肋骨冷弯加工中提高材料利用率的方法

摘要

一种肋骨冷弯加工中提高材料利用率的方法，通过截取待加工肋骨零件上中间部分线型作为新待弯曲加工肋骨零件进行弯曲加工，型材在冷弯设备上完成弯曲操作结束后，型材起始端和结束端的荒料分别用作肋骨零件的首尾部分，使得荒料得以利用，同时保证所弯制的肋骨零件满足装配要求。简单、易行、可靠，提高了材料利用率，所弯制的肋骨成型精度满足装配误差标准，适用于船舶的肋骨弯曲加工。

权利要求

1.一种肋骨冷弯加工中提高材料利用率的方法，其特征在于：包含以下步骤：(1)、准备待弯曲加工肋骨零件线型；

(2)、在肋骨零件线型上取插值点，使得从起始端点到第一插值点的曲线弧长等于加工起始端荒料长；

(3)、若起始端点、第一插值点间曲线的加工起始端曲线圆弧拱高≤ε，ε为装配允许误差，则取第一插值点为新的弯曲起点，否则起点仍为起始端点；

(4)、在肋骨零件线型上取第二插值点，使得从末端点到第二插值点的曲线弧长等于加工结束端荒料长；

(5)、若第二插值点、末端点间曲线的加工结束端曲线圆弧拱高≤ε，则取第二插值点为新的弯曲末端点，否则末端点仍为原末端点；

(6)、在肋骨零件线型上截取新的起始端点和结束端点之间的线型作为新待弯曲加工肋骨零件线型，并记录加工起始端荒料长和加工结束端荒料长，作为肋骨零件端线偏移量；

(7)、用新待弯曲加工肋骨零件的肋骨零件线型弯曲加工肋骨零件；

(8)、设备弯曲操作结束后，以加工起始端荒料长和加工结束端荒料长作为偏移量分别在零件两端划线，即可得到符合要求的肋骨零件。

说明书

肋骨冷弯加工中提高材料利用率的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种肋骨冷弯加工的方法，特别是涉及一种能够在肋骨冷弯加工中提高材料利用率的方法。

背景技术

[0002] 肋骨等型材零件弯曲加工是船体零件加工中的重要环节，肋骨加工的质量与效率，直接影响船舶建造的质量与周期。肋骨冷弯机经过三十多年的研究开发，逐渐完善，目前已在造船生产中得到广泛应用，近年来数控肋骨冷弯机已成为船厂新建和老厂改造的首选设备。在造船生产中，肋骨冷弯机明显提高了型材成型加工的效率和质量。但是随之而来的一个问题是，肋骨零件加工完成后在型材两端留下长为300～800mm的荒料，切除下来的荒料很难再直接使用，造成浪费。

[0003] 根据有关文献，采用三支点弯曲方法弯曲加工肋骨等型材零件时，对于一个加工段，中间长为S的型材发生塑性变形，两端各有一段至少长约L/3的型材在卸载后发生回弹，为弹性变形区。通过进料长度控制，整根型材加工完成后，在两端各留下一段荒料，长约L/3。

[0004] 由于弯曲设备机械结构的要求，型材两端实际荒料长度要大于理论值。对于数控肋骨冷弯机，目前一般采用夹手夹持型材，因此起始端的荒料长度又有所增加。根据目前在造船企业使用的2500～6000kN程控/数控肋骨冷弯机的统计资料，这两段荒料长为300～800mm，由于很难再直接使用，造成浪费。

发明内容

[0005] 本发明的目的是为肋骨弯曲加工生产提供一种提高材料利用率的方法，适用于三支点和四支点弯曲原理，程控(PLC)和数控(CNC)肋骨冷弯加工，所弯制的肋骨成型精度满足装配误差标准。

[0006] 为了实现上述目的，本发明通过截取待加工肋骨零件上中间部分线型作为新待弯曲加工肋骨零件进行弯曲加工，型材在冷弯设备上完成弯曲操作结束后，型材起始端和结束端的荒料分别用作肋骨零件的首尾部分，使得荒料得以利用，同时保证所弯制的肋骨零件满足装配要求。

[0007] 根据对船舶肋骨、纵骨等零件线型的统计分析，型材零件两端的线型主要可分为以下三类：

[0008] (I)端部线型为直线；

[0009] (II)端部线型为曲率半径很大的平坦曲线，工程上可以直接用直线近似替代；

[0010] (III)端部线型为曲线。

[0011] 对于具有第(I)和(II)类线型特征的肋骨零件，弯曲加工时，原本是荒料的端部可以直接用作零件的起始端和结束端。对于第(III)类，需对端部线型进行分析。起始端AB和结束端CD，可以近似为圆弧，加工起始端曲线圆弧拱高h1≤ε，加工结束端曲线圆弧拱高h2≤ε(ε为装配允许误差)，时，肋骨零件端部线型可近似为直线，因此可以用本发明进行加工。当加工起始端曲线圆弧拱高h1≤ε，加工结束端曲线圆弧拱高h2≤ε，时，荒料无法利用。

[0012] 本发明的技术方案包含以下步骤：

[0013] 1、准备待弯曲加工肋骨零件线型；

[0014] 2、在肋骨零件线型上取第一插值点，使得从起始端点到第一插值点的曲线弧长等于加工起始端荒料长；

[0015] 3、若起始端点、第一插值点间曲线的加工起始端曲线圆弧拱高≤ε，ε为装配允许误差，则取第一插值点为新的弯曲起点，否则起点仍为起始端点；

[0016] 4、在肋骨零件线型上取第二插值点，使得从末端点到第二插值点的曲线弧长等于加工结束端荒料长；

[0017] 5、若第二插值点、末端点间曲线的加工结束端曲线圆弧拱高≤ε，则取第二插值点为新的弯曲末端点，否则末端点仍为原末端点；

[0018] 6、在肋骨零件线型上截取新的起始端点和结束端点之间的线型作为新待弯曲加工肋骨零件线型，并记录加工起始端荒料长和加工结束端荒料长，作为肋骨零件端线偏移量；

[0019] 7、用新待弯曲加工肋骨零件的肋骨零件线型弯曲加工肋骨零件；

[0020] 8、设备弯曲操作结束后，以加工起始端荒料长和加工结束端荒料长作为偏移量分别在零件两端划线，即可得到符合要求的肋骨零件。

[0021] 本发明的优点是简单、易行、可靠，提高了材料利用率，在端部最大误差ε≤1mm时，荒料利用率超过70％，所弯制的肋骨成型精度满足装配误差标准。附图说明：

[0022] 图1为本发明中在肋骨零件线型上截取新待弯曲加工肋骨零件的原理示意图。

[0023] 图2为本发明弯曲起始端部分曲线拱高示意图。

[0024] 图3为本发明弯曲末端部分曲线拱高示意图。

[0025] 其中：1-起弯端；2-肋骨零件；3-末弯段；4-肋骨零件线型；L1-加工起始端荒料长；R1-加工起始端曲线圆弧半径；h1-加工起始端曲线圆弧拱高；L2-加工结束端荒料长；R2-加工结束端曲线圆弧半径；h2-加工结束端曲线圆弧拱高。
具体实施方式：

[0026] 本发明的实施包含以下具体步骤：

[0027] 1、准备待弯曲加工肋骨零件线型；

[0028] 2、在肋骨零件线型上取第一插值点，使得从起始端点到第一插值点的曲线弧长等于加工起始端荒料长；

[0029] 3、若起始端点、第一插值点间曲线的加工起始端曲线圆弧拱高≤ε，ε为装配允许误差，则取第一插值点为新的弯曲起点，否则起点仍为起始端点；

[0030] 4、在肋骨零件线型上取第二插值点，使得从末端点到第二插值点的曲线弧长等于加工结束端荒料长；

[0031] 5、若第二插值点、末端点间曲线的加工结束端曲线圆弧拱高≤ε，则取第二插值点为新的弯曲末端点，否则末端点仍为原末端点；

[0032] 6、在肋骨零件线型上截取新的起始端点和结束端点之间的线型作为新待弯曲加工肋骨零件线型，并记录加工起始端荒料长和加工结束端荒料长，作为肋骨零件端线偏移量；

[0033] 7、用新待弯曲加工肋骨零件的肋骨零件线型弯曲加工肋骨零件；

[0034] 8、设备弯曲操作结束后，以加工起始端荒料长和加工结束端荒料长作为偏移量分别在零件两端划线，即可得到符合要求的肋骨零件。