的间隙达到一定距离时，两电极上施加的脉冲电压将工作液击穿，产生火花放电。众所周知，在电极表面的腐蚀主要是由热效应的放电引起的，通过火花电极感应，发电机制造出强烈的电场。在这一领域，最强的电极发挥作用。在这两个电极之间，液体介质中的分子和离子极化。当介电强度液的差距超过自然条件限制，则是一种低阻放电通道形成由于电子放射引起的阴极阳极的变化。这种碰撞过程以热的形式转化动能。热产生的放电通道预计高达1017w/平方米左右。因此，甚至可以提高局部电极温度到20000k。因此，被电离的电极材料发生溶解、汽化。不被人了解的是在相似的高温下可以得到如此小的尺寸。等离子体放电通道扩张导致压力增加，边界电流密度差距降低。大多情况下，压力升高可以防止两电极表面过热。当脉冲电压消失时，急剧下降的压力会引发剧烈侵蚀过程。过热的电解质液体会使熔岩洞剧烈爆炸。最后，在表面冷却的瞬间，在液体介质中，形状不规则的熔融材料或中空球形颗粒汽化。其最终结果就是在正负电极上都形成小坑，那里其余部分的熔融材料飞溅。应用连续高频率驱动一个电极，逐渐侵蚀形成互补的工具电极形成电火花放电。明确表征电火花加工表面形貌和质量的功能是必不可少的。图（2）（3）试图定义一个单一的放电陨石坑的形状和放点条件之间的关系。它发现，间隙距离引起放电陨石坑大小的多样性。劳埃德和沃伦表明，阳极陨石坑晶体取向是一个独立的圆形凹陷的形式和凸起的环状在液体分散时间金属动荡造成的。此外，他们还发现，这个陨石坑的直径在一定的条件下是一个常数。另一方面，在阴极的陨石坑上并没有发现真正的循环，但可以发现它们晶面的对称性。格林和阿尔瓦雷斯在不同的电极材料作用下、采用了轮廓成像技术准确的测量了陨石坑电极的体积。他们的发现说明了径向流线附近的边缘上的陨石坑受高压的影响。拉达克里西南发现，利用定位技术，不同的材料形成的陨石坑，除了其规模和深度的不同，外观则几乎相同。他们报告说，这是由于陨石坑口熔融材料的沉积。Wong等人用微细电火花加工，其中有一个单一的火花发生器工作，发现在较低的能量下，陨石坑的形状更均匀。更好的界定以较低的能量（50PJ）与不规则的直径的统一使其达到更高的水平。由于连续放电现象，陨石坑随机叠加。在各种不同的操作类型和实验条件下，各种不同的实验结果和经验模型的表面光洁度均被发表。（7-25）中已观察到许多过程变量表面光洁度的影响，如峰值电流、电流脉冲的持续时间、电压间隙、电极极性、杂物浓度、工具电极、工件、介质液体的热性能。一般来说，电源功能趋势曲线表明了脉冲能量的增加引起表面粗糙度的增加。大的粗糙度值可以说明大陨石坑具有高能量。经过较大的努力，我们使用了超精密加工，已经改善了电火花加工的精度和表面粗糙度。材料的去除是在静电作用力作用下发生在发生在金属表面，短脉冲持续时间较短。在这种情况下，可能得到小于0.2的表面粗糙度值（RA），还可以得到1镜面表面。（26、27、28）在电镜下，对各种加工面（2、5、10、11、14、22、23、29、30）的研究表明，表面观察到的可溶性物质是滞留气体逃逸后形成的残骸。很明显，流量停止的瞬间表面是冷冻的。然而，根据凹痕一周的形状，告诉了我们其突然破裂的同时，压力也大幅度降低。另一个特点是电火花加工表面上出现大量的裂纹。工件开裂的出现和热能的大小决定了加工表面。由于热应力导致电火花加工的表面形成裂纹。他们通常是先在材料的表面形成闭合回路，在冷却的过程中，受应力的影响，残余内应力导致融化的材料比未受母材影响的材料更容易产生裂缝。（22、29、32）早期的对纯铁和铁合金在放电加工表面的研究表明，对白层的影响远比对基材的影响大。在合金电极材料白层的表面上发现了无规律的飞溅物。（2、4、33、35），从这些可以观察电极材料如何影响工件表现的质量。因此，研究表明，该合金应减少一个合适的合金元素来降低残余应力，从而提高表面质量。（2、4、35）经过淬火可以获得更高的硬度值。这一层是在机加工的条件下，以水为介质观察的。（2、4、33、34）劳埃德和沃伦发现，当在石蜡介质条件下用石墨电极加工时得到一种枝晶奥氏体和渗碳奥氏体共融的表面结构；当在正常条件下用铜电极加工时得到一种渗碳奥氏体表面结构。欧普 33报道在共晶再铸层上加工热锻造钢。马斯瑞林和马尔基奥尼36报道了在碳化物基体上的奥氏体的结构相似，但其指出，不同的电极下白层形态有所改变;并且碳化物和奥氏体相的比例各不相同。然而，思茅等24曾报道在电火花加工时，当采用粉末冶金（PM）的生坯和烧结的碳化钛 、碳化钨、钴时，白层的硬度增加。他们用辉光放电发射光谱对改性火花纹辊面的变化进行分析，并观察发现，当钛和钨一起包含在电极电介质中时，观察到粉末冶金电极中含有的钛和钨和电火花液分解出的碳一起转移到其表面。同样，蔡等人37报道了加工表面上以复合电极为基础的铜和铬的迁移。雷贝洛等14报道了其表面的碳强度增加了9倍，大于探针分析的散装物料的强度。加内姆等23也发现碳和氢富集在外层。一些研究人员把表层和亚表层含碳量的增加归因为电解质的热解,而另一些研究人员认为是由于快速从石墨电极吸收了碳而非电解质热解出的碳.汤姆森总结出，碳是从介质中吸收的，而不是从电极中吸收的29。近表面硬化现象在奥氏体结构中比在铁素体结构中更为严重，由于在此结构中碳溶解度更低23。雷贝洛众议长等人14表明，Fe3C在渗碳马氏体钢的表面上形成，而Cabanillas等已发现形成碳化物的两种不同的方式：第一种是E-碳化物，由奥氏体，马氏体低于0.5焦耳的能量电火花加工形成39;第二种是渗碳体，由奥氏体，Fe7C3，或Fe5C2纯铁中的烃类介质的更高的电火花加工形成。利姆等人可视化的管理是通过使用非传统的金相试剂使铸层显示各种微观结构。因此，他们根据各种意见，根据重镀层厚度可分为三类。第一类被认为是20微米至50微米左右，有结构类似的微观层次重叠；第二类被发现介于10微米和20微米之间，主要是柱状性质的树突结构。最后一类被发现其厚度小于10微米，是最耐腐蚀的。因此，它不能被准确的描述是毋庸置疑的。在大多数情况下，在铸层可以发现受碳限定的热影响层。（2、4、33、36、41、42）这层通常是钢化的微观结构。可以发现这一层的硬度值小于潜在的硬化材料。在大量的研究中可以观察到一个中间隔层重铸的钢化层。（2、4、33、36）通过工具电极发现这层是存在碳梯度的材料。在严峻的加工条件下，这层包括部分熔融层和另外一个区域，且发生了固态扩散。厚度的增加导致热影响层电荷能量的增加。这层包含了一个高密度二相粒子，比其母材具有更大的尺寸和更全面的碳化物粒子。（11）这层的硬度也略高于铸层。（40）已经报道过塑料变形区的材料由于是单相材料，且其在电火花加工时不发生复杂阶段的变化，因此这层会引起潜在的金属变厚几十到几百微米，发生塑性变形。在机加工条件严峻时，脆性材料会出现裂缝，大部分超出此地带的材料将不会被加工。（4、11、33）科技进步已经促进高强度、高硬度的材料在制造业中的逐步使用。由于电火花加工有处理复杂的机械加工硬质材料的能力，因此，本工艺加工方法逐步被使用。研究断裂、疲劳失效、快速加热和冷却、表面缺陷对材料强度的影响。这些特性最终决定了机加工件的操作特性。在这项研究中，我们对电极材料和介质液体类型对塑料模具钢表面完整性的影响进行了实验研究。2 实验过程塑料模具钢材（DIN1.2738）样品在电火花加工时应去除应力，确保良好的条件。先将其加热到600C缓慢冷却一小时。其中一个表面用FURKAN*电火花加工。（FURKAN是土耳其的技术公司，伊斯坦布尔）。工作面积是1050毫米。发电机产生的平均电流在其脉冲为1、2、4、8、16和长度为6、12、25、50、100、200、400、800、1600等。以商业煤油和去离子水作为电介质液体。钢和石墨被选为工具电极。材料的化学成分如样品材料表中所示。表1，组成塑料模具钢材（质量百分数）JEOL*进行了地形考试。JEOL*日本电子光学有限公司、东京。JSM-5600扫描电子显微镜（SEM）。样品用传统金相技术提取，可以观察到热影响层通常在一个奥林匹斯金相微观的范围。此部分加入一种试剂，以便于观察热影响区。显微硬度测量深度文件由FUTURE-TECH*FM-700公司制作。奥林匹斯是一个商标*日本奥林匹斯有限公司、东京。FUTURE-TECH是一个商标*日本FUTURE-TECH有限公司、东京。用维氏硬度indenter 10,或负载的时间缩进15秒。通过帕特x射线衍射，利用岛津万能试验机* XRD 6000，得出以下数据。*岛津万能试验机是一个商标，日本岛津万能试验机有限公司京都议定书3 结果A、表面形貌众所周知，通过控制电源的设置功能，使释放出的能量导致表面粗糙度的变化。峰值电流越高，脉冲持续时间越长，则表面的粗糙度越大。相反，峰值电流越低，脉冲持续时间越短，则表面粗糙度越小。因为电极材料的能量和脉冲能量成正比。扫描电子显微照片（图1和2）表明，观察电火花加工表面，重叠陨石坑，碎片球体，由逃逸的再沉积材料的烟囱状滞留气体形成可溶性物质。介质液体和工具电极表面形貌的影响在文献中没有明确规定。已报道过他只引起表面粗糙度产生微小的变化。类似的操作条件下产生的表面，通过使用不同的液体介质和电极材料的组合（图1和2），显示了图形各种不同的特点。改变球状或不规则形状的附属物的表面特征，被纳入陨石坑外缘。铜作为工具电极，去离子水作为液体介质（图1（a）使用时，没有或很少有附属物可被观察到。因此可以改变工具电极材料，或增加石墨等附属物的数量（图1（b）。已发现表面密集时，使用煤油作为电介质液体。然而，在图2（a）（b）的情况下，在表面地形不断变化时，工具电极材料的变化并非必不可少。这些结果准确表明碳来自电介质液体或工具电极。脉冲持续时间增长，可以极大地提高表面损伤的数量。尤其是在高脉冲宽度和低电流设置且使用煤油作为电介质液体时，最有可能产生裂纹。在这种情况下，一个明确的裂纹网络在800ps和平均电流为8 A增加两倍的脉冲电流可以清晰显示（图3（a）。这样一个网络里，脉冲持续的时间变短（图3（b）。用水做电解液时，高脉冲宽度时加工状态不稳定，当采用正常脉冲电流16A，脉冲宽度低于400ps时，加工稳定，当采用8A脉冲电流时，脉冲宽度要低于200ps，加工状态才稳定。在不稳定的加工条件下，可视化的深腔（图4（a）项）以煤油作为液体介质（图3（a），此时在加工过程中产生电弧。在相似加工条件下换做铜电极加工时，会出现一个从稳定到不稳定加工的过渡型面，在此区域由不稳定放电而产生的深坑会被稳定加工时产生的熔融材料部分填平（图4（b）。（左）图1。1-SEM电火花加工塑料模具钢材表面。Iav = 16、tp = 25 p；介质液体:去离子水；电极(a)和(b)：铜、石墨。（右）图2。2-SEM电火花加工塑料模具钢材表面。Iav = 16、tp = 25 ps；介质液体：煤油；、电极(a)和(b)：铜、石墨。 （左）图3。3-SEM电火花加工塑料模具钢材表面。电极:石墨； 800 ps；介质液体：煤油；1，Iav = 8 ,；2，Iav = 16。（右）图4。4-SEM电火花加工塑料模具钢材。Iav = 8 时，电极:(a)石墨、(b)铜；tp = 800 ps；液体介质：水。 （左）图5。5-Cross电火花加工部分塑料模具钢样品。介质液体：煤油；tp = 400、Iav = 16； 电极（a）和(b)：石墨、铜。电极:铜;当Iav = 8 时,电极:石墨;当Iav = 8 a,电极:铜。（右）图6。6-Cross电火花加工部分塑料模具钢样品。介质液体:去离子水；tp = 400 ps、（a）Iav = 16 ；电极:石墨。(b)Iav = 16,电极:铜。(c)Iav = 8 ,电极:石墨。(d)Iav = 8 a,电极:铜。B、热影响层 在电火花加工的表面产生热影响层。在所有情况下，研究发现脉冲持续时间最长，白层厚度最高。重叠的陨石坑基地和轮辋在轮辋层较厚的地方形成白色层（图5）。分析加工过程中的介质液体和工具电极，从中发现，白层堆积在陨石坑外缘。当使用石墨作为工具电极和煤油作为电介质液体时，形成白色层是显而易见的。铜作为工具电极使用时，推断出在此形成的白层数量略有下降。当水被用来作为电介质液体时，白色层的减少是显而易见的（图6）。尤其是当使用铜作为工具电极时，白层的数量最少。但由于高的热度梯度对热影响区有所影响，在大多数情况下，一个黑暗的热影响中间层是可见的。我们发现这层比白层薄得多。C、硬度深度百分比我们至少10次测量各个热影响层。阅读资料10-G，塑料模具钢样品的压痕时间15秒，在一定的负载下，观察显微硬度读数的变化（见表二）。在白色层的硬度值比其母材的硬度值更高。位于白层下的热影响区域硬度急剧降低（由外至里）直至降低到未受影响的材料硬度值。我们发现一个有趣的结果：工具电极和电介质液体，会略微受到影响层内的硬度变化的影响。D. x射线衍射模式塑料模具钢样品的X射线衍射图样显示基本上是两个不同的趋势（图7）。当样品以煤油为介质加工时，无论工具电极材料有什么变化，均会形成Fe3C。Fe3C不能在加工表面用去离子水检测。因此，可以得出结论，在表面层中的含碳量的增加可以归因于液体介质的裂解产物，而不是工具电极。以去离子水作为液体介质时，残余奥氏体也对所有样品的检测量有一定的影响。图7。在衍射模式下电火花加工塑胶模钢样品。（a）Iav = 16、tp = 800 。(b)以铜为电极，以煤油为液体介质。(c)以石墨为电极，以煤油为液体介质。(d)以铜为电极，以去离子水为液体介质。 (e)以石墨为电极，以去离子水为液体介质。附表二 显微镜下测量硬度的结果4 讨论结果在机加工条件下，我们发现，最外层就是我们熟知的白层。白层表面的厚度是不均匀的。这是由于连续重叠层电火花作用的结果。因此，预计类似的微结构组成的多层结构应在白层上出现。利姆等人40在可视化的粗加工条件下，通过有效地试剂，发现了层状结构。白层厚度从几微米开始变化。由于熔化的金属被驱逐到现有的白层，随后凝固，因此白层就在这部分形成。减小脉冲宽度和电流也可以减少白层的厚度，但在较厚的部分可以看见多层结构。对较薄的单层结构进行观察，该部分主要是柱状或树突状组织。这可能是单层类型，保留了熔融金属的凝固组织（图8（a）。熔融金属颗粒形成球形附属物，被驱逐在电火花加工的工件的表面固化。这种附属物一般可分为两组。第一组的球形物只会粘结在白层上。他们呈小球形，与基体在一个或两个接触点结合。化学蚀刻可以轻松的去除这组球形物。仔细观查发现，在有些情况下，没有明确的证据可以检测这些小球准确的脱落位置40。第二组的球形物牢牢地融合再铸层，并且具有较大的接触面积图8（b）。在多层基板加工过程中，工具电极材料和绝缘液体周围，可以看到一个个球形附属物。虽然没有确凿的证据表明石墨电极的白色层和热影响层中有大量德尔碳富集，但球形附属物数量的增加是显而易见的（图1（b）。显微图像表明与电解质和电极都有反应，如果没有电解质或者电极生成碳，工件表面的气化过程会得到抑制。这表明碳在工具电极、电介质液体沸腾的过程中被同化。塑料模具钢样品的X射线衍射图样显示，在使用煤油作为电介质液体时在加工表面上形成Fe3C。因此，白层由渗碳体和马氏体组成，分布在保留的奥氏体基体中。使用去离子水为液体介质时，保留的残余奥氏体相的数量减少、强度降低。改变电极材料结果仍然不会改变。据推测，仅相的数量可能会有所不同。在放电过程中破获的烃类介质的裂解产物形成渗碳体。显微硬度测试表明，白层硬度在不同情况下是不同的，因为它由不同的微型元件组成。在所有情况下，电火花加工塑料模具钢，热影响层产生导致白层的变化。我们发现，在最外层区域白层硬度值较高，然后逐步减少在内部部分母材硬度。大多数研究人员报道说,在较高的脉冲宽度下，裂缝逐渐增多，能量逐渐增加 11,32。根据他们的说法,在机加工时应按比例增加脉冲能量，则更容易裂纹。然而,李和泰22声明,在最小电流脉冲下，这个裂缝密度最大，持续时间最长。这些结果证实这一结论。在同一脉冲下，裂缝在高能级密度下持续时间最长。如果降低脉冲能量,在闭合环路裂缝处出现凹陷(图3(a)。裂缝形成的陨石坑继续蔓延时,在附近继续产生电火花放电。可以指出，在垂直角度的交点处，常常形成裂纹(图9)。通过区分附属物和球状体也可以区分样品。有时在加工表面发现的小陨石坑大概是由于泡沫崩溃形成的。在这种情况下，可以清晰地看见马氏体的痕迹(如图9(b)。在相同的能量下，当脉冲持续时间减少时，裂缝的数量也相应减少。尤其是在陨石坑外缘，产生一个更高的热径向应力，径向裂缝产生(如图10)。改变工具电极不能改变表面裂纹的结构。已经发现当金属材料达到热影响层时，裂缝穿透白层继续蔓延。当石墨被用作工具电极和去离子水被用作电介质液体时，在高脉冲条件下，一场激烈的、非同寻常的的开裂在热影响层产生(图11)。这种不稳定的运行情况常见于工业应用中。在这种情况下，与其他情况相比，其陨石坑更深，且其形状更不规则(图4(a)。裂缝是随机分布的,通常是在陨石坑口基体上,并扩展到其母材上。当用去离子水做电火花液时产生的这些缺陷与电解液被石墨电极加工时产生的废物污染有关，污染的增加降低了电火花液的性能并导致加工过程中产生电弧。 (左)图9-剧烈电火花加工塑料模具钢材。 (a)放大200倍,(b)放大550倍。介质:煤油,tp = 1600 ps;Iav = 8。(右)图10-剧烈电火花加工塑料模具钢材。(a)放大200倍,(b)放大550倍。工具电极:铜；介电材料:煤油,tp = 400 ps;Iav = 8。图11-边界裂解塑料模具钢材。工具电极:石墨；介电材料:去离子水；tp = 1600 ps;Iav = 8。 5 结论通过以上实验可以得出以下结论。1、电火花加工时，无论选用任何一种电介质液体和工具电极材料，在加工表面上均可形成白层。2、在烃类电火花液中加工的样品白层中含有比母材多的碳，是由于放电过程中电火花液热解的产物所致.因此白层含有渗碳体和马氏体分布在残留奥氏体中，由于熔融金属的快速固化而形成枝晶状结构.3、加工样品的白层若以去离子水为液体介质时，残余奥氏体相的数量会更少，裂纹强度会更低。在这种情况下，白层硬度与母材硬度的增加是马氏体作用的结果。4。虽然目前还没有确凿的证据证明白层的碳富集，从石墨电极的研究来看，在机加工表面球形附属物的数量增加了。这表明，不仅是工具电极的碳同化，而且电介质液体沸腾的过程也导致碳同化。5。当另一个放电反应发生在附近时，电火花加工表面上的裂缝按照闭环方式穿越径向裂纹继续传播。在高脉冲宽度和低脉冲电流时，开裂强度增加。呜 谢这项研究受中东技术大学研究基金的支持。作者对材料研究实验室、埃雷利钢铁厂有限公司的设备支持表示感谢。作者同时感谢来自科尼亚，塞尔库克大学（肯尼亚，土耳其）机电工程系的Halkaci先生在样品制备过程中的帮助。 板料金属塑性成形中过程控制的发展在板料金属成形工序中，压边力控制金属流向模具型腔内，这对生产一个好零件很重要。过程控制可以用于适应以跟踪被涉及的冲头力轨道从而达到提高冲件的质量和密度的目的。过程控制主要包括过程管理和冲头力量轨迹设计。这篇文献的目的就是介绍一种合理过程控制和最佳的冲头力量轨迹的设计和执行的系统性方法。这种方法包括板料金属成形过程的建模，过程管理的设计和最佳冲头力量轨迹的确定。U型件塑性成形的实验结果显示合适的过程控制可以用仿真来设计，一个最佳的冲头力量轨迹可以通过实验来分析。被提及的发展应该在板料金属成形过程中的设计和执行过程控制中有用。1.介绍金属板料冲压是一个很重要的制造业工序因为它速度快并且大量生产费用低。例如，飞机机身零件，转矩变化叶轮片零件，燃料水槽零件全部都是用这种方法生产的。一个简化的冲压工序如图1所示。基本的结构包括冲头和一组压边圈包括或者不包括起重臂杆。冲头拉深板料成形，压边圈控制着金属流入模具型腔内。冲件的质量被评定防止出现聚集和最终制件性能上的问题。两个关于冲件质量的主要问题是可成形性（举例来说，由于过度压缩而引起的起皱现象）和空间的正确性（举例来说，由于弹性恢复引起的弯曲回弹）。板料金属成形的主要问题如图2所示。此外，冲压过程中的连贯性（待翻译。）对接下来大批量产品的集合有很大影响。新的挑战来自于对新材料的应用。例如，为了减轻汽车的重量（为了提高燃料节省）制造公司必须选用比较轻的材料（比如铝）或者高强度合金来代替低碳钢。尽管如此，这样的材料没有低炭刚容易成形并且有更多的回弹。控制金属流向模具型腔对零件的质量和硬度是至关重要的，压边圈控制着金属流入模具的型腔。以前的研究已经显示在塑性成形改变压边力可以提高制件的质量和硬度。值得一提的是机械压制正在被花样翻新，用水压的多点系统提供更多的对塑性工序的控制。这种冲压技术使这里介绍的工序控制概念变得更容易。通过可变的压边力的应用来控制板料金属成形工序的策略是工序控制（如图3）。在这个理论中，一个可测量的变量（如冲压力）通过操作压边力被接下来预定的轨道控制。这个策略可以生产最佳重量的杯形拉深件不管最初的压边力和摩擦条件。其他可测量的过程变量（例如拉深力和摩擦力）也已经被发表。图1.冲压工序示意图为了有系统的设计一个合适的压边圈，必须首先分析模型工序分析（图3中）。大多数板料金属成形模型建立在非常复杂的有限元分析上，因此这些模型不利于压边圈的设计。用来设计此模型的一种分段的线性模型已经发展。尽管如此，这种模型不能用在闭环的仿真分析上，因为它不能获取板料金属成形工序的典型的非线性的特征。因此，结果是在模型方面的板料金属成形控制没有被足够的研究，特别是从控制的角度，但是系统证明方法已经被很好的发展。最普遍的压边圈最成部分就是正比例的控制器。尽管如此，控制器参数被象征性的确定通过实验和误差。尽管过程控制已经被很好的设计，它在板料金属成形上的应用还没有被研究。在工序控制中被提及的轨道对确保板料金属成形的质量是很重要的。它已经被试验上和数字上确认。尽管如此，最佳的轨迹已经被很好的研究。关于工序控制在板料金属成形上的应用的主要结果包括适当的工序控制设计和最佳的轨迹设计。这篇文献的目的就是阐述这两个结果从而达到在板料金属成形中系统的设计和实现工序控制。(a) 裂纹 （b）皱纹（c）弯曲回弹图2 板料金属成形中的缺陷2板料金属成形的工序控制21 实验工具 控制过程实验在双动水压成形模拟器装备上用一个PID数字控制器（看图4）操作。冲头的力量负荷是680KN，底座符合是700KN。数字控制器允许压边力跟踪机器控制块实现的预定轨迹 如图3。22控制过程的执行在成形模拟器上控制过程的执行如图5所示。额外的成分是“DAQ”块，这是在仪表上获取的数据。它从数字控制器上（外面反馈的结果图3中）获得数据，并且传回计算出的压边力到数字控制器上（过程控制器输出的结果在图3中）。“工程”块和“DAQ”块是“工序控制器”块的结果如图3。“WSCI”块是最初的工作站通信接口。图3 板料金属成形的工序控制图4 成形模拟器23 板料金属成形中控制过程的影响231 部分硬度通过过程控制近来，机器和工序对U形件的控制比较证明了过程控制比机器控制更优越，图6显示了机器控制和过程控制相关的跟踪误差在干燥和润滑的条件下。结果显示过程控制可维持一样的冲力轨迹在不同的润滑条件下，但是机器控制不可以。表1显示了平均标准的高度对于事件来说在图6中。测试显示控制工序在高度上的一致性，尽管润滑方面的改变。所以，在高度上一致性和冲压力轨迹的一致性是相关的。23.2 冲压轨道的重要性冲压轨道的重要性可以通过比较不同轨迹下的高度显示出来。图7列出了2种实验得出的冲压力轨迹。表2显示了在2种不同的轨迹下测出的高度。曲线b可以生产出较好的零件，因为测量的高度接近预想的高度（50 mm）。24 板料金属成形中控制工序的设计 根据上面实验结果，两个很重要的需要考虑的事项出现了： 跟踪工序控制性能的评估。 相关冲压力轨迹的选择。 这两个需要考虑的事项在接下来的文字中会被说明。图5 控制工序的执行表1 表2图6 有关联的跟踪误差图7 参考实验的冲压力轨迹3板料金属成形建模建立一个板料金属成形工序的模型包括液压控制式单一的桶形约束件为了工序控制器的设计，这是一个单进单出的系统。这在结构图8中表达了出来。这个工序模型是一个非线性的动态的模型。影响因素，主要是润滑问题，也被表示了出来。这个模型也已经被成功的用在了U形件的成形工序的模拟。图9展示了对不同的持续变化的压边力曲线的实验和模拟的结果对比。4工序控制器的设计 根据以往的经验模型，工序控制器系统的学习可以在执行之前被行为和数字分析。对于SISO系统，一个成比例的正的完整的控制器（PIF）在模拟器成形上已经被研究并成功的实现了。控制器的图标在图10中显示出来。一个线性的模型可以被用来设计控制器增量，这个线性模型可以被一个非线性的模型所代替如图8所示从而利用控制器增量评估循环系统的轨迹。图11显示了用PIE工序控制器的仿真结果和第一个非线性的模型。图11（a）显示了用PIE工序控制器压边力自动产生。图11（b）显示了涉及到的冲压力的轨迹。好的追中轨迹建立在仿真结果的基础上。用相同的PIE工序控制器和相同的冲压力轨迹所得到的试验结果在图12中显示。尽管在冲压力轨迹中有变量，冲压力轨迹还是相似的。这表明工序控制器工作良好。图8 板料金属成形的模型 图10 PI E控的图表图9 对于不同的可变的压边力的轨迹试验预知的冲压力轨迹图11用PIE控制器和一个非线性的模型的的模拟仿真结果图12 用相同的PIE控
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