1、第四章 船體鋼料加工4.1 構件的成組分類方法船體鋼料加工的基本概念：船體鋼料加工的基本概念：船體鋼料加工：船體鋼料加工：鋼材預處理鋼材預處理矯平、表面清理、防護矯平、表面清理、防護邊緣加工邊緣加工邊緣切割、焊接坡口邊緣切割、焊接坡口成形加工成形加工加工成船體需要的折角、加工成船體需要的折角、 折邊、曲面形狀折邊、曲面形狀4-1構件的成組分類方法 一、成組技術的概念： 以零件的結構特征結構特征（形狀、尺寸）、加工方法加工方法工藝流程工藝流程的相似性為基礎，打破產品界限，將生產的全部零件進行編碼，然后將相似零件匯集成若干不同的零件組，使生產批量增大；在此基礎上，按照每一零件組的加工要求，制定最佳

2、工藝路線；有目的的選擇生產人員設備，建立成組生產單元或生產線；進而采取合理的計劃方式、組織方式嚴密的控制手段，確保均衡的、高效的完成生產任務。成組技術的實質：以數字或符號對船舶零件的形狀及結構特點、加工裝配方法、安裝階段及區域等特征進行描述的一套特定的規則，作為組織生產進行管理的依據二、對船體構件進行分類成組的方法對船體構件分組： 邊緣形狀各邊均為直邊構件至少一邊為曲線邊緣有開口或內部有開口尺寸大件小件2）剖面類型1）形狀特征板材型材肘板？肘板？縱桁？縱桁？3）制造工藝）制造工藝 對于船體構件的分類成組，只要根據構件的形狀特征、對于船體構件的分類成組，只要根據構件的形狀特征、尺寸規律和材料剖面

3、類型等因素建立分類方法，就可以相應尺寸規律和材料剖面類型等因素建立分類方法，就可以相應地反映工藝特性的相似性要求。地反映工藝特性的相似性要求。4）設備條件）設備條件 船體車間的加工設備條件（如設備類型、數量、技術參數船體車間的加工設備條件（如設備類型、數量、技術參數等等 ）、加工方法和工藝習慣等，對確立分類成組方法也有著一）、加工方法和工藝習慣等，對確立分類成組方法也有著一定的影響。定的影響。11111122222233333344444455_直邊扁平直邊扁平曲邊扁平曲邊扁平曲邊折邊彎曲件曲邊折邊彎曲件型材型材直邊折邊彎曲件直邊折邊彎曲件表表4-2分組方法的不足之處：分組方法的不足之處：1）

4、各組構件數量過少，不能形成較大批量生產）各組構件數量過少，不能形成較大批量生產 2）分組太細，專業性太強，成組生產單元適應產品變化）分組太細，專業性太強，成組生產單元適應產品變化 的應變能力差的應變能力差 3）組數過多，車間的場地和設備難以滿足城組布置的要求）組數過多，車間的場地和設備難以滿足城組布置的要求 4）對于板材構件邊緣加工前的）對于板材構件邊緣加工前的套料套料工作帶來一定的不利工作帶來一定的不利 因素？因素？ 這是因為，不是以大件和小件的搭配套料，板材的利用率較低；這是因為，不是以大件和小件的搭配套料，板材的利用率較低； 但若按大、小件搭配套料，勢必會使一塊套料板材要由多個成但若按大

5、、小件搭配套料，勢必會使一塊套料板材要由多個成組生產單元來完成邊緣加工工作，這又失去了成組技術的意義組生產單元來完成邊緣加工工作，這又失去了成組技術的意義 預處理預處理號料及套料號料及套料邊緣切割邊緣切割割孔割孔刨邊刨邊折邊折邊冷彎輥彎、壓彎冷彎輥彎、壓彎熱彎熱彎4-2 鋼材預處理鋼材的預處理鋼材的預處理 ：從鋼材倉庫里領取出來的鋼板和型從鋼材倉庫里領取出來的鋼板和型鋼，需要經過矯正和表面清理與防護后，才能進行船體零件鋼，需要經過矯正和表面清理與防護后，才能進行船體零件的號料工作，然后根據號料時所畫的有關線條，依次進行切的號料工作，然后根據號料時所畫的有關線條，依次進行切割割(機械剪切或氧炔氣

6、割機械剪切或氧炔氣割)和彎制成所需要的船體構件。和彎制成所需要的船體構件。因此，號料前的因此，號料前的鋼材矯正鋼材矯正和和表面清理與防護表面清理與防護為鋼材預處理為鋼材預處理 。一、鋼材的矯正1、鋼材變形的原因： 造船使用的鋼板和型材，由于造船使用的鋼板和型材，由于受軋時壓延不均受軋時壓延不均、軋制后冷軋制后冷卻收縮不均卻收縮不均以及以及運輸、貯存運輸、貯存過程中各種因素影響，常常產生過程中各種因素影響，常常產生波浪形、局部凹凸和各種扭曲變形。波浪形、局部凹凸和各種扭曲變形。2、鋼材變形的影響：、鋼材變形的影響：（1）影響號料、氣割及其他加工工序的正常進行，降低加）影響號料、氣割及其他加工工序

7、的正常進行，降低加 工精度；工精度；（2）在焊接時還會產生附加應力或構件失穩而影響構件的）在焊接時還會產生附加應力或構件失穩而影響構件的 強度。強度。鋼材矯正的方法：鋼材矯正的方法：一般用多錕矯平機矯正鋼板的變形，用型材矯直機矯正型一般用多錕矯平機矯正鋼板的變形，用型材矯直機矯正型材的變形。材的變形。3、鋼板的矯正原理、鋼板的矯正原理（1）、矯平機的結構：）、矯平機的結構： 上下輥列平行且軸輥可以調節的矯平機上下輥列平行且軸輥可以調節的矯平機適合于厚板適合于厚板 （2）上下輥列不平行的矯平機）上下輥列不平行的矯平機適合于薄板適合于薄板（厚度在（厚度在3mm以下的鋼板）以下的鋼板） （3）扁鋼或

8、小塊板材，也可在矯正機上矯正，只要將相）扁鋼或小塊板材，也可在矯正機上矯正，只要將相同厚度的扁鋼或小塊板材放在一塊用作襯墊的鋼板上，然同厚度的扁鋼或小塊板材放在一塊用作襯墊的鋼板上，然后使之通過矯正機，便能矯平（有時也需來回若干次）。后使之通過矯正機，便能矯平（有時也需來回若干次）。小塊板材在矯平機上矯正小塊板材在矯平機上矯正 4、鋼板的平整要求、鋼板的平整要求 對于已矯正的鋼板，應根據規定的技術標準進行檢驗。對于已矯正的鋼板，應根據規定的技術標準進行檢驗。矯矯正后鋼板允許翹曲度如下表：正后鋼板允許翹曲度如下表：鋼板厚度（mm)356891112以上允許翹曲度（mm/m)3.02.52.01.

9、55、型鋼的矯正工藝、型鋼的矯正工藝 型鋼主要是用型材矯直機（撐床）進行矯正的。機床型鋼主要是用型材矯直機（撐床）進行矯正的。機床的工作部分是兩個支撐和一個推撐的工作部分是兩個支撐和一個推撐,支撐沒有動力傳動，支撐沒有動力傳動，但兩個支撐之間的間距可以按照需要進行調節。推撐裝但兩個支撐之間的間距可以按照需要進行調節。推撐裝在一個能作水平往復運動的滑塊上，由電動機通過減速在一個能作水平往復運動的滑塊上，由電動機通過減速器或由氣動裝置來帶動著作水平往復運動。器或由氣動裝置來帶動著作水平往復運動。 在矯正型鋼在矯正型鋼時，將型鋼靠在兩個支撐上，支撐之間的型鋼受到推撐時，將型鋼靠在兩個支撐上，支撐之間

10、的型鋼受到推撐作用力的作用而產生變形，以實現矯正型鋼的目的。作用力的作用而產生變形，以實現矯正型鋼的目的。 二、鋼材的表面清理防護二、鋼材的表面清理防護 所謂表面清理所謂表面清理系指清除鋼材表面的氧化皮和鐵銹，俗稱除系指清除鋼材表面的氧化皮和鐵銹，俗稱除銹。船用鋼材在鋼廠熱軋時，會跟空氣中的氧氣直接起氧化銹。船用鋼材在鋼廠熱軋時，會跟空氣中的氧氣直接起氧化反應，在表面形成一層完整的，致密的反應，在表面形成一層完整的，致密的氧化皮氧化皮。在以后的運。在以后的運輸貯存中，鋼材表面會吸附空氣中的水分，由于鋼中含有一輸貯存中，鋼材表面會吸附空氣中的水分，由于鋼中含有一定比例的碳和其它元素，因而在鋼材的

11、表面會形成無數的微定比例的碳和其它元素，因而在鋼材的表面會形成無數的微電池而發生電化銹蝕，使鋼材表面產生電池而發生電化銹蝕，使鋼材表面產生銹斑銹斑。 所謂防護所謂防護指航行中的船舶受到大自然中大氣、水及海水、指航行中的船舶受到大自然中大氣、水及海水、鹽霧等的腐蝕，海船還要受到海洋附著生物的侵害。根據介鹽霧等的腐蝕，海船還要受到海洋附著生物的侵害。根據介質的種類，腐蝕過程可以分為質的種類，腐蝕過程可以分為化學腐蝕化學腐蝕和和電化學腐蝕電化學腐蝕兩大類。兩大類。 用于鋼材預處理的拋丸法和酸洗法；用于鋼材預處理的拋丸法和酸洗法；用于二次除銹的分段噴丸法和帶銹底漆；用于二次除銹的分段噴丸法和帶銹底漆；

12、用于修船的水力除銹法用于修船的水力除銹法手工敲鏟法等。手工敲鏟法等。鋼材的表面防護鋼材的表面防護是指經除銹后的原材料表面涂刷防銹底漆的是指經除銹后的原材料表面涂刷防銹底漆的工藝過程。工藝過程。1、目前船廠中采用的鋼材表面清理方式：、目前船廠中采用的鋼材表面清理方式：（一）、原材料拋丸法（一）、原材料拋丸法 經過拋丸清理后的鋼材應及時進行防護處理，一般根經過拋丸清理后的鋼材應及時進行防護處理，一般根據濕度的不同，拋丸清理與防護處理之間的允許間隔時據濕度的不同，拋丸清理與防護處理之間的允許間隔時間為間為1020min。因此，在此間隔時間內必須對清理好。因此，在此間隔時間內必須對清理好的鋼材進行防護

13、處理。步驟如下：的鋼材進行防護處理。步驟如下： 1）用經過驅除水分油脂的壓縮空氣，把除銹后的鋼）用經過驅除水分油脂的壓縮空氣，把除銹后的鋼材表面吹凈；材表面吹凈； 2）涂刷防護底漆）涂刷防護底漆。效率高，可達效率高，可達800平方米平方米/小時，但不適合小時，但不適合清理厚度在清理厚度在5mm以下的薄板，因其易引起變形以下的薄板，因其易引起變形（二）、化學除銹法（二）、化學除銹法 化學除銹法通常是指多工序的酸洗法，一般船體結構鋼化學除銹法通常是指多工序的酸洗法，一般船體結構鋼材的酸洗除銹鱗化防護的工藝流程如下：材的酸洗除銹鱗化防護的工藝流程如下： 酸洗除銹酸洗除銹冷水沖洗冷水沖洗中和處理中和處

14、理冷水沖洗冷水沖洗鱗化處鱗化處理理熱水沖洗熱水沖洗自然干燥自然干燥 酸液溶度與處理溫度、時間關系曲線用于薄板，處理管子、舾裝件形狀復雜的零部件，作為拋丸除銹的補充（三）、分段噴丸法三）、分段噴丸法 分段除銹多用于分段表面銹斑的清理，屬于分段除銹多用于分段表面銹斑的清理，屬于二次除銹二次除銹。它是利用風管中高速流動的壓縮空氣將鐵丸噴射到鋼板它是利用風管中高速流動的壓縮空氣將鐵丸噴射到鋼板表面上，使銹層和氧化皮剝離下來，從而達到除銹的目表面上，使銹層和氧化皮剝離下來，從而達到除銹的目的。的。 （四）、帶銹底漆（四）、帶銹底漆 帶銹底漆又稱反應底漆，它涂刷在生銹鋼材表面上后帶銹底漆又稱反應底漆，它涂

15、刷在生銹鋼材表面上后能與鐵銹發生反應，生成一層具有保護能力的薄膜，并成能與鐵銹發生反應，生成一層具有保護能力的薄膜，并成為底漆，不僅可作二次除銹用，還可作整船涂裝用。為底漆，不僅可作二次除銹用，還可作整船涂裝用。2、船體除銹方法的比較（1）除銹質量）除銹質量拋丸法：能全部除去氧化皮銹層，但薄板易變形酸洗法：鋼板發白，表面光滑，油漆附著力較拋丸差，操作控制不當會造成鋼板過蝕除銹質量不能很好滿足新型底漆的要求分段拋丸：能全部除去氧化皮銹層，清理后的鋼板表面呈暗灰色、粗糙度均勻，能增強油漆的附著力但薄板易變形手工除銹：質量差，很難除掉氧化皮（2）、設備、成本及效率）、設備、成本及效率 拋丸法：設備復

16、雜，成本很低，效率很高，一般為60200m2/h，最高達800m2/h酸洗法： 設備較大，成本與拋丸相近；40100m2/h分段噴丸： 設備簡單，成本與手工除銹相近效率為615m2/h手工除銹：工具簡單，成本低，效率為0.50.75m2/h（3）、工藝特點拋丸法：1）生產過程短，可自動控制；2）從原材料處理開始，組成矯正、除銹、涂底漆、烘干流水線，可與號料、切割、加工的流水線銜接，形成整個船體制造生產線；3）利于鋼材的保養集中管理酸洗法：1）工序繁多，且工藝過程不連續，不便于組成生產流水線；2）處理鋼材的尺寸受槽池尺度限制；3）需對廢酸進行處理分段噴丸：1）工藝過程不連續，分段尺寸受噴丸房限制

17、，不能適應大型船舶的需要，更不能適合建立自動流水線2）艙內噴丸不易清理三、鋼材預處理流水線三、鋼材預處理流水線 由鋼材的矯正、除銹、噴漆、烘干等工序形成的自動作業由鋼材的矯正、除銹、噴漆、烘干等工序形成的自動作業流水線。流水線。四、習題四、習題1、船體構件的分類成組方法主要取決于那些因素？、船體構件的分類成組方法主要取決于那些因素？2、船體構件分類成組對套料的影響是怎樣的？如何解決？、船體構件分類成組對套料的影響是怎樣的？如何解決？3、船材在水中腐蝕形式有哪幾種？、船材在水中腐蝕形式有哪幾種？4、鋼材預處理是、鋼材預處理是 和和 與與 ；5、鋼材表面有、鋼材表面有 、 、 和和 等缺陷；等缺陷

18、；6、簡述鋼材矯正原理；、簡述鋼材矯正原理；7、簡述鋼材腐蝕原理；、簡述鋼材腐蝕原理；8、鋼材變形的主要原因是什么？、鋼材變形的主要原因是什么？9、鋼材表面除銹的方法有哪幾種？各有什么特點？、鋼材表面除銹的方法有哪幾種？各有什么特點？10、什么叫鋼材的預處理？、什么叫鋼材的預處理？4-3 船體構件的邊緣加工邊緣加工邊緣加工 鋼材經過預處理號料畫線后，按其要求制造成各種船體構件的邊緣鋼材經過預處理號料畫線后，按其要求制造成各種船體構件的邊緣切割過程切割過程邊緣加工：邊緣加工：邊緣的切割和開焊接坡口，船體構件的邊緣可分為直線邊緣邊緣的切割和開焊接坡口，船體構件的邊緣可分為直線邊緣和曲線邊緣，較厚的

19、船體構件焊接前需在邊緣開坡口，其坡口形式按和曲線邊緣，較厚的船體構件焊接前需在邊緣開坡口，其坡口形式按焊接規范要求可分為焊接規范要求可分為I型、型、V型、型、K型、型、X型和型和U型等。型等。 邊緣加工方法：邊緣加工方法：機械切割法：剪切，沖孔，刨邊，銑邊等。機械切割法：剪切，沖孔，刨邊，銑邊等。化學切割法：氣割。化學切割法：氣割。物理切割法：等離子切割，激光切割等。物理切割法：等離子切割，激光切割等。機械剪切原理：機械剪切原理： 剪切工件的過程是將材料放在剪刃之間，由外力（人工、剪切工件的過程是將材料放在剪刃之間，由外力（人工、機械、液壓等）帶動兩刃作相對運動，從而對材料施加一定的機械、液壓

20、等）帶動兩刃作相對運動，從而對材料施加一定的剪力，當剪力超過材料的強度極限時，材料就發生變形，最終剪力，當剪力超過材料的強度極限時，材料就發生變形，最終沿刃口斷裂分離。沿刃口斷裂分離。 機械剪切的變形過程：彈性變形階段塑性變形階段斷裂階段機械剪切的特點： 適應性強適應性強(適應中、低碳鋼、鋁、銅、不銹鋼適應中、低碳鋼、鋁、銅、不銹鋼)； 加工經濟、損耗??；加工經濟、損耗小； 加工速度快、成本低；加工速度快、成本低； 加工時有扭轉、彎曲變形；加工時有扭轉、彎曲變形； 剪切曲線時效率低；剪切曲線時效率低； 噪音大，勞動強度大。噪音大，勞動強度大。 幾種常用的機械剪切機床：1、斜刃龍門剪床：、斜刃龍

21、門剪床：剪切的主要工藝要求：1）剪切前應根據構件的尺度和邊緣特征選擇合適的剪切機選擇合適的剪切機床床，并核對機床的工作能力是否滿足所剪材料的要求，同時還應根據構件的厚度調整上下刀片的間隙，并使其沿整個刀片長度內保持一致； 2）當一張鋼板上排列多個構件時，應根據其排列情況預先確定剪切順序確定剪切順序，以便能順利地進行操作。 3）剪切時，應使構件的剪切線與下刀口邊緣嚴格對準剪切線與下刀口邊緣嚴格對準，以保證剪切邊緣不發生偏差；對邊緣不再加工的構件（如肘板），其剪斷位置與劃線位置的偏移應不超過1.0mm，端面不垂直度應不超過5。剪切順序 氣割：指氧氣割：指氧乙炔切割或氧乙炔切割或氧丙烷切割。丙烷切割

22、。實質：金屬在氧氣中燃燒。實質：金屬在氧氣中燃燒。過程：預熱過程：預熱燃燒燃燒去渣三個階段。去渣三個階段。 金屬能夠進行氣割的條件： 被割金屬的燃點應低于其熔點。這是最基本的可割條件被割金屬的燃點應低于其熔點。這是最基本的可割條件 氧化物的熔點應低于金屬熔點，并且具有良好的流動性。氧化物的熔點應低于金屬熔點，并且具有良好的流動性。 金屬在氧氣中的燃燒是放熱反應，且應能放出較大的熱量。金屬在氧氣中的燃燒是放熱反應，且應能放出較大的熱量。 金屬的導熱率不應過高。金屬的導熱率不應過高。 金屬中不應含有使氣割過程惡化的雜質。金屬中不應含有使氣割過程惡化的雜質。 氣割的主要工藝要求 （1）割前應根據工件

23、厚度選擇合適的割嘴。）割前應根據工件厚度選擇合適的割嘴。（2）切割薄板的割嘴宜后傾）切割薄板的割嘴宜后傾3045，切割厚板時割，切割厚板時割嘴宜前傾嘴宜前傾1020。（3）為了減小零件在氣割時的熱變形，操作中應遵循：）為了減小零件在氣割時的熱變形，操作中應遵循：大型零件的切割，應先從短邊開始；在同一張鋼板上切大型零件的切割，應先從短邊開始；在同一張鋼板上切割不同尺寸的零件時，應先割小件，后割大件；切割不割不同尺寸的零件時，應先割小件，后割大件；切割不同形狀的零件時，應先割較復雜的零件，后割較簡單的同形狀的零件時，應先割較復雜的零件，后割較簡單的零件。零件。常用氣割方法 1、直線邊緣構件的氣割：

24、、直線邊緣構件的氣割：2、曲線邊緣構件的氣割：、曲線邊緣構件的氣割：等離子切割的優點習題1、氣割的三個階段指、氣割的三個階段指 、 和和 ；2、除了激光切割法之外，船廠已經較廣泛采用的能切割、除了激光切割法之外，船廠已經較廣泛采用的能切割銅、鋁、不銹鋼和各種高溫難熔金屬的切割技術銅、鋁、不銹鋼和各種高溫難熔金屬的切割技術是是 。 3、氣割的原理是什么？氣割是怎樣達到切割金屬的目的、氣割的原理是什么？氣割是怎樣達到切割金屬的目的的？的？4、簡述金屬氧割的幾個條件；、簡述金屬氧割的幾個條件；4-4 船體型材構件的成形加工成形加工：板材型材成形加工兩種成形加工：板材型材成形加工兩種常用型材種類常用型

25、材種類扁鋼、角鋼、球扁鋼、扁鋼、角鋼、球扁鋼、T型鋼型鋼型材構件型材構件肋骨，橫梁，縱骨等。（其中：肋骨彎肋骨，橫梁，縱骨等。（其中：肋骨彎曲工作量最大）曲工作量最大） 直形型鋼直形型鋼 如圍壁加強筋、平臺橫梁、甲板縱骨、如圍壁加強筋、平臺橫梁、甲板縱骨、平行中體舷側肋骨和艙壁加強筋等。平行中體舷側肋骨和艙壁加強筋等。 曲形型鋼曲形型鋼 如普通肋骨、甲板橫梁、斜橫梁和底部如普通肋骨、甲板橫梁、斜橫梁和底部縱骨等?？v骨等。 扭曲型鋼扭曲型鋼 如扭曲的底部和舷側縱骨等。如扭曲的底部和舷側縱骨等。型鋼彎曲加工的特點型鋼彎曲加工的特點 型材彎曲加工屬于塑性彎曲。塑性彎曲時的應力應變狀型材彎曲加工屬于塑

26、性彎曲。塑性彎曲時的應力應變狀態是復雜的，同時由于材料強化，數學分析比較困難，在過態是復雜的，同時由于材料強化，數學分析比較困難，在過去的理論研究和公式推導中，大都作過這樣或那樣假設，忽去的理論研究和公式推導中，大都作過這樣或那樣假設，忽略了一些因素，所得的結論和公式是略了一些因素，所得的結論和公式是近似的近似的。因此，在解決。因此，在解決生產實際問題時，需視工況加以具體分析，合理運用其結論生產實際問題時，需視工況加以具體分析，合理運用其結論與公式。與公式。 型材彎曲加工復雜現象：1.由于實際材料是不均勻的，故即使其它影響因素不考慮，這一不均勻因素也將導致彎曲回彈的復雜性，使預計回彈量困難。2

27、.肋骨常用球扁鋼和不等邊角鋼等制成，由于這類型材的截面不對稱，彎曲加工時，往往產生“旁彎”的有害變形，使矯正工作量增大。3.由于船用型材的腹板腹板高度相對較大，而板厚較小，在反彎時腹板邊緣處受壓應力作用，常會因剛性不足而發生失穩，產生皺折。4.對于面板較薄的角鋼等，在彎曲加工時由于面板中的切向應力作用，不論角鋼在正彎和反彎情況下，均會形成“倒邊”的合力，使面板與腹板間的夾角變小。 這些都是在研究設計型材彎曲機時所必須注意的問題。一、肋骨成形方法及其分類（一）典型的肋骨彎曲成形的方法 型材矯直機冷彎； 三輪滾彎機滾彎； 多模頭一次成形數控肋骨拉彎機冷彎； 三支點肋骨冷彎機冷彎； 純彎曲原理肋骨冷

28、彎機冷彎； 手工熱彎； 中頻加熱肋骨彎曲淬火機熱彎冷彎成形方法的分類 1、按是否預熱分類冷彎加工：冷彎加工：常溫下直接施加外力。如。熱彎加工：熱彎加工：將型材加熱使其塑性增加再施加外力。如、2、按型鋼進給方式分類連續進給連續進給：適合加工圓弧形肋骨，但對加工任意曲線形狀肋骨時，操作復雜。如、。逐段進給：逐段進給：進給一段彎曲一段。優點：設備簡單，易實現自動控制。如、。國內最常見的方法。一次成形：一次成形：整根肋骨一次成形。優點：自動化程度高；缺點：設備龐大、投資多，不易預計回彈量，如3、按型鋼受力狀況分類拉彎原理拉彎原理：比較少見，如數控肋骨拉彎機，適合加工低腹板型鋼。容易使型材受到破壞。集中

29、力彎曲集中力彎曲原理；傳統方法，有3個支點，又稱三支點彎曲，多數肋骨冷彎機應用這種原理。純彎曲純彎曲原理：梁的斷面上只受彎矩而不受剪力作用產生平面彎曲。二、型材構件的冷彎成形1、三支點逐段進給式肋骨冷彎機工作原理：三支點集中力彎曲。優缺點：設備簡單、使用較普遍。肋骨上壓痕大，加工效率不高。2、純彎曲原理肋骨冷彎機工作原理：四支點純彎曲。優點：加工質量好：用不同曲率的圓弧段擬合肋骨曲線，光順性較好；載荷作用在型材上的壓痕減少。加工效率高：型材塑性變形區較大，可增多每次進給長度。進床性能比較完善：既可成對加工也可單根加工；能矯正旁彎變形；型材進給操作靈活。三、肋骨冷彎成形中的控制與檢測型材彎曲的要

30、求：型材彎曲的要求： 使其腹板邊緣曲型與要求的肋骨曲線一致，在加工過程中反復檢查和測量。 在未實現數控的肋骨冷彎的情況下，有以下幾種控制成形的方法：1、用鐵樣（或樣板）人工對樣 事先按放樣臺上的肋骨型線彎制好鐵樣或制作好樣板，在肋骨加工過程中，用它反復的檢查（校對）所彎曲肋骨的腹板邊緣，看其是否與鐵樣（或樣板）的型線一致。缺點：制作鐵樣（樣板）費工費料，操作相當繁復。2、逆直線法逆直線：逆直線：一根特殊的直線，如圖所示，在彎曲前的平直型材上是一根曲線，當型材彎曲到其腹板邊緣與肋骨型線吻合后，該曲線正好變為一根直線。逆直曲線的求取逆直曲線的求?。菏止ぷ鲌D法或計算機計算。對較長且曲度較大的肋骨，需

31、分段設置多根逆直線。適用情況：腹板較高、曲度較小的肋骨。優點：省去樣板。缺點：需作逆直線；加工時檢測繁復。3、仿形控制法 國內針對數控肋骨冷彎機尚未普及的現狀，為解決肋骨冷彎中人工對樣的困難而研究的一種實用的成形控制方法。 所謂仿形控制，就是在肋骨冷彎機上安裝一套如圖所示仿形裝置。彎曲肋骨時，使肋骨和鐵樣同步進給，肋骨逐段彎曲，只要保證每段肋骨邊緣和鐵樣邊緣在y方向上的距離為一定值，則該肋骨就彎成了與鐵樣一樣的形狀。旁彎變形及其消除措施旁彎變形及其消除措施旁彎變形：腹板厚度方向上的彎曲變形。消除措施：1）采用預置反變形措施2）用垂直彎曲方法將已產生的旁彎變形消除型材冷彎過程中的回彈處理型材冷彎

32、過程中的回彈處理1）用理論計算的方法預先算出可能出現的回彈量，將它疊加到彎曲量上使型材過量彎曲，待回彈后即能準確成形2）實測出每一次彎曲后的實際回彈量，再以它的大小對型材作過量彎曲四、型材數控冷彎的控制方法1、用端點測量法控制肋骨冷彎成形的原理2、用適應控制法控制肋骨冷彎成形的原理3、弦線測量法 1）控制原理 2）控制量的計算 3）回彈問題的處理逐步逼近法s0弦線控制法控制原理示意12ii+1Li甩頭s0s0Li+1LiL3L2OOYXi肋骨型線f（x）34-5 鋼板構件得成形加工 船體非平直鋼板構件較多，彎曲加工工作量較大。主要的成形加工方法有機械冷彎法和水火彎板法。一般單向曲度板都采用機械

33、冷彎法加工,而復雜曲度板則先用冷彎機械加工出一個方向的曲度（該方向曲度較大），然后再用水火彎板法加工出其它方向的曲度；若批量較大，則可在壓力機上安裝專用壓模壓制成形。本節主要介紹機械冷彎法和水火彎板法。 主要的成形加工方法：機械冷彎法：包括輥彎、壓彎、折彎等水火彎板法 單向曲度板：采用機械冷彎法加工 復雜曲度板： 先用機械冷彎加工一個方向（曲度較大的方向）的曲度，然后用水火彎板法加工出其他方向的曲度。 若批量較大，則可在壓力機上安裝專用壓模壓制成形。一、船體板材的冷彎加工一、船體板材的冷彎加工1.簡單曲度板的冷彎成形簡單曲度板的冷彎成形 具有園柱形或園錐形的單向曲度板（如平行中體處的舭部列板等

34、）具有園柱形或園錐形的單向曲度板（如平行中體處的舭部列板等）稱為簡單曲度板，可用三輥彎板機加工成形。稱為簡單曲度板，可用三輥彎板機加工成形。 3、普通三輥彎板機彎板功能的缺點 只有上軸輥可作上下調節外，不能作其他調節，使其彎板功能受到很大的限制。 如在彎制圓柱形或圓錐形板件時，板的邊緣有一段無法進行輥壓，只好采用既浪費工時又浪費材料的工藝措施（如加墊塊先輥彎好板邊部分）4、幾種新型得輥式彎板機三根軸輥均可上下升降調節的三輥彎板機；適合簡單曲度板的成形加工軸輥可作橫向調節的三輥彎板機；彎制出構件邊緣部分的曲度四輥彎板機；能進行矯平的四輥彎板機。2、圓柱形鋼板構件的輥彎成形過程 在鋼板兩邊中間劃出

35、圓柱面的素線；對彎板機各軸輥進行調節，使其軸線互相平行； 板材送入上、下軸輥之間，使鋼板上所劃出的素線平行的對準下軸輥上的縱向槽； 降下上軸輥，部分板材受集中力作用，造成很大的塑性彎曲變形； 軸輥轉動，板材連續卷入，順次通過最大塑性變形區，獲得均勻殘余變形，達到彎曲的目的； 注意鋼板上所劃素線與下軸輥上縱向槽是否平行，并用內卡樣板檢查鋼板彎制曲度，以便調節上軸輥的升降，直至彎曲成形到與樣板型線相符合為止。5、用一般通用彎板機彎制錐形板的工藝措施 為了獲得錐形板兩端的不同曲率，上輥必須相對下輥呈傾斜狀態，使錐形板曲率大的一端處的上、下輥間距小于另一端； 將錐形板作如圖所示的35等分的劃分，并分別

36、對其進行輥彎。分區輥彎時，應使每一分區的中心線（也是一根索線）與上輥平行；各分區變形之間有一定的重疊，使錐形板的小曲率端呈均勻弧形。（二）復雜曲度板的冷彎成形復雜曲度板：雙向曲度或多向曲度板。主要設備：液壓機，萬能彎板機、輥彎機等。1、冷彎方法： 液壓機彎制：裝設壓模 三輥彎板機冷彎雙向曲度不大的構件。 萬能彎板機彎制：要求操作技術高度熟練，成形質量不易控制，勞動強度大。說明：（1）壓模壓模的形式精度是影響構件成形加工質量的關鍵之一。 通用壓模：能彎制各種曲度的鋼板。 專用壓模：適合彎制形狀特殊、批量較大的構件；（2）消除回彈的方法設計壓模時適當改變工作部分的形狀，憑經驗將工件壓過頭一點，使其

37、回彈后剛好符合所要求的形狀。2、板材冷彎加工線的作法在號料時劃在板材上，是影響板材冷彎質量重要因素之一。單向曲度板：冷彎加工線是展開后的素線。一般船體外板：可用三角樣板確定冷彎加工線。如圖所示：（三）數控彎板簡介1、應用數控技術進行自動化彎板的優點 大幅度提高彎板工作效率，減輕勞動強度； 提供彎板精度，從而減少裝配校正工作量； 同其它數控加工裝置一起使用，則能實現船體加工車間綜合機械化、自動化，提高綜合生產能力。2、典型數控彎板機樣機：多壓頭式數控彎板機 船體板材的水火彎板法 水火彎板工藝是熱加工的一種。熱加工有兩種基本工藝方式。一種是氧乙炔焰對工件進行局部加熱，利用鋼材熱脹冷縮的原理，使工件

38、產生殘余塑性變形來達到彎曲成行的目的，水火彎板即屬此類。這種熱加工工藝俗稱小火。另一種方法是將工件放在爐灶內進行整體或局部加熱，利用鋼材加熱后塑性增大的特性，施加外力強迫工件彎曲成形，俗稱大火。它是過去外板、肋骨熱彎加工的主要方法。隨著水火彎板工藝的出現，大火熱彎工藝已極少應用。 水火彎板：水火彎板：是用氧乙炔焰對板材（或型材）進行局部線狀線狀加熱，并用水進行跟蹤冷卻，使板材產生局部塑性變形，從而將工件彎成所要求的曲面形狀的一種熱加工方法。 由于水火彎板時，加熱火焰的移動速度較快，故在加熱處工件的厚度方向存在較大的溫差，加熱面的溫度高于背面的溫度，這種熱場的局部性，使加熱面金屬在膨脹時受到周圍

39、冷金屬的限制，因而在加熱區產生壓縮塑性變形；熱源移除后，在板厚方向產生收縮變形的同時，鋼板加熱面產生拉應力，這相當于作用在平板上的外加彎矩，結果使板件產生彎曲變形。水火彎板就是利用板材在局部加熱冷卻過程中會產生角變角變形和橫向收縮變形形和橫向收縮變形這一特點來達到彎曲成形的目的。用水跟蹤冷卻的作用在于加大這種變形，增加其成形效果。水火彎板原理 2、各種工藝因素對成形效果的影響（1）加熱線對成形效果的影響加熱線的位置、疏密長短對板材成形效果影響極大。加熱線的位置正確與否直接關系到板材能否正確成形 加熱線的位置取決于構件所要求的形狀； 對相同的板在不同的位置進行線狀加熱，成形形狀會完全不同；加熱線

40、的長短、疏密影響構件的成形效果 加熱線愈密、愈長，則產生的變形愈大，成形效果愈好 加熱線長度不能跨越加熱線所在剖面中和軸，否則會使成形效果惡化。例：帆形板和鞍形板的彎制第一步：冷彎橫向曲度（其曲率比縱向的大）；第二步：確定加熱線的位置帆形板：加熱線在橫向彎曲的一面位于板的兩側鞍形板：加熱線在橫向彎曲的背面位于板的中間第三步：水火彎制（2）冷卻方式對成形效果的影響冷卻方式有：自然冷卻、正面跟蹤水冷卻、背面跟蹤水冷卻。 自然冷卻：自然冷卻：讓構件在空氣中自然冷卻，簡稱空冷。優點：操作簡單。缺點：成形速度慢，在產生角變形的同時會產生加工所不需要的縱向繞度正面跟蹤水冷法：正面跟蹤水冷法：在加熱面用冷水

41、噴射正在冷卻的金屬，加快它們收縮，從而強化對正在加熱金屬的壓縮作用，使其產生較大的附加塑性變形。優點：收縮較快，其橫向收縮變形比空冷法大，成形加工所不需要的加熱線縱向收縮變形遠比空冷法小。缺點：角變形效果不如空冷。由于加熱面被水強制冷卻，溫度急劇降低，甚至使正面溫度低于背面溫度，出現負溫差。正在冷卻過程中的金屬受附加拉伸作用而抵消部分收縮變形。背面跟蹤水冷法：背面跟蹤水冷法：在構件的正面用烘炬加熱，在其背面用冷水跟蹤熱源進行強制冷卻。優點：增大了板材正反面的溫度差，角變形大，成形效率高。缺點：需要在板下操作，比較麻煩。三種冷卻方式成形效果的比較：角變形以背面跟蹤水冷法最大，空冷法次之，正面跟蹤水冷法最?。粰M向收縮變形以背面跟蹤水冷法最大，正面跟蹤水冷法次之，空冷法最小；背面跟蹤水冷法的成形效率最高。正面跟蹤水冷法最常用。