BHF가 무슨 뜻인가요?

질문이 불분명하다

교육분야의 질문이다보니 실물버전을 먼저 드리겠습니다

BHF-공백홀더포스잇 박판 부품의 성형 공정에서 중요한 공정 매개변수입니다. 블랭크 홀더 힘의 주요 기능은 마찰 저항을 생성하여 시트의 인장 응력을 증가시키고 재료의 흐름을 제어하며 주름을 방지하는 것입니다. 일반적으로 블랭크 홀더 힘이 너무 작으면 재료의 흐름을 효과적으로 제어할 수 없으며 시트에 주름이 생기기 쉽습니다. 반면 블랭크 홀더 힘이 너무 크면 주름은 피할 수 있지만 찢어지는 경향이 있습니다. 크게 증가하고 동시에 금형 및 판금 표면 손상 가능성도 증가하여 금형 수명과 판금 성형 품질에 영향을 미칩니다.

다음은 몰드북 서문입니다.

블랭크 홀더 힘의 최적 제어에 대한 연구

요약: 블랭크 홀더 힘은 중요한 가공 조건입니다. 판금 성형 공정은 실제로 전체 가공 공정에서 지속적으로 변화하는 양입니다. BHF의 예측 및 제어 아이디어에 대한 상세한 분석 및 연구를 바탕으로 BHF 최적의 제어 기법을 제안한다.

키워드: 블랭크 홀더 힘, 최적화 제어, 결함

분류 번호: TG301 문서 식별 코드: A

문서 번호: 1001-4934(2000) 02 -0047-05　

요약: BHF는 판금 성형에서 중요한 요소입니다. 실제로 이는 전체 펀치 스트로크의 변형입니다. 이 논문은 노력과 조사를 기반으로 BHF 최적화 제어 프로젝트를 제시합니다. BHF 예측 및 제어.

핵심 단어: BHF; 최적화된 결함▲

0　소개

BHF-블랭크 홀더 힘)은 중요한 프로세스입니다. 얇은 판 부품의 성형 공정에서 매개변수. 블랭크 홀더 힘의 주요 기능은 마찰 저항을 생성하여 시트의 인장 응력을 증가시키고 재료의 흐름을 제어하며 주름을 방지하는 것입니다. 일반적으로 블랭크 홀더 힘이 너무 작으면 재료의 흐름을 효과적으로 제어할 수 없으며 시트에 주름이 생기기 쉽습니다. 반면 블랭크 홀더 힘이 너무 크면 주름은 피할 수 있지만 찢어지는 경향이 있습니다. 크게 증가하고 동시에 금형 및 판금 표면 손상 가능성도 증가하여 금형 수명과 판금 성형 품질에 영향을 미칩니다.

1. 전통적인 블랭크 홀더 힘 제어 아이디어

일반적인 연신 성형에서는 블랭크 홀더 힘이 증가하면 플랜지 저항도 증가하여 성형 한계가 감소합니다. 그러나 블랭크 홀더 힘의 기능은 원래 플랜지(플랜지)의 주름을 방지하는 것이므로 필요한 최소한의 블랭크 홀더 힘만 적용됩니다. 따라서 전통적인 이론에서는 블랭크 홀더 힘이 실제 작업에서 적절한 크기로 조정될 수 있으며 블랭크 홀더 힘의 영향을 특별히 정확하게 파악할 필요는 없다고 주장합니다[1].

일반적으로 블랭크가 심각하게 불안정하고 주름이 잡힌 후에는 펀치와 다이 사이의 틈을 계속 통과하지 못하기 때문에 찢어집니다. 연신 공정 중 불안정성 문제를 해결하려면 금형에 블랭크 홀더를 설치해야 합니다. 일반적으로 가장자리 누르기 장치에는 강성 가장자리 누르기 장치와 탄성 가장자리 누르기 장치의 두 가지 종류만 있습니다. 견고한 블랭크 홀더는 더블 액션 펀치 기계에서만 사용할 수 있으며 여기서는 논의하지 않습니다. 가장 일반적인 탄성 가장자리 고정 장치는 고무, 스프링 및 에어 쿠션입니다. 처음 두 개는 펀치 스트로크에 따라 블랭크 홀더 힘이 변하기 때문에 딥 드로잉 생산에 적합하지 않습니다. 에어쿠션을 사용하면 펀치 스트로크에 따라 블랭크 홀더 힘이 거의 변하지 않지만 일반적으로 소형 펀치 프레스에는 설치되지 않으며 구조가 더 복잡하고 부착된 공기원이 필요하므로 적용도 제한됩니다. . 현재는 유압프레스의 배출기구를 엣지프레싱에 이용하는 방법이 널리 사용되고 있다.

문서[2] 저자는 원래 공장에서 이젝터 기구로만 사용되던 이젝터 실린더를 모서리 압착용으로 약간 개량하여 인장부의 변형에 따라 기구 내의 릴리프 밸브를 통해 간단하게 조정하였다. 최적의 작업 지점을 찾는 것입니다. 이는 실제로 가공 중에 블랭크 홀더 힘이 일정한 상황입니다.

문헌[3]에서는 스프링이나 고무를 탄성 요소로 사용하여 가장자리를 고정하는 새로운 구조를 제안했는데, 이는 정상적인 가장자리 힘을 제공할 수 있습니다. 이 블랭크 홀더 방법을 사용하면 연신 공정 중에 블랭크 홀더 힘이 변하지 않을 수 있을 뿐만 아니라 블랭크 홀더 힘의 범위를 0에서 최대까지 설계하고 조정하여 다양한 두께의 블랭크 홀더에 적합하게 할 수 있습니다. 작가의 전작에 비해 새로운 진전을 이루었다[4].

[5]의 저자는 스테인레스 스틸 드로잉 다이의 설계 기준에 대해 이야기할 때 여전히 전통적인 블랭크 홀더 힘 조정 아이디어를 사용합니다. 블랭크 홀더 힘은 나사를 조여 조정할 수 있습니다.

Liang Shande 등이 설계한 새로운 금형의 블랭크 홀더 힘 공급 방식은 기존 유압 장비와 다릅니다[6]. 기존 스트레칭 다이의 인장력은 유압 실린더에 의해 제공되고 블랭크 홀더 힘은 이젝터 실린더에 의해 제공되는 반면 새 다이는 반대입니다. 새로운 금형은 적용에 일부 제한이 있지만 맥주통 라이너를 한 번에 두 개의 스트레치로 성형할 수 있어 생산 효율성이 향상됩니다.

2 최신 블랭크 홀더 힘 제어 아이디어

2.1 BHF 예측 연구

BHF 제어는 BHF의 예측 연구를 기반으로 합니다. 예측 연구는 제어 곡선을 최적화하여 BHF를 결정하는 것입니다. 연신 성형에서 BHF의 최적 제어 곡선을 예측하는 두 가지 주요 전통적인 방법은 실험 방법과 이론적 계산 방법입니다. 최근 몇 년 동안 일부 사람들은 BHF 최적 제어 곡선의 예측 연구에 ANN 및 Fuzzy와 같은 AI 이론을 도입하여 일정한 결과를 얻었습니다.

도면 부품 성형 공정의 지능형 제어 시스템은 주로 모니터링, 식별, 예측 및 제어의 네 가지 기본 요소로 구성됩니다. 연신 공정의 지능적 제어에서 최상의 공정 매개변수 예측은 궁극적으로 블랭크 홀더 힘의 변화 법칙 결정으로 귀결되며, 블랭크 홀더 힘 변화 법칙을 얻기 위한 이론적 기초는 주름과 파열에 대한 중요한 조건 [7].

2.1.1 BHF 최적화 제어 곡선을 연구하기 위한 실험 방법

이 방법의 아이디어는 여러 예측 모델에 대해 인장 테스트를 수행하고 큰 숫자를 그리는 것입니다. 이에 따라 BHF의 최적 제어 곡선은 블랭크의 불안정성과 최대 연신(완전 연신)이라는 두 가지 원칙을 바탕으로 드로잉된 부품의 실제 크기와 결합되어 결정됩니다. . 테스트 조건, 신뢰성 및 반복성과 같은 원칙을 기반으로 선택할 수 있는 다양한 특정 테스트 방법이 있습니다. 예를 들어, 인장 블랭크 측벽의 주름을 측정하는 시험 방법은 일반적으로 원뿔 및 피라미드 인장 시험을 사용할 수 있는 반면, 벽 균열 면적을 측정하는 방법은 모서리 절단 블랭크 상자 모양 조각 인장 시험을 사용할 수 있습니다. 등.

Yossifon et al.은 AL1100-0 블랭크에 대한 일련의 테스트를 통해 결론을 내렸습니다[8]. 최적화된 BHF 곡선은 불안정성이 없는 최소 경계에 해당합니다. 즉, BHF는 주름이 없음을 보장합니다. Kergen과 Jodogre는 최적의 BHF 곡선과 최소 BHF 값을 얻기 위해 금형과 블랭크 홀더 사이의 간격을 측정하는 주름 테스트를 사용했습니다.

2.1.2 BHF 곡선의 이론적 계산 방법

판의 소성 변형이 안정적으로 진행되지 않으면 주름이나 균열이 발생하게 됩니다. 소성 압축 불안정성 문제를 이론적으로 해결할 때 계산을 단순화하고 근사적인 해를 얻기 위해 에너지법이 주로 사용된다. 문제를 해결하기 위해 에너지 방법을 적용하면 처짐 표면 가정이 적절하다면(곡면이 실제 상황과 그다지 일치하지 않더라도) 정답을 얻을 수 있으며 오류는 매우 작습니다. 축 대칭 표면 형상을 갖는 부품의 경우, 신장 중 플랜지 변형 영역의 변형 특성 및 주름 패턴이 신장 중 원통형 부품의 것과 유사하므로 유사한 방법을 분석에 사용할 수 있습니다[7].

일반적으로 플랜지가 주름질 때 에너지 변화에는 세 가지 주요 측면이 있습니다. (1) 플랜지 불안정 및 주름에 필요한 굽힘 작업 (2) 플랜지 불안정 및 주름 원주 단축으로 인한 접선 응력; (3) 주름이 부풀어오를 때 블랭크 홀더 힘에 의해 소비되는 일 에너지 원리를 기반으로 문헌[7]은 다음을 고려할 때 축 대칭 부분의 연신 과정을 유도했습니다. 마찰의 영향으로 중간 플랜지의 불안정성과 주름이 발생합니다.

플랜지 불안정성 및 주름에 대한 임계 블랭크 홀더 힘에 대한 블랭크의 마찰 계수 및 상대 두께와 같은 주요 요인의 영향이 분석되며, 이는 연신 공정의 지능적 제어를 위한 최적의 블랭크 홀더 힘 규칙을 예측하기 위한 이론적 기초를 제공합니다.

문헌 [10]은 원통형 부품이 늘어날 때 플랜지 주름을 방지하는 데 필요한 최소 블랭크 홀더 힘 공식을 제공합니다. 여기에는 실험적 방법과 반이론적 방법으로 얻은 이론적 계산 공식이 포함됩니다.

K.Manabe 등은 소성 이론 모델을 바탕으로 이방성 슬라브 재료의 파단 한계력과 주름 한계력에 대한 이론적 계산식을 제시했습니다. BHF 최적 제어 곡선은 이 두 공식으로부터 직접적으로 근사화될 수 있습니다[11].

문헌[12]도 블랭크 홀더 링에 대한 유닛 블랭크 홀더 힘의 공식을 제공하지만 상대적으로 적은 요소를 고려합니다.

이론적 공식에 의해 확립된 수학적 모델을 기반으로 Sim과 Boyce는 FEM 방법을 사용하여 축 대칭 컵 모양 부품의 성형에 대한 수치 결과를 얻은 다음 BHF 제어 곡선을 얻었습니다[8] .

2.1.3 BHF의 인공지능(AI) 방법에 대한 연구

문헌[11]의 저자인 K. Manabe 등은 ANN 방법을 사용하여 이방성을 연구했습니다. 1993년 재료 재료 특성과 블랭크와 금형 사이의 마찰 계수 μ. 그러나 연신 과정에서 μ 값이 일정하다고 가정하므로 결론 오차가 크다. 문헌[11]에서 마찰계수 μ는 실제 성형 공정과 일치하는 인장 공정 변수로 간주됩니다. 본 논문에서 구축한 제어 시스템을 알려지지 않은 재료에 적용할 수 있도록 펀칭력, BHF 등 5가지 양을 입력으로 설정하고 출력 값은 재료의 세 가지 중요한 매개변수인 n 값(경화 지수), r 값(이방성 지수))과 F 값(다른 재료 특성의 종합 지수)을 통해 후속 제어 프로세스를 정확하게 완료할 수 있는 기반을 마련합니다.

1995년과 1997년의 연구 작업에서 K. Manabe 등도 유사한 분석 프로세스에 퍼지 기술을 사용하여 이론적으로 실현 가능한 결과를 얻었습니다. 퍼지 시스템의 운영 효율성으로 인해 이와 같은 문제는 추가로 필요합니다. 실제 생산에 적용할 수 있도록 심도 있는 연구를 진행합니다.

2.2 BHF 제어 연구

이론적으로 말하면 블랭크 홀더 힘은 연신의 각 단계에서 변경되며, 블랭크 홀더 힘의 조정은 주로 다음과 같습니다. 경험이 있으므로 이 분야의 작업을 강화해야 합니다. Musrafa A. Ahmetoglu가 연신 스트로크가 포함된 SHEET FORM 소프트웨어를 사용하여 계산한 BHF 곡선과 컵 모양 부품의 펀칭력에 따르면 최적의 BHF는 고정된 값이 아니라 지속적으로 변화하는 값이라는 결론을 내릴 수도 있습니다. 13].

문헌[14]은 인장 부품 플랜지의 서로 다른 부분에 서로 다른 힘을 설정하기 위해 결합된 블랭크 홀더 링이 있는 테스트 금형을 사용하여 블랭크 홀더 힘을 제어하는 ​​외국 방법을 요약합니다. 동시에 후속 센서를 이용하여 드로잉 깊이(프레스의 스크라이빙 스트로크)에 따른 재료의 이동 값을 측정하면 제어에 사용할 수 있는 BHF 경험 곡선을 얻을 수 있습니다.

블랭크 홀더와 다이 표면 사이의 블랭크 홀더 힘을 변경하고 재료 변형 과정을 제어하려면 다음 방법을 사용해야 합니다.

(1) 크기 변경 (2) 드로우 비드를 사용합니다. (3) 두 마찰 시스템의 마찰을 변경합니다. (4) 프레스 또는 금형 유압 패드의 압력을 조정합니다. 제어 가능한 블랭크 홀더를 구축하면 블랭크 크기의 차이와 같은 공정 조건의 불안정한 요인의 영향을 줄일 수 있습니다. 피드백 시스템은 블랭크 홀더 힘을 제어하는 ​​데 사용되며, 이는 연신 과정 중 입력 매개변수가 변경될 때 자동으로 수정될 수 있으며 완전한 적응형 제어 시스템으로 추가로 개발될 수 있습니다.

BHF의 적응형 제어와 협력하기 위해 블랭크 홀더 힘을 생성하기 위한 다양한 구조와 시스템이 국내외(주로 해외)에서 개발되었습니다[13]: (1) 제조사 독일 프레스 제조업체 Schuler 다중 동작 유압 제어 시스템은 복잡한 부품을 성형할 때 다양한 위치의 필요에 따라 다양한 블랭크 홀더 힘을 적용할 수 있습니다. (2) 드로비드가 있는 블랭크 홀더 설계의 특징은 블랭크 홀더 힘을 필요에 따라 제어할 수 있고 필요한 블랭크 홀더 힘의 양이 작으며 원인이 되는 과도한 양압을 생성하기가 쉽지 않다는 것입니다. 금형 손상. 이러한 문제는 전통적으로 프레스에서 대량으로 발견되었습니다.

BHF 제어에 대한 광범위하고 심도 있는 연구가 해외에서 진행되어 왔다.

주름 및 FLD 안전 영역에 대한 Havranek의 이론에 따르면, Hardet과 Lee는 성형 불안정 중 비정상적인 변형으로 인한 주름을 방지하기 위해 각 스탬핑 샘플에 충분한 바이어스 전압을 제공하기 위해 두 세트의 폐쇄 루프 제어 방식을 이전에 제안했지만 이 접근 방식은 실패했습니다. 파열과 불안정성을 피하십시오.

첫 번째 제어 장비 세트도 Hardet과 Lee가 일정한 BHF를 얻도록 설계했습니다. BHF는 균열을 방지하기 위해 처음부터 끝까지 주름 없는 최소값을 유지했습니다. 그런 다음 Hardet은 피드백 값을 사용하여 블랭크 홀더에 힘을 가하는 서보 밸브를 제어하는 ​​PI 컨트롤러를 사용하여 이 연구 작업을 단독으로 계속했습니다. 저자는 냉간압연 강판을 사용해 컵형 부품을 성형하고 수많은 실험을 진행했다.

Yossifon 등은 가변 BHF 분야에 대한 추가 연구를 수행했습니다. 그들은 AL1100-0 블랭크에 대한 일련의 테스트를 통해 "BHF-스트로크" 다이어그램을 얻은 다음 제어 계획을 결정했습니다.

얼마 전 업계에서 저명한 지에르트(독일) 교수와 지글러(Ziegler) 교수는 펄스 곡선과 유사한 BHF 제어 곡선을 이용해 BHF에 대한 제어 연구를 진행한 결과, 성형 공정 중 마찰의 영향. Wang과 Majlessi는 사각형 상자 스트레칭의 BHF 제어를 연구했습니다. 블랭킹 링은 각 측면에 하나씩, 각 모서리에 하나씩 총 8개의 분할 플레이트로 구성되었습니다.

위의 BHF 국부 조정 방법의 효율성을 테스트하기 위해 다양하고 향상된 스탬핑 공정 제어 장비가 대거 등장했습니다. 독일 슈투트고르트 대학의 금속 성형 기술 연구소(Institute of Metal Forming Technology)는 적응형 싱글 액션 프레스(독립적으로 작동하고 제어되는 많은 유압 실린더 포함)를 개발했습니다. Siegert 등이 설계한 다단계 블랭크 홀더 장치와 결합된 이 메커니즘은 폐쇄 루프 BHF 제어를 최적화하기 위한 기본 구조로 간주됩니다. 비슷한 구조의 더블액션 프레스가 미국 미치겐 공과대학교의 Saeedy와 Majlessi에 의해 개발에 성공했습니다.

Murata와 Matsui의 최근 연구 결과에 따르면 분할된 블랭크 홀더의 구조를 사용하면 모서리와 가장자리의 BHP가 일정하게 유지되더라도 분할된 블랭크 홀더가 단단한 단일 피스보다 여전히 우수합니다. 블랭크 홀더 원으로 얻은 제품은 드로잉 깊이가 큽니다.

Mustafa A. Ahmetoglu[15]는 비대칭 부품의 인장 성능을 향상시키기 위해 시간(또는 프레스 스트로크) 및 위치의 함수로 만들기 위해 여러 지점에서 블랭크 홀더 힘을 제어할 것을 제안했습니다. 그리고 그의 실험장비를 이용하여 실험적인 분석을 진행하였다. 일본의 Nissan Motor와 미국의 Ohio University는 자동차 펜더 성형 시 블랭크 홀더 힘 제어에 대한 연구를 수행하기 위해 유사한 시뮬레이션 방법을 협력하고 사용했습니다[16].

3 BHF 제어 곡선 연구의 현재 최전방

현재 국내외 BHF 예측 및 최적 제어 연구에는 아직 알려지지 않거나 불명확한 부분이 많으며, 일부 결론도 서로 모순된다. 예를 들어 위에서 언급한 Hardt 등은 최적의 일정한 BHF 제어 곡선을 연구한 결과 이 ​​거의 일정한 BHF 제어 곡선이 실제 적용에 의미가 없다는 사실을 발견했지만[8] 결국 이는 BHF의 상승 추세입니다. 제어 곡선이 좋은지 아니면 하향 추세를 보이는 BHF 제어 곡선이 더 현실적인지를 결정합니다. 이는 주로 테스트 블랭크 조건, 하중 이력 또는 변형 경로와 같은 복잡한 요인의 영향 때문일 수 있습니다. 보다 필수적인 규칙을 요약하려면 정량적 공정 매개변수 분석을 수행해야 합니다.

동시에 국내외 문헌으로 볼 때 BHF 예측 및 최적 제어 연구에 AI를 적용하는 것은 아직 초기 단계이며 더욱 촉진되고 심화되어야 합니다.

간단히 말하면 AI 이론과 자동 제어 이론을 기반으로 BH 변형 등의 영향을 종합적으로 고려한 BHF 최적 제어 방법에 대한 연구는 현재 금속판 분야의 연구 방향 중 하나이다. 플라스틱 가공.