【技术实现步骤摘要】
一种大厚度高强钢双曲过渡环板一次成型方法及装置
[0001]本专利技术涉及船舶领域的船体结构建造，特别是涉及一种大厚度高强钢双曲过渡环板一次成型装置及方法。
技术介绍
[0002]目前，在船舶外板双曲过渡环板加工施工中，可采取的方法有水火弯板、单点压成型、多点数控弯板、成形模具压制加工四种方法。其根据外板的特性均有不同程度的应用。
[0003]首先，水火弯板属于热弹塑性变形问题。水火弯板加工方法依靠局部火焰加热与水冷却，在线加热时板材因加热区热胀受约束产生压缩变形，该加热区冷却后致使板材收缩。依靠板材的收缩变形，使板材产生弯曲，达到成形弯曲三维曲面船板的目的。加热操作时温度不易控制，过热会造成材质变化，还会产生复杂的内部应力，加工后的钢板在装配焊接受热等的情况下，其内部应力释放而产生的变形难以控制，是造成产品线型不光顺的根本原因。对于大厚度高强钢来说，水火弯板还极容易造成板材的力学性能发生变化，尤其是调质钢，成型后采用蘸火、回火等热处理也极难恢复力学性能，不适合大厚度高强钢双曲板的加工。
[0004]其次，单点压成型方法只适用于零件尺寸较小的情况，其操作完全依靠经验，易产生压痕和线型偏差较大情况，质量稳定性较差。
[0005]再次，多点数控弯板方法，国内已成功研制出很多多点成形（也称柔性成形）设备。目前，国内钢板数控冷弯技术处于领先地位的主要有吉林大学和武汉理工大学两家单位。研制的设备应用于造船业的主要有：吉林大学与一重合作为大连舵轴公司研制的多点成形机(模具尺寸：3500
×>2700)，武汉理工大学与山东硕力机械合作为上海江南造船厂研制的SKWB2500型和为武船研制的SKWB2000型（组装完成，正调试）数控弯板机，柔性成形技术日臻成熟。上述设备主要针对的是民用中厚板双曲面的加工，而针对大厚度高强双曲板的复杂曲面成形在产品建造中基本没有应用案例。
[0006]最后，成型模具加工压制方法，在单曲板压制成型加工方面应用广泛，双曲板加工上也有应用，其模具主要采用铸锻件机加工形成加工曲面，在针对大厚度高强钢方面，对铸锻件胎的强度和加工面硬度要求较高，可行的方案是采用高强度的工具钢锻件制作压胎，加工成型后对表面进行蘸火，提高表面硬度，尤其是针对批量小的大厚度高强钢加工上，其制作成本较高，时间较长。
[0007]基于以上，本专利针对大厚度高强钢双曲过渡环板的加工，其自身具有大厚度高强度，存在规格多情况，一次成型难度大，现有加工方法质量和成本控制难等情况，提出一种大厚度高强钢双曲过渡环板一次成型装置及方法，提高加工质量，节约建造成本。
技术实现思路
[0008]为了能够解决大厚度高强钢双曲板加工的低效率、低精度的技术问题，本专利技术提供了一种大厚度高强钢双曲过渡环板一次成型装置及方法。该方法利用一次成型装置，减
小了施工难度，降低了加工成本，解决了大厚度高强钢双曲板加工的技术问题。
[0009]本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是：一种大厚度高强钢双曲过渡环板一次成型装置包括上胎和下胎；上胎设置在油压机上，下胎设置在工作平台上；工作时，通过油压机上下移动带动上胎，压制放置在下胎上的零件展开成型。
[0010]上胎包括上胎压胎底板、上胎承重立板、上胎过渡立板、上胎围板、上胎加强吊耳、上胎压胎长度中心线和上胎压胎宽度中心线，在上胎压胎底板下部设置有间隔排列的上胎承重立板和上胎过渡立板，线型立板焊接组合胎具形式，上胎承重立板和上胎过渡立板通过机加工形成压胎的上胎工作面，上胎工作面侧部设置有上胎围板，上胎两端设有上胎加强吊耳，在上胎工作面中心设有上胎压胎长度中心线，上胎工作面两端设有上胎压胎宽度中心线，作为零件加工的位置调整基准。
[0011]下胎包括下胎压胎底板、下胎承重立板、下胎过渡立板、下胎围板、下胎加强吊耳、下胎压胎长度中心线和下胎压胎宽度中心线，在下胎压胎底板上部设置有间隔排列的下胎承重立板和下胎过渡立板，线型立板焊接组合胎具形式，下胎承重立板和下胎过渡立板通过机加工形成压胎的下胎工作面，下胎工作面侧部设置有下胎围板，下胎两端设有下胎加强吊耳，在下胎工作面中心设有下胎压胎长度中心线，下胎工作面两端设有下胎压胎宽度中心线，作为零件加工的位置调整基准。
[0012]为了进一步解决本专利技术所要解决的技术问题，本专利技术还提供了一种大厚度高强钢双曲过渡环板一次成型方法，该方法按如下步骤实现：（1）双曲回弹量布置：在零件的周向、径向两个双曲方向均设置回弹量，每个曲度方向的回弹量按每300mm范围内布置回弹量3～6mm；具体的，首先，将曲率较大曲度的径向回弹量设置完；然后通过沿周向旋转得到压胎面，此时周向旋转半径较实际加工零件旋转半径要减少，此半径根据周向回弹计算得出，通过旋转一定角度得出压胎加工面曲面；（2）以双曲过渡环板边缘为基准确定压胎尺寸范围：待加工零件套料时周边布置2倍板厚以上余量，根据套料尺寸设置上胎、下胎宽度尺寸，上胎覆盖加工后全部零件范围，包含余量区域，下胎较上胎周边至少大50mm，即压胎宽度边缘；轴向旋转的角度主要满足下胎长度不得小于待加工零件1/2压制方向的长度；（3）零件加工前水平控制：待加工零件平板状态放置到下胎上，保证下胎四角水平，压胎加工面通过模型将曲面四角联接建立平面，以此平面法线拉伸压胎高度形成压胎实体，此时压胎加工方向垂直此平面，保证加工前的展开板水平放置在下胎上和加工过程中受力均匀；（4）压胎中心线：上胎、下胎制作完成后，测量修正压胎中心线，并将宽度方向、长度方向中心线均在压胎中做出标记；（5）待加工下料后划出零件双曲方向的加工中心线和初步余量线，压制方向不少于3条加工中心线，宽度方向1条加工中心线；（6）压胎固定：将上胎、下胎安装到油压机上，上胎采用螺栓固定，下胎放置到油压机平台；（7）压制前对位调整：将待加工零件吊运至下胎上，加工中心线与压胎中心线对齐；
（8）中部成型压制：首先，压制零件周向的中部，即将压胎中心线与中部中心线对齐，第一次压制，不需压实，压制到剩1/3回弹量保压2分钟后提升上胎；然后，静置2分钟后利用铝制样箱测量压制部分线型，如线型未达要求则进行第二次压制，压制方法同上；（9）两侧成型压制：调整零件，使其侧面中心线与压胎中心线对齐，采用步骤（8）的方法进行压制，样箱检验合格后进行另一侧压制；（10）整体压制完成后采用整体样箱进行测量，合格后先画出零件的净料线，再通过净料线画出零件中心线，转下一步去除余量和开破口工序。
[0013]积极效果：1.实现了高强钢双曲过渡环的成型质量，通过有效的两个曲度方向回弹量布置，使得压胎回弹数据的设计可有效参考板材理论和经验回弹数据库，有效的抵消了加工回弹量；同时通过下胎边缘略大于上胎边缘的压胎布置连同先压制中部再两侧的方法，使双曲过渡环零件不易发生沿周向的扭转偏差情况，以上方法大大提高了成型质量和效率；2.利用线型立板焊接组合胎具形式，使得胎具的制造周期和成本减小，同时可采用的高强钢选择性多，避免了传统铸锻胎具强度和硬度不适合高强钢加工的问题，压胎制作方便，推广性强本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种大厚度高强钢双曲过渡环板一次成型装置，其特征是：包括上胎（10）和下胎（20）；上胎（10）设置在油压机上，下胎（20）设置在工作平台上；工作时，通过油压机上下移动带动上胎（10），压制放置在下胎（20）上的零件展开成型。2.根据权利要求1所述的一种大厚度高强钢双曲过渡环板一次成型装置，其特征是：所述上胎（10）包括上胎压胎底板（11）、上胎承重立板（12）、上胎过渡立板（13）、上胎围板（14）、上胎加强吊耳（15）、上胎压胎长度中心线（16）和上胎压胎宽度中心线（17），在上胎压胎底板（11）下部设置有间隔排列的上胎承重立板（12）和上胎过渡立板（13），线型立板焊接组合胎具形式，上胎承重立板（12）和上胎过渡立板（13）通过机加工形成压胎的上胎工作面，上胎工作面侧部设置有上胎围板（14），上胎（10）两端设有上胎加强吊耳（15），在上胎工作面中心设有上胎压胎长度中心线（16），上胎工作面两端设有上胎压胎宽度中心线（17），作为零件加工的位置调整基准。3.根据权利要求1所述的一种大厚度高强钢双曲过渡环板一次成型装置，其特征是：所述下胎（20）包括下胎压胎底板（21）、下胎承重立板（22）、下胎过渡立板（23）、下胎围板（24）、下胎加强吊耳（25）、下胎压胎长度中心线（26）和下胎压胎宽度中心线（27），在下胎压胎底板（21）上部设置有间隔排列的下胎承重立板（22）和下胎过渡立板（23），线型立板焊接组合胎具形式，下胎承重立板（22）和下胎过渡立板（23）通过机加工形成压胎的下胎工作面，下胎工作面侧部设置有下胎围板（24），下胎（20）两端设有下胎加强吊耳（25），在下胎工作面中心设有下胎压胎长度中心线（26），下胎工作面两端设有下胎压胎宽度中心线（27），作为零件加工的位置调整基准。4.根据权利要求2所述的一种大厚度高强钢双曲过渡环板一次成型装置，其特征是：所述上胎压胎底板（11）与油压机或过渡胎连接，其上按连接槽位置布置螺栓连接孔，上胎压胎底板（11）的接触面在上胎（10）整体装焊后进行机加工，平面度≤1mm；所述上胎承重立板（12）设置在上胎压胎底板（11）上，上胎承重立板（12）布置数量根据所需承载强度校核计算确定；所述上胎过渡立板（13）布置在上胎承重立板（12）之间，上胎过渡立板（13）与上胎承重立板（12）边缘进行间断焊接，线型工作面侧开坡口连续满焊，上胎承重立板（12）与上胎过渡立板（13）之间根据零件的板厚开设塞焊孔焊接；所述上胎围板（14）布置在上胎工作面近邻，上胎围板（14）按上胎承重立板（12）与上胎过渡立板（13）侧面线型加工，贴焊到上胎承重立板（12）与上胎过渡立板（13）两侧，用于进一步加固上胎承重立板（12）与上胎过渡立板（13）的稳定性；所述上胎加强吊耳（15）装焊在上胎压胎底板（11）与上胎承重立板（12）之间，用于进一步加固上胎（10）整体稳定性和上胎（10）的安装吊运。5.根据权利要求2所述的一种大厚度高强钢双曲过渡环板一次成型装置，其特征是：所述上胎工作面两端为上胎承重立板（12）。6.根据权利要求3所述的一种大厚度高强钢双曲过渡环板一次成型装置，其特征是：所述下胎压胎底板（21）放置在对应的工作平台上固定，下胎压胎底板（21）的接触面在下胎（20）整体装焊后进行机加工，平面度≤1mm；所述下胎承重立板（22）...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓一，刘伟，鄂强，赵琪，李岩，郑永红，董恩铭，于昊，
申请(专利权)人：渤海造船厂集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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