型钢成形加工分解PPT课件.ppt
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1、第三第三节 船体型船体型钢构件的成形加工构件的成形加工非平直船体构件在非平直船体构件在边缘加工后,加工后,应进行行成形加工成形加工目的是求得要求的空目的是求得要求的空间形状形状,是展开的是展开的逆逆过程程一、肋骨成形方法及其分一、肋骨成形方法及其分类 船体形状主要是由肋骨船体形状主要是由肋骨线型决定型决定肋骨加工成形的肋骨加工成形的质量直接影响到船体的量直接影响到船体的建造建造质量量1.肋骨成形加工的方法肋骨成形加工的方法 手工手工热弯成形弯成形中中频加加热肋骨弯曲淬火机肋骨弯曲淬火机热弯成形弯成形型型钢矫直机冷弯成形直机冷弯成形三三轮滚弯机弯机滚弯成形弯成形多多模模头一一次次成成形形数数控控
2、肋肋骨骨拉拉弯弯机机冷冷弯成形弯成形三支点肋骨冷弯机冷弯成形三支点肋骨冷弯机冷弯成形纯弯曲原理肋骨冷弯机冷弯成形弯曲原理肋骨冷弯机冷弯成形2.肋骨成形方法的分肋骨成形方法的分类1.1.按加工按加工时是否是否对型材型材预热分分类分分为冷弯成形加工冷弯成形加工和和热弯成形加工弯成形加工冷弯成形是在常温下直接施加外力使型冷弯成形是在常温下直接施加外力使型材材产生塑性生塑性变形,将其弯成要求的形状,形,将其弯成要求的形状,如方法如方法 热弯成形是将型材加弯成形是将型材加热到再到再结晶温度以晶温度以上,使其塑性增加而易于上,使其塑性增加而易于变形,再施加形,再施加外力将其弯成要求的形状,如方法外力将其弯
3、成要求的形状,如方法3.2.2.按型材的按型材的进给方式分方式分类分分为连续进给成形、逐段成形、逐段进给成形和成形和一次成形等三种加工方法一次成形等三种加工方法连续进给加工方式加工方式(方法方法、)适合适合于加工于加工圆形肋骨形肋骨 加工任意曲加工任意曲线形状形状时操作操作较复复杂一次成形加工一次成形加工(方法方法)是指整根肋骨是指整根肋骨的形状一次加工成形的形状一次加工成形4.三三轮滚弯机弯机滚弯肋骨示意弯肋骨示意图5.多模多模头数控拉弯机工作原理数控拉弯机工作原理应用拉弯原理用拉弯原理设计的多模的多模头数控肋骨数控肋骨拉弯机,能使肋骨拉弯机,能使肋骨一次加工成形一次加工成形该机的各个模机的
4、各个模头用数控方法布置成所用数控方法布置成所需的肋骨曲需的肋骨曲线形状形状被加工型材的两端分被加工型材的两端分别夹住,由拉伸住,由拉伸机构施加拉力机构施加拉力拉力拉力值略大于型材的屈服极限略大于型材的屈服极限值再操再操纵模模头顶压型材型材进行拉弯加工行拉弯加工6.多模多模头一次成形数控肋骨拉弯机一次成形数控肋骨拉弯机 7.多模多模头数控拉弯机的数控拉弯机的应用用由于型材两由于型材两侧均有模均有模头,可以加工,可以加工S S形肋骨形肋骨这种方法从自种方法从自动化角度看比化角度看比较简单因因为要适要适应船体肋骨的最大船体肋骨的最大长度,所度,所以以设备庞大、投大、投资多多不易不易预计型材弯曲型材弯
5、曲时的回的回弹量,要准量,要准确地成形肋骨确地成形肋骨须经过反复修正反复修正8.逐段逐段进给成形加工成形加工逐段逐段进给成形加工是国内最常成形加工是国内最常见的加的加工方法工方法(方法方法、)特点是特点是进给一段弯曲一段,一段弯曲一段,一段型材一段型材弯曲成形后弯曲成形后,再再进给新的一段新的一段这种加工方法的种加工方法的优点是点是设备简单,较易易实现自自动控制控制9.3.3.按型材的受力状按型材的受力状态分分类可分可分为拉弯原理拉弯原理、集中力弯曲原理集中力弯曲原理和和纯弯曲原理弯曲原理三种三种类型型 应用拉弯原理的肋骨冷弯机用拉弯原理的肋骨冷弯机(方法方法)比比较少少见型材在弯曲型材在弯曲
6、过程中不出程中不出现压应力力产生生皱折折现象的可能性象的可能性较小小对高腹板的船体型材高腹板的船体型材进行拉弯加工行拉弯加工时,容易使型材受到破坏容易使型材受到破坏10.集中力弯曲原理集中力弯曲原理用集中力弯曲原理加工型材是一种用集中力弯曲原理加工型材是一种传统的方法的方法(方法方法、)目前多数肋骨冷弯机是目前多数肋骨冷弯机是应用用这一原理一原理制造的制造的集中力弯曲需要三个作用点,所以也集中力弯曲需要三个作用点,所以也称称为三支点弯曲三支点弯曲型材在集中型材在集中载荷作用下荷作用下产生剪切力生剪切力N N和弯距和弯距11.左左图为集中力弯曲的受力情况集中力弯曲的受力情况 右右图为纯弯曲的受力
7、情况弯曲的受力情况12.纯弯曲原理弯曲原理纯弯曲是指梁截面上弯曲是指梁截面上仅有弯矩而没有有弯矩而没有剪力作用,梁剪力作用,梁处于平面弯曲状于平面弯曲状态获得梁的得梁的纯弯曲的方法是使弯曲的方法是使简支梁支梁对称地承受两个相等的集中称地承受两个相等的集中载荷荷集中集中载荷荷间的的l段梁段梁处于于纯弯曲状弯曲状态梁段内任一截面梁段内任一截面处 弯矩:弯矩:M=PaM=Pa;剪力:剪力:Q=0Q=013.二、型二、型钢构件冷弯成形构件冷弯成形1.1.三支点逐段三支点逐段进给式肋骨冷弯机式肋骨冷弯机机床工作部分的机床工作部分的示意示意图见右右图中中间为固定固定夹头两两侧为活活动夹头可可夹持型材做持型
8、材做进退和旋退和旋转14.三支点冷弯机工作三支点冷弯机工作过程程冷弯某一段型材冷弯某一段型材时,可,可动夹头连同所同所夹持的型材持的型材进退和旋退和旋转三个三个夹头对型材施加外力使其弯制成所型材施加外力使其弯制成所需的形状需的形状一段弯好后,再一段弯好后,再进给一段,逐段弯制出一段,逐段弯制出整根型材整根型材弯曲弯曲时,夹头上的加上的加紧装置将型材复板装置将型材复板加加紧,以防止型材在弯曲,以防止型材在弯曲过程中程中产生生翘曲和曲和皱折折15.三支点冷弯机的三支点冷弯机的优缺点缺点这种肋骨冷弯机种肋骨冷弯机优点点较多,使用多,使用较普普遍遍但也存在但也存在诸如被弯曲的肋骨上如被弯曲的肋骨上压痕
9、大、痕大、加工效率不高等缺点加工效率不高等缺点同同时三支点冷弯成形中,集中力作用三支点冷弯成形中,集中力作用处的弯矩最大的弯矩最大容易形成塑性容易形成塑性铰,产生局部生局部变形形16.2.2.纯弯曲原理肋骨冷弯机弯曲原理肋骨冷弯机图示示为国内研制的国内研制的5050吨吨纯弯曲原理弯曲原理肋骨冷弯机的主要工作部分肋骨冷弯机的主要工作部分17.纯弯曲冷弯机的弯曲冷弯机的结构构采用四支点弯曲方式采用四支点弯曲方式机械部分机械部分组成成 水平弯曲机构水平弯曲机构 垂向弯曲机构垂向弯曲机构 进料机构料机构 正位机构正位机构 压印机构印机构18.纯弯曲冷弯机的弯曲冷弯机的夹紧形式形式中中夹头设有两个有两个
10、顶弯柱弯柱侧夹头体各有一体各有一个个顶弯柱弯柱四个四个顶弯柱使型弯柱使型材在腹板平面内材在腹板平面内(机床水平平面机床水平平面)内按内按纯弯曲原理弯曲原理进行弯曲行弯曲19.纯弯曲冷弯机的工作方式弯曲冷弯机的工作方式弯曲机构采用液弯曲机构采用液压传动首先使三个垂直安置的首先使三个垂直安置的夹紧油缸油缸驱动三个三个夹头夹紧型材的腹板型材的腹板然后由两个水平安置的弯曲油缸分然后由两个水平安置的弯曲油缸分别驱动两个两个侧夹头体做水平方向的前后体做水平方向的前后运运动逐段逐段进给逐段弯曲成形逐段弯曲成形20.纯弯曲冷弯机的弯曲冷弯机的优点点(1)(1)加工加工质量好量好 型材上型材上载荷作用荷作用处压
11、痕痕显著减小著减小 加工加工时是用不同曲率的是用不同曲率的圆弧弧拟合肋骨合肋骨曲曲线,光,光顺性性较好好 三支点弯曲三支点弯曲时,载荷作用荷作用处的局部的局部变形最大,肋骨的光形最大,肋骨的光顺性相性相对较差差21.纯弯曲冷弯机的弯曲冷弯机的优点点(2)(2)加工效率高加工效率高 用用纯弯曲原理加工肋骨,型材塑性弯曲原理加工肋骨,型材塑性变形区大形区大 可增加每次可增加每次进给的的长度,从而提高加度,从而提高加工速度工速度 较三支点肋骨冷弯机可提高工效一倍三支点肋骨冷弯机可提高工效一倍以上以上22.纯弯曲冷弯机的弯曲冷弯机的优点点(3)(3)机床的性能比机床的性能比较完善完善 肋骨可成肋骨可成
12、对加工也可加工也可单根加工根加工 设置旁弯置旁弯(垂向弯曲垂向弯曲)校正机构校正机构被加被加工的型材多工的型材多为非非对称剖面,在弯曲称剖面,在弯曲过程中会程中会产生旁弯生旁弯变形形 型材型材进给操作灵活操作灵活 可作可作为型材型材矫直机使用直机使用23.3.3.肋骨冷弯成形的若干肋骨冷弯成形的若干问题(1)(1)检测和控制成形的方法和控制成形的方法肋骨冷弯机需要一定的肋骨冷弯机需要一定的检测和控制成形和控制成形方法校方法校对型材腹板型材腹板边缘,使之与要求的使之与要求的曲曲线一致一致没有采用数控程序的冷弯机,常用的控没有采用数控程序的冷弯机,常用的控制成形的方法有制成形的方法有铁样(样板板)
13、人工人工对样、逆直逆直线法法和和仿形仿形控制法控制法24.铁样(样板板)人工人工对样需要依据放需要依据放样提供的提供的结构型构型线制作制作铁样或或样板、板、费工工费料料在型材加工在型材加工过程中用它反复程中用它反复检查(校校对)所弯所弯曲型材腹板曲型材腹板边缘操作繁复,操作繁复,对工人技工人技术水平要求水平要求较高高 逆直逆直线法法逆直逆直线在弯曲前的平直型材上是一根曲在弯曲前的平直型材上是一根曲线型材弯曲到腹板型材弯曲到腹板边缘与与结构型构型线吻合吻合时,曲,曲线变为一根直一根直线25.逆直逆直线法加工法加工准确地求取逆直准确地求取逆直线的形状是逆直的形状是逆直线加工加工的关的关键在型材弯制
14、在型材弯制过程中,可以通程中,可以通过检测逆直逆直线是否是否变直来控制构件的成形直来控制构件的成形逆直逆直线方法主要适用于腹板方法主要适用于腹板较高、曲度高、曲度较小的肋骨小的肋骨省去制作省去制作样板的材料和工板的材料和工时但需要求作逆直曲但需要求作逆直曲线,而且在加工,而且在加工时的的检测也也较繁复繁复26.仿形控制法仿形控制法 针对数控肋骨冷弯机尚未普及,解决数控肋骨冷弯机尚未普及,解决肋骨冷弯人工肋骨冷弯人工对样的困的困难而研究的一而研究的一种成形控制方法种成形控制方法所所谓仿形控制,就是在肋骨冷弯机上仿形控制,就是在肋骨冷弯机上安装一套仿形装置安装一套仿形装置弯制肋骨弯制肋骨时,使,使
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