船体钢料加工.ppt

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1、 第 四 章 船 体 钢 料 加 工 4-1 概 述 4-2 单 根 型 线 的 数 学 放 样 4-3 型 线 数 学 光 顺 流 程 4-4 外 板 的 数 学 展 开 4-5 零 件 图 元 生 成 与 处 理 第 四 章 船 体 钢 料 加 工船 体 钢 料 加 工 ： 使 钢 板 和 型 材 成 为 船 体构 件 的 工 艺 过 程 。船 体 钢 料 加 工 分 为 钢 材 预 处 理 、 构 件 边缘 加 工 和 构 件 成 形 加 工 。钢 材 预 处 理 包 括 钢 材 的 矫 正 、 表 面 清 理 、防 护 。构 件 边 缘 加 工 是 指 边 缘 切 割 和 焊 接 坡

2、口加 工 。 成 形 加 工 则 是 将 切 割 好 的 平 面 钢 板加 工 成 构 成 船 体 所 需 要 的 折 角 、 折边 和 曲 面 形 状 。船 体 构 件 加 工 的 常 用 方 法 及 设 备 见下 表 ： 表 4-1 船 体 钢 料 加 工 类 别 、 方 法 及 设 备 分 类 表 4-1 构 件 的 成 组 分 类 方 法一 、 成 组 技 术 概 念 成 组 技 术 的 实 质 是 以 零 件 的 结 构 特 征 、加 工 方 法 和 工 艺 流 程 的 相 似 性 为 基 础 ， 打 破产 品 界 限 ， 将 生 产 的 全 部 零 件 进 行 分 类 编 码 ，然

3、 后 将 相 似 零 件 汇 集 成 若 干 不 同 的 零 件 组 ，使 生 产 批 量 增 大 ； 在 此 基 础 上 ， 按 照 零 件 组的 加 工 要 求 制 定 最 佳 工 艺 路 线 ； 有 目 的 地 选择 生 产 人 员 和 设 备 ， 建 立 成 组 地 生 产 单 元 或生 产 线 ， 进 而 采 取 合 理 地 计 划 方 式 组 织 方 式和 严 密 地 控 制 手 段 ， 确 保 完 成 任 务 。 二 、 对 船 体 构 件 进 行 分 类 成 组 的 方 法船 体 构 件 的 分 类 成 组 方 法 ， 主 要 取 决 于构 件 特 征 的 相 似 性 和 船

4、体 加 工 车 间 的 设备 条 件 。船 体 构 件 的 相 似 性 主 要 表 现 为 结 构 特 征 、 材 料 特 征 和 工 艺 特 征 等 的 相 似 性 ， 它 们对 船 体 构 件 的 分 类 起 决 定 作 用 。 图 4-1 直 边 扁 平 件 工 艺 流 程 图 图 4-2 直 边 折 边 、 曲 面 件 工 艺 流 程 图 4-2 钢 材 预 处 理一 、 钢 材 的 矫 正 船 厂 中 一 般 用 多 辊 矫 平 机 矫 正 钢 板 变形 ， 用 型 材 矫 直 机 矫 正 型 材 的 变 形 。1. 钢 板 的 矫 正 钢 板 的 矫 正 实 际 上 是 将 较 长

5、 的 纤 维 缩短 或 是 将 较 短 的 纤 维 拉 长 ， 使 它 们 和 周围 的 纤 维 有 相 同 的 长 度 ， 从 而 消 除 局 部不 平 。 根 据 轴 辊 的 排 列 形 式 和 可 调 节 辊 的 位 置 ,多 辊 矫 平 机 有 两 种 类 型 ： 一 类 是 上 下 辊列 平 行 且 轴 辊 可 以 单 独 调 节 的 矫 平 机 ，另 一 类 是 上 下 辊 列 不 平 行 的 矫 平 机 （ 具体 见 下 图 ） 。 图 4-3 矫 平 机 工 作 原 理 图 2 型 材 的 矫 正 型 材 主 要 用 型 材 矫 直 机 进 行 矫 正 ， 工作 原 理 见 下

6、 图 。 图 4-4 型 材 矫 直 机 的 工 作 原 理 二 、 钢 材 的 表 面 清 理船 体 的 防 腐 方 法 主 要 是 用 涂 料 保 护 和 阴极 保 护 相 结 合 的 方 法 。钢 材 预 处 理 过 程 中 的 除 锈 方 法 有 机 械 抛丸 除 锈 法 和 化 学 除 锈 法 .1 抛 丸 除 锈 法 抛 丸 除 锈 法 一 般 用 于 原 材 料 除 锈 。 它是 利 用 专 门 的 抛 丸 机 将 铁 丸 或 其 他 磨 料高 速 地 抛 射 到 钢 材 表 面 ， 以 除 去 钢 材 表面 的 氧 化 皮 、 铁 锈 和 污 垢 。 图 4-5 抛 丸 机 的

7、 基 本 布 置 形 式 2 化 学 除 锈 法 对 于 5mm以 下 的 钢 板 可 用 化 学 除 锈 法 ， 即酸 洗 法 。 其 基 本 工 艺 过 程 是 ： 将 经 脱 脂 并 洗净 后 的 钢 材 置 于 酸 洗 槽 内 ， 将 氧 化 皮 和 铁 锈除 去 ， 用 水 洗 净 后 再 用 碱 液 将 残 余 的 酸 液 予以 中 和 ， 防 止 其 对 钢 材 造 成 腐 蚀 ， 然 后 再 用水 冲 洗 干 净 。 酸 洗 除 锈 法 主 要 用 于 处 理 管 子 ， 舾 装 件 和形 状 复 杂 的 零 部 件 ， 可 作 为 抛 丸 除 锈 法 的 补充 手 段 。 三

8、 、 钢 材 预 处 理 自 动 流 水 线所 谓 钢 材 预 处 理 自 动 流 水 线 ， 是 指 由 钢材 输 送 、 矫 正 、 除 锈 、 喷 涂 底 漆 、 烘 干等 工 序 形 成 的 自 动 作 业 流 水 线 。 通 常 分为 钢 板 预 处 理 流 水 线 和 型 材 预 处 理 流 水线 。1 钢 板 预 处 理 流 水 线 的 工 艺 流 程 具 体 工 艺 流 程 件 下 图 。 图 4-6 钢 板 预 处 理 流 水 线 2. 钢 材 预 处 理 自 动 流 水 线 的 特 点（ 1） 生 产 效 率 高 ， 大 型 流 水 线 每 小 时处 理 钢 板 面 积 达

9、 800平 方 米（ 2） 劳 动 条 件 好 ， 除 锈 过 程 密 闭 ， 全自 动 控 制（ 3） 除 锈 质 量 理 想 ， 表 面 粗 糙 度 均 匀（ 4） 底 漆 附 着 牢 固 ， 预 处 理 后 的 钢 材 ，露 天 存 放 10-12个 月 不 生 锈 。 4-3 构 件 的 边 缘 加 工边 缘 加 工 主 要 是 指 边 缘 的 切 割 和 焊 接 坡口 的 加 工 。 目 前 边 缘 加 工 方 法 有 机 械 切割 法 、 化 学 切 割 法 和 物 理 切 割 法 .一 、 构 件 的 边 缘 切 割 1 机 械 剪 切1） 剪 切 原 理 机 械 剪 切 是 指

10、 对 材 料 施 加 超过 材 料 极 限 强 度 的 机 械 剪 切 力 ， 使 其 挤压 变 形 并 断 裂 分 离 的 工 艺 过 程 。 这 一 过 程 可 以 分 为 以 下 三 个 连 续 发 生 的 阶 段 :（ 1） 弹 性 变 形 阶 段（ 2） 塑 性 变 形 阶 段（ 3） 断 裂 阶 段机 械 剪 切 加 工 机 床 有 ： 斜 刃 龙 门 剪 床 压 力 剪 切 机 圆 盘 剪 切 机 2） 斜 刃 龙 门 剪 床斜 刃 龙 门 剪 床 是 用 来 剪 切 长 直 边 构 件 的专 用 设 备 ， 其 工 作 部 分 如 图 4-7 所 示 。 图 4-7 龙 门 剪

11、 床 工 作 部 分 示 意 图 图 4-8 斜 刃 龙 门 剪 床 的 剪 刀 刀 口 间 隙 调 整 曲 线 3） 压 力 剪 切 机船 厂 中 常 见 的 压 力 剪 切 机 一 般 是 剪 切 与冲 孔 两 用 的 联 合 机 床 ， 它 既 可 以 剪 切 板材 料 和 型 材 ， 又 可 以 进 行 冲 孔 。 图 4-9 剪 切 时 喉 深 影 响 示 意 图 图 4-10 Q34-25型 纵 向 式 联 合 冲 剪 机 4） 圆 盘 剪 切 机对 于 厚 度 较 小 ， 具 有 任 意 曲 线 边 缘 的 船体 构 件 ， 可 用 圆 盘 剪 切 机 的 工 作 部 分 如图

12、4-11 所 示 。 图 4-11 圆 盘 剪 切 机 工 作 部 分 示 意 图 2. 气 割所 谓 气 割 ， 通 常 是 指 氧 -乙 炔 切 割 或 氧 -丙 炔 切割 ， 其 实 质 是 金 属 在 氧 气 中 燃 烧 。 通 常 可 将其 分 为 预 热 、 燃 烧 、 去 渣 三 个 阶 段 。只 有 满 足 以 下 条 件 才 能 进 行 气 割 ：（ 1） 被 割 金 属 的 燃 点 应 低 于 其 熔 点 。（ 2） 氧 化 物 的 熔 点 应 低 于 金 属 熔 点 ， 并 具 有良 好 的 流 动 性 。（ 3） 金 属 在 氧 气 中 燃 烧 能 放 出 较 多 的

13、热 量 。（ 4） 金 属 的 导 热 率 不 应 过 高 。（ 5） 金 属 不 应 含 有 使 气 割 过 程 恶 化 的 杂 质 。 图 4-12 气 割 示 意 图 理 论 和 研 究 表 明 ， 提 高 气 割 速 度 的 主 要途 径 是 ：（ 1） 强 化 对 切 口 处 的 预 热 ；（ 2） 提 高 切 割 氧 气 流 的 流 速 和 动 量 ；（ 3） 提 高 并 保 持 切 口 区 内 氧 气 的 纯 度 。 气 割 设 备 可 以 分 为 以 下 几 种 :1） 手 工 气 割 炬2） 半 自 动 气 割 机3） 门 式 自 动 气 割 机 4） 光 电 跟 踪 自 动

14、 气 割 机5） 数 控 自 动 气 割 机 图 4-13 半 自 动 气 割 机 图 4-14 光 电 头 光 学 系 统 原 理 图 1） 等 离 子 切 割 处 于 完 全 电 离 状 态 的 气 体 便 是 所 谓 的 “ 等离 子 气 体 ” 。 图 4-15 a） 是 一 种 典 型 等 离 子 发 生 装 置 的示 意 图 ； 图 4-15 b） 所 示 为 一 种 较 先 进 的 水射 流 等 离 子 切 割 示 意 图 ， 它 与 一 般 的 等 离 子弧 切 割 的 区 别 主 要 在 于 割 嘴 结 构 上 的 不 同 ，其 割 嘴 上 的 弧 柱 出 口 处 ， 增 加

15、 了 一 圈 水 射 流孔 ， 水 射 流 从 四 周 射 向 电 弧 ， 经 水 冷 却 ， 弧柱 被 进 一 步 收 缩 ， 电 弧 的 能 量 密 度 更 为 集 中 ，从 而 进 一 步 提 高 切 割 速 度 。3. 等 离 子 切 割 和 激 光 切 割 图 4-15 典 型 等 离 子 发 生 装 置 示 意 图 2） 激 光 切 割 图 4-16 所 示 为 激 光 切 割 示 意 图 。 激 光 切 割 技 术 主 要 用 于 金 属 薄 板 的 切割 ， 与 氧 乙 炔 焰 、 等 离 子 弧 切 割 相 比 ，它 具 有 速 度 快 、 割 缝 窄 、 热 影 响 区 小

16、 、割 缝 边 缘 垂 直 度 好 、 切 割 边 光 洁 度 高 等特 点 。 图 4-16 激 光 切 割 示 意 图 4. 水 射 流 切 割水 射 流 切 割 具 有 以 下 特 点 ：不 产 生 热 量 ， 故 不 会 影 响 材 料 的 特 性 ；割 缝 质 量 高 ， 不 产 生 任 何 毛 刺 和 挂 渣 ，割 缝 边 缘 平 直 ， 表 面 光 滑 ； 割 缝 较 窄 ；不 易 产 生 环 境 污 染 ； 生 产 效 率 高 ， 对 于特 殊 规 格 、 大 厚 度 钢 板 不 需 要 多 道 工 序而 一 次 完 成 。 二 、 船 体 构 件 边 缘 切 割 的 主 要

17、工 艺 要 求1. 剪 切 的 主 要 工 艺 要 求1） 剪 切 前 应 根 据 构 件 的 尺 度 和 边 缘 特 征选 择 合 适 的 剪 切 机 床 ,并 核 对 机 床 的 工 作能 力 是 否 满 足 所 剪 切 材 料 的 要 求 ， 同 时 还应 根 据 构 件 的 厚 度 调 整 上 下 刀 片 的 间 隙 ，并 使 其 整 个 刀 片 长 度 内 保 持 一 致 ；2） 当 一 张 钢 板 上 排 列 多 个 构 件 时 ， 应 根据 其 排 列 情 况 预 先 确 定 剪 切 顺 序 ；3） 剪 切 时 ， 使 构 件 的 剪 切 线 与 下 刀 口 边缘 严 格 对 准

18、 ， 保 证 边 缘 不 发 生 偏 差 。 2. 气 割 的 主 要 工 艺 要 求1） 割 前 应 根 据 构 件 厚 度 选 择 合 适 的 割 嘴 ；2） 切 割 薄 板 时 割 嘴 宜 后 倾 30度 到 45度 ， 切 割厚 度 时 割 嘴 宜 前 倾 10度 到 20度 ；3） 为 了 减 小 构 件 在 气 割 时 的 热 变 形 ， 操 作 中应 遵 循 :大 型 构 件 的 切 割 ， 应 先 从 短 边 开 始 ；在 同 一 张 钢 板 上 切 割 尺 寸 的 构 件 时 ， 应 先 割小 件 ， 后 割 大 件 ； 切 割 不 同 形 状 的 构 件 时 ，应 先 割

19、较 复 杂 的 构 件 ， 后 割 较 简 单 的 构 件 。 三 、 割 嘴 运 动 轨 迹 的 数 字 控 制 原 理 简 介割 嘴 每 进 给 一 步 ， 控 制 装 置 都 要 完 成 “ 偏 差判 断 割 嘴 进 给 偏 差 计 算 终 点 判 断 ” 四个 工 作 步 骤 。所 谓 偏 差 判 断 ， 就 是 判 别 割 嘴 当 前 位 置 相 对于 规 定 曲 线 的 偏 差 ， 以 决 定 进 给 的 方 向 ；割 嘴 进 给 ， 是 指 偏 差 判 断 结 果 所 决 定 的 进 给方 向 驱 动 割 嘴 进 给 下 一 步 ；偏 差 计 算 ， 是 在 割 嘴 进 给 一

20、步 后 ， 计 算 出 新切 割 点 相 对 于 规 定 曲 线 之 间 的 位 置 偏 差 ， 作为 下 一 次 偏 差 判 断 的 依 据 ； 终 点 判 断 ， 则 是 判 别 切 割 点 是 否 已 经 到达 切 割 程 序 规 定 的 终 点 ， 如 果 未 到 达 终点 ， 继 续 重 复 上 述 过 程 ， 直 至 切 割 出 所要 求 的 轮 廓 曲 线 。1 直 线 插 补 原 理根 据 相 似 三 角 形 的 关 系 ， 有 ：取 作 为 偏 差 公 式 。 m e m e m em eY Y Y X X YX X 或m m e mF Y X X Y 图 4-17 直 线

21、插 补 示 意 图 若 ， 表 明 点 在 直 线 上 ；若 ， 表 明 点 在 直 线 的 上 方 ；若 ， 表 明 点 在 直 线 的 下 方 。0mF mmm OAOAOA0mF 0 mF 若 时 ， 进 给 后 ， 割 嘴 的 新 坐 标 为 ：新 的 偏 差 为 ：若 时 ， 进 给 后 ， 割 嘴 的 新 坐 标 为 ：新 的 偏 差 为 ：0mF 1 11,m m m mX X Y Y 0 mF 1 1 1m m e m e m e m e e m eF Y X X Y Y X X Y Y F Y 1m m eF F X 1 1, 1m m m mX X Y Y 若 ， 表 明

22、切 割 点 在 圆 弧 上 ；若 ， 表 明 切 割 点 在 圆 弧 外 ；若 ， 表 明 切 割 点 在 圆 弧 内 。2 圆 弧 插 补 原 理0mF 0mF 0mF 图 4-18 圆 弧 插 补 示 意 图 若 时 ， 进 给 后 ， 割 嘴 的 新 坐 标 为 ：新 的 偏 差 为 ：若 时 ， 进 给 后 ， 割 嘴 的 新 坐 标 为 ：新 的 偏 差 为 ：0mF 1 11,m m m mX X Y Y 22 21 11 2 1m mm m mF R F XX Y 0mF 1 1, 1m m m mX X Y Y 1 2 1m m mF F Y 四 、 船 体 构 件 边 缘 焊

23、 接 坡 口 的 加 工1 机 械 刨 边 法刨 边 机 设 备 大 ， 加 工 效 率 低 ， 只 能 加 工 坡 口 。2 气 割 法一 般 都 是 在 进 行 构 件 边 缘 切 割 时 ， 同 时 切 割出 焊 接 坡 口 。 1） V型 坡 口板 边 的 气 割 加 工 ， 可 以 采 用 两 个 割 炬 ， 如 图 4-20 所 示 。 图 4-19 气 割 法 加 工 各 种 焊 接 坡 口 图 4-20 用 双 割 炬 开 V型 坡 口 2） X型 和 K型 坡 口 它 是 用 三 个 割 炬 的 割 炬 组 来 完 成 的 ，其 割 炬 布 置 如 图 4-21所 示 。 图

24、 4-21 用 三 个 割 炬 切 割 双 面 焊 接 坡 口 图 4-22 割 炬 2在 切 割 过 程 中 倾 斜 的 图 解 4-4 型 材 构 件 的 成 形 加 工非 平 直 的 船 体 构 件 经 过 边 缘 加 工 后 应该 进 行 成 形 加 工 ， 以 便 得 到 所 要 求 的空 间 形 状 。成 形 加 工 包 括 型 材 成 形 加 工 和 板 材 成形 加 工 。船 体 结 构 中 常 用 的 型 材 种 类 有 角 钢 和球 扁 钢 。 一 、 肋 骨 成 形 方 法 及 其 分 类船 体 肋 骨 弯 曲 的 方 法 有 以 下 几 种 :1 手 工 热 弯2 中

25、频 加 热 肋 骨 弯 曲 淬 火 机 热 弯3 型 材 矫 直 机 冷 弯4 三 轮 滚 弯 机 滚 弯5 多 模 头 一 次 成 形 数 控 肋 骨 拉 弯 机 冷 弯6 三 支 点 肋 骨 冷 弯 机 冷 弯7 纯 弯 曲 原 理 肋 骨 冷 弯 机 冷 弯 图 4-23 三 轮 滚 弯 机 滚 弯 肋 骨 示 意 图 上 述 方 法 可 按 是 否 预 热 ， 进 给 方 式 和 加工 时 受 力 状 态 进 行 分 类 。1 按 是 否 预 热冷 弯 加 工 ， 就 是 在 常 温 下 直 接 施 加 外 力使 型 材 产 生 塑 性 变 形 ， 将 其 弯 成 所 要 求的 形 状

26、 ， 如 方 法 3 7。热 弯 加 工 ， 是 将 型 材 加 热 到 材 料 结 晶 温度 以 上 ， 使 其 塑 性 增 加 而 易 于 变 形 ， 再施 加 外 力 将 其 弯 成 所 要 求 的 形 状 ， 如 方法 1、 2。 2 按 进 给 方 式 分 类方 法 2、 4是 连 续 进 给 加 工 ， 较 适 用 于 加 工 圆形 肋 骨 ， 但 加 工 任 意 形 状 的 肋 骨 时 ， 操 作 较复 杂 。方 法 5是 一 次 成 形 加 工 ， 是 指 整 根 肋 骨 的 一 次加 工 成 形 。方 法 3、 6、 7是 逐 段 进 给 加 工 。 是 进 给 一 段 弯曲

27、 一 段 。 图 4-24 多 模 头 一 次 成 形 肋 骨 的 数 控 肋 骨 拉 弯 机 3 按 型 材 受 力 状 态 分 类方 法 5是 应 用 拉 弯 原 理 的 肋 骨 冷 弯 机 ，优 点 是 型 材 再 弯 曲 过 程 中 不 出 现 压 应 力 ，因 此 产 生 皱 折 现 象 的 可 能 性 较 小 。方 法 3、 4、 6是 用 集 中 力 弯 曲 原 理 。方 法 7是 纯 弯 曲 原 理 。 力 学 中 的 纯 弯 曲 ，系 指 某 一 段 梁 截 面 上 只 受 弯 矩 作 用 而 不受 剪 力 作 用 时 所 产 生 的 平 面 弯 曲 状 态 。 图 4-25

28、 集 中 力 弯 曲 时 的 受 力 情 况 图 4-26 纯 弯 曲 时 的 受 力 情 况 二 、 型 材 构 件 的 冷 弯 成 形1 三 支 点 逐 段 进 给 式 肋 骨 冷 弯 机 具 体 见 下 图2 纯 弯 曲 原 理 肋 骨 冷 弯 机 这 种 肋 骨 冷 弯 机 有 以 下 优 点 ： 1） 加 工 质 量 好 2） 加 工 效 率 高 3） 机 床 性 能 比 较 完 善 图 4-27 三 支 点 肋 骨 冷 弯 机 工 作 部 分 示 意 图 图 4-28 50吨 纯 弯 曲 原 理 肋 骨 冷 弯 机 示 意 图 1 肋 骨 冷 弯 成 形 中 的 若 干 工 艺 问

29、 题1） 检 测 和 控 制 成 形 的 方 法（ 1） 用 铁 样 人 工 对 样（ 2） 逆 直 线 法a 确 定 型 材 中 和 轴 位 置 和 中 和 轴 至 腹 板 边 缘的 距 离b 在 放 样 台 的 肋 骨 型 线 图 上 作 出 肋 骨 型 材 的中 和 轴 曲 线 ， 并 在 中 和 轴 曲 线 附 近 画 一 条 直线c 将 其 分 为 若 干 等 分 ， 各 分 点 到 中 和 轴 曲 线端 点 的 弧 长 为 ； 过 各 分 点 作 其 垂 线 与 肋 骨线 及 所 配 逆 直 线 相 交 ， 两 交 点 间 距 离 为 。h iLiH d 量 取 各 分 点 的 和

30、 值 后 ， 先 在平 直 型 材 上 作 出 中 和 轴 直 线e 在 该 直 线 上 量 取 各 值 ， 得 到 对 应的 分 点f 过 各 分 点 作 中 和 轴 的 垂 线 ， 在 各 垂线 上 以 腹 板 边 缘 为 起 点 量 取 对 应 的 值 ，得 到 一 组 离 散 点g 用 样 条 将 这 些 点 连 成 一 根 光 顺 曲 线 ，即 为 所 求 的 逆 直 曲 线 。iL iL iH iH 图 4-29 逆 直 线 及 其 作 法 （ 3） 仿 形 控 制 法 所 谓 仿 形 控 制 ， 就 是 在 肋 骨 冷 弯 机 上 安 装一 套 仿 形 装 置 。2） 旁 弯 变

31、 形 及 消 除 措 施 所 谓 旁 弯 变 形 ， 系 指 腹 板 厚 度 方 向 上 的 弯曲 变 形 。 消 除 旁 弯 变 形 主 要 采 用 以 下 措 施 ： （ 1） 采 用 预 置 反 变 形 措 施 （ 2） 型 材 冷 弯 方 法 将 已 产 生 的 旁 弯 变 形 消除 图 4-30 仿 形 装 置 示 意 图 图 4-31 旁 弯 变 形 产 生 原 因 3） 型 材 冷 弯 过 程 中 的 回 弹 及 其 处 理回 弹 是 指 型 材 冷 弯 过 程 中 产 生 塑 性 变 形 的 同时 ， 也 伴 随 有 弹 性 变 形 ， 外 力 卸 除 后 弹 性 变形 的 恢

32、 复 。 处 理 方 法 有 两 种 :（ 1） 用 理 论 计 算 的 方 法 预 先 算 出 可 能 出 现的 回 弹 量 ， 将 它 叠 加 到 弯 曲 量 上 使 型 材 过 量弯 曲 ， 待 回 弹 后 即 能 准 确 成 形 。（ 2） 实 测 出 每 一 次 弯 曲 后 的 实 际 回 弹 量 ， 再以 它 的 大 小 对 型 材 作 过 量 弯 曲 。 三 、 型 材 数 控 冷 弯 的 控 制 方 法成 型 控 制 的 方 法 主 要 有1 端 点 测 量 法所 谓 端 点 测 量 法 ， 就 是 控 制 肋 骨 的 端 点 ，使 其 在 弯 曲 过 程 中 按 特 定 的

33、轨 迹 运 动 ，从 而 将 平 直 型 材 弯 成 所 需 要 的 肋 骨 。 如图 4-32所 示 。 图 4-32 端 点 测 量 法 控 制 原 理 图 2 适 应 控 制 法它 是 以 每 小 段 肋 骨 的 弯 曲 挠 度 作 为 成 形控 制 量 ， 并 且 为 了 避 开 用 理 论 计 算 方 法求 取 回 弹 量 。如 图 4-33所 示 ， 型 材 受 集 中 载 荷 作 用 时 ，其 载 荷 P和 加 载 点 处 的 挠 度 V之 间 有 如图 4-34所 示 的 理 论 关 系 。 图 4-33 肋 骨 冷 弯 的 支 店 布 置 情 况 图 4-34 载 荷 挠 度

34、 曲 线 图 4-35 实 测 的 载 荷 挠 度 曲 线 3 弦 线 测 量 法1） 控 制 原 理2） 控 制 量 的 计 算3） 回 弹 问 题 的 处 理 -逐 步 逼 近 法 图 4-36 弦 线 测 量 法 原 理 图 图 4-37 逐 步 逼 近 原 理 图 四 、 型 材 构 件 的 热 弯 成 形这 种 工 艺 具 有 如 下 特 点（ 1） 从 感 应 器 到 喷 水 圈 这 一 狭 窄 范 围 内 的 肋骨 处 于 高 温 状 态 ， 而 其 两 侧 则 处 于 冷 态 ， 弯曲 只 再 这 一 加 热 窄 带 中 进 行 ， 可 有 效 地 避 免肋 骨 的 起 拱 ；

35、 同 时 ， 机 床 本 身 不 需 要 很 大 的弯 曲 功 率 和 刚 度 。（ 2） 由 于 是 采 用 压 力 喷 水 冷 却 ， 能 使 肋 骨 达到 完 全 淬 火 的 目 的 ， 故 而 淬 火 质 量 比 水 槽 中淬 火 质 量 好 ； 并 且 可 以 通 过 调 节 肋 骨 进 给 速度 或 中 频 电 源 的 功 率 来 调 节 淬 火 的 温 度 。 图 4-38 中 频 加 热 弯 曲 淬 火 工 艺 示 意 图 4-5 零 件 图 元 生 成 与 处 理 船 体 非 平 直 钢 板 较 多 ， 弯 曲 加 工 工 作量 较 大 。 主 要 的 成 形 加 工 方 法

36、 有 机 械 冷弯 法 和 水 火 弯 板 法 。 一 般 ， 单 向 曲 度 板都 采 用 机 械 冷 弯 法 加 工 。 而 复 杂 曲 度 板则 先 冷 弯 机 械 加 工 出 一 个 方 向 的 曲 度 ，然 后 再 用 水 火 弯 板 法 加 工 出 其 他 方 向 的曲 度 ； 若 批 量 较 大 ， 则 可 在 压 力 机 上 安装 专 用 压 模 压 制 成 形 。 一 、 钢 板 构 件 的 冷 弯 加 工1 简 单 曲 度 板 的 冷 弯 成 形具 有 圆 柱 或 圆 锥 形 的 单 向 曲 度 板 称 为 简 单 曲度 板 ， 可 用 三 辊 弯 板 机 加 工 成 形

37、。三 辊 弯 板 机 分 为 开 式 和 闭 式 两 种 类 型 .但 是 他们 只 能 作 上 下 调 节 不 能 作 其 他 调 节 ， 为 了 解决 这 些 问 题 ， 可 采 用 以 下 机 械 ：（ 1） 三 根 轴 均 可 上 下 升 降 调 节 的 三 辊 弯 板机（ 2） 轴 辊 可 作 横 向 调 节 的 三 辊 弯 板 机（ 3） 四 辊 弯 板 机 图 4-39 普 通 三 辊 弯 板 机 的 弯 板 情 况 图 4-40 下 辊 可 上 下 调 节 的 三 辊 弯 板 机 工 作 示 意 图 图 4-41 上 辊 可 横 移 的 开 式 三 辊 弯 板 机 工 作 示

38、意 图 图 4-42 四 辊 弯 板 机 示 意 图 图 4-43 能 进 行 矫 平 的 四 辊 弯 板 机 在 用 弯 板 机 弯 制 锥 形 板 时 ， 必 须 采 用 如下 的 工 艺 措 施 ：（ 1） 为 了 能 获 得 锥 形 板 两 端 的 不 同 曲 率 ，上 辊 必 须 对 于 下 辊 呈 倾 斜 状 态 ， 使 锥 形曲 率 大 的 一 端 处 的 上 下 辊 间 距 小 于 另 一端 ；（ 2） 将 锥 形 板 作 如 图 4-44 所 示 的 3 5等 分 的 划 分 ， 并 分 别 对 其 进 行 辊 弯 。 图 4-44 锥 形 板 三 等 分 分 区 辊 弯 示

39、 意 图 2 复 杂 曲 度 板 的 冷 弯 成 形具 有 双 向 曲 度 和 多 向 曲 度 的 板 称 为 复 杂 曲 度板 ， 其 冷 弯 主 要 是 液 压 机 。3 数 控 弯 板 简 介 图 4-45 液 压 机 的 压 模 图4-46 用三角板确定冷弯加工线 图 4-47 多 压 头 式 数 控 弯 板 机 弯 板 示 意 图 图 4-48 通 用 多 压 头 式 数 控 弯 板 机 平 面 示 意 图 二 、 水 火 弯 板所 谓 水 火 弯 板 ， 是 指 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

40、 踪 冷 却 ， 使 板 产 生 局 部 塑性 变 形 ， 从 而 将 板 弯 成 所 要 求 的 曲 面 形状 的 一 种 弯 板 方 法 ， 也 称 为 线 状 加 热 法 。1 水 火 弯 板 的 基 本 原 理 具 体 见 下 图 。 图 4-49 水 火 弯 板 变 形 过 程 示 意 图 对 板 材 进 行 线 状 加 热 会 使 其 产 生 横 向 收缩 变 形 和 角 变 形 。 产 生 横 向 收 缩 变 形 的原 因 在 于 受 热 金 属 的 膨 胀 受 到 周 围 较 冷金 属 的 限 制 ， 因 而 产 生 压 缩 塑 性 变 形 ，冷 却 时 即 产 生 收 缩 变

41、 形 ； 而 角 变 形 则 是由 于 最 终 横 向 收 缩 变 形 沿 构 件 厚 度 方 向不 等 所 引 起 的 。 2 各 种 工 艺 因 素 对 成 形 效 果 的 影 响 1） 加 热 线 对 成 形 效 果 的 影 响 水 火 弯 板 时 ， 加 热 线 的 位 置 、 疏 密 和长 短 对 板 材 成 形 效 果 影 响 极 大 。2） 冷 却 方 式 对 成 形 效 果 的 影 响 水 火 弯 板 的 冷 却 方 式 有 自 然 冷 却 ， 正面 冷 却 和 背 面 跟 踪 水 冷 。 图 4-50 用 水 火 弯 板 法 弯 制 帆 形 板 和 鞍 形 板 时 的 加 热

42、 线 分 布 所 谓 自 然 冷 却 ， 就 是 在 氧 乙 炔 焰 进 行局 部 加 热 后 ， 让 构 件 在 空 气 中 自 然 冷 却的 一 种 工 艺 方 法 ， 简 称 空 冷 。正 面 跟 踪 水 冷 法 ， 如 图 4-51所 示 。背 面 跟 踪 水 冷 法 ， 就 是 在 构 件 的 正 面 用烘 炬 加 热 ， 在 构 件 的 背 面 用 冷 水 跟 踪 热源 进 行 强 制 冷 却 的 方 法 ， 如 图 4-53所 示 。 图 4-51 正 面 跟 踪 水 冷 法 水 火 弯 板 示 意 图 图 4-52 加 热 速 度 与 角 变 形 的 关 系 曲 线 图 4-5

43、3 背 面 跟 踪 水 冷 法 水 火 弯 板 示 意 图 3） 各 种 加 热 参 数 对 成 形 效 果 的 影 响所 谓 加 热 参 数 主 要 指 加 热 速 度 、 烘 嘴 口径 、 加 热 温 度 、 加 热 深 度 和 水 火 距 。 3 水 火 弯 板 的 主 要 工 艺 要 求（ 1） 在 水 火 弯 板 前 应 根 据 构 件 的 成 形 要求 ， 在 钢 板 上 画 出 加 热 线 。 各 加 热 线 的起 点 相 互 错 开 ， 不 可 在 同 一 条 直 线 上 。（ 2） 根 据 构 件 成 形 要 求 来 选 择 合 理 的 加热 参 数 ， 推 荐 选 用 下 表 的 工 艺 参 数 。 （ 3） 左 右 形 状 对 称 的 零 件 ， 其 加 热 的 位置 、 数 量 和 长 短 应 对 称 ， 操 作 也 应 对 称进 行 。 （ 4） 应 尽 量 避 免 在 同 一 部 位 重 复 加 热 ，尤 其 是 低 合 金 钢 。（ 5） 新 钢 种 采 用 水 火 弯 板 ， 需 经 过 试验 鉴 定 后 才 能 进 行 。 Lets Go on ！