板材成形工艺广泛应用于民用和军工制品的生产过程中,压边力载荷施加方式及控制方法是保证板材成形的重要手段,同时也是板材先进成形工艺和成形设备的共性关键技术之一。根据电控永磁技术特点和压边力载荷的施加要求,将电控永磁技术与板材拉深工艺有机地结合,对改进现有工艺面貌和节能降耗、开发新工艺和新工艺设备、提高板料成形性能,以及推动自动化和智能化生产等都有重要的理论意义和实用价值。基于电控永磁技术,提出了磁力驱动的压边力控制方法,以可控的永磁体提供的磁吸力作为压边力的动力来源,以电控永磁磁垫为驱动装置,研发了新的压边力控制系统。提出将电永磁技术与分区压边技术相结合的新的压边力控制方法,可有效抑制板坯起皱,提高了板料成形性能。采用理论推导、数值分析和实验等方法对新压边方法的基本原理、参数优化等关键技术及拉深成形工艺进行了研究。设计了应用于电控永磁磁场单元的电路结构和磁路结构,确定了磁场单元的结构形式。通过理论分析和数值模拟确定了影响磁场单元性能的工艺参数,以最大化磁场强度和最小化退磁强度为优化目标,确定了磁场单元的原材料和结构尺寸。采用拉伸试验机对4磁场单元进行了磁力测量实验,结果表明,4磁场单元的最大磁吸力超过了16000 N,约为160 N/cm2,完全能够满足拉深时的压边需求。此外,进行了2磁场单元的瞬态热分析和温升实验,确保连续拉深操作时,电控永磁压边力控制方法不会产生过热问题。从分析和实验结果可以看出,即使在最苛刻的条件下,经历180分钟连续拉深操作后,磁场单元最高温度也不到70℃,完全能够满足拉深工艺要求。基于确定的磁场单元材料、尺寸、形状和相对数量等影响充磁和消磁性能的参数,设计了可同时应用于正装和倒装拉深模具的电控永磁磁垫。通过磁场分析确定了在保证顺利退磁的情况下,磁垫上平均磁感应强度和所产生的磁力分别为1.36 T和152598 N。此外,研究了磁垫产生的磁吸力随气隙宽度变化的规律,根据分析结果可以看出,磁吸力随着气隙宽度的增加而快速减小。基于ANSYS软件,给出了采用电控永磁技术施加压边力载荷的磁-力耦合问题的分析方法。选择一定的成形制件,根据预定的压边力载荷要求,给出了采用电控永磁压边方法确定各控制参数的具体方法。首先,在进行磁-力耦合分析的基础上,确定作用在被压板坯上压边力的初始分布情况。然后,采用成形模拟的方法对比分析了电控永磁压边方法和常规压边方法作用下的板坯成形效果,结果表明,两种压边方法作用下,板坯三个方向上的厚度应变没有明显区别。这表明,新压边方法在革新了压边力加载方式,具有节能等优点的同时,能达到传统压边方法的成形效果。采用直径为190 mm的08Al圆形板坯,分别进行了磁垫磁场等级为1、2、5和10时的倒装拉深实验,成形高度都为45 mm。结果表明,基于所开发的电控永磁拉深工艺,新压边方法能够施加足够大的压边力,且压边力大小可调。此外,在正装拉深实验中,对直径为180 mm的08Al板坯施加了磁垫等级分别为4和12时所产生的压边力,实验结果进一步验证了电控永磁压边方法及正装拉深工艺的可行性。根据电控永磁加载方法的特点,将电控永磁压边方法与分区压边工艺相结合,提出了针对轴对称圆筒形件的多环分区压边方法。理论分析确定了多环分区压边方法的可行性,并设计了适用于多环压边的磁垫。通过静力学分析获得的板坯上的初始压边力分布及其线性化曲线表明,多环压边圈所施加的压边力沿径向的作用范围更大,有效降低了法兰外缘压边力的峰值,有助于材料的合理流动。对直径为190 mm的镀锌板进行了拉深实验,整体压边的制件在高度约为35 mm时产生起皱,而多环压边的制件成形高度能达到50 mm。结果表明,多环分区压边可以有效的抑制起皱,提高成形极限。将周向分区压边和多环分区压边技术相结合,开发了针对方盒形件等非轴对称结构的电控永磁复合式分区压边方法,并推导和计算了相应的皱纹模型和能量消耗。借助有限元分析和实验的方法,采用08Al板坯验证了复合式分区压边方法可以更有效地提高方盒形件的成形效果,整体压边的制件成形高度不足38 mm,而分区压边的制件成形高度可达50 mm。此外,对电控永磁压边方法、电磁压边方法和传统机械压边方法进行了能耗分析和对比。结果表明,电磁压边能耗最高,传统压边方法次之,而电控永磁压边方法的能耗远低于前两者。在所设定的拉深参数下,电控永磁压边方法能耗只占传统压边能耗的32%。相对于电磁压边方法中节能效果最好的脉冲方法,电控永磁压边方法的节能效果达到了97%以上。