型材板材構(gòu)件成形加工+2

1、講解人：韓兆波講解人：韓兆波1主要內(nèi)容：船體鋼料加工主要內(nèi)容：船體鋼料加工n船體型材構(gòu)件的成形加工船體型材構(gòu)件的成形加工n船體板材構(gòu)件的成形加工船體板材構(gòu)件的成形加工2船體型材構(gòu)件的成形加工船體型材構(gòu)件的成形加工n船體非平直構(gòu)件較多，在邊緣加工以后，還船體非平直構(gòu)件較多，在邊緣加工以后，還需要進行彎曲成形，這種彎曲成形的工藝過需要進行彎曲成形，這種彎曲成形的工藝過程，稱為程，稱為成形加工成形加工。n成形加工一般分為成形加工一般分為型材型材成形加工和成形加工和板材板材成形成形加工兩種。加工兩種。n船體結(jié)構(gòu)中常用的型材有船體結(jié)構(gòu)中常用的型材有角鋼角鋼和和球扁鋼球扁鋼，型，型材構(gòu)件主要有肋骨、橫梁、

2、縱骨等。材構(gòu)件主要有肋骨、橫梁、縱骨等。34一、一、 型材構(gòu)件的冷彎成形型材構(gòu)件的冷彎成形1. 1.目前大多數(shù)船廠都采用冷彎法來加工目前大多數(shù)船廠都采用冷彎法來加工肋骨等型鋼構(gòu)件。肋骨等型鋼構(gòu)件。n肋骨冷彎成形的方法有肋骨冷彎成形的方法有三支點肋骨冷彎機三支點肋骨冷彎機冷彎、純彎曲原理肋骨冷彎機冷彎、型鋼冷彎、純彎曲原理肋骨冷彎機冷彎、型鋼矯直機冷彎、三輪滾彎機滾彎、多模頭一矯直機冷彎、三輪滾彎機滾彎、多模頭一次成形數(shù)控肋骨拉彎機冷彎次成形數(shù)控肋骨拉彎機冷彎。使用最廣泛。使用最廣泛的冷彎成形設(shè)備是的冷彎成形設(shè)備是逐段進給式肋骨冷彎機逐段進給式肋骨冷彎機。5n鋼板的任何一種變形都是因為鋼板的纖維

3、鋼板的任何一種變形都是因為鋼板的纖維組織長短不均所致。組織長短不均所致。n鋼板矯正就是使板材纖維組織長短均勻，鋼板矯正就是使板材纖維組織長短均勻，從而消除局部不平的過程。從而消除局部不平的過程。n壓縮板材纖維難以實現(xiàn)，一般采用拉長纖壓縮板材纖維難以實現(xiàn)，一般采用拉長纖維的方法。維的方法。n將板材較短的纖維拉長，使它們和周圍的將板材較短的纖維拉長，使它們和周圍的纖維有相同的長度，消除局部變形。纖維有相同的長度，消除局部變形。67三輪滾彎機滾彎肋骨示意圖三輪滾彎機滾彎肋骨示意圖8多模頭一次成形數(shù)控肋骨拉彎機多模頭一次成形數(shù)控肋骨拉彎機 91. 1.三支點逐段進給式肋骨冷彎機三支點逐段進給式肋骨冷彎

4、機 機床工作部分的機床工作部分的示意圖見右圖示意圖見右圖 中間為固定夾頭中間為固定夾頭 兩側(cè)為活動夾頭可兩側(cè)為活動夾頭可夾持型材做進退和夾持型材做進退和旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)10三支點冷彎機工作過程三支點冷彎機工作過程n冷彎某一段型材時，可動夾頭連同所夾冷彎某一段型材時，可動夾頭連同所夾持的型材進退和旋轉(zhuǎn)持的型材進退和旋轉(zhuǎn)n三個夾頭對型材施加外力使其彎制成所三個夾頭對型材施加外力使其彎制成所需的形狀需的形狀n一段彎好后，再進給一段，逐段彎制出一段彎好后，再進給一段，逐段彎制出整根型材整根型材n彎曲時，夾頭上的加緊裝置將型材復(fù)板彎曲時，夾頭上的加緊裝置將型材復(fù)板加緊，以防止型材在彎曲過程中產(chǎn)生翹加緊，以防止型

5、材在彎曲過程中產(chǎn)生翹曲和皺折曲和皺折11三支點冷彎機的優(yōu)缺點三支點冷彎機的優(yōu)缺點n這種肋骨冷彎機優(yōu)點較多，使用較普遍。這種肋骨冷彎機優(yōu)點較多，使用較普遍。n但也存在諸如被彎曲的肋骨上壓痕大、加但也存在諸如被彎曲的肋骨上壓痕大、加工效率不高等缺點。工效率不高等缺點。n同時三支點冷彎成形中，集中力作用處的同時三支點冷彎成形中，集中力作用處的彎矩最大。彎矩最大。n容易形成塑性鉸，產(chǎn)生局部變形。容易形成塑性鉸，產(chǎn)生局部變形。122. 2.肋骨冷彎成形中檢測和檢測和控肋骨冷彎成形中檢測和檢測和控制成形的方法制成形的方法n肋骨冷彎機要將型材彎曲到使腹板邊肋骨冷彎機要將型材彎曲到使腹板邊緣與要求的肋骨曲線一

6、致，在加工過緣與要求的肋骨曲線一致，在加工過程中需反復(fù)檢查和測量。檢測和控制程中需反復(fù)檢查和測量。檢測和控制成形的方法有以下兩種：成形的方法有以下兩種： 鐵樣鐵樣( (樣板樣板) )人工對樣人工對樣 仿形控制法仿形控制法13仿形裝置示意圖仿形裝置示意圖二、型材構(gòu)件的熱彎加工二、型材構(gòu)件的熱彎加工n中頻彎曲淬火工藝對彎曲某些低合金中頻彎曲淬火工藝對彎曲某些低合金鋼環(huán)形肋骨效果很好。鋼環(huán)形肋骨效果很好。n其原理是：其原理是：1415中頻加熱中頻加熱n利用利用25002500HzHz的電流通過感應(yīng)器的電流通過感應(yīng)器4 4產(chǎn)生一個交產(chǎn)生一個交變磁場；變磁場；n型材型材7 7在主動輪在主動輪3 3和壓緊

7、輪和壓緊輪2 2的共同作用下以的共同作用下以一定的速度一定的速度(23(23mm/s)mm/s)從感應(yīng)器中穿過；從感應(yīng)器中穿過；16n鋼材鋼材在交變磁場作用下在交變磁場作用下產(chǎn)生大量的熱量，產(chǎn)生大量的熱量，把肋骨把肋骨局部加熱到淬火溫度；局部加熱到淬火溫度；n同時，同時，鋼材的塑性加大鋼材的塑性加大，在下壓滾輪，在下壓滾輪6 6的頂?shù)捻攺澓蜐L輪彎和滾輪1 1的支承作用下，在型材上被加熱的支承作用下，在型材上被加熱的狹窄帶內(nèi)發(fā)生彎曲；的狹窄帶內(nèi)發(fā)生彎曲；17n肋骨通過感應(yīng)器后的肋骨通過感應(yīng)器后的1010s s左右時間內(nèi)，溫度左右時間內(nèi)，溫度達到達到900900o o950950o o；n然后被位

8、于感應(yīng)器后的噴水圈然后被位于感應(yīng)器后的噴水圈5 5噴出的水冷噴出的水冷卻卻( (淬火淬火) )；n經(jīng)彎曲淬火后，將肋骨放進大型回火爐進行經(jīng)彎曲淬火后，將肋骨放進大型回火爐進行回火，最后在液壓機上矯正?；鼗?，最后在液壓機上矯正。船體板材構(gòu)件的成形加工船體板材構(gòu)件的成形加工18n板材的成形加工主要方法有板材的成形加工主要方法有機械冷彎法機械冷彎法和和水水火彎板法?；饛澃宸ā一般單向曲度板采用機械冷彎法加工。一般單向曲度板采用機械冷彎法加工。n復(fù)雜曲度板則先用冷彎機械加工出彎曲較大復(fù)雜曲度板則先用冷彎機械加工出彎曲較大方向的曲度，然后再用水火彎板法加工出其方向的曲度，然后再用水火彎板法加工出其他方

9、向曲度他方向曲度n批量較大的板材，可在壓力機上安裝專用模批量較大的板材，可在壓力機上安裝專用模壓制成形。壓制成形。19一、板材構(gòu)件的冷彎加工一、板材構(gòu)件的冷彎加工板材結(jié)構(gòu)的冷彎成形加工方法有輥彎、壓板材結(jié)構(gòu)的冷彎成形加工方法有輥彎、壓彎和數(shù)控彎板方法。彎和數(shù)控彎板方法。1 1輥彎輥彎輥彎是一種冷加工彎曲方法，主要設(shè)備有三輥彎是一種冷加工彎曲方法，主要設(shè)備有三輥彎板機，四輥彎板機，其中三輥彎板機應(yīng)輥彎板機，四輥彎板機，其中三輥彎板機應(yīng)用最廣泛。對于圓柱或圓錐形的單向曲度板用最廣泛。對于圓柱或圓錐形的單向曲度板的彎曲變形，通常應(yīng)三輥彎板機加工成形。的彎曲變形，通常應(yīng)三輥彎板機加工成形。20n上軸輥

10、作橫向移動并進行升降調(diào)節(jié)，彎上軸輥作橫向移動并進行升降調(diào)節(jié)，彎制邊緣部分，再彎制成封閉的筒體。制邊緣部分，再彎制成封閉的筒體。2121普通三輥彎板機的結(jié)構(gòu)普通三輥彎板機的結(jié)構(gòu) n下軸輥是主動輥，安裝下軸輥是主動輥，安裝在固定軸承內(nèi)；在固定軸承內(nèi)；n由電動機通過減速器帶由電動機通過減速器帶動其旋轉(zhuǎn)。動其旋轉(zhuǎn)。 上軸輥是從動輥，安裝在可上下調(diào)節(jié)的軸上軸輥是從動輥，安裝在可上下調(diào)節(jié)的軸承內(nèi)承內(nèi) 當(dāng)板材的一端送入上輥與下輥之間后，降當(dāng)板材的一端送入上輥與下輥之間后，降下上輥，使上、下輥間的距離略小于板材下上輥，使上、下輥間的距離略小于板材的厚度。當(dāng)軸輥轉(zhuǎn)動時，板材在三個旋轉(zhuǎn)的厚度。當(dāng)軸輥轉(zhuǎn)動時，板材在

11、三個旋轉(zhuǎn)的軸輥之間進行彎曲。的軸輥之間進行彎曲。n三輥彎板機分開式和閉式兩類。三輥彎板機分開式和閉式兩類。n開式三輥彎板機上軸輥的一端機架可開式三輥彎板機上軸輥的一端機架可以拆卸，能夠取出彎制好的封閉式板以拆卸，能夠取出彎制好的封閉式板。閉式三輥彎板機上軸輥的機架不能拆閉式三輥彎板機上軸輥的機架不能拆卸，故不能彎制封閉式板。卸，故不能彎制封閉式板。22三輥彎板機的三個軸輥均可上下升降三輥彎板機的三個軸輥均可上下升降調(diào)節(jié)，很適于對簡單曲度板進行成形調(diào)節(jié)，很適于對簡單曲度板進行成形加工；加工；軸輥可作橫向調(diào)節(jié)的三輥彎板機，可軸輥可作橫向調(diào)節(jié)的三輥彎板機，可用來彎制封閉圓柱形筒體或錐體；用來彎制封閉

12、圓柱形筒體或錐體；四輥彎板機，兩個側(cè)輥分別與上、下四輥彎板機，兩個側(cè)輥分別與上、下輥形成兩個不對稱三芯輥，這樣既可輥形成兩個不對稱三芯輥，這樣既可使工件兩邊的剩余直邊最小，省去預(yù)使工件兩邊的剩余直邊最小，省去預(yù)彎工序，又可不必將工件調(diào)頭，工藝彎工序，又可不必將工件調(diào)頭，工藝性能好，效率高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、自重性能好，效率高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、自重大、造價高。大、造價高。2324四輥彎板機四輥彎板機 n軸輥軸輥1 1和和2 2為主動軸，軸輥為主動軸，軸輥3 3和和4 4從動輥從動輥n軸輥軸輥1 1安裝在固定的軸承內(nèi)安裝在固定的軸承內(nèi)n其余三根軸輥被分別安裝在可作升降調(diào)其余三根軸輥被分別安裝在可作升降調(diào)節(jié)的

13、軸承內(nèi)。節(jié)的軸承內(nèi)。2. 2.壓彎壓彎n壓彎是一種以冷加工艉柱的彎曲方法，主要設(shè)壓彎是一種以冷加工艉柱的彎曲方法，主要設(shè)備有液壓機。備有液壓機。n（1 1）液壓機）液壓機 是利用液體壓力對板材壓彎成形的冷彎設(shè)備。是利用液體壓力對板材壓彎成形的冷彎設(shè)備。分為油壓機和水壓機兩類，油壓機使用比較廣分為油壓機和水壓機兩類，油壓機使用比較廣泛。泛。n液壓機的結(jié)構(gòu)形式有懸臂式和柱式兩種。船體液壓機的結(jié)構(gòu)形式有懸臂式和柱式兩種。船體加工中常用懸臂式，該機型工作臺三面敞開，加工中常用懸臂式，該機型工作臺三面敞開，操作方便。柱式液壓機壓頭與工作臺可以橫移、操作方便。柱式液壓機壓頭與工作臺可以橫移、回轉(zhuǎn)動作?；剞D(zhuǎn)

14、動作。2526n利用液壓利用液壓機彎制復(fù)機彎制復(fù)雜曲度板雜曲度板時，必須時，必須在壓頭上在壓頭上裝設(shè)壓模裝設(shè)壓模 壓模的形式和精度是影響構(gòu)件成形加工質(zhì)壓模的形式和精度是影響構(gòu)件成形加工質(zhì)量的關(guān)鍵之一。量的關(guān)鍵之一。 壓模經(jīng)常被設(shè)計成長度為壓模經(jīng)常被設(shè)計成長度為80015008001500mmmm左左右的通用壓模。右的通用壓模。27n在產(chǎn)品批量在產(chǎn)品批量較大時，則較大時，則應(yīng)制造專用應(yīng)制造專用壓模壓模 專用壓模能保證構(gòu)件成形質(zhì)量，簡化操專用壓模能保證構(gòu)件成形質(zhì)量，簡化操作，提高加工速度作，提高加工速度 在批量生產(chǎn)時經(jīng)濟上也比較合理。在批量生產(chǎn)時經(jīng)濟上也比較合理。（2 2） 數(shù)控彎板法數(shù)控彎板法2

15、8n數(shù)控彎板樣機中，最典型的是多壓頭式數(shù)控彎板樣機中，最典型的是多壓頭式( (或多柱塞式或多柱塞式) )數(shù)控彎板機數(shù)控彎板機 彎板前，數(shù)控程序自彎板前，數(shù)控程序自動調(diào)節(jié)下模動調(diào)節(jié)下模( (或上模或上模) )各壓頭高度各壓頭高度 形成與構(gòu)件形狀相形成與構(gòu)件形狀相同的曲面同的曲面( (考慮回彈考慮回彈在內(nèi)在內(nèi)) )29二、水火彎板二、水火彎板n水火彎板法工藝是我國各類船廠使用水火彎板法工藝是我國各類船廠使用最為廣泛的彎板工藝方法之一，最為廣泛的彎板工藝方法之一，90%90%以上復(fù)雜曲度船殼板都可以用該方法以上復(fù)雜曲度船殼板都可以用該方法進行彎曲加工。進行彎曲加工。n1. 1.水火彎板工藝的基本原理水火彎板工藝的基本原理 線狀加熱法概念：線狀加熱法概念： 水火彎板原理：水火彎板原理： 優(yōu)點：優(yōu)點：n2. 2.影響水火彎板成形效果的各種因素影響水火彎板成形效果的各種因素n主要是：加熱線、冷卻方式和各種加主要是：加熱線、冷卻方式和各種加熱參數(shù)。熱參數(shù)。n（1 1）加熱線對成形效果的影響）加熱線對成形效果的影響n（2 2）冷卻方式對成形效果的影響）冷卻方式對成形效果的影響n（3 3）各種加熱參數(shù)對成形效果的影響）各種加熱參數(shù)對成形效果的影響30n3. 3.水火彎板的主要工藝要求：水火彎板的主要工藝要求：P104P104313233正面跟蹤水冷法正面跟蹤水冷法 n冷水噴射