低应力精密下料技术作为新兴的下料手段,很大程度上实现了低能耗、低污染下料。但针对低应力下料中存在的诸如下料质量不稳定、智能化程度低等问题,为了顺应当下绿色制造的大趋势,本课题在国家自然科学基金的支持下,在高速离心低应力下料机的基础上,提出将液压补偿技术融入到下料技术中,搭建了基于液压补偿的低应力下料试验机,最后基于该系统展开试验研究。首先,本文基于能量释放率法有针对性地确定了中小直径棒料的V型槽尖端起裂所需的加载力大小,并利用折线截面假设法建立公式进一步验证其正确性;采用ABAQUS中XFEM模块在不预制裂纹的条件下研究了V型槽尖端的周向起裂过程。在此基础上,采用应力强度因子确定了不同裂纹深度与其扩展所需临界加载力之间的关系,基于棒料起裂前后所需临界加载力计算公式得到棒料V型槽尖端起裂与扩展全过程的理论加载力曲线。提出了一种基于可变加载力臂的方法克服起裂与裂纹扩展之间加载力存在阶跃的问题,确定了V型槽尖端起裂后最佳加载力臂为24.7mm,从结构的角度解决了棒料起裂前后加载力存在阶跃的难题。其次,设计了基于液压补偿低应力下料机机械结构,并对关键零部件进行了受力校核,分析了下料端20阶内的模态振型,得到了不同阶数下的模态频率,分析结果表明基于液压补偿的低应力下料机中的下料模块在工作状态下是可靠的。通过ADAMS软件进行动力学仿真,得到在同一液压力下,棒料上的加载力与主轴转速呈平方关系;而在同一主轴转速、不同液压力作用下,棒料上加载力与液压力呈线性关系。提出了一种评价下料过程中加载力稳定性的方法,确定了主轴转速的大小,使得加载力的稳定性提高了一倍;通过运动学对处于不同位置的棒料的运动轨迹进行分析,指出仅在棒料的轴中心与主轴回转中心重合的情况下才能实现液压补偿低应力下料。设计了下料机的控制与液压系统,并搭建了下料机的试验平台。最后,在试验过程中,提出了一种新的棒料断面质量的评价方法,主要包括断面圆心偏心量、断面不平度与瞬断区面积。下料试验结果表明,采用液压补偿和改变加载力臂的方法,下料断面的综合质量提高近35%。通过不同材料与槽深的下料试验,证明基于液压补偿低应力下料试验机适用于不同材料的棒材,并确定棒料断面质量最佳的槽深为1.5mm。