CN105234642A - 一种椭圆形进人门门框的加工方法 - Google Patents

一种椭圆形进人门门框的加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种椭圆形进人门门框的加工方法,以椭圆中心为圆心和焦距为半径划圆弧与椭圆形成交点Ⅰ和交点Ⅱ,过椭圆长轴顶点和交点Ⅰ、交点Ⅱ划小圆弧替代对应弧线,过椭圆短轴顶点和交点Ⅰ或交点Ⅱ及对应弧线中点划大圆弧替代对应弧线,以大、小圆弧近似构成的门框壁厚中心层为基准展开且两侧预放余量下料;将板料按大、小圆弧及预放余量划线;将板料在左、右修隔线间部分按大圆弧样板整体成形;将板料的小圆弧段上设月牙形垫块并置于卷板机上下辊间进行小圆弧成形;在校形工装钢板上划近似门框外形并用工装将已成形板料定位,用火焰配合千斤顶整体校形;将两片已校形板料去除多余部分后焊接形成门框。本发明具有简便灵活、生产效率高的特点。

Description

一种椭圆形进人门门框的加工方法
技术领域
本发明属于机械制造工艺技术领域,具体涉及一种简便灵活、生产效率高的椭圆形进人门门框的加工方法。
背景技术
在大型锅炉、下水管,以及石油钻井平台、电信发射塔、风电塔、大型桥梁检修用的内部通道等部位都设有圆形或椭圆形进人门,便于工作人员在安装、清洗、维护时进出。圆形进人门门框采用卷板机就能简单、高效的加工,但对于椭圆形进人门门框,现有技术中通常采用椭圆多段放样划线,然后分段卷制,最后对相邻两段圆弧过渡区进行过渡卷制连接,不仅放样和划线过程复杂,而且卷制过程控制繁复,卷制效率较低。目前,广泛采用热煨弯并结合机械外力弯制或使用专业轧辊机进行机械弯制,前者工艺复杂,钢板加热温度无法精确控制,煨弯加热点难以准确确定,椭圆形成型效果及观感都较差,且制作周期较长,不适宜批量制作;使用专业轧辊机弯制,虽然生产效率和精度较高,但由于需要配备专业轧辊机,不仅投入过大,而且操作复杂和维护困难,不利于单件或小批量的现场制作;此外,对于椭圆精度要求不高的进人门门框,采用专业轧辊机成形成本较高。当然,针对小批量的生产,也有采用根据椭圆弧形设置多片式弧形挡板,然后板料一端固定,另一端通过外力牵引以贴合弧形挡板而成形的方法,虽然其较为简便灵活和弧线过渡较为自然,但由于板料的回弹,造成后期校形工作量较大,而且对牵引外力也有一定的要求,弧形挡板的设置与调整过程也较为繁复,难以适应现场制作的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简便灵活、生产效率高的椭圆形进人门门框的加工方法。
本发明的目的是这样实现的:包括展开下料、划线、大圆弧成形、小圆弧成形、加热整形、拼装焊接步骤,具体包括:
A、展开下料:以椭圆形进人门门框之椭圆的中心为圆心和椭圆的焦距为半径划圆弧与椭圆任意长轴侧弧线形成交点Ⅰ和交点Ⅱ,通过椭圆之长轴顶点和交点Ⅰ、交点Ⅱ划小圆弧替代交点Ⅰ与交点Ⅱ间的椭圆弧线,通过椭圆之短轴顶点和交点Ⅰ或交点Ⅱ以及对应的椭圆弧线中点划大圆弧替代对应顶点与交点间的椭圆弧线,以两个大圆弧和一个小圆弧近似构成的半椭圆形进人门门框壁厚中心层为基准展开,同时两侧分别预放余量进行下料;
B、划线:将下料得到的板料根据大圆弧和小圆弧及预放余量展开长度分成大圆弧段、小圆弧段、左修隔段和右修隔段,分别划出上述各段间的圆弧分隔线、左修隔线和右修隔线;
C、大圆弧成形:将已划线之板料在左修隔线和右修隔线间的部分用卷板机按大圆弧样板整体卷制成形;
D、小圆弧成形:将已大圆弧成形的板料在圆弧分隔线间的部分置于卷板机上下辊间,并在所述板料上表面与卷板机的上辊间设置月牙形垫块,利用月牙形垫块配合卷板机对板料之圆弧分隔线间部分进行小圆弧成形;
E、加热整形:在整体校形工装钢板上划出由大圆弧和小圆弧近似构成的椭圆形进人门门框外形并用工装将D步骤已成形的板料在其上定位,利用千斤顶并配合火焰按照整体校形工装钢板上的近似椭圆形进人门门框进行整体校形;
F、拼装焊接:将两片已校形板料去除多余部分后焊接形成所述椭圆形进人门门框。
本发明以椭圆的中心为圆心和椭圆的焦距为半径确定近似圆弧的通过点,从而采用三段圆弧近似替代半个椭圆,即能确保近似椭圆的精度要求和成形后的观感,而且相比传统的多段放样降低了展开和划线过程的繁复,又能减少后期成形和整形的难度并能提高加工效率。通过采用卷板机先整体卷制大椭圆,然后卷制中部小椭圆,辅以后期的加热整形,相比传统的热煨弯不仅加工过程简单、快捷和易于控制,而且卷制精度较高,圆弧衔接自然,椭圆成形效果和观感都较高。而相比专业轧辊机弯制,本发明采用的卷板机应用较为广泛和成本低廉、操作简易,能够适应单件或小批量的现场制作,而且加工成本较低。相较多片式弧形挡板和一端牵引式成形技术,本发明通过卷板机直接卷制成形,可以针对板料回弹进行必要的可控制过卷修整,从而能够有效降低后期校形工作量,而且相比多片式弧形挡板的繁复设置与调整,卷板机卷制前期调整、准备过程简单。特别是根据卷制和校形的误差,最终椭圆外形将和下料尺寸存在一定偏差,本发明通过在两端预留修隔段,通过整体校形后根据需要保留适当的长度,从而确保两段椭圆弧的整体焊接尺寸满足门框设计要求。因此,本发明具有简便灵活、生产效率高的特点。
附图说明
图1为本发明工艺流程示意图;
图2为本发明之圆弧近似椭圆原理图;
图3为本发明之大圆弧成形示意图;
图4为本发明之小圆弧成形示意图;
图5为本发明之椭圆形进人门门框结构示意图;
图6为图5之板料展开示意图;
图中:1-椭圆中心,2-交点Ⅰ,3-交点Ⅱ,4-长轴顶点,5-短轴顶点,6-椭圆弧线中点,7-椭圆弧线,8-大圆弧线,9-小圆弧线,10-大圆弧段,11-圆弧分隔线,13-左修隔线,14-右修隔线,15-左直边线,16-右直边线,17-焊缝,20-小圆弧段,30-左修隔段,40-右修隔段,50-左直边段,60-右直边段,A-上辊,B-下辊,C-月牙形垫块,D-板料。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明,但不以任何方式对本发明加以限制,基于本发明教导所作的任何变更或改进,均属于本发明的保护范围。
如图1至6所示,本发明包括展开下料、划线、大圆弧成形、小圆弧成形、加热整形、拼装焊接步骤,具体包括:
A、展开下料:以椭圆形进人门门框之椭圆的中心1为圆心和椭圆的焦距为半径划圆弧与椭圆任意长轴侧弧线形成交点Ⅰ2和交点Ⅱ3,通过椭圆之长轴顶点4和交点Ⅰ2、交点Ⅱ3划小圆弧替代交点Ⅰ2与交点Ⅱ3间的椭圆弧线,通过椭圆之短轴顶点5和交点Ⅰ2或交点Ⅱ3以及对应的椭圆弧线中点6划大圆弧替代对应顶点与交点间的椭圆弧线,以两个大圆弧和一个小圆弧近似构成的半椭圆形进人门门框壁厚中心层为基准展开,同时两侧分别预放余量进行下料;
B、划线:将下料得到的板料根据大圆弧和小圆弧及预放余量展开长度分成大圆弧段10、小圆弧段20、左修隔段30和右修隔段40,分别划出上述各段间的圆弧分隔线11、左修隔线13和右修隔线14;
C、大圆弧成形:将已划线之板料在左修隔线13和右修隔线14间的部分用卷板机按大圆弧样板整体卷制成形;
D、小圆弧成形:将已大圆弧成形的板料在圆弧分隔线11间的部分置于卷板机上下辊间,并在所述板料上表面与卷板机的上辊间设置月牙形垫块,利用月牙形垫块配合卷板机对板料之圆弧分隔线11间部分进行小圆弧成形;
E、加热整形:在整体校形工装钢板上划出由大圆弧和小圆弧近似构成的椭圆形进人门门框外形并用工装将D步骤已成形的板料在其上定位,利用千斤顶并配合火焰按照整体校形工装钢板上的近似椭圆形进人门门框进行整体校形;
F、拼装焊接:将两片已校形板料去除多余部分后焊接形成所述椭圆形进人门门框。
所述椭圆形进人门门框由短轴侧的中部直边和长轴侧椭圆形区域构成,所述A步骤中的下料以大圆弧和小圆弧近似构成的半椭圆形进人门门框壁厚中心层为基准展开后,两侧分别增加所述中部直边,然后两侧再分别增加预放余量后下料。
所述B步骤中的板料展开长度还包括左直边段50、右直边段60,在所述展开板料上还划出左直边线15和右直边线16。
所述C步骤中的大圆弧成形是在板料的左直边线15和右直边线16间部分。
所述椭圆形进人门门框之展开板料的左直边段50或右直边段60长度小于所述椭圆之短轴顶点6沿门框直边段至门框中心线的距离。
所述C步骤中的大圆弧样板为一侧半径与A步骤中的大圆弧半径相同的片形样板或外侧半径与A步骤中的大圆弧半径相同的弧形样板。
所述D步骤中的月牙形垫块之下表面半径不大于A步骤中的小圆弧半径且其上表面与卷板机的上辊贴合。
所述E步骤中定位的板料校形至与整体校形工装钢板上的近似椭圆形进人门门框偏差不超过2~4mm。
所述F步骤中是将去除多余部分的板料两端按要求开槽对接,然后采用埋弧焊或气保焊多层多道焊接,焊接完成后打磨平整焊缝。
所述F步骤中门框焊接形成再次对焊接部位进行直边校形。
实施例
如图2至6所示,发电塔椭圆形进人门门框高2100mm,宽860mm,高度方向中部直边高度为500mm,普通碳钢材质,其加工步骤如下:
S100:如图2和5所示,根据门框技术资料,将门框均分为两部分,以门框之椭圆的中心1为圆心和椭圆的焦距为半径划圆弧与椭圆弧线形成交点Ⅰ2和交点Ⅱ3,通过椭圆之长轴顶点4和交点Ⅰ2、交点Ⅱ3三点划φ379.46mm的小圆弧替代交点Ⅰ2和与交点Ⅱ3间的椭圆弧线,通过椭圆之短轴顶点5和交点Ⅰ2或交点Ⅱ3以及对应的椭圆弧线中点6划φ3186.25mm大圆弧替代对应椭圆顶点和交点间的弧线,从而以两个大圆弧和一个小圆弧近似构成的半椭圆形进人门门框壁厚中心层为基准展开,两侧分别增加150mm和300mm的门框中部直边,然后两侧再分别对应增加150mm和50mm的预放修隔余量后下料;
S200:如图6所示,将下料得到的板料根据大圆弧和小圆弧及预放余量展开长度分成大圆弧段10、小圆弧段20、左修隔段30、右修隔段40、左直边段50和右直边段60,分别划出上述各段间的圆弧分隔线11、左修隔线13、右修隔线14、左直边线15和右直边线16;
S300:如图3所示,将已划线之板料在左直边线15和右直边线16间部分用卷板机按φ2083mm的大圆弧样板整体卷制成形;
S400:如图4所示,将已大圆弧成形的板料之圆弧分隔线11间的部分置于卷板机上下辊间,并在所述板料与卷板机的上辊间设置下表面直径为φ461~450mm且上表面与卷板机上辊贴合的月牙形垫块,利用月牙形垫块配合卷板机按φ461mm的小圆弧样板对板料之圆弧分隔线11间部分进行小圆弧卷制成形;
S500:利用数控喷粉设备在一块钢板上喷出由大圆弧和小圆弧近似构成的椭圆形进人门门框大样,并在钢板上焊上挡块,将已成形的两块板料定位于钢板上进行试拼,对板料形状与门框大样出入较大的部分,利用千斤顶并配合火焰对板料校形至与门框大样偏差不超过2~4mm且能够正常两侧拼接;
S600:将两片已校形符合要求的板料去除两侧多余部分,按要求对板料接头开槽后两片拼接,然后采用埋弧焊或气保焊多层多道焊接,焊接完正面后反面清根焊接,焊接完成后焊缝17打磨平整,最后再次对焊接部位进行直边校形。

Claims (9)

1.一种椭圆形进人门门框的加工方法,其特征在于包括展开下料、划线、大圆弧成形、小圆弧成形、加热整形、拼装焊接步骤,具体包括:
A、展开下料:以椭圆形进人门门框之椭圆的中心(1)为圆心和椭圆的焦距为半径划圆弧与椭圆任意长轴侧弧线形成交点Ⅰ(2)和交点Ⅱ(3),通过椭圆之长轴顶点(4)和交点Ⅰ(2)、交点Ⅱ(3)划小圆弧替代交点Ⅰ(2)与交点Ⅱ(3)间的椭圆弧线,通过椭圆之短轴顶点(5)和交点Ⅰ(2)或交点Ⅱ(3)以及对应的椭圆弧线中点(6)划大圆弧替代对应顶点与交点间的椭圆弧线,以两个大圆弧和一个小圆弧近似构成的半椭圆形进人门门框壁厚中心层为基准展开,同时两侧分别预放余量进行下料;
B、划线:将下料得到的板料根据大圆弧和小圆弧及预放余量展开长度分成大圆弧段(10)、小圆弧段(20)、左修隔段(30)和右修隔段(40),分别划出上述各段间的圆弧分隔线(11)、左修隔线(13)和右修隔线(14);
C、大圆弧成形:将已划线之板料在左修隔线(13)和右修隔线(14)间的部分用卷板机按大圆弧样板整体卷制成形;
D、小圆弧成形:将已大圆弧成形的板料在圆弧分隔线(11)间的部分置于卷板机上下辊间,并在所述板料上表面与卷板机的上辊间设置月牙形垫块,利用月牙形垫块配合卷板机对板料之圆弧分隔线(11)间部分进行小圆弧成形;
E、加热整形:在整体校形工装钢板上划出由大圆弧和小圆弧近似构成的椭圆形进人门门框外形并用工装将D步骤已成形的板料在其上定位,利用千斤顶并配合火焰按照整体校形工装钢板上的近似椭圆形进人门门框进行整体校形;
F、拼装焊接:将两片已校形板料去除多余部分后焊接形成所述椭圆形进人门门框。
2.根据权利要求1所述的椭圆形进人门门框的加工方法,其特征在于所述椭圆形进人门门框由短轴侧的中部直边和长轴侧椭圆形区域构成,所述A步骤中的下料以大圆弧和小圆弧近似构成的半椭圆形进人门门框壁厚中心层为基准展开后,两侧分别增加所述中部直边,然后两侧再分别增加预放余量后下料。
3.根据权利要求2所述的椭圆形进人门门框的加工方法,其特征在于所述B步骤中的板料展开长度还包括左直边段(50)、右直边段(60),在所述展开板料上还划出左直边线(15)和右直边线(16)。
4.根据权利要求3所述的椭圆形进人门门框的加工方法,其特征在于所述C步骤中的大圆弧成形是在板料的左直边线(15)和右直边线(16)间部分。
5.根据权利要求3所述的椭圆形进人门门框的加工方法,其特征在于所述椭圆形进人门门框之展开板料的左直边段(50)或右直边段(60)长度小于所述椭圆之短轴顶点(6)沿门框直边段至门框中心线的距离。
6.根据权利要求1所述的椭圆形进人门门框的加工方法,其特征在于所述D步骤中的月牙形垫块之下表面半径不大于A步骤中的小圆弧半径且其上表面与卷板机的上辊贴合。
7.根据权利要求1或6所述的椭圆形进人门门框的加工方法,其特征在于所述E步骤中定位的板料校形至与整体校形工装钢板上的近似椭圆形进人门门框偏差不超过2~4mm。
8.根据权利要求1所述的椭圆形进人门门框的加工方法,其特征在于所述F步骤中是将去除多余部分的板料两端按要求开槽对接,然后采用埋弧焊或气保焊多层多道焊接,焊接完成后打磨平整焊缝。
9.根据权利要求1或8所述的椭圆形进人门门框的加工方法,其特征在于所述F步骤中门框焊接形成再次对焊接部位进行直边校形。
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Applicant after: CHINA HYDRO POWER 4 BUREAU (XIANGYUN) MACHINERY ENERGY EQUIPMENT Co.,Ltd.

Address before: 672100 four Bureau of hydropower industry, Xiangyun Industry Park, Xiangyun County, Dali Bai Autonomous Prefecture, Yunnan Province

Applicant before: XIANGYUN BRANCH, GANSU HYDROPOWER HYDRAULIC MACHINERY CO.,LTD.

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Patentee after: SINOHYDRO ENGINEERING BUREAU 4 (YANGJIANG) OFFSHORE EQUIPMENT Co.,Ltd.

Address before: 672100, Yunnan Dali Bai Autonomous Prefecture Xiangyun County Xiangyun Xiangyun Industrial Park, industrial road next to

Patentee before: CHINA HYDRO POWER 4 BUREAU (XIANGYUN) MACHINERY ENERGY EQUIPMENT Co.,Ltd.

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