一种大直径厚壁钢管煨弯加工方法以及系统技术方案

本发明专利技术公开一种大直径厚壁钢管煨弯加工方法以及系统，所述方法包括以下步骤：选定加工基准面为待加工形状中相邻的第一弧线以及第二弧线中的第一弧线所在平面，加工大直径厚壁钢管的第一圆弧；建立以第一弧线与第二弧线分别在第一弧线与第二弧线之间的连接点处的切线所形成的过渡平面；以第一角度旋转大直径厚壁钢管使得加工基准面为过渡平面，加工大直径厚壁钢管的过渡圆弧；以第二角度旋转大直径厚壁钢管的过渡圆弧使得加工基准面为第二弧线所在平面，加工大直径厚壁钢管的第二圆弧。本发明专利技术能够对大直径厚壁钢管进行连续弯曲加工。

A Method and System of Large Diameter Thick Wall Steel Tube Bending

The invention discloses a large diameter thick-walled steel pipe bending processing method and system, which includes the following steps: selecting the processing datum as the adjacent first arc in the shape to be processed and the plane of the first arc in the second arc, processing the first arc of the large diameter thick-walled steel pipe; establishing the first arc and the second arc between the first arc and the second arc, respectively. The transition plane formed by the tangent at the connection point; turning the large diameter thick-walled steel pipe at the first angle to make the processing datum plane as the transition plane to process the transition arc of the large diameter thick-walled steel pipe; turning the transition arc of the large diameter thick-walled steel pipe at the second angle to make the processing datum plane the plane where the second arc is located and to process the second arc of the large diameter thick-walled steel pipe. The invention can continuously bend large diameter thick-walled steel pipe.

【技术实现步骤摘要】
一种大直径厚壁钢管煨弯加工方法以及系统
本专利技术涉及建筑工程
，特别是涉及一种大直径厚壁钢管煨弯加工方法以及系统。
技术介绍
随着建筑技术的发展，大跨度空间网格结构广泛应用于各种类型的建筑，管型构件因其各向受力性能均衡，造型优美，越来越受到复杂造型设计师的青睐，与此同时，管型构件的造型越来越复杂，壁厚越来越大，常规的加工工艺难以满足设计需求，如何提升管型构件的加工制造水平是一个亟待解决的难题。现有大直径厚壁钢管弯曲加工设备主要有：中频热加工设备、压力机冷压弯曲设备等。无论是进行热加工还是冷弯曲都是基于大直径厚壁钢管的一个工作平面，设定弯曲固定半径，使得管件局部受力，沿固定半径圆弧线路径逐点改变方向，从而达到弯曲的目的，也就是说设备提供了平面弯曲的方法。现有中频热加工设备要求：限于固定卡具和设备空间的要求，弯曲后的大直径厚壁钢管无法再进入工作台二次弯曲，因此，一根直线大直径厚壁钢管加工成多段不同曲率半径的连续圆弧，必须由一端开始加工依次弯曲到另一端结束，不能进行两次弯曲。现有加工工艺主要是各圆弧段的阐述，对于连续不同曲率半径弧线往往采用分段加工后再焊接连接的方法，但是对于大直径厚壁大直径厚壁钢管，连续弧线中每一段的弧长较小，若采用焊接的方法连接，不利于构件的安全性，更加的不经济。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够对大直径厚壁钢管进行连续弯曲加工的大直径厚壁钢管煨弯加工方法以及系统。为达到上述目的，本专利技术第一方面提出一种大直径厚壁钢管煨弯加工方法，包括以下步骤：选定加工基准面为待加工形状中相邻的第一弧线以及第二弧线中的第一弧线所在平面，加工大直径厚壁钢管的第一圆弧；建立以第一弧线与第二弧线分别在第一弧线与第二弧线之间的连接点处的切线所形成的过渡平面；以第一角度旋转大直径厚壁钢管使得加工基准面为过渡平面，加工大直径厚壁钢管的过渡圆弧；以第二角度旋转大直径厚壁钢管的过渡圆弧使得加工基准面为第二弧线所在平面，加工大直径厚壁钢管的第二圆弧。优选地，所述第一角度为所述第一弧线所在平面与所述过渡平面之间的夹角。优选地，所述第二角度为所述过滤平面与所述第二弧线所在平面之间的夹角。优选地，所述方法进一步包括：获取所述过渡圆弧的转折角α；预设所述过渡圆弧的圆弧半径R；根据所述过渡圆弧的转折角α以及圆弧半径R得到过渡圆弧的弧长L；根据所述过渡圆弧的转折角α、圆弧半径R以及弧长L对大直径厚壁钢管进行加工，得到过渡圆弧。优选地，所述过渡圆弧的转折角α为第一弧线与第二弧线分别在第一弧线与第二弧线之间的连接点处的切线的夹角，其中，优选地，所述过渡圆弧的圆弧半径R不小于所述大直径厚壁钢管外径的3倍。优选地，所述第一圆弧的弧长为第一弧线的长度与过渡圆弧的二分之一弧长的差值。优选地，所述第二圆弧的弧长为第二弧线的长度与过渡圆弧的二分之一弧长的差值。本专利技术第二方面提出一种大直径厚壁钢管煨弯加工系统，包括：中频煨弯设备，用于对大直径厚壁钢管的直线段部分进行加工；回转臂，用于控制大直径厚壁钢管的运行轨迹；水平随动支点，用于支撑大直径厚壁钢管的弧线段部分以及对大直径厚壁钢管进行旋转。本专利技术的有益效果如下：本专利技术所提出的一种大直径厚壁钢管煨弯加工方法实现了对大直径厚壁钢管的连续弯曲加工的目的，能够在对大直径厚壁钢管煨弯加工时进行多次弯曲，相对比传统采用分段加工后再焊接连接的方法，省去了焊接的过程，能够增加大直径厚壁钢管构件的结构强度，提高了大直径厚壁钢管构件的安全性，加快了工作效率，降低了加工成本。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。图1示出本专利技术的一个实施例提出的一种大直径厚壁钢管煨弯加工方法的流程框图；图2示出本专利技术的另一个实施例提出的一种大直径厚壁钢管煨弯加工系统的结构框图；图3示出如图2所示的实施例中的大直径厚壁钢管煨弯加工系统的第一步操作步骤图；图4示出如图2所示的实施例中的大直径厚壁钢管煨弯加工系统的第二步操作步骤图；图5示出如图2所示的实施例中的大直径厚壁钢管煨弯加工系统的第三步操作步骤图；图6示出图5的左视图；图7示出如图2所示的实施例中的大直径厚壁钢管煨弯加工系统的第五步操作步骤图；图8示出图7的左视图；图9示出如图2所示的实施例中的大直径厚壁钢管煨弯加工系统的第六步操作步骤图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。图1为本专利技术的一个实施例提出的一种大直径厚壁钢管煨弯加工方法的流程框图，如图1所示，所述方法包括以下步骤：S100、选定加工基准面为待加工形状中相邻的第一弧线以及第二弧线中的第一弧线所在平面，加工大直径厚壁钢管的第一圆弧。S200、建立以第一弧线与第二弧线分别在第一弧线与第二弧线之间的连接点处的切线所形成的过渡平面；S300、以第一角度θ1旋转大直径厚壁钢管使得加工基准面为过渡平面，加工大直径厚壁钢管的过渡圆弧；S400、以第二角度旋转大直径厚壁钢管的过渡圆弧使得加工基准面为第二弧线所在平面，加工大直径厚壁钢管的第二圆弧θ2。；本领域技术人员应知的是，本实施例所述的方法可用于任何规格的钢管，只不过在对较小规格的钢管进行弯曲加工时有更简便的方法，因此，在这里定义大直径厚壁钢管应当为冷弯设备无法弯曲的规格。在S100中，首先对大直径厚壁钢管的待加工形状的空间形态特点进行分析，研究待加工形状中相邻的第一弧线与第二弧线之间的空间关系，其次，以第一弧线所在平面作为加工基准面，加工大直径厚壁钢管的第一圆弧。在S200中，由于第一弧线与第二弧线在交点处具有连接点，此点为第一弧线以及第二弧线所在圆上的任意一点，将该连接点视作自由度为3的万向轴，相邻的第一弧线与第二弧线所在的平面围绕该连接点可以绕X轴、Y轴、Z轴运动，无确定的相对关系，第一弧线与第二弧线在连接点处进行了弯曲，这个弯曲在实际过程中，就是对大直径厚壁钢管进行了一个小弯曲半径的弯曲，而这个弯曲所在的平面与第一弧线与第二弧线所在平面之间存在一定的位置关系，即：第一弧线与第二弧线分别在连接点处的切线形成了过渡平面。在S300中，过渡平面由第一弧线与第二弧线分别在第一弧线与第二弧线之间的连接点的切线所形成，通过将大直径厚壁钢管的第一圆弧旋转第一角度θ1能够得到过渡平面，因此第一角度θ1为第一弧线所在平面与过渡平面之间的夹角，其中，也就是说，第一角度θ1为锐角。具体的，第一角度θ1的具体数值可通过平面夹角的计算方式得到：设平面β和平面γ的法向量分别为和若两个平面的夹角为θ，则：(1)当时，此时，(2)当时，此时，综上：通过以第一角度θ1旋转大直径厚壁钢管使得加工基准面为过渡平面并加工得到大直径厚壁钢管的过渡圆弧，进一步的，加工大直径厚壁钢管的过渡圆弧还包括以下子步骤：获取所述过渡圆弧的转折角α；预设所述过渡圆弧的圆弧半径R；根据所述过渡圆弧的转折角α以及圆弧半径R得到过渡圆弧的弧长L；根据所述过渡圆弧的转折角α、圆弧半径R以及弧长L对大直径厚壁钢管进行加工，得到过渡圆弧。具体的，获取过渡圆弧的转折角α包括根据第一弧线与第二弧线分别在第一弧线与第二弧线之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大直径厚壁钢管煨弯加工方法，其特征在于，包括以下步骤：选定加工基准面为待加工形状中相邻的第一弧线以及第二弧线中的第一弧线所在平面，加工大直径厚壁钢管的第一圆弧；建立以第一弧线与第二弧线分别在第一弧线与第二弧线之间的连接点处的切线所形成的过渡平面；以第一角度旋转大直径厚壁钢管使得加工基准面为过渡平面，加工大直径厚壁钢管的过渡圆弧；以第二角度旋转大直径厚壁钢管的过渡圆弧使得加工基准面为第二弧线所在平面，加工大直径厚壁钢管的第二圆弧。

【技术特征摘要】
1.一种大直径厚壁钢管煨弯加工方法，其特征在于，包括以下步骤：选定加工基准面为待加工形状中相邻的第一弧线以及第二弧线中的第一弧线所在平面，加工大直径厚壁钢管的第一圆弧；建立以第一弧线与第二弧线分别在第一弧线与第二弧线之间的连接点处的切线所形成的过渡平面；以第一角度旋转大直径厚壁钢管使得加工基准面为过渡平面，加工大直径厚壁钢管的过渡圆弧；以第二角度旋转大直径厚壁钢管的过渡圆弧使得加工基准面为第二弧线所在平面，加工大直径厚壁钢管的第二圆弧。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一角度为所述第一弧线所在平面与所述过渡平面之间的夹角。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二角度为所述过滤平面与所述第二弧线所在平面之间的夹角。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：获取所述过渡圆弧的转折角α；预设所述过渡圆弧的圆弧半径R；根据所述过渡圆弧的转折角α以及圆弧半径...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹丙山，蔡泽帅，王斌，常乃麟，甯桃红，王帅，付小敏，
申请(专利权)人：北京市机械施工有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11