[發明專利]一種船舶復雜曲面外板柔性成型方法

有效

• 申請號: 202011448920.1
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112775288B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 傅新皓;劉偉;吳楊楊;劉賢勝;李巖;張洪亮;張強
• 申請（專利權）人: 渤海造船廠集團有限公司
• 主分類號: B21D31/00
• 分類號: B21D31/00;B21D35/00
• 代理公司: 葫蘆島天開專利商標代理事務所(特殊普通合伙) 21230
• 代理人: 魏勇

本發明提出的是一種船舶復雜曲面外板柔性成型方法。根據被加工零件的板厚及曲率半徑范圍總體可分為三大類工藝路線：一是采用多點柔性成型直接成型，二是采用多點柔性成型結合油壓機修補最終成型，三是采用多點柔性成型結合油壓機和水火修補最終成型；為各類復雜曲面外板加工成型提供加工工藝路線及加工工藝參數選取建議。解決了多點柔性成型彎曲過程中初始彎曲倍率參數的選擇問題，提高了多點柔性成型的彎曲效率；有效解決了不同類型加工對象在過程彎曲時彎曲倍率參數選取的問題，克服了參數選取難，多點柔性成型加工工步多的問題；同時解決了小曲率半徑工件加工路線選取問題。適宜作為一種船舶復雜曲面外板柔性成型方法應用。

技術領域

本發明屬于船舶船體結構制造技術領域，具體涉及一種復雜曲面外板柔性成型方法。

背景技術

船舶復雜曲面外板主要指在船長和船寬兩個方向上均有曲度的外板。船舶雙曲率外板成形傳統模式采用“水火彎+油壓機壓彎”工藝模式。水火彎板加工方法依靠局部火焰加熱與水冷卻，在線加熱時板材因加熱區熱脹受約束產生壓縮變形，該加熱區冷卻后致使板材收縮，依靠板材的收縮變形，使板材產生彎曲，達到成形彎曲三維曲面船板的目的。但加熱操作時溫度不易控制，過熱會造成材質變化，還會產生復雜的內部應力，加工后的鋼板在裝配焊接受熱等的情況下，其內部應力釋放而產生的變形難以控制，是造成船體線型光順度差的根本原因。對于線型復雜的外板，傳統工藝模式中都是采用卷板機或油壓機初步成型+水火彎板的加工方法完成的，線形復雜的曲面外板還要進行重復多次的水火彎+油壓機矯正，成形精度不高，生產加工效率低下。某些復雜曲率外板還采用壓胎模具壓制成形+水火矯正+油壓機矯正等加工，成形精度控制困難。曾有面積約1m²的復雜線型外板的加工用時將近一個月，幾乎是繡花式的反復矯正加工，雖然最終滿足了線形精度要求，但反復加工對材質的力學住能影響和由此產生的內部應力非常不利于裝配質量的提高和最終船體外形光順。

船舶復雜曲面外板柔性成型指通過多點柔性成型彎板機對復雜雙曲率，船舶外板進行冷壓加工成型，該方法為近年來新興的一種成型工藝方法，其采用可調式的多點上下模具，根據不同加工對象重構出不同的上下模進行彎曲，一定程度上替代了傳統的水火彎板成型方法，提高了船舶雙曲率外板成型效率及雙曲率外板成型后的板材力學性能。但是，柔性成型方法正式投入工程應用時間短，方法適應的加工對象范圍不足，許多長度較大，曲率半徑較小，板厚較薄的工件成型方法尚不夠成熟，加工工步多，加工效率相對較低，成型精度相對較差。

發明內容

為解決船舶復雜曲面外板成型精度和效率低、成型板材力學性能差問題，本發明根據被加工零件的板厚及曲率半徑范圍總體可分為三大類工藝路線：一是采用多點柔性成型直接成型，二是采用多點柔性成型結合油壓機修補最終成型，三是采用多點柔性成型結合油壓機和水火修補最終成型，解決船舶復雜曲面外板成型的技術問題。

本發明解決技術問題所采用的技術方案是：

一種船舶復雜曲面外板柔性成型方法，該方法按如下技術方案實現：

(1)本發明主要針對板厚6～16mm，屈服強度400MPa以內的船舶復雜雙曲率外板成型。

(2)一種船舶復雜曲面外板柔性成型方法，根據被加工零件的板厚及曲率半徑范圍總體可分為三大類工藝路線：一是采用多點柔性成型直接成型，二是采用多點柔性成型結合油壓機修補最終成型，三是采用多點柔性成型結合油壓機和水火修補最終成型。