20 船体板材构件的成形加工

普通三辊弯板机的缺陷: 普通三辊弯板机的缺陷: 缺陷 除上轴辊可作上下调节外, 除上轴辊可作上下调节外,再不能作其它 调节,这使其弯板功能受到很大的限制. 调节,这使其弯板功能受到很大的限制. 例如,在弯制圆柱形或圆锥形板件时, 例如,在弯制圆柱形或圆锥形板件时,板 的边缘就有一段无法进行辊压, 的边缘就有一段无法进行辊压,只好采用既浪 费工时又浪费材料的工艺措施(如加垫块 垫块先辊 费工时又浪费材料的工艺措施(如加垫块先辊 弯好板边部分或先用液压机压好板边部分等) 弯好板边部分或先用液压机压好板边部分等) 来补救. 来补救. 为了解决不足和缺陷,可采用新型的辊式 为了解决不足和缺陷,可采用新型的辊式 弯板机. 弯板机.
6,用一般通用弯板机弯制锥形板的工艺措施 ,
由于锥形板两端曲率不同, 由于锥形板两端曲率不同,在钢板上事先画出的素线 是不平行的, 是不平行的,而弯制锥形板同样要始终保持其素线与上 轴辊平行才能准确在弯制成形. 轴辊平行才能准确在弯制成形. 为了获得锥形板两端的不同曲率, 1)为了获得锥形板两端的不同曲率,上辊必须相对 下辊呈倾斜状态,使锥形板曲率半径大的一端处的上, 下辊呈倾斜状态,使锥形板曲率半径大的一端处的上, 下辊间距小于另一端; 下辊间距小于另一端; 将锥形板作如图所示的3 等分的划分, 2) 将锥形板作如图所示的3～5等分的划分,并分 别对其进行辊弯.分区辊弯时, 别对其进行辊弯.分区辊弯时,应使每一分区的中心线 也是一根素线)与上辊平行; (也是一根素线)与上辊平行;各分区变形面之间有一 定的重叠,使锥形板的小曲率端呈均匀弧形. 定的重叠,使锥形板的小曲率端呈均匀弧形.
圆锥形板分区区域及辊弯顺序
分区变形面的重叠
(二) 复杂曲度板的冷弯成形
复杂曲度板: 复杂曲度板:双向曲 度或多向曲度板. 度或多向曲度板. 成形主要设备: 成形主要设备:液压 万能弯板机, 机,万能弯板机,辊弯机 等. 1,冷弯方法 , 1) 液压机弯制:装设 ) 液压机弯制: 压模
液压机不仅可以压弯各种不同曲形的船体构件, 液压机不仅可以压弯各种不同曲形的船体构件,而且还可 以进行板材的折边,压角,预弯与矫平工作. 以进行板材的折边,压角,预弯与矫平工作.
2,典型数控弯板机样机:多压头式数控弯板机 典型数控弯板机样机:
多压头式数控弯板机在弯板前, 多压头式数控弯板机在弯板前,运用数控程序将其下模的各个 压头逐个自动加以调节,使其改变高度, 压头逐个自动加以调节,使其改变高度,形成与所要求的构件的形 状相同的局面(考虑回弹).当被弯曲的板材定位好后, ).当被弯曲的板材定位好后 状相同的局面(考虑回弹).当被弯曲的板材定位好后,上模的各 个压头下降,将板材弯成所需要的形状. 个压头下降,将板材弯成所需要的形状.
二,水火弯板
水火弯板:沿预定的加热线用氧- 水火弯板:沿预定的加热线用氧-乙炔烘炬对 板 材 进 行 局 部 线 状 加 热 , 并 用 水 进 行 跟 踪 冷却 或让其自然冷却 自然冷却) 使钢材产生局部塑性变形 塑性变形, ( 或让其 自然冷却 ) , 使钢材产生局部 塑性变形 , 曲面形状的一种弯板工艺 从而将板弯成所要求的曲面形状 从而将板弯成所要求的 曲面形状 的一种弯板工艺 方法,也称线状加热法. 方法,也称线状加热法. 线状加热法 目前,水火弯板是大多数船厂弯制复杂曲度板 目前,水火弯板是大多数船厂弯制复杂曲度板 以上) 大型构件的主要工艺方 ( 90%以上 ) 和船体内部 大型构件 的主要工艺方 以上 和船体内部大型构件 法. 运用水火弯板工艺还可以进行焊接变形的矫正, 运用水火弯板工艺还可以进行焊接变形的矫正, 称为水火矫正 水火矫正. 称为水火矫正.
(1)组成: )组成: 从动辊,安装在可上下调节 一个上辊 —— 从动辊,安装在可上下调节 的轴承内; 的轴承内; 主动辊,安装在固定轴承内, 固定轴承内 两个下辊 —— 主动辊,安装在固定轴承内, 由电动机通过减速器带动其转动. 由电动机通过减速器带动其转动. (2)分类: )分类: 上轴辊的一端机架可以拆卸, 开式 ——上轴辊的一端机架可以拆卸,能 上轴辊的一端机架可以拆卸 弯制封闭形圆柱形构件. 弯制封闭形圆柱形构件. 闭式——两端机架不能拆卸,不能弯封闭 两端机架不能拆卸, 闭式 两端机架不能拆卸 式圆柱形板. 式圆柱形板.
一,钢板构件的冷弯成形
(一)简单曲度板的冷弯成形 简单曲度板:具有圆柱形或圆锥形的单向曲度板 单向曲度板( 简单曲度板:具有圆柱形或圆锥形的单向曲度板(如平行 中体处的舭部列板等),可用三辊或四辊弯板机加工成形. ),可用三辊或四辊弯板机加工成形 中体处的舭部列板等),可用三辊或四辊弯板机加工成形. 1,普通三辊弯板机 ,
5,采用弯板机弯制圆柱形钢板构件的成形过程 , 1) 在钢板两边和中间划出圆柱面的素线(平行 ) 在钢板两边和中间划出圆柱面的素线( 直线);对弯板机各轴辊进行调节, );对弯板机各轴辊进行调节 直线);对弯板机各轴辊进行调节,使其轴线互相 平行. 平行. 2) 板材送入上,下轴辊之间,使钢板上所划的 ) 板材送入上,下轴辊之间, 素线平行地对准下轴辊上的纵向槽. 素线平行地对准下轴辊上的纵向槽. 3) 降下上轴辊,轴辊转动,板材连续卷入,先 ) 降下上轴辊,轴辊转动,板材连续卷入, 弯出边缘部分的曲度,再将中间部分逐渐弯曲成形. 弯出边缘部分的曲度,再将中间部分逐渐弯曲成形. 注意:在弯制过程中应经常注意钢板上所划的素 注意: 线与下轴辊上的纵向槽是否平行, 线与下轴辊上的纵向槽是否平行,并用样板检查钢 板弯制曲度,以便调节上轴辊的升降, 板弯制曲度,以便调节上轴辊的升降,直至弯曲成 形到与样板型线相符合为止. 形到与样板型线相符合为止.
2) 三辊弯板机弯制 ) 冷弯双向曲度不大的构件. 冷弯双向曲度不大的构件. 3) 万能弯板机弯制 ) 要求操作技术高度熟练, 要求操作技术高度熟练,成形质量 不易控制,劳动强度大. 不易控制,劳动强度大.
2,关于冷弯成形时,板材冷弯加 ,关于冷弯成形时, 工线的讨论: 工线的讨论:
1)加工线都是在冷弯之前划在已经号料 ) 的板材上的. 的板材上的. 2)由于加工设备和构件形状各不相同,加 )由于加工设备和构件形状各不相同, 工线的形式,分布也不同.因此, 工线的形式,分布也不同.因此,加工线的绘 制应根据加工设备和构件形状来确定. 制应根据加工设备和构件形状来确定. 3)用三辊弯板机或液压机(使用通用压模 )用三辊弯板机或液压机( 弯曲单向曲度时,无论是圆柱形板, 时)弯曲单向曲度时,无论是圆柱形板,圆锥 形板还是单向扭曲板, 形板还是单向扭曲板,其加工线都是展开后的 素线. 素线. 4)对一般的船体外板,可用三角样板来确定其冷弯加工线. )对一般的船体外板,可用三角样板来确定其冷弯加工线. A,将首尾两端的两块三角样板拼拢,使其准线边以及准线边与样板 ,将首尾两端的两块三角样板拼拢,使其准线边以及准线边与样板 准线边以及 曲边之交点 重合,然后使重合在一起的两块三角样板与一平面相切, 之交点a重合 曲边之交点 重合,然后使重合在一起的两块三角样板与一平面相切,标 出切点B和 . 出切点 和C. B,在板的展开图形上,根据s和t值作出 和B点,连线, B C即 ,在板的展开图形上,根据 和 值作出C和 点 连线, 即 值作出 为钢板上的冷加工线. 为钢板上的冷加工线.
(1)压模 ) 压模的形式和精度是影响构件成形加工质量 的关键之一. 的关键之一. 通用压模:能弯制各种曲度的钢板, ①通用压模:能弯制各种曲度的钢板,但 一般只能弯出一个方向的曲度(如横向曲度), 一般只能弯出一个方向的曲度(如横向曲度), 其它方向的曲度(如纵向曲度) 其它方向的曲度(如纵向曲度)可用水火弯板 法弯曲. 法弯曲. 专用压模:适合弯制形状特殊, ②专用压模:适合弯制形状特殊,批量较 大的构件,能保证构件成形质量,简化操作, 大的构件,能保证构件成形质量,简化操作, 提高加工速度,经济上比较合理. 提高加工速度,经济上比较合理. (2)回弹的消除 ) 设计压模时适当改变工作部分的形状, 设计压模时适当改变工作部分的形状,凭 经验将工件压过头一点, 压过头一点 经验将工件压过头一点,使其回弹后刚好符合 所要求的形状. 所要求的形状.
4,四辊弯板机 ,
1)组成 ) 轴辊1和 为主动辊,轴辊3和 轴辊 和2为主动辊,轴辊 和4 从动辊. 为从动辊. 轴辊1安装在固定的轴承内 安装在固定的轴承内, 轴辊 安装在固定的轴承内,其 余三根轴辊被安装在可作升降调节 的轴承内. 的轴承内. 2)弯制工艺 ) 弯制船体构件时,将要弯曲的钢板夹在轴辊1和 之间 之间, 弯制船体构件时,将要弯曲的钢板夹在轴辊 和2之间,通 过轴辊3和 作升降调节 将钢板弯制成构件所要求的弯曲程度. 作升降调节, 过轴辊 和4作升降调节,将钢板弯制成构件所要求的弯曲程度.
1)上辊可横向移动的开式三辊弯板机 ) 弯制封闭形筒体时, 弯制封闭形筒体时,可使上轴辊作横向移动并 进行升降调节,弯制出构件的边缘部分, 进行升降调节,弯制出构件的边缘部分,然后再弯 成封闭的筒体. 成封闭的筒体. 2)下轴辊可横向移 ) 动的闭式三辊弯板机 可分别调节两根 下轴辊的横向位置, 下轴辊的横向位置, 弯制出构件的边缘部 分的曲度. 分的曲度.
二,重点
三,复习 三支点逐段进给式肋骨冷弯机和纯弯曲原理肋骨冷弯机的工作原理; 1,三支点逐段进给式肋骨冷弯机和纯弯曲原理肋骨冷弯机的工作原理;
四,下一讲:船体装配概述. 下一讲:船体装配概述.
船体非平直钢板构件较多, 船体非平直钢板构件较多,弯曲加工工作量较 主要的成形加工方法: 大.主要的成形加工方法: 1,机械冷弯法:包括辊弯,压弯,折弯等. 辊弯, ,机械冷弯法:包括辊弯 压弯,折弯等 2,水火弯板法. ,水火弯板法. 一般,单向曲度板采用机械冷弯法加工,而复 一般,单向曲度板采用机械冷弯法加工, 采用机械冷弯法加工 杂曲度板: 杂曲度板: 先用机械冷弯加工一个方向( 机械冷弯加工一个方向 1)先用机械冷弯加工一个方向(曲度较大的 方向)的曲度,然后用水火弯板法加工出其他方向 方向)的曲度,然后用水火弯板法加工出其他方向 水火弯板法 的曲度. 的曲度. 批量较大, 2)若批量较大,则可在压力机上安装专用压 模压制成形. 模压制成形.
2,三根轴辊均可上下升降调节的三辊弯板机 , 这种弯板机的两 根下轴辊不仅可以驱 动,还可以单独或一 起行升降调节. 起进行升降调节. 这种弯板机的工 艺性能较好, 艺性能较好,操作方 便,很适于简单曲度 板的成形加工. 板的成形加工.
3,轴辊可作横向调节的三辊弯板机 ,
这种弯板机有两种类型: 这种弯板机有两种类型:
(三)数控弯板简介
1,应用数控技术进行自动化弯板的优点
大幅度提高弯板工作效率,减轻劳动强度; 1) 大幅度提高弯板工作效率,减轻劳动强度; 提高弯板精度,从而减少装配和校正工作量; 2) 提高弯板精度,从而减少装配和校正工作量; 同其它数控加工装置一起使用, 3)同其它数控加工装置一起使用,则能实现船体加工车间综合机 械化,自动化,提高综合生产能力. 械化,自动化,提高综合生产能力.
另外,有一种能作矫平用的四辊弯板机,它是 另外,有一种能作矫平用的四辊弯板机, 能作矫平用的四辊弯板机 在三辊弯板机的上辊旁增加一根可上下调节的矫平辊. 在三辊弯板机的上辊旁增加一根可上下调节的矫平辊. 当矫平辊在上轴辊旁的正常位置时, 当矫平辊在上轴辊旁的正常位置时,用来矫平钢 当矫平辊调节到下轴辊旁边时,则可用来弯板. 板,当矫平辊调节到下轴辊旁边时,则可用来弯板.
课题三 船体钢料加工
第五节 板材构件的成形加工
一,主要内容
1,板材成形加工的主要加工方法; 板材成形加工的主要加工方法; 简单曲度板冷弯成形的主要设备; 2,简单曲度板冷弯成形的主要设备; 采用弯板机冷弯圆柱形板的工艺方法; 3,采用弯板机冷弯圆柱形板的工艺方法; 复杂曲度板冷弯成形的主要设备; 4,复杂曲度板冷弯成形的主要设备; 水火弯板的概念和原理; 5,水火弯板的概念和原理; 加热线和冷却方式对成形效果的影响; 6,加热线和冷却方式对成形效果的影响; 水火弯板的主要工艺要求. 7,水火弯板的主要工艺要求. 1,板材成形加工的主要加工方法; 板材成形加工的主要加工方法; 2,简单曲度板和复杂曲度板冷弯成形的主要设备 水火弯板的概念和原理; 3,水火弯板的概念和原理; 加热线和冷却方式对成形效果的影响. 4,加热线和冷却方式对成形效果的影响. 2,肋骨冷弯成形过程的变形特征; 肋骨冷弯成形过程的变形特征; 逆直线法; 3,逆直线法; 弦线测量法. 4,弦线测量法.