专利名称：双曲率板冷压成型方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及双曲率板成型技术，特别是涉及双曲率板冷压成型方法及装置。
背景技术：
双曲率板结构多用于冶金行业的冶金炉炉壳和特殊要求的容器，这种双曲率结构所用板材应具有较高的高温强度及较好的抗蠕变性能，多为板材厚、屈服极限高的低合金钢，所需压型力大。目前的弯板机只能使单一曲率板成型，双曲率板不能在弯板机上成型，而且国内目前还没有专门用于大型炉壳双曲率板冷压成型的专用压型装置。
发明内容本发明要解决的技术问题，是提供一种双曲率板冷压成型的工艺方法及其装置，解决曲率半径大、板材厚、强度高的双曲率板冷压成型。
采用的技术方案是双曲率板冷压成型方法，包括下列工艺步骤1、钢板冷压成型回弹量的工艺性测定。所述回弹量与油压机压力、板材材质及厚度的工艺条件有关，测定方法是取所制双曲率板相同材质的一个测试板，测试板宽为所制双曲率板一样宽度，长至少为所制双曲率板的1/12，然后用与实际双曲率板曲率一致的胎具在油压机上进行压型，压型结束后通过测量被压测试板的曲率半径与实际尺寸的曲率半径来最终确定钢板的回弹系数回弹系数＝实际曲率半径/测试曲率半径2、成型装置的上压胎、下压胎工作板的各曲率半径的确定。考虑钢板压型的回弹量，工艺设计时(1)上压胎工作板各曲率半径＝双曲率板实际各曲率半径×回弹系数。
(2)下压胎工作板各曲率半径＝上压胎工作板各曲率半径+板厚3、成型装置的上压胎和下压胎工作板尺寸的工艺确定。
(1)上压胎和下压胎的工作板宽度大于工件宽。
(2)上压胎和下压胎的工作板长度小于工件长。
4、根据确定的上压胎和下压胎的工作板尺寸及曲率半径制作上压胎和下压胎。
5、根据所制双曲率板尺寸较大，可分段进行压制，分段进行板材数放、下料，周边预留一定余量。
6、待上压胎、下压胎与油压机固定后，将板材按位置放在下压胎上进行串压、垫压，压到一定程度后用已经制作好的1∶1铁样箱进行检查，反复上述操作直至曲率满足要求。
7、用铁样箱进行余量划线，然后切割。
上述的双曲率板压制时取整圆1/6，包含圆心夹角60°，分段进行板材数放、下料，周边预留2倍板厚的余量。
上述的上压胎和下压胎工作板尺寸工艺规定；(1)上压胎和下压胎的工作板宽度要比工件宽100-200mm。
(2)上压胎和下压胎的工作板长度取工件长的2/3、圆心夹角40°。
双曲率板冷压成型装置，包括油压机、上压胎、下压胎。上压胎由顶板、上胎加强筋板和有成型曲面的上压胎工作板组成，整块的多条径向上胎加强筋板按上压胎工作曲面的径向方向布设，其两端分别焊固在顶板和上压胎工作板上，横向上胎加强筋板分多块、多行于两径向筋板间排列，其四周焊固在顶板、上压胎工作板和相邻两条径向上胎加强筋板上，构成上压胎。下压胎由有成型曲面的下压胎工作板、下胎加强筋板和底板组成，整块的多条径向下胎加强筋板按下压胎工作曲面的径向方向布设，其两端分别焊固在下压胎工作板和底板上，横向下胎加强筋板分多块、多行于两径向筋板间排列，其四周焊固在下压胎工作板、底板和相邻两条径向下胎加强筋板上，构成下压胎。
本发明不仅可压制各种曲率不同的双曲率板，而且压型质量高，完全满足壳体曲率所要求的标准。压制成型后的曲线成型形状光顺，不出现皱摺，曲率板与1∶1的铁样箱的间隙≤2mm，板材最大减薄量≤壁厚的10％。
图1为双曲率板冷压成型装置结构示意图。
图2为图1的侧视图。
图3为上压胎结构示意图。
图4为图3的A-A剖视图。
图5为下压胎结构示意图。
图6为图5的A-A剖视图。
图7为本发明一种实施例的结构示意图。
图8为图7的俯视图。
具体实施方式
实施例一应用双曲率板冷压成型方法及装置制作300吨转炉炉壳，炉壳上双曲率部分结构见图7、图8。所涉及的尺寸均以毫米为单位。转炉炉壳上口曲率半径4050，下口曲率半径4250，中间部曲率半径1500，高793，板厚85。整圆周长25434按整圆六等分压制，每块工件弧长4240，夹角60°。
按工艺首先取与转炉炉壳同材质、炉壳双曲率板的1/12作测试板，测试板长为2120、宽800、厚85，取好尺寸的测试板用与炉壳相同曲率的胎具在油压机上进行压型，压型后经测，炉壳的各曲率半径与压型后测得的各曲率半径之比，即回弹系数平均为0.96。
再依据所测的回弹系数，上压胎工作板4的各曲率半径都要相应的减少，按公式上压胎工作板各曲率半径＝双曲率板实际各曲率半径×回弹系数与炉壳对应，上压胎工作板4上口曲率半径为3888，下口曲率半径4080，中间部曲率半径1440。
下压胎工作板7各曲率半径为上压胎工作板4各曲率半径加板材厚度85。所述上压胎工作板4和下压胎工作板7都通过热压成型。
再按工艺上压胎和下压胎的工作板宽要比工件11宽200，确定宽为1000，长度为工件11长度的2/3，按工艺工件长取整圆1/6，上压胎和下压胎的工作板长度为2830。
再根据确定的上压胎、下压胎的各曲率半径和工作板长度及宽度制作上压胎1和下压胎2。
再根据转炉炉壳双曲率板的整圆尺寸，压制时分段压制，每段取整圆周长1/6进行板材数放、下料，周边预留2倍板厚的余量。
待上压胎1、下压胎2与油压机固定后，将下好料的板材按位置放在下压胎2上进行串压、垫压、压到一定程度后用已经制作好的1∶1铁样箱进行检查，反复上述操作直至曲率满足要求，其压型精度与1∶1制作的铁样箱间隙≤2mm。
再用铁样箱进行余量划线，然后切割、拼焊组装，制成300吨转炉双曲率炉壳。
双曲率板冷压成型装置，包括油压机、上压胎1、下压胎2。上压胎1由顶板3、上胎加强筋板和由设定曲面的上压胎工作板4组成，整块的十一条径向上胎加强筋板5按上压胎工作板4曲面的径向方向布设，其两端分别焊固在顶板3和上压胎工作板4上，横向上胎加强筋板6分五行于两径向筋板间排列，其四周焊固在顶板3、上压胎工作板4和相邻两条径向上胎加强筋板5上，构成加强筋板处于受压状态，增加稳定性并具有良好强度和刚度的上压胎1。下压胎2由设定曲面的下压胎工作板7、下胎加强筋板和底板8组成，整块的十一条径向下胎加强筋板9按下压胎工作板7曲面的径向方向布设，其两端分别焊固在下压胎工作板7和底板8上，横向下胎加强筋板10分七行于两径向筋板间排列，其四周焊固在下压胎工作板7、底板8和相邻的两条径向下胎加强筋板9上，构成具有良好的强度和刚度的下压胎2。上压胎1通过顶板3与油压机头固定连接，下压胎2通过底板8与油压机底座固定连接，构成双曲率板冷压成型装置。
权利要求
1.双曲率板冷压成型方法，其特征包括下列工艺步骤A、钢板冷压成型回弹量的工艺性测定，其测定方法是取所制双曲率板相同材质的一个测试板，测试板宽为所制双曲率板一样宽度，长至少为所制双曲率板的1/12，然后用与实际双曲率板曲率一致的胎具在油压机上进行压型，压型结束后通过测量被压测试板的曲率半径与实际尺寸的曲率半径来最终确定钢板的回弹系数；回弹系数＝实际曲率半径/测试曲率半径；B、成型装置的上压胎、下压胎工作板的各曲率半径的确定，考虑钢板压型的回弹量，工艺设计时a、上压胎工作板各曲率半径＝双曲率板实际各曲率半径×回弹系数；b、下压胎工作板各曲率半径＝上压胎工作板各曲率半径+板厚；C、成型装置的上压胎和下压胎工作板尺寸的工艺确定；a、上压胎和下压胎的工作板宽度大于工件宽；b、上压胎和下压胎的工作板长度小于工件长；D、根据确定的上压胎和下压胎的工作板尺寸及曲率半径制作上压胎(1)和下压胎(2)；E、根据所制双曲率板尺寸较大，可分段进行压制，分段进行板材数放、下料，周边预留一定余量；F、待上压胎(1)、下压胎(2)与油压机固定后，将板材按位置放在下压胎(2)上进行串压、垫压，压制一定程度后用已经制作好的1∶1铁样箱进行检查，反复上述操作直至曲率满足要求；G、用铁样箱进行余量划线，然后切割。
2.根据权利要求1所述的双曲率板冷压成型方法，其特征在于所述的双曲率板压制时，取整圆1/6包含圆心角60°，分段进行板材数放、下料，周边预留2倍板厚。
3.根据权利要求1所述的双曲率板冷压成型方法，其特征在于所述的上压胎和下压胎的工作板尺寸工艺规定上压胎和下压胎的工作板宽度要比工件宽100-200mm；上压胎和下压胎的工作板长度取工件长的2/3、圆心夹角40°。
4.双曲率板冷压成型装置，包括油压机，其特征在于上压胎(1)顶板(3)、上胎加强筋板和有成型曲面的上压胎工作板(4)组成，整块的多条径向上胎加强筋板(5)按上压胎工作曲面的径向方向布设，其两端分别焊固在顶板(3)和上压胎工作板(4)上，横向上胎加强筋板(6)分多块、多行于两径向筋板间排列，其四周焊固在顶板(3)、上压胎工作板(4)和相邻两条径向上胎加强筋板(5)上；下压胎(2)由有成型曲面的下压胎工作板(7)、下胎加强筋板和底板(8)组成，整块的多条径向下胎加强筋板(9)按下压胎工作曲面的径向方向布设，其两端分别焊固在下压胎工作板(7)和底板(8)上，横向下胎加强筋板(10)分多块、多行于两径向筋板间排列，其四周焊固在下压胎工作板(7)、底板(8)和相邻两条径向下胎加强筋板(9)上。
全文摘要
本发明涉及双曲率板冷压成型方法及装置，成型方法包括下列工艺钢板冷压成型回弹量的工艺性测定，成型装置的上压胎、下压胎工作板各曲率半径及工作板尺寸的确定，板材的数放、下料、压制等，解决了双曲率板冷压成型问题。双曲率板冷压成型装置，包括上压胎和下压胎，为了保证上、下胎具有良好的强度和刚性，同时又结构简单，便于施工，在设计上加强筋板按上、下胎工作曲面径向方向布设，多条上压胎加强筋板分别焊固在顶板和下压胎工作板上，下压胎加强筋板分别焊固在下压胎工作板和底板上，上压胎通过顶板、下压胎通过底板固定在油压机上。采用上、下压胎冷压成型的方法，可制作高质量不同双曲率板，成型形状光顺，完全可满足双曲率板标准。
文档编号B21D5/02GK1689723SQ20041002043
公开日2005年11月2日 申请日期2004年4月21日 优先权日2004年4月21日
发明者谭立新, 马才, 赵宪东, 万璀钰, 郭文君 申请人:渤海船舶重工有限责任公司