[发明专利]曲面钢板成形方法和曲面钢板成形设备

说明书

技术领域

本发明属于曲面钢板生产技术领域，尤其涉及一种可用于制备多曲率弯板的曲面钢板成形方法和曲面钢板成形设备。

背景技术

船舶工业是为水上交通、海洋开发及国防建设提供技术装备的战略性产业，是先进装备制造业的重要组成部分。船舶工业在国民经济中地位非常显著，被誉为“综合工业之冠”，一艘大船就像一个小镇。据统计，在国民经济116个产业部门中，船舶工业与其中的97个产业有直接联系，关联面达84％。2013年，全国造船完工量4534万载重吨(数据来源：中国产业信息网)与2012年相比，同比下降24.7％，造船完工量、新承接船舶订单量、手持船舶订单量，三大指标分别占世界市场份额的41.4％、47.9％、45.3％，继续居世界首位。我国总造船产能虽然世界领先，但在高端船舶装备研发和制造方面，与世界造船强国日本和韩国还有相当大的差距，目前我国的船舶生产设备和技术能力与世界先进水平相比，还存在一定的差距，严重制约着我国船舶工业的发展。

船体外板的加工是船舶制造的关键环节之一。各种船舶的外表面大都是复杂的、不可展的空间曲面，从外观上看是流线形的。这是因为船体为了能够获得足够的支持自重和载重量的浮力，船身既要保持水线下面有一定的容积，又要保证船舶航行的经济性。流线形的曲面是使船舶具有良好的推进性能和最小阻力的三维曲面。这种流线形的曲面由三种板材焊接而成：直板、单曲率弯板和复杂的多曲率弯板。

单曲率弯板基本都是由船用卷板机完成，国内的许多企业已经突破并完全掌握了国际领先技术的船用卷板机技术。然而，对于复杂的多曲率弯板。国内几乎所有的企业都采用水火弯板法，这种工艺方法都是由熟练工人凭借长期积累的经验手工完成，严重依赖于老工人的操作经验，自动化程度低下，精度差，更谈不上效率。

在实际生产中，水火弯板是由熟练的技术工人凭长期积累的经验现场确定加工参数并由手工完成作业。这种经验性的手工加工模式不可避免的存在着不足：首先经验的获得需要长期的积累，普通工人难以在短时期内掌握这项技术；水火弯板加工工人的技工培训不易，水平也参差不齐。其次由于水火弯板作业工人直接接触火焰和水蒸气，劳动环境恶劣，劳动强度大，青年工人大多也不愿从事这一工种，随着老工人的逐步退休，有经验的加工工人日渐匾乏，这种工艺存在断层的危险。同时，水火弯板作业工人长期直接接触火焰和水蒸气，劳动环境恶劣，劳动强度大。另外，钢板一次成形率较低，还需要手工用样板做成形质量检测，不断的进行二次或多次加工对钢板形状进行修正，不仅加长了生产时间，还不可避免的存在钢板加工质量波动较大的问题，难以实现精度控制。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种曲面钢板成形方法和曲面钢板成形设备，可用于复杂的船舶曲面钢板的成形等，其成形效果好、成形效率高、成形自动化程度高。

本发明的技术方案是：一种曲面钢板成形方法，包括以下步骤，设计曲面钢板的三维模型，根据所述三维模型获取所述曲面钢板展开至平面状态时的初始钢板形状和尺寸，并根据所述三维模型分析曲面钢板的截面轮廓形状；根据初始钢板形状和尺寸制备钢板；于所述钢板一面设置支撑吸附平台部件，于所述钢板的另一面设置冲头，所述冲头根据所述曲面钢板的截面轮廓形状确定冲头的位置和下压量，并对所述钢板实施下压动作，迫使钢板产生塑性变形并获得所需形状的曲面钢板。

可选地，所述支撑吸附平台部件包括多个矩阵排列的支撑吸附装置，每个所述支撑吸附装置包括用于吸附所述钢板的吸附盘和可以驱动所述吸附盘上下运动的驱动件，所述吸附盘与所述驱动件之间通过活动关节连接件连接。

可选地，所述吸附盘由所述驱动件带动并随着板材的变形程度而上下运动，所述冲头根据曲面钢板的截面轮廓形状移动到钢板上方，并按照曲面钢板的截面轮廓形状设定的进给量及位置进行加工。

可选地，所述冲头和所述支撑吸附装置同时运动，所述冲头下压时，外侧的两组支撑吸附装置保持不动，中间的支撑吸附装置由驱动件提供背压，使吸附盘随着钢板的变形向下移动。

可选地，所述冲头和所述支撑吸附装置同时运动，所述冲头下压时，外侧的两组支撑吸附装置由驱动件驱动而向上运动，中间的支撑吸附装置由驱动件提供背压而向下运动。

可选地，各支撑吸附装置的吸附盘的相对位置在冲头下压之前调整好，且调整好后支撑吸附装置的吸附盘保持固定不动，然后冲头再下压使钢板至吸附盘所在位置。