專利名稱：肋骨冷彎加工中提高材料利用率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種肋骨冷彎加工的方法，特別是涉及一種能夠在肋骨冷彎加 工中提高材料利用率的方法。
肋骨等型材零件彎曲加工是船體零件加工中的重要環(huán)節(jié)，肋骨加工的質(zhì)量 與效率，直接影響船舶建造的質(zhì)量與周期。肋骨冷彎?rùn)C(jī)經(jīng)過三十多年的研究開 發(fā)，逐漸完善，目前已在造船生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，近年來數(shù)控肋骨冷彎?rùn)C(jī)已 成為船廠新建和老廠改造的首選設(shè)備。在造船生產(chǎn)中，肋骨冷彎?rùn)C(jī)明顯提高了 型材成型加工的效率和質(zhì)量。但是隨之而來的一個(gè)問題是，肋骨零件加工完成
后在型材兩端留下長(zhǎng)為300 800mm的荒料，切除下來的荒料很難再直接使用， 造成浪費(fèi)。
根據(jù)冇關(guān)文獻(xiàn)，采用三支點(diǎn)彎曲方法彎曲加工肋骨等型材零件時(shí)，對(duì)于一
個(gè)加工段，中間長(zhǎng)為S的型材發(fā)生塑性變形，兩端各有一段至少長(zhǎng)約Z/的型材
在卸載后發(fā)生回彈，為彈性變形區(qū)。通過進(jìn)料長(zhǎng)度控制，整根型材加工完成后，
由于彎曲設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)的要求，型材兩端實(shí)際荒料長(zhǎng)度要大于理論值。對(duì) 于數(shù)控肋骨冷彎?rùn)C(jī)，目前一般采用夾手夾持型材，因此起始端的荒料長(zhǎng)度又有 所增加。根據(jù)目前在造船企業(yè)使用的2500 6000kN程控/數(shù)控肋骨冷彎?rùn)C(jī)的統(tǒng) 計(jì)資料，這兩段荒料長(zhǎng)為300 800mm，由于很難再直接使用，造成浪費(fèi)。
本發(fā)明的目的是為肋骨彎曲加工生產(chǎn)提供一種提高材料利用率的方法，適 用于三支點(diǎn)和四支點(diǎn)彎曲原理，程控(PLC)和數(shù)控(CNC)肋骨冷彎加工，所 彎制的肋骨成型精度滿足裝配誤差標(biāo)準(zhǔn)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過截取待加工肋骨零件上中間部分線型作為 新待彎曲加工肋骨零件進(jìn)行彎曲加工，型材在冷彎設(shè)備上完成彎曲操作結(jié)束后， 型材起始端和結(jié)束端的荒料分別用作肋骨零件的首尾部分，使得荒料得以利用， 同時(shí)保證所彎制的肋骨零件滿足裝配要求。
根據(jù)對(duì)船舶肋骨、縱骨等零件線型的統(tǒng)計(jì)分析，型材零件兩端的線型主要可 分為以下三類
背景技術(shù)：
t明內(nèi)容(I )端部線型為直線-,
(II) 端部線型為曲率半徑很大的平坦曲線，工程上可以直接用直線近似替
代；
(III) 端部線型為曲線。
對(duì)于具有第(I )和(II)類線型特征的肋骨零件，彎曲加工時(shí)，原本是
荒料的端部可以直接用作零件的起始端和結(jié)束端。對(duì)于第(in)類，需對(duì)端部
線型進(jìn)行分析。起始端AB和結(jié)束端CD，可以近似為圓弧，加工起始端曲線圓弧
拱高h(yuǎn)^s，加工結(jié)束端曲線圓弧拱高h(yuǎn)2se (f為裝配允許誤差)，時(shí)，肋骨零 件端部線型可近似為直線，因此可以用本發(fā)明進(jìn)行加工。當(dāng)加工起始端曲線圓 弧拱高h(yuǎn)^s,加工結(jié)束端曲線圓弧拱高h(yuǎn)^s，時(shí)，荒料無法利用。
本發(fā)明的技術(shù)方案包含以下步驟
1、 提取肋骨零件線型數(shù)據(jù)；
2、 在肋骨線型上取第一插值點(diǎn)，使得從起始端點(diǎn)到第一插值點(diǎn)的曲線弧長(zhǎng) 等于加工起始端荒料長(zhǎng)；
3、 若起始端點(diǎn)、第一插值點(diǎn)間曲線的加工起始端曲線圓弧拱高《"s為 裝配允許誤差，則取第一插值點(diǎn)為新的彎曲起點(diǎn)，否則起點(diǎn)仍為起始端點(diǎn)
4、 在肋骨線型上取第二插值點(diǎn)，使得從末端點(diǎn)到第二插值點(diǎn)的曲線弧長(zhǎng)等 于加工結(jié)束端荒料長(zhǎng)；
5、 若第二插值點(diǎn)、末端點(diǎn)間曲線的加工結(jié)束端曲線圓弧拱高《"則取第
二插值點(diǎn)為新的彎曲末端點(diǎn)，否則末端點(diǎn)仍為原末端點(diǎn)；
6、 在肋骨線型上截取新的起始端點(diǎn)和結(jié)束端點(diǎn)之間的線型作為新待彎曲加
工肋骨零件，并記錄加工起始端荒料長(zhǎng)和加工結(jié)束端荒料長(zhǎng)，作為肋骨零件端
線偏移量；
7、 用新待彎曲加工肋骨零件的肋骨線型彎曲加工肋骨零件；
8、 設(shè)備彎曲操作結(jié)束后，以加工起始端荒料長(zhǎng)和加工結(jié)束端荒料長(zhǎng)作為偏 移量分別在零件兩端劃線，即可得到符合要求的肋骨零件。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、易行、可靠，提高了材料利用率，在端部最大誤差 fdmw時(shí)，荒料利用率超過70%，所彎制的肋骨成型精度滿足裝配誤差標(biāo)準(zhǔn)。


圖1為本發(fā)明中在肋骨零件線型上截取新待彎曲加工肋骨零件的原理示意圖。
圖2為本發(fā)明彎曲起始端部分曲線拱高示意圖。
4圖3為本發(fā)明彎曲末端部分曲線拱高示意圖。
其中1-起彎端；2-肋骨零件；3-末彎段；4-肋骨線型；丄,-加工起始端荒 料長(zhǎng)；i ,-加工起始端曲線圓弧半徑；h,-加工起始端曲線圓弧拱高；丄2-加工結(jié) 束端荒料長(zhǎng)；^-加工結(jié)束端曲線圓弧半徑；h,-加工結(jié)束端曲線圓弧拱高。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的實(shí)施包含以下具體歩驟
1、 提取肋骨零件線型數(shù)據(jù)；
2、 在肋骨線型上取插值點(diǎn)B，使得從起始端點(diǎn)A到B的曲線弧長(zhǎng)等于加工 起始端荒料長(zhǎng)丄1;
3、 若A、 B間曲線的加工起始端曲線圓弧拱高h(yuǎn)^" s為裝配允許誤差， 則取B為新的彎曲起點(diǎn)，否則起點(diǎn)仍為A;
4、 在肋骨線型上取插值點(diǎn)C，使得從末端點(diǎn)D到C的曲線弧長(zhǎng)等于加工結(jié) 束端荒料長(zhǎng)丄2;
5、 若C、 D間曲線的加工結(jié)束端曲線圓弧拱高h(yuǎn)^"則取C為新的彎曲末
端點(diǎn)，否則末端點(diǎn)仍為D;
6、 在肋骨線型上截取新的起始端點(diǎn)和結(jié)束端點(diǎn)之間的線型作為新待彎曲加 工肋骨零件，并記錄加工起始端荒料長(zhǎng)A和加工結(jié)束端荒料長(zhǎng)丄,，作為肋骨零 件端線偏移量；
7、 用新待彎曲加工肋骨零件的肋骨線型彎曲加工肋骨零件；
8、 設(shè)備彎曲操作結(jié)束后，以加工起始端荒料長(zhǎng)￡,和加工結(jié)束端荒料長(zhǎng)丄2作 為偏移量分別在零件兩端劃線，即可得到符合要求的肋骨零件。
權(quán)利要求
1. 一種肋骨冷彎加工中提高材料利用率的方法，其特征在于包含以下步驟(1)、提取肋骨零件線型數(shù)據(jù)；(2)、在肋骨線型上取第一插值點(diǎn)，使得從起始端點(diǎn)到第一插值點(diǎn)的曲線弧長(zhǎng)等于加工起始端荒料長(zhǎng)；(3)、若起始端點(diǎn)、第一插值點(diǎn)間曲線的加工起始端曲線圓弧拱高≤ε，ε為裝配允許誤差，則取第一插值點(diǎn)為新的彎曲起點(diǎn)，否則起點(diǎn)仍為起始端點(diǎn)；(4)、在肋骨線型上取第二插值點(diǎn)，使得從末端點(diǎn)到第二插值點(diǎn)的曲線弧長(zhǎng)等于加工結(jié)束端荒料長(zhǎng)；(5)、若第二插值點(diǎn)、末端點(diǎn)間曲線的加工結(jié)束端曲線圓弧拱高≤ε，則取第二插值點(diǎn)為新的彎曲末端點(diǎn)，否則末端點(diǎn)仍為原末端點(diǎn)；(6)、在肋骨線型上截取新的起始端點(diǎn)和結(jié)束端點(diǎn)之間的線型作為新待彎曲加工肋骨零件，并記錄加工起始端荒料長(zhǎng)和加工結(jié)束端荒料長(zhǎng)，作為肋骨零件端線偏移量；(7)、用新待彎曲加工肋骨零件的肋骨線型彎曲加工肋骨零件；(8)、設(shè)備彎曲操作結(jié)束后，以加工起始端荒料長(zhǎng)和加工結(jié)束端荒料長(zhǎng)作為偏移量分別在零件兩端劃線，即可得到符合要求的肋骨零件。
全文摘要
一種肋骨冷彎加工中提高材料利用率的方法，通過截取待加工肋骨零件上中間部分線型作為新待彎曲加工肋骨零件進(jìn)行彎曲加工，型材在冷彎設(shè)備上完成彎曲操作結(jié)束后，型材起始端和結(jié)束端的荒料分別用作肋骨零件的首尾部分，使得荒料得以利用，同時(shí)保證所彎制的肋骨零件滿足裝配要求。簡(jiǎn)單、易行、可靠，提高了材料利用率，所彎制的肋骨成型精度滿足裝配誤差標(biāo)準(zhǔn)，適用于船舶的肋骨彎曲加工。
文檔編號(hào)B21D7/00GK101439373SQ20081023688
公開日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月17日
發(fā)明者向祖權(quán), 周永清, 李培勇, 勇 胡, 茅云生 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)