日本DAIKIN大金油泵V50A2RX-20、V50A3RX-20對(duì)于液壓體系的數(shù)值仿真研討1液壓沖孔工藝原理2有限元模型及參數(shù)設(shè)定由于沖頭為圓形，簡(jiǎn)化為近似軸對(duì)稱模型，沖頭和壓塊為剛性體，管坯是塑性體；網(wǎng)格劃分采用不同區(qū)域網(wǎng)格疏密程度不同，沖頭下方網(wǎng)格較密，其密度是管坯末端密度的10倍，zui小網(wǎng)格尺寸為0. 07 mm.在變形過(guò)程中，當(dāng)沖頭的切入深度達(dá)到網(wǎng)格zui小尺寸的1/ 3時(shí)，網(wǎng)格斷裂重劃。管坯材料模型為Hill各向同性彈塑性模型，符合Mises屈服準(zhǔn)則，硬化曲線為冪函數(shù)。Coulomb系數(shù)取0. 12.在對(duì)稱軸處，在垂直對(duì)稱軸方向位移為零，外邊界固定，沖頭進(jìn)給速度保持恒定，其大小為0. 02 mm/ s.壓力在每次沖孔過(guò)程中，壓力值都保持恒定。由于液壓沖孔成形過(guò)程影響因素很多，為了研究各參數(shù)對(duì)成形的影響，當(dāng)研究某一參數(shù)的影響時(shí)，僅改變?cè)搮?shù)數(shù)值，其它所有參數(shù)值保持不變。本文主要研究管內(nèi)液體壓力p、沖頭直徑d、及材料厚度t對(duì)成形的影響。3工藝參數(shù)對(duì)液壓沖孔的影響3. 1管內(nèi)液體壓力的影響管內(nèi)液體壓力的變化對(duì)材料的塌陷深度和塌陷區(qū)域面積有著顯著的影響。分別為管內(nèi)液體壓力處于40 MPa和120 MPa ，沖頭前進(jìn)不同距離時(shí)材料的變形情況。當(dāng)內(nèi)壓為40 MPa ，沖頭前進(jìn)1. 6 mm時(shí)，沖頭還沒有切入材料，直到?jīng)_頭前進(jìn)2. 4 mm后才開始切入材料；而當(dāng)內(nèi)壓為120 MPa ，沖頭前進(jìn)0. 6 mm時(shí)就已經(jīng)開始切入材料，當(dāng)沖頭前進(jìn)距離達(dá)到1. 6 mm時(shí)，材料已經(jīng)發(fā)生斷裂。從40 MPa和120 MPa下的變形過(guò)程可以看出，不同壓力下材料的塌陷深度和塌陷寬度相差很大，而且壓力越大，沖頭切入材料深度也越大。

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日本DAIKIN大金油泵V50A2RX-20、V50A3RX-20在沖壓行業(yè)沖孔過(guò)程中，在不同支撐內(nèi)壓下，當(dāng)沖頭發(fā)生相同位移（模擬中沖頭前進(jìn)3 mm）時(shí)，對(duì)不同壓力情況下的塌陷尺寸和沖頭推力進(jìn)行分析。內(nèi)壓與塌陷深度和塌陷寬度的關(guān)系所示?？梢钥闯?，隨著內(nèi)壓的增加，塌陷深度明顯減小，而且變化幅度大。內(nèi)壓為200 MPa時(shí)的塌陷深度僅為10 MPa的1/ 3.這說(shuō)明，在成形過(guò)程中，適當(dāng)增加內(nèi)壓，能夠顯著減小塌陷尺寸。內(nèi)壓不僅影響塌陷深度，而且影響塌陷寬度。在沖孔過(guò)程中，當(dāng)管內(nèi)液體壓力為200 MPa時(shí)，塌陷寬度僅為11. 8 mm ，而當(dāng)內(nèi)壓下降到10 MPa時(shí)，塌陷寬度卻達(dá)到20. 5 mm.因而，在沖孔過(guò)程中采用較大內(nèi)壓，可以避免變形區(qū)域大范圍塌陷。在沖孔過(guò)程中，當(dāng)液體壓力變化時(shí)，沖頭推力的變化也很大，其關(guān)系所示。隨著液體壓力的升高，沖頭的推力呈增大的趨勢(shì)。可以看出，在沖孔過(guò)程中，內(nèi)壓不同，沖頭推力zui大點(diǎn)到來(lái)的時(shí)刻也不一樣，推力達(dá)到zui大時(shí)，材料發(fā)生斷裂。隨著內(nèi)壓的增加，沖頭推力達(dá)到zui大的時(shí)刻提前。當(dāng)內(nèi)壓為10 MPa時(shí)，需經(jīng)過(guò)120 s ，沖頭前進(jìn)2. 4 mm時(shí)推力達(dá)zui大；而當(dāng)內(nèi)壓為200 MPa時(shí)，只需經(jīng)過(guò)52 s ，沖頭前進(jìn)1. 04 mm時(shí)推力達(dá)zui大。3. 2沖頭直徑的影響當(dāng)沖頭直徑的大小發(fā)生改變時(shí)，不僅塌陷尺寸變化明顯，沖頭推力的zui大值也發(fā)生顯著變化，而且推力達(dá)到zui大值時(shí)沖頭的位移也各不相同，不同沖頭直徑與塌陷深度尺寸和塌陷寬度面積的關(guān)系。當(dāng)其它條件一定時(shí)，塌陷深度尺寸隨沖頭直徑的增大而增大，塌陷寬度面積也越大。當(dāng)沖頭直徑為4 mm時(shí)，沖頭zui大推力為21 kN ，當(dāng)直徑增加到18 mm時(shí)，沖頭zui大推力為116 kN ，增加了4. 5倍。此外，隨著直徑的增加，當(dāng)沖頭推力達(dá)到zui大時(shí)沖頭位移也不一樣，其關(guān)系如（c）所示，在沖頭直徑為4 mm時(shí)，沖頭的zui大位移為0. 6 mm ，而當(dāng)沖頭直徑增加到18 mm時(shí)，沖頭的zui大位移變?yōu)?. 4 mm ，增加了3倍。3. 3材料壁厚的影響考慮到壁厚變化的因素，不同壁厚下的塌陷尺寸和沖頭位移都不采用位移，而采用相對(duì)位移，即位移與不同情況下的壁厚之比。從 （a）可以看出，壁厚增加時(shí)，相對(duì)塌陷尺寸明顯減小。但是壁厚與塌陷面積的關(guān)系剛好相反，當(dāng)壁厚增大時(shí)，塌陷寬度尺寸無(wú)論是大小還是相對(duì)大小都急劇增大所示。分別為壁厚與沖頭zui大推力及推力zui大點(diǎn)沖頭位移的關(guān)系。從（c）中可以看出，隨著壁厚增加，沖頭推力隨之增大。當(dāng)壁厚為1 mm時(shí)，zui大推力僅為30. 5 kN ；而當(dāng)壁厚增加到4 mm時(shí)，沖頭zui大推力變?yōu)?5. 1 kN.當(dāng)壁厚增加時(shí)，推力達(dá)到zui大點(diǎn)時(shí)沖頭的位移和相對(duì)位移都明顯減小，材料斷裂時(shí)間提前。壁厚1 mm時(shí)，沖頭需前進(jìn)2. 43 mm推力才能達(dá)到zui大；而當(dāng)壁厚為4 mm時(shí)，沖頭只需前進(jìn)0. 85 mm推力就能達(dá)到zui大。工藝實(shí)驗(yàn)在數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，研究了不同液體壓力對(duì)塌陷尺寸的影響。實(shí)驗(yàn)所用管材為20號(hào)鋼，外徑63 mm ，壁厚2. 5 mm ，沖頭直徑為10 mm.實(shí)驗(yàn)由兩部分組成。內(nèi)高壓成形過(guò)程管內(nèi)的液體壓力均為120 MPa ，沖孔時(shí)的管內(nèi)液體壓力分別為120 ， 80 ， 60和40 MPa.在壓力達(dá)到120 MPa時(shí)，沖孔容易完成，斷口表面質(zhì)量好；當(dāng)壓力為40 MPa ，沖頭前進(jìn)距離與其它壓力情況下相同時(shí)，沖孔不能完成。沖孔后以孔的中心為原點(diǎn)，測(cè)量了孔周圍塌陷深度和面積，測(cè)量時(shí)以沖孔前的平面為基準(zhǔn)，分別沿零件的軸線方向和垂直于軸線方向每間隔5 mm取一點(diǎn)，共取5個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，然后以距孔心的距離為x軸，以塌陷的測(cè)量尺寸為y軸，建立直角坐標(biāo)系，測(cè)量結(jié)果所示為不同壓力條件下沿零件軸向方向的塌陷尺寸，不同壓力條件下沿垂直于零件軸向方向的塌陷尺寸?？梢钥闯?，塌陷尺寸變化具有明顯規(guī)律性。對(duì)于塌陷大小，

日本DAIKIN大金油泵V50A2RX-20、V50A3RX-20隨著沖孔時(shí)管內(nèi)液體壓力的降低，橫向和縱向的塌陷尺寸都隨距孔心位移的增大而增大，這是因?yàn)樵跊_孔的過(guò)程中，內(nèi)壓降低相當(dāng)于沖裁過(guò)程中壓邊力減小，材料沿沖頭方向位移變大，所以塌陷增大。在位移大于20 mm以后，所有壓力下的塌陷都消失，這和數(shù)值模擬的結(jié)果是*的。在同一壓力下，橫向塌陷變化的區(qū)域長(zhǎng)度較縱向的變化區(qū)域長(zhǎng)度長(zhǎng)，即沿管長(zhǎng)方向塌陷變化較慢，垂直管長(zhǎng)方向塌陷變化快。以沖孔時(shí)管內(nèi)液體壓力40 MPa為例，橫向位移與縱向位移的zui大值相同，均為2. 62 mm ，發(fā)生在孔邊，離孔邊5 mm處，塌陷橫向尺寸為0. 80 mm ，塌陷上升了69. 5 % ，縱向尺寸為1. 10 mm ，塌陷上升58. 0 %；離孔邊10 mm處，塌陷橫向尺寸為0. 32 mm ，塌陷上升87. 8 % ，縱向尺寸為0. 18 mm ，塌陷上升93. 1 %.離孔邊距離15 mm時(shí)，橫向塌陷基本水平，但此時(shí)縱向塌陷仍然存在。這一現(xiàn)象表明，沿材料不同方向，在沖孔的過(guò)程中，塌陷的變化也不同。5結(jié)論1）隨著管內(nèi)液體壓力的增大，塌陷深度尺寸和塌陷寬度面積都呈減小的趨勢(shì)。內(nèi)壓為10 MPa時(shí)的塌陷深度和塌陷寬度分別為2. 11 mm和20. 5 mm ，當(dāng)壓力增加到200 MPa時(shí)，塌陷深度減小到0. 77 mm ，尺寸僅為200 MPa的1/ 3 ，塌陷寬度減小到11. 8 mm ，同時(shí)材料發(fā)生斷裂的時(shí)間提前，而沖頭zui大推力隨管內(nèi)液體壓力的增大而增加。2）沖頭直徑增大時(shí)，塌陷深度尺寸和塌陷寬度面積增大，沖頭zui大推力也隨直徑的增加而增大，當(dāng)沖頭直徑為4 mm時(shí)，沖頭zui大推力為21 kN ，當(dāng)直徑增加到18 mm時(shí)，沖頭zui大推力為116 kN ，增加了4. 5倍。但是沖頭直徑的增加卻延緩了材料發(fā)生斷裂的時(shí)間。3）當(dāng)管坯的壁厚增加時(shí)，塌陷深度尺寸和塌陷寬度面積的值沒有明顯變化，但由于壁厚不同，其相對(duì)數(shù)值均明顯增大；此外，壁厚越大，沖頭推力越大，沖頭達(dá)到zui大推力時(shí)間提前。4）對(duì)于材料的不同方向，在沖孔過(guò)程中，塌陷的變化趨勢(shì)也不同。實(shí)驗(yàn)中沿管長(zhǎng)方向塌陷變化較慢，垂直管長(zhǎng)方向塌陷變化快。對(duì)于液壓速度操控體系在校正中的運(yùn)用剖析Launch Pad安裝此工具箱，可以單擊view菜單中的Launch Pad一項(xiàng)，在MATLAB的右上角出現(xiàn)如圖1所示的畫面。從事液壓速度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的人員都知道，在進(jìn)行速度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，經(jīng)常要進(jìn)行滯后校正，這涉及到伯德圖的繪制和滯后校正環(huán)節(jié)（積分環(huán)節(jié)）的參數(shù)的試湊。如果靠人工來(lái)完成，將是非常費(fèi)力的一件事，而如果應(yīng)用sisotool工具箱，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)將是一件十分愜意的工作。我們就以此作為設(shè)計(jì)的依據(jù)。啟動(dòng)MATLAB，在MATLAB的提示符“> >”后輸入如下程序：G1 = tf（3060， < 1 /600^2， 2 3 0 1 5 /600， 1 > ）G2 = tf（0 1 2， <1 /388^2， 2 3 0 1 94 /388， 1 > ）G = G1 3 G2 H = tf（1 1 08 3 3， < 1 >）G1、G2分別對(duì)應(yīng)電液伺服閥和液壓馬達(dá)的傳遞函數(shù)， H代表測(cè)速機(jī)和升速齒輪的傳遞函數(shù)。請(qǐng)注意，一定要以tf命令來(lái)生成傳遞函數(shù)（如H = tf（1 1 08 3 3， <1 > ） ） ，而不能寫成H = 1 1 08 3。否則sisotool不予識(shí)別，這一點(diǎn)困擾了筆者好長(zhǎng)時(shí)間。此處暫時(shí)沒有考慮放大器的比例系數(shù)，因?yàn)樗峭瑴笮Ｕ?xiàng)到一起的。啟動(dòng)sisotool，顯示如圖2的畫面。由于我們事先知道所添加的為比例加積分環(huán)節(jié)，所以圖4顯示的不合我們的要求，可用鼠標(biāo)單擊圖中區(qū)域，彈出Edit Compensator C對(duì)話框，將Poles一欄中的Real編輯框中的數(shù)字改寫成0，單擊OK， Current Compensator中的后一項(xiàng)就會(huì)變成1 / s的形式。此時(shí)可以在圖像的右下角看到幅值裕度（ G 1 M 1） ： – 16 1 2dB，相位裕度（ P 1 M 1） ：- 117deg?？梢婇]環(huán)依然不穩(wěn)定。這時(shí)就進(jìn)入了設(shè)計(jì)階段了，我們可以調(diào)整Current Compensator的前一項(xiàng)，即積分環(huán)節(jié)的比例系數(shù)。比如按照本例書中所示，輸入0 1 05后，得到G 1 M： 9 1 8dB， P 1 M： 54 1 4deg?；緷M足了控制系統(tǒng)對(duì)幅值裕度（ > 6dB）和相位裕度（30°～60°）的設(shè)計(jì)要求?？梢?，只用調(diào)整比例系數(shù)，并不斷觀察幅值裕度和相位裕度的顯示數(shù)值，就完成了滯后環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)工作。到此，只體現(xiàn)了siso 2 tool工具箱易用性的一個(gè)方面。單擊菜單Analysis > Response to Step Command，彈出LTI Viewer for SISO Design Tool窗口，并繪了該傳遞函數(shù)的階躍響應(yīng)曲線。在圖像上右鍵單擊，選Characteristics > Peak Re 2 sponse （峰值）或Setting Time （回復(fù)時(shí)間）或Rise Time （上升時(shí)間） ，圖形上會(huì)顯示出相應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)，將鼠標(biāo)移到點(diǎn)上，會(huì)顯示出相應(yīng)的參數(shù)，如本例，將鼠標(biāo)移動(dòng)到時(shí)間點(diǎn)上時(shí)，將顯示上升時(shí)間： 0 1 0106s、峰值時(shí)間： 0 1 0262s、回復(fù)時(shí)間： 0 1 0386s。日本DAIKIN大金油泵V50A2RX-20、V50A3RX-20日本DAIKIN大金V型柱塞泵，以*設(shè)計(jì)斜盤變化角度功能，廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)所。特殊設(shè)計(jì)，在全壓力區(qū)內(nèi)，保持低噪音功能。由多種控制方式整合，能形成系統(tǒng)，具有省能源、小型化、低成本功能。功率損失小，減低油溫上升，可選配較小型油箱。廣泛應(yīng)用于工具機(jī),機(jī)床,鍛壓,朔膠成型機(jī)。