CN104668905B - 一种多维度弯曲锥形管的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多维度弯曲锥形管的制造方法，本发明采用三维设计软件设计多维度弯曲锥形管，并将每个面分离和展开成平面，可以精确的切割，减少了材料的浪费；不需要使用传统的钢架固定，在地上就可以进行焊接拼装作业将每个面焊接起来，减少了钢架一次性使用的浪费；利用水的压力使多维度弯曲锥形管的横截面变圆，由于简化了生产过程，避免高温加工，有效解决了高温烫伤，定位困难，误差大等问题。本发明降低了材料的浪费，简化了工艺，减少了工伤事故，一次成型，避免了多次加工调衡，提高了生产效率，减少了燃料的使用，安全环保。
Description
技术领域
本发明属于锥形管的制作方法，特别涉及一种多维度弯曲锥形管的制造方法。
背景技术
在城市雕塑领域，经常会用到多维度弯曲的锥形管来表现，这类锥形管传统的做法都是采用是钢架定位火烤热弯方式，将直的锥形管固定在特制的钢架上用乙炔火焰进行火烤软化，弯曲成需要的曲率，温度难控制、弯曲力量依靠工人经验，凭感觉掌握，曲率不精准，误差大，产品质量差；耗费大量燃料，由于每个雕塑需要的形状不一样，钢架也不能重复使用，材料报废率高，生产效率低，生产周期长，生产成本高；燃烧乙炔，污染环境，不环保；制作时作业人员处于高温环境，安全性差。而且传统热弯制造形变量大，外形尺寸误差大不美观问题，制造反复调整不能一次成型，还需要使用弯管模具，浪费人力物力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种多维度弯曲锥形管的制造方法，该发明节省了材料，工艺简单，避免多次加工调整，安全环保。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种多维度弯曲锥形管的制造方法，包括如下步骤：
步骤一：使用三维设计软件设计好需要制造的多维度弯曲锥形管的数字模型，所述的多维度弯曲锥形管横截面积最大的下端由一个平面正六边形底板封闭，并且平面正六边形底板底部的每一个边附近都设计有特定的记号，与平面正六边形底板的边相接的多维度弯曲锥形管每一个侧壁外侧的下部都设计有相同的记号。
步骤二：利用三维设计软件的曲面展开命令，将所述的步骤一中设计好的锥形管数字模型的六个曲面侧壁分别展开为平面，并且将底板分离。
步骤三：按照步骤二展开后的六个侧壁和底板的图纸，在钢板上采用激光切割成相应的尺寸和形状，并在相应的位置标记相应的记号。
步骤四：将底板与任一侧壁根据相同的记号垂直焊接在一起。
步骤五：先将底板与步骤四焊接好的相邻的另一个侧壁根据相同的记号垂直焊接在一起，再将两个侧壁共同的边焊接在一起。
步骤六：按照步骤五的方法顺时针或逆时针依次将剩余的四个侧壁焊接在一起，并将最后一个侧壁与第一个侧壁焊接在一起。
步骤七：将所述的多维度弯曲锥形管的上端通过高压钢管与高压水泵密封连接。
步骤八：开启高压水泵通水，通过压力将所述的多维度弯曲锥形管的横截面压成圆形。
步骤九：将所述的多维度弯曲锥形管与高压钢管分离。
步骤十：对所述的多维度弯曲锥形管进行表面处理。
进一步的，所述步骤一中使用的三维设计软件是Catia三维设计软件，所述的步骤二中使用的命令是CATIA三维设计软件的GSD模块中的曲面展开命令。
进一步的，所述步骤三中所采用的钢板的厚度为1mm-5mm。
进一步的，所述步骤四至步骤七中的焊接方式为氩弧焊。
进一步的，所述步骤五和步骤六中，将两个侧壁焊接在一起时，从靠近底板的位置向上开始焊接。
进一步的，所述步骤七中，所述的高压钢管焊接在所述的多维度弯曲锥形管的上端。
进一步的，所述步骤七中，所述高压水泵能提供的最大压强为60MPa。
进一步的，所述步骤八中，所述的底板处的压强为10-12MPa，中部的压强为15-17MPa，上端的压强为21-23MPa。
进一步的，所述步骤九中，通过切割机将所述的多维度弯曲锥形管与高压钢管分离。
进一步的，所述步骤十中，所述的表面处理工艺为：先将所述的步骤九成型后的多维度弯曲锥形管的焊接处打磨平整，然后对整体的外表面进行拉丝处理，最后进行抛光处理。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1.采用三维设计软件设计多维度弯曲锥形管，并将每个面分离和展开成平面，可以精确的切割，减少了材料的浪费。
2.不需要使用传统的钢架固定，在地上就可以进行焊接拼装作业将每个面焊接起来，减少了钢架一次性使用的浪费。
3.利用水的压力使多维度弯曲锥形管的横截面变圆，由于简化了生产过程，避免高温加工，有效解决了高温烫伤，定位困难，误差大等问题。
总之，本发明降低了材料的浪费，简化了工艺，减少了工伤事故，一次成型，避免了多次加工调衡，提高了生产效率，减少了燃料的使用，安全环保。
附图说明
附图1是三维设计软件设计的多维度弯曲锥形管的结构示意图；
附图2是展开成平面的第一侧壁的示意图；
附图3是展开成平面的第二侧壁的示意图；
附图4是展开成平面的第三侧壁的示意图；
附图5是展开成平面的第四侧壁的示意图；
附图6是展开成平面的第五侧壁的示意图；
附图7是展开成平面的第六侧壁的示意图；
附图8是底板的示意图；
附图9是多维度弯曲锥形管的上端通过高压钢管与高压水泵密封连接的示意图；
附图10是所述的多维度弯曲锥形管的横截面通过高压压成圆形后的示意图。
具体实施方式
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包括”为一开放式用语，故应解释成“包括但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
本发明的描述中，需要理解的，“第一侧壁”、“第二侧壁””、“第三侧壁””、“第四侧壁””、“第五侧壁””、“第六侧壁””仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。此外，术语“上”、“下”、顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以下结合附图对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1～10所示，一种多维度弯曲锥形管的制造方法，包括如下步骤：
步骤一：使用三维设计软件设计好需要制造的多维度弯曲锥形管的数字模型，所述的多维度弯曲锥形管横截面积最大的下端由一个平面正六边形底板封闭，并且平面正六边形底板底部的每一个边附近都设计有特定的记号，此处的记号只是起标识作用，只要是能区分作用的标识都可以采用，与平面正六边形底板的边相接的多维度弯曲锥形管每一个侧壁外侧的下部都设计有相同的记号，有相同记号的的侧壁连接在有相同记号的底板的边缘。
步骤二：利用三维设计软件的曲面展开命令，将所述的步骤一中设计好的锥形管数字模型的六个曲面侧壁分别展开为平面，并且将底板分离，现有的各种三维设计软件大部分均具有此功能，将步骤一设计的数字模型拆分为7个平面图形，便于加工。
步骤三：按照步骤二展开后的六个侧壁和底板的图纸，在钢板上采用激光切割成相应的尺寸和形状，并在相应的位置标记相应的记号，准备焊接。
步骤四：将底板与任一侧壁根据相同的记号垂直焊接在一起，按照相同的记号，容易区分，不会混淆。
步骤五：先将底板与步骤四焊接好的相邻的另一个侧壁根据相同的记号垂直焊接在一起，再将两个侧壁共同的边焊接在一起，焊接第一个和第二个底板的时候，只要沿着共同的边焊接，原本为平面的侧壁就会随着焊接的进行变成曲面。
步骤六：按照步骤五的方法顺时针或逆时针依次将剩余的四个侧壁焊接在一起，并将最后一个侧壁与第一个侧壁焊接在一起，至此，形成一个四周与底部封闭的横截面为正六边形的多维度弯曲锥形管。
步骤七：将所述的多维度弯曲锥形管的上端通过高压钢管与高压水泵密封连接，所述高压水泵能提供的最大压强为60MPa。
步骤八：开启高压水泵通水，通过压力将所述的多维度弯曲锥形管的横截面压成圆形，通过水的压力使多维度弯曲锥形管的侧壁发生变形而得到所需要的形状，所述的底板处的压强为10MPa，中部的压强为15MPa，上端的压强为21MPa。
步骤九：将所述的多维度弯曲锥形管与高压钢管分离。
步骤十：对所述的多维度弯曲锥形管进行表面处理。
本实施例效果：根据此方法制造的多维度弯曲锥形管，根据设计图纸拼装焊接，尺寸精准，操作简便，不需要使用钢架固定，可直接在地面进行焊接，成品不需要进行二次加工即可达到设计要求，水压稍低，使多维度弯曲锥形管侧壁发生变形所需的时间较长。
实施例2
如图1～10所示，一种多维度弯曲锥形管的制造方法，包括如下步骤：
步骤一：使用三维设计软件设计好需要制造的多维度弯曲锥形管的数字模型，所述的多维度弯曲锥形管横截面积最大的下端由一个平面正六边形底板封闭，并且平面正六边形底板底部的每一个边附近都设计有特定的记号，此处的记号只是起标识作用，只要是能区分作用的标识都可以采用，与平面正六边形底板的边相接的多维度弯曲锥形管每一个侧壁外侧的下部都设计有相同的记号，有相同记号的的侧壁连接在有相同记号的底板的边缘。
步骤二：利用三维设计软件的曲面展开命令，将所述的步骤一中设计好的锥形管数字模型的六个曲面侧壁分别展开为平面，并且将底板分离，现有的各种三维设计软件大部分均具有此功能，将步骤一设计的数字模型拆分为7个平面图形，便于加工。
步骤三：按照步骤二展开后的六个侧壁和底板的图纸，在钢板上采用激光切割成相应的尺寸和形状，并在相应的位置标记相应的记号，准备焊接。
步骤四：将底板与任一侧壁根据相同的记号垂直焊接在一起，按照相同的记号，容易区分，不会混淆。
步骤五：先将底板与步骤四焊接好的相邻的另一个侧壁根据相同的记号垂直焊接在一起，再将两个侧壁共同的边焊接在一起，焊接第一个和第二个底板的时候，只要沿着共同的边焊接，原本为平面的侧壁就会随着焊接的进行变成曲面。
步骤六：按照步骤五的方法顺时针或逆时针依次将剩余的四个侧壁焊接在一起，并将最后一个侧壁与第一个侧壁焊接在一起，至此，形成一个四周与底部封闭的横截面为正六边形的多维度弯曲锥形管。
步骤七：将所述的多维度弯曲锥形管的上端通过高压钢管与高压水泵密封连接，所述高压水泵能提供的最大压强为60MPa。
步骤八：开启高压水泵通水，通过压力将所述的多维度弯曲锥形管的横截面压成圆形，通过水的压力使多维度弯曲锥形管的侧壁发生变形而得到所需要的形状，所述的底板处的压强为12MPa，中部的压强为17MPa，上端的压强为23MPa。
步骤九：将所述的多维度弯曲锥形管与高压钢管分离。
步骤十：对所述的多维度弯曲锥形管进行表面处理。
本实施例效果：根据此方法制造的多维度弯曲锥形管，根据设计图纸拼装焊接，尺寸精准，操作简便，不需要使用钢架固定，可直接在地面进行焊接，成品不需要进行二次加工即可达到设计要求，水压稍高，焊接处容易漏水，也增加了电能消耗。
实施例3
作为优选的实施例，与实施例1和实施例2的区别在于，如图1～10所示：
特别优选的，所述步骤一中使用的三维设计软件是CATIA三维设计软件，所述的步骤二中使用的命令是CATIA三维设计软件的GSD模块中的曲面展开命令。
特别优选的，所述步骤三中所采用的钢板的厚度为1mm-5mm。
特别优选的，所述步骤四至步骤七中的焊接方式为氩弧焊。
特别优选的，所述步骤五和步骤六中，将两个侧壁焊接在一起时，从靠近底板的位置向上开始焊接。
特别优选的，所述步骤七中，所述的高压钢管焊接在所述的多维度弯曲锥形管的上端。
特别优选的，所述步骤七中，所述高压水泵能提供的最大压强为60MPa。
特别优选的，所述步骤八中，所述的底板处的压强为11MPa，中部的压强为16MPa，上端的压强为22MPa。
特别优选的，所述步骤九中，通过切割机将所述的多维度弯曲锥形管与高压钢管分离。
特别优选的，所述步骤十中，所述的表面处理工艺为：先将所述的步骤九成型后的多维度弯曲锥形管的焊接处打磨平整，然后对整体的外表面进行拉丝处理，最后进行抛光处理。
本实施例效果：根据此方法制造的多维度弯曲锥形管，根据设计图纸拼装焊接，尺寸精准，操作简便，不需要使用钢架固定，可直接在地面进行焊接，成品不需要进行二次加工即可达到设计要求，水压合适，既能快速的使多维度弯曲锥形管的侧壁发生变形，又可以节省电能。
上面根据实施例和对比例对本发明做了详细的说明，但是本发明并不限于上述实施例和对比例，在本领域技术人员具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下做出各种变化。
Claims (4)
1.一种多维度弯曲锥形管的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：使用CATIA三维设计软件设计好需要制造的多维度弯曲锥形管的数字模型，所述的多维度弯曲锥形管横截面积最大的下端由一个平面正六边形底板封闭，并且平面正六边形底板底部的每一个边附近都设计有特定的记号，与平面正六边形底板的边相接的多维度弯曲锥形管每一个侧壁外侧的下部都设计有相同的记号；
步骤二：利用CATIA三维设计软件的GSD模块中的曲面展开命令，将所述的步骤一中设计好的锥形管数字模型的六个曲面侧壁分别展开为平面，并且将底板分离；
步骤三：按照步骤二展开后的六个侧壁和底板的图纸，在钢板上采用激光切割成相应的尺寸和形状，并在相应的位置标记相应的记号，所采用的钢板的厚度为1mm-5mm；
步骤四：将底板与任一侧壁根据相同的记号垂直焊接在一起；
步骤五：先将底板与步骤四焊接好的相邻的另一个侧壁根据相同的记号垂直焊接在一起，再将两个侧壁共同的边焊接在一起，从靠近底板的位置向上开始焊接；
步骤六：按照步骤五的方法顺时针或逆时针依次将剩余的四个侧壁焊接在一起，并将最后一个侧壁与第一个侧壁焊接在一起，均是从靠近底板的位置向上开始焊接；
步骤七：将所述的多维度弯曲锥形管的上端通过高压钢管与高压水泵密封连接，所述的高压钢管焊接在所述的多维度弯曲锥形管的上端；
步骤八：开启高压水泵通水，通过压力将所述的多维度弯曲锥形管的横截面压成圆形，所述的底板处的压强为10-12MPa，中部的压强为15-17MPa，上端的压强为21-23MPa；
步骤九：将所述的多维度弯曲锥形管与高压钢管分离，通过切割机将所述的多维度弯曲锥形管与高压钢管分离；
步骤十：对所述的多维度弯曲锥形管进行表面处理。
2.根据权利要求1所述的多维度弯曲锥形管的制造方法，其特征在于，所述步骤四至步骤七中的焊接方式为氩弧焊。
3.根据权利要求1所述的多维度弯曲锥形管的制造方法，其特征在于，所述步骤七中，所述高压水泵能提供的最大压强为60MPa。
4.根据权利要求1所述的多维度弯曲锥形管的制造方法，其特征在于，所述步骤十中，所述的表面处理工艺为：先将所述的步骤九成型后的多维度弯曲锥形管的焊接处打磨平整，然后对整体的外表面进行拉丝处理，最后进行抛光处理。
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