船体型材构件的成形加工

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1、第三节船体型材构件的成形加工常用型材种类——角钢，球扁钢。型材构件——肋骨，横梁，纵骨等。(其中：肋骨弯曲工作量最大)一、肋骨成形方法及其分类（一）典型的肋骨弯曲成形的方法①型材矫直机冷弯；②三轮滚弯机滚弯；③多模头一次成形数控肋骨拉弯机冷弯;④三支点肋骨冷弯机冷弯；⑤纯弯曲原理肋骨冷弯机冷弯。⑥手工热弯；⑦中频加热肋骨弯曲淬火机热弯。（二）成形方法的分类1、按是否预热分类冷弯加工：在常温下直接施加外力使型材产生塑性变形，将其完成所要求的形状。如：①～⑤热弯加工：将型材加热到材料再结晶温度以上，使其

2、塑性增加而易于变形，再施加外力将其完成所要求的形状。如：⑥、⑦2．按型钢进给方式分类连续进给：适合加工圆弧形肋骨，但加工任意曲线形状的肋骨时，操作较复杂。如②、⑦。逐段进给：进给一段弯曲一段。优点：设备简单，易实现自动控制。如①、④、⑤。国内最常见的方法。一次成形：整根肋骨一次成形。优点：自动化程度高；缺点：设备庞大、投资多，不易预计回弹量。如③。多模头一次成形数控肋骨拉弯机3、按型钢受力状况分类拉弯原理：应用拉弯原理的肋骨冷弯机比较少见，如数控肋骨拉弯机。主要优点是型材在弯曲过程中不出现压应力，适

3、合加工低腹板型钢。集中力弯曲原理：用集中力弯曲原理加工肋骨是一种传统方法，多数肋骨冷弯机应用这种原理。因为集中力弯曲有三个受力点，故称三支点弯曲。纯弯曲原理：是指某一段梁截面上只受弯矩而不受剪力作用时产生的平面弯曲状态。二、典型的逐段进给式肋骨冷弯机1、三支点逐段进给式肋骨冷弯机工作部分的示意图工作过程：①在冷弯某一段型材时，固定夹头(中间夹头)、两侧的可动夹头连同所夹持的型材作如图所示的进退和旋转，以对型材施加外力，将型材弯成所需要的形状。②一段弯好后，再进给一段，逐段弯出整根肋骨。③弯曲时，夹头

4、上的夹紧装置将型材腹板夹紧，以防止型材产生翘曲和皱折。工作原理：三支点集中力弯曲。优缺点：设备简单、使用较普遍。肋骨上压痕大，加工效率不高。2、纯弯曲原理肋骨冷弯机组成：机械部分主要由水平弯曲机构、垂向弯曲机构、进料机构、正位机构及压印机构等组成。弯曲机构采用液压传动。工作过程：弯制肋骨时，首先使三个垂直安置的夹紧油缸驱动三个夹头夹紧型材的腹板，然后由两个水平安置的大小相同的弯曲油缸分别驱动两个侧夹头体作水平方向的前后运动。由于中夹头体上设置有两个顶弯柱，两个侧夹头体各设置有一个顶弯柱，使得型材受这

5、四个顶弯柱的作用，在型材腹板所在的平面(即机床的水平平面)内按纯弯曲原理进行弯曲，逐段进给逐段弯曲成形。工作原理：四支点纯弯曲。优点：①加工质量好：用不同曲率的圆弧段拟合肋骨曲线，光顺性较好；载荷作用在型材上的压痕减少。②加工效率高：型材塑性变形区较大，可增大每次进给长度，提高加工速度。③机床性能比较完善：既可成对加工也可单根加工；能矫正旁弯变形；型材进给操作灵活。三、肋骨冷弯成形中的控制与检测型材弯曲的要求：使其腹板边缘曲型与要求的肋骨曲线一致，在加工过程中要反复检查和测量。在未实现数控的肋骨冷弯

6、的情况下，有以下几种控制成形的方法：1、用铁样(或样板)人工对样事先按放样台上的肋骨型线弯制好铁样或制作好样板，在肋骨加工过程中，用它反复地检查(校对)所弯曲肋骨的腹板边缘，看其是否与铁样(或样板)的型线一致。缺点：制作铁样(样板)费工费料，操作相当繁复。2、逆直线法逆直线：一根特殊的直线，如图所示，在弯曲前的平直型材上是一根曲线，当型材弯曲到其腹板边缘与肋骨型线吻合后，该曲线正好变为一根直线。逆直线法：在肋骨弯曲过程中，通过不断地检测逆直曲线是否变直来控制肋骨的成形。逆直曲线的求取：手工作图法或计

7、算机计算。对较长且曲度较大的肋骨，需分段设置多根逆直线。适用情况：腹板较高、曲度较小的肋骨。优点：省去样板。缺点：需作逆直线；加工时检测繁复。手工作图法求取逆直线：①首先确定型材中和轴的位置(对肋骨加工精度要求不高的一般产品可用剖面重心位置近似代替中和轴的位置）和中和轴距腹板边缘的距离h。②在放样台的肋骨型线图上作出肋骨型材的中和轴曲线，它为肋骨曲线的一条法向等距线（法向距离为h），并在中和轴附近画一条直线（此即为逆直线，它与中和轴应有两个交点）③将中和轴分为若干等分，各等分点到中和轴曲线端点的弧长

8、为Li；过各等分点作中和轴曲线的垂线与肋骨线及所配逆直线相交，两交点之间的距离为Hi。④在平直型材上作出中和轴直线(距型材腹板边缘h处）。⑤在该直线上量取各Li值，得到对应的等分点。⑥过各等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Hi值，得一组离散点。⑦用样条将这些点连成一根光顺曲线，即为所求的逆直曲线。3、仿形控制法国内针对数控肋骨冷弯机尚未普及的现状，为解决肋骨冷弯中人工对样的困难而研究的一种实用的成形控制方法。所谓仿形控制，就是在肋骨冷弯机上安装