振动摆辗的体积效应实验研究.pdf

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1、第l0期机械设计与制造2010年10月MachineryDesign&Manufacture215文章编号：1001—3997(2010)10—0215—02振动摆辗的体积效应实验研究术蔡改贫吴叶彬杨丽荣(江西理工大学机电工程学院，赣州341000)ExperimentaIresearchonthevolumeeffectofvibrationalrotaryforgingCAIGai-pin．WUYe—bin．YANGLi—rong(SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，Ji

2、angxiUniversityofScienceandTechnology，Ganzhou341000，China)¨㈨‘<>‘0。<>●<>¨m⋯㈨⋯<)●0_．0⋯¨㈨¨㈨¨㈨¨【摘要】根据振动摆辗机的工作原理，设计了一套基于AT89C51单片机的振动摆辗力检测系统。系统；选择了合适的测力传感器，设计了信号调理电路，利用单片机采集摆辗力数据，并通过串口将数据传送到Pc；机进行分析处理，为振动摆动辗压技术下金属成形的体积效应研究提供了一种简单可行的实验方法。；i关键词：振动；摆动辗压；体积效应；单片机；；【Abstract

3、】Accordingtotheworkingprincipleofvibrationalrotaryforgingmachine，nvibrationalrotary；forgingforcemeasuringsystembasedonmicrocontrollerAT89C51isdesigned．hselectstheappropriateforce；jsensorsanddesignthesignalmodulatorcircuits．Thesystem“se￡singlecmicrocomputertocollect

4、the；；vibrationalrotaryforgingforcedata,thentransmitsdatato0computerbyserialport,analysandprocessthese；data,offersasimpleandfeasibleexperimentalmethodforresearchofthevolumeeffectofvibrational；rotaryforgingduringplasticprocess．；Keywords：Vibration；Rotaryforging；Volume

5、effect；Microcontroller；●◇●0●0●<>●<>⋯㈣Ⅲ㈨坩●<>●<>●◇●<>Ⅲ⋯Ⅲ0州ⅢⅢ⋯<)⋯：<>●中图分类号：TH16文献标识码：A1引言平行距离为(1-2)mm，这个间隙使支撑垫板在关节轴承的作用下产生摆动作用。在成形过程中，摆头轴心线与主轴轴心线成3度夹角，振动摆动辗压是在常规摆辗的基础上，将某一特定频率而摆头在电机的带动下绕主轴轴心线旋转，主油缸通过激振器推动工且又有规律波形的摆辗扭矩沿指定方向施加到工件一模具振动作台向上做进给运动，同时给工作台附加了低频振动。随着摆头的系统上lll。

6、相对于传统的摆动辗压，振动摆动辗压使本来就容易弹旋转和工作台附加振动的进给，摆辗坯件将受到局部的摆辗力的作性振动的摆动辗压系统的动刚度得到提高，坯料在模具腔型中的用，产生形变。振动摆辗的工作原理，如图1所示。填充率提高，材料变形时所需的外力(振动摆辗力)降低，从而提l高产品的成形质量。这种效果的产生主要是缘于体积效应[213141的影响。查阅相关资料可知，目前对振动摆动辗压技术中产生的体积效应的研究还很薄弱，并且只停留在理论的定量分析上；摆辗力是摆辗设备的主要参数之一，关于摆辗力的检测研究仍局限于常规的摆辗加工技术中，且主要

7、是通过检测单位接触压力再与接触面投影面积相乘所得，得出的摆辗力体现的是工件接触区域上的受力大小，不能反映接触区域和非接触区域的摆辗分布情况。因此，本文根据振动摆辗设备的结构与工作原理，设计了基于AT89C51单片机的振动摆辗力检测系统，通过实验的方式对振动摆动辗压加工过程中产生的体积效应进行了研究分析和验证。图1工作原理图1．摆头2．工件3．凹模4．势析5．关节轴承6．传感器7．工作台2系统总体方案设计8．激振器9．主油缸10．接触面积2．1振动摆辗的工作原理2-2振动摆辗力的检测方案系统选用了四个压力传感器，将其沿着工作台

8、圆周方向平均根据振动摆辗的结构特点和工作原理，摆辗力的检测采用安装在圆形工作台的四个点上，每个传感器可以检测到该摆辗接触压力传感器，其受力范围在2t左右。根据实验室条件，选用BLR一面积上摆辗坯件所受到的摆辗力。摆辗坯件是装在模具上的，模具1型电阻应变式拉压力传感器，该传感器测力范围为(1