[发明专利]一种快速锻造液压机锻造变形功补偿控制方法

权利要求书

1.一种快速锻造液压机锻造变形功补偿控制方法，其特征是在滑块减速下行的过程中，当滑块下行值S≤位置设定目标值S₀时，系统开始自动进行锻造变形功补偿计算，该补偿计算方法采用位置量的形式进行补偿，从而实现了压下量的精确控制和锻造变形功的回收利用；锻造变形功补偿方法为位置量S_补偿补偿，计算公式为：

该式中

S为滑块下行值；

S₀为位置设定目标值；

k_ω为锻造变形功补偿系数；

p_n为第n次锻造成型主液压缸工作腔的压力值；

p_n-1为第n-1次锻造成型主液压缸工作腔的压力值；

S_n为第n次锻造成型主液压缸活塞杆的位移；

S_n-1为第n-1次锻造成型主液压缸活塞杆的位移，

锻造变形功的补偿系数为k_ω，具体计算方法下面已给出，快速锻造液压机锻造过程中锻造变形功的计算公式为：

其中，ω_件＝εF_kV_件，平均变形程度为S_均为锻件的平均高度

ω_件为锻造变形功；A_件为锻件截面积；

ε为最后一次锻造时的平均变形程度；

F_k为最后一次锻造温度下金属的变形抗力；

V_件为锻件体积；

在滑块下降过程中根据能量守恒定律可以得到第t-1时刻和第t时的能量守恒方程：

Ap_n-1S_n-1＝m_ta_n-1S_n-1+B_pv_n-1S_n-1+ω_n-1

Ap_nS_n＝m_ta_nS_n+B_pv_nS_n+ω_n

上面两式作差同时进行变形，得到：

A(p_nS_n-p_n-1S_n-1)＝m_t(a_nS_n-a_n-1S_n-1)+B_p(v_nS_n-v_n-1S_n-1)+(ω_n-ω_n-1)

其中，

ω_n为第n次锻造成型的锻造变形功；

ω_n-1为第n-1次锻造成型的锻造变形功；

m_t为活塞及负载折算到活塞上的总质量；

B_p为活塞及负载的粘性阻尼系数；

实际锻造过程是一个高频锻造过程，所述的高频锻造过程锻造频率为60次/min-120次/min，系统在相邻两次内加速度a变化很小，速度v的变化也很小，m_t(a_nS_n-a_n-1S_n-1)和B_p(v_nS_n-v_n-1S_n-1)几乎为零，所以为简化控制过程将这两项忽略不计，从而将上式化简得到：

A(p_nS_n-p_n-1S_n-1)＝ω_n-ω_n-1＝F_kS_nA_件-F_kS_n-1A_件＝F_kA_件(S_n-S_n-1)

则锻造变形功补偿系数k_ω为

该式中

A为主液压缸柱塞面积；

为变形速度系数，与锻件尺寸有关；

z为应力不均匀系数，取1.2；

q为摩擦力、锻件形状、应力状态影响系数，取2.4；

σ为变形抗力。