CN107052172B - 一种双曲度板加工方法及该方法使用的火工工装 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双曲度板加工方法，包括以下步骤：根据双曲度板加工画出横向加热线；将双曲度板固定于火工工装上，沿着横向加热线进行加热，并通过火工工装的顶杆对双曲度板施加压力；沿横向加热线加热至双曲度板成型效果明显下降时，停止沿横向加热线加热；根据双曲度板成型效果增加对角加热线；沿着对角加热线进行加热，同时通过顶杆对双曲度板施加压力，待加工至目标成型效果后停止加热。本发明还提供该方法使用的火工工装，包括底座和门架，门架设置于底座上，门架上滑动设置有驱动单元，驱动单元安装有顶杆，驱动单元电连接有电控系统。采用上述的工装，操作简便，且对双曲度板紧固效果良好；而该加工方法加工效果良好且加工效率高。

Description

一种双曲度板加工方法及该方法使用的火工工装

技术领域

本发明涉及船舶技术领域，具体涉及一种双曲度板加工方法及该方法使用的火工工装。

背景技术

水火弯板是指沿预定的加热线用氧-乙炔或者激光热源对板材进行局部线状加热，并用水跟踪冷却(或让其自然冷却)，使板产生局部塑性变形，从而将板材弯成所要求的曲面形状的一种弯板方法。水火弯板是目前大多数船舶制造，钢结构等重工企业弯制复杂曲度板和船体内部大型构件的主要工艺方法。

目前，在水火弯板加热时在传统的门型架上将板材进行加工，需要在门架横梁上临时加装千斤顶，便于加工变形后紧固板材，传统门型架需要手动调节千斤顶，对于较厚的大型的双曲度板材，传统门型架的压力较小，加工能力有限，同时，工序较为繁琐，施工过程中费时费力，效益较低。此外，传统的水火弯板加工为沿着一排平行的横向加热线对板材进行线状加热，以使得钢板在膨胀压缩过程中产生需要的弯曲变形，此种加热方法对单向曲度的板材加工效果较好，但对于双向曲度类钢板，由于其曲率较大，且有两个弯曲方向，在水火弯板的热变形到一定程度后，继续沿其横向加热线方向加热，热变形效果逐渐下降，加工效果不佳且加工效率低下，同时，对同一个区域进行反复加热将导致板材表面碳化严重，影响其外观及结构强度。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种双曲度板加工方法，该方法所使用的火工工装操作简便，且对双曲度板紧固效果良好；所述加工方法的加工效果良好且能提高加工效率，避免双曲度板表面严重碳化从而保证其外观及结构强度良好。

基于此，本发明提出了一种双曲度板加工方法，包括以下步骤：

1)根据双曲度板加工所需的变形量，于所述双曲度板表面画出横向加热线；

2)将所述双曲度板固定于火工工装上，沿着所述横向加热线对所述双曲度板进行加热，并通过所述火工工装的顶杆对所述双曲度板施加压力；

3)沿所述横向加热线加热至所述双曲度板成型效果明显下降时，停止沿所述横向加热线加热；

4)人工检测加工后的所述双曲度板，根据所述双曲度板的厚度及线性成型情况，增加对角加热线；

5)沿着所述对角加热线对双曲度板进行加热，并通过所述顶杆对所述双曲度板施加压力，待加工至目标成型效果后停止加热。

进一步地，在步骤3)中，当沿所述横向加热线每动火作业一次而所述双曲度板的曲度变形小于2mm时，停止沿所述横向加热线对所述双曲度板进行加热。

进一步地，在步骤2)和步骤5)中均采用氧-乙炔焊炬对所述双曲度板进行加热，所述氧-乙炔焊炬在加热时与所述双曲度板的夹角θ为65°-80°。

进一步地，在步骤2)和步骤5)中用氧-乙炔焊炬对所述双曲度板进行加热时，同时用水跟踪进行冷却。

进一步地，步骤4)中对角加热线的数量根据所述双曲度板的厚度、挠度及加工深度确定。

进一步地，所述双曲度板各个对角的对角加热线的数量为3-6条。

为了便于上述曲面度板加工方法的实施，本发明还提供了一种双曲度板加工方法使用的火工工装，包括底座和门架，所述门架设置于所述底座上，所述门架上滑动设置有驱动装置，所述驱动装置的下部安装有用于对所述双曲度板施加压力的顶杆，所述驱动装置电连接有电控系统。

进一步地，所述驱动装置为液压单元，所述顶杆可拆卸地安装于所述液压单元的下部。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

1、所述加工方法采用火工工装取代传统的门型架，进而避免手动调节千斤顶对双曲度板进行紧固，采用火工工装顶杆对双曲度板进行施压，操作简便且紧固效果良好，增加对角线加热，由此双曲度板沿其另一方向发生较大塑性变形，加工效果良好且提高加工效率，避免对双曲度板同一区域进行反复加热使其表面严重碳化，从而保证其外观及结构强度良好。

2、火工工装制作成本较低，工作效率高，操作简便且紧固效果良好，通过电控系统可上下自动调节顶杆的高度，进而调节顶杆与加工的双曲度板之间的紧固程度，无需占用吊车资源，节省手动调节千斤顶的繁琐工作，门架的横梁上设计有可在门架的横梁上自由单独移动的液压单元，液压单元输出压力大，可满足不同尺寸，不同厚度的双曲度板的加工要求，适用范围较广，通过电控系统及时调节液压单元的输出压力，有效提高双曲度板的加工精度。

3、当沿横向加热线每动火作业一次而双曲度板的曲度变形小于2mm时，停止沿横向加热线对双曲度板进行加热，由此可以提高加工效率，且节省反复加热所需的人力及资源，也避免了在双曲度板的同一区域反复加热。

4、氧-乙炔焊炬在加热时与双曲度板的夹角为65°-80°，从而方便操作人员操作且保证在操作过程中操作人员视线可以看到加热线，从而保证加热位置精准。

5、双曲度板各个对角的对角加热线的数量为3-6条，在保证达到弯曲变形效果的同时，数量合理且便于操作人员操作。

附图说明

图1为本发明实施例的双曲度板于火工工装上加热的结构示意图。

图2为现有技术中单一横向加热线的双曲度板结构示意图。

图3为本发明实施例中两种加热线结合的双曲度板结构示意图。

图中：1-双曲度板，2-火工工装，3-横向加热线，4-对角加热线；21-底座，22-门架，23-驱动装置，24-顶杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明：

如图1至图3所示，本实施例中的双曲度板1加工方法，包括以下步骤：

1)根据双曲度板1加工所需的变形量，于双曲度板1表面画出横向加热线3；

2)将双曲度板1固定于火工工装2上，沿着横向加热线3对双曲度板1进行加热，并通过火工工装2的顶杆24对双曲度板1施加压力，本实施例中的顶杆24为驱动装置23控制，进而对双曲度板1进行施压紧固，在加热过程中不需要调节千斤顶对双曲度板1进行紧固，使得整个操作简便且紧固效果良好；

3)沿横向加热线3加热至双曲度板1成型效果明显下降时，停止沿横向加热线3加热，需要指出的是，双曲度板1成型效果明显下降是指双曲度板1在每次加热时曲度变形量变化较小；

4)人工检测加工后的双曲度板1，根据双曲度板1的厚度及线性成型情况，增加对角加热线4；

5)沿着对角加热线4对双曲度板1进行加热，并通过顶杆24对双曲度板1施加压力，由此双曲度板1沿其另一方向发生较大塑性变形，由此提高了加工效率，待加工至目标成型效果后停止加热，相对于沿着单一的横向加热线3反复加热，此种加热方式增加的对角线加热加工效率高且效果良好，而沿着横向加热线3进行反复加热，也会使得双曲度板1表面碳化，影响其外观及结构强度。

基于以上技术方案，上述加工方法采用火工工装2取代传统的门型架，进而避免手动调节千斤顶对双曲度板1进行紧固，采用火工工装2顶杆24对双曲度板1进行施压，操作简便且紧固效果良好，增加对角线加热，由此双曲度板1沿其另一方向发生较大塑性变形，加工效果良好且提高加工效率，避免对双曲度板1同一区域进行反复加热使其表面严重碳化，从而保证其外观及结构强度良好。

进一步地，当沿横向加热线3每动火作业一次而双曲度板1的曲度变形小于2mm时，停止沿横向加热线3对双曲度板1进行加热，由此可以提高加热效率，且节省反复加热所需的人力及资源，也避免了在双曲度板1的同一区域反复加热。

本实施例在步骤2)和步骤5)中均采用氧-乙炔焊炬对双曲度板1进行加热，而氧-乙炔焊炬在氧气导管与喷嘴之间设有氧气阀，在乙炔导管与射吸管之间设有乙炔阀，射吸管连接混合气管，在混合气管的端部连接有焊嘴，在氧气导管上与乙炔导管上分别串接有氧气关闭阀及乙炔关闭阀。使用它可以提高工效，节约乙炔与氧气，并可改进焊接的安全性，且容易制造，造价低。氧-乙炔焊炬在加热时与双曲度板1的夹角θ为65°-80°，从而方便操作人员操作且保证在操作过程中操作人员视线可以看到加热线，从而保证加热位置精准。

进一步地，在步骤2)和步骤5)中用氧-乙炔焊炬对双曲度板1进行加热时，同时用水跟踪进行冷却，使得双曲度板1在加热处发生局部塑性变形，而用水冷却的方式成本低廉且操作简便。

此外，步骤4)中对角加热线4的数量根据所述双曲度板1的厚度、挠度及加工深度确定，例如一种厚度为16mm，横向弧长800mm,纵向弧长1200mm,加工深度为300mm，加工曲度为120mm的双曲度板1，各个对角的对角加热线4数量为3条。进一步地，双曲度板1各个对角的对角加热线4的数量为3-6条，对角加热线4数量太少，达不到预先的弯曲变形效果，而过多的对角加热线4会比较密集，加大操作难度，而各个对角的对角加热线4为3-6条较为合理。

为了便于上述便于实施上述的双曲度板1加工方法，本实施例还提供了一种双曲度板1加工方法使用的火工工装2，包括底座21和门架22，门架22设置于底座21上，门架22上滑动设置有驱动装置23，驱动装置23的下部安装有用于对双曲度板1施加压力的顶杆24，驱动装置23电连接有电控系统，本实施例中的火工工装2操作简便，通过电控系统可上下自动调节顶杆24的高度，进而调节顶杆24与加工的双曲度板1之间的紧固程度，无需占用吊车资源，节省手动调节千斤顶的繁琐工作，加工前准备时间由原来30分钟缩短至10分钟，有效降低施工人员劳动强度；门架22的横梁上设计有驱动装置23，通过驱动装置23上自带的滚轮构件，驱动装置23可在门架22的横梁上自由单独移动，可满足不同尺寸，不同厚度的双曲度板1的加工要求，适用范围较广；驱动装置23的输出压力可以通过电控系统及时调节驱动装置23的输出压力，有效提高双曲度板1的加工精度；该火工工装2制作成本较低，工作效率高，操作简便且紧固效果良好。

进一步地，本实施例中的驱动装置23为液压单元，顶杆24可拆卸地安装于液压单元的下部，液压单元结构稳定且能为顶杆提供较大的作用力，此外，与机械传动、电气传动相比，液压传动的各种元件，可以根据需要方便、灵活地来布置，重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快。此外，采用电液联合控制后，不仅可实现更高程度的自动控制过程，而且可以实现遥控。而顶杆24可拆卸地安装于液压单元的下部，从而使得整个装置拆卸方便，便于安装。

采用本发明实施例的双曲度板1加工方法，所述加工方法采用火工工装2取代传统的门型架，进而避免手动调节千斤顶对双曲度板1进行紧固，采用火工工装2顶杆24对双曲度板1进行施压，操作简便且紧固效果良好，增加对角线加热，由此双曲度板1沿其另一方向发生较大塑性变形，加工效果良好且提高加工效率，避免对双曲度板1同一区域进行反复加热使其表面严重碳化，从而保证其外观及结构强度良好。火工工装2制作成本较低，工作效率高，操作简便且紧固效果良好，通过电控系统可上下自动调节顶杆24的高度，进而调节顶杆24与加工的双曲度板1之间的紧固程度，无需占用吊车资源，节省手动调节千斤顶的繁琐工作，门架22的横梁上设计有可在门架22的横梁上自由单独移动的液压单元，液压单元输出压力大，可满足不同尺寸，不同厚度的双曲度板1的加工要求，适用范围较广，通过电控系统及时调节液压单元的输出压力，有效提高双曲度板1的加工精度。当沿横向加热线3每动火作业一次而双曲度板1的曲度变形小于2mm时，停止沿横向加热线3对双曲度板1进行加热，由此可以提高加工效率，且节省反复加热所需的人力及资源，也避免了在双曲度板1的同一区域反复加热。氧-乙炔焊炬在加热时与双曲度板1的夹角为65°-80°，从而方便操作人员操作且保证在操作过程中操作人员视线可以看到加热线，从而保证加热位置精准。双曲度板1各个对角的对角加热线4的数量为3-6条，在保证达到弯曲变形效果的同时，数量合理且便于操作人员操作。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种双曲度板加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)根据双曲度板加工所需的变形量，于所述双曲度板表面画出横向加热线；

2)将所述双曲度板固定于火工工装上，沿着所述横向加热线对所述双曲度板进行加热，并通过所述火工工装的顶杆对所述双曲度板施加压力；

3)当沿所述横向加热线每动火作业一次而所述双曲度板的曲度变形小于2mm时，停止沿所述横向加热线对所述双曲度板进行加热；

4)人工检测加工后的所述双曲度板，根据所述双曲度板的厚度及线性成型情况，增加对角加热线；

5)沿着所述对角加热线对双曲度板进行加热，并通过所述顶杆对所述双曲度板施加压力，待加工至目标成型效果后停止加热。

2.根据权利要求1所述的双曲度板加工方法，其特征在于，在步骤2)和步骤5)中均采用氧－乙炔焊炬对所述双曲度板进行加热，所述氧－乙炔焊炬在加热时与所述双曲度板的夹角θ为65°－80°。

3.根据权利要求2所述的双曲度板加工方法，其特征在于，在步骤2)和步骤5)中用氧－乙炔焊炬对所述双曲度板进行加热时，同时用水跟踪进行冷却。

4.根据权利要求1所述的双曲度板加工方法，其特征在于，步骤4)中所述对角加热线的数量根据所述双曲度板的厚度、挠度及加工深度确定。

5.根据权利要求4所述的双曲度板加工方法，其特征在于，所述双曲度板各个对角的对角加热线的数量为3－6条。