大型变截面结构件高强度板材无痕成形工艺的制作方法

本发明涉及高强度板材生产技术领域，具体为大型变截面结构件高强度板材无痕成形工艺。

背景技术：

众所周知，随着海洋风电的发展，对起重船的吊装能力要求越来越高，也即起重船需要更大尺寸的船用起重设备，随着起重设备的增大，其底座也相应增大，这类起重机的底座的结构一般都是上部圆形以方便连接整个吊机的回转机构回转支承，下部一般都采用方形以方便连接船体结构，其间再结合船体布置、甲板面使用需求设计出一种变截面的钢结构连接件。

然而现有的截面结构件板材的成形工艺还存在一定问题：

一、现有的截面结构件结构强度高、形状复杂、成型困难、精度要求高，使得通常的制作工艺难以解决此类问题；

二、其现有的截面结构件在板材制作成型后，往往会缺失对结构件上下口尺寸找平对比，且无测量机构对其测量，使得成品良品率较低，为此，提出大型变截面结构件高强度板材无痕成形工艺。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了大型变截面结构件高强度板材无痕成形工艺。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：大型变截面结构件高强度板材无痕成形工艺，包括以下步骤：

s1、准备材料：准备底座尺寸为底方形14m*12m，上圆形直径14m，高度5.4m，准备板材4块，平直段两块，板材为ste690高强度板材，板厚30mm～60mm，精度为成品的轮廓线偏差不超过理论中心线5mm；

s2、成型模具设计及制造：根据图纸要求，结合两端成型高度差，设计出合适的上下模，设计完毕后采用仿真软件对材料的成型进行模拟，结果无误后进行生产制作；

s3、制作检验样板：得到产品的外形数据后，采用激光制作出对应的样板，设计多重样板以检验上口和下口以及腰线位置的尺寸，样板用于完工时的检验；

s4、划线：根据图纸进行划线，划线过程中，后道成型精度每道线都经过核对，误差控制在-1mm～1mm以内，划线密度取决于产品大小及成型难度；

s5、压弯：压弯过程中，每压弯一道都经过精准测量，上模具使用激光进行对中，保证模具接触线准确的压在被加工件划线处；

s6、吊装：工件折弯完成后，为防止起吊产生变形，采用多台行车起吊、翻身，平稳吊放在预先划好成形图的平台上；

s7、校正与检测：由结构件上下口的尺寸特征，在平台上面1:1划线，划线完毕后将工件吊至平台上面，使工件的上下口投影基本与划线一致，然后使用水平仪对工件进行找平，找平完毕后使用全站仪对产品进行测量；

s8、运输：该类部件为不规则形状，且内部有较多的应力存在，运输时采用特制的托架进行固定与运输，防止运输过程中造成的变形。

优选的，在所述s2中，模具采用高强度的合金材料，加工完毕后蘸火处理以提高表面硬度，再进行磨加工。

优选的，在所述s3中，根据起重设备厂的设备图纸将该类结构进行分割，根据底座的大小，可以分为1～3层。

优选的，在所述s7中，在多片板材制作完毕且测量完毕后，即可进行整个底座的拼接，从而完成底座的工作任务。

优选的，在所述s7中，测量发现有误差，工件需要再次进行修正，通过采用继续进行折弯机调整的方法或者使用火工进行矫正，直至做到符合图纸要求的尺寸精度。

优选的，在所述s5中，通过折弯机中安装扫描仪，扫描仪对板材折弯部位的直线边发射射束，并生成检测信号用来确定板材的两条直线边的方程，利用这两条直线来确定折弯角度。

优选的，在所述s8中，在运输托架内部安装充气气囊，对部件两侧进行贴合防护。

优选的，在所述s5中，工件在压弯处理完毕时，并在起吊前后，板料随折弯时的高度差对吊车的起吊高度进行调整，保持工件在模具上的平衡。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了大型变截面结构件高强度板材无痕成形工艺，具备以下有益效果：

一、本发明通过选取高强度板材材料，并采用成型模具的设计以及制造，通过激光制作出对应的样板制作检验样板，并根据图纸对样板进行划线和压弯操作，通过样板模具的制作、材料的选取以及划线压弯作业，从而保证了板材的无误差以及板材的高强度。

二、在板材制作成型后，由结构件上下口的尺寸特征，在平台上面1:1划线，然后使用水平仪对工件进行找平并使用全站仪对产品进行测量，通过对产品的测量和找平，提高成品的良品率。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明的俯视结构示意图；

图3为本发明的侧视结构示意图；

图4为本发明成型后的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：大型变截面结构件高强度板材无痕成形工艺，包括以下步骤：

s1、准备材料：准备底座尺寸为底方形14m*12m，上圆形直径14m，高度5.4m，准备板材4块，平直段两块，板材为ste690高强度板材，板厚30mm，精度为成品的轮廓线偏差不超过理论中心线5mm；

s2、成型模具设计及制造：根据图纸要求，结合两端成型高度差，设计出合适的上下模，设计完毕后采用仿真软件对材料的成型进行模拟，结果无误后进行生产制作；

s3、制作检验样板：得到产品的外形数据后，采用激光制作出对应的样板，设计多重样板以检验上口和下口以及腰线位置的尺寸，样板用于完工时的检验；

s4、划线：根据图纸进行划线，划线过程中，后道成型精度每道线都经过核对，误差控制在0.8mm以内，划线密度取决于产品大小及成型难度；

s5、压弯：压弯过程中，每压弯一道都经过精准测量，上模具使用激光进行对中，保证模具接触线准确的压在被加工件划线处；

s6、吊装：工件折弯完成后，为防止起吊产生变形，采用多台行车起吊、翻身，平稳吊放在预先划好成形图的平台上；

s7、校正与检测：由结构件上下口的尺寸特征，在平台上面1:1划线，划线完毕后将工件吊至平台上面，使工件的上下口投影基本与划线一致，然后使用水平仪对工件进行找平，找平完毕后使用全站仪对产品进行测量；

s8、运输：该类部件为不规则形状，且内部有较多的应力存在，运输时采用特制的托架进行固定与运输。

本实施例中，具体的：在s2中，模具采用高强度的合金材料，加工完毕后蘸火处理以提高表面硬度，再进行磨加工。

本实施例中，具体的：在s3中，根据起重设备厂的设备图纸将该类结构进行分割，根据底座的大小，分为1层。

本实施例中，具体的：在s7中，在多片板材制作完毕且测量完毕后，即可进行整个底座的拼接，从而完成底座的工作任务。

本实施例中，具体的：在s7中，测量发现有误差，工件需要再次进行修正，通过采用继续进行折弯机调整的方法，直至做到符合图纸要求的尺寸精度。

本实施例中，具体的：在s5中，通过折弯机中安装扫描仪，扫描仪对板材折弯部位的直线边发射射束，并生成检测信号用来确定板材的两条直线边的方程，利用这两条直线来确定折弯角度。

本实施例中，具体的：在s8中，在运输托架内部安装充气气囊，对部件两侧进行贴合防护。

本实施例中，具体的：在s5中，工件在压弯处理完毕时，并在起吊前后，板料随折弯时的高度差对吊车的起吊高度进行调整，保持工件在模具上的平衡。

实施例二

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：大型变截面结构件高强度板材无痕成形工艺，包括以下步骤：

s1、准备材料：准备底座尺寸为底方形14m*12m，上圆形直径14m，高度5.4m，准备板材4块，平直段两块，板材为ste690高强度板材，板厚60mm，精度为成品的轮廓线偏差不超过理论中心线5mm；

s2、成型模具设计及制造：根据图纸要求，结合两端成型高度差，设计出合适的上下模，设计完毕后采用仿真软件对材料的成型进行模拟，结果无误后进行生产制作；

s3、制作检验样板：得到产品的外形数据后，采用激光制作出对应的样板，设计多重样板以检验上口和下口以及腰线位置的尺寸，样板用于完工时的检验；

s4、划线：根据图纸进行划线，划线过程中，后道成型精度每道线都经过核对，误差控制在1mm以内，划线密度取决于产品大小及成型难度；

s5、压弯：压弯过程中，每压弯一道都经过精准测量，上模具使用激光进行对中，保证模具接触线准确的压在被加工件划线处；

s6、吊装：工件折弯完成后，为防止起吊产生变形，采用多台行车起吊、翻身，平稳吊放在预先划好成形图的平台上；

s7、校正与检测：由结构件上下口的尺寸特征，在平台上面1:1划线，划线完毕后将工件吊至平台上面，使工件的上下口投影基本与划线一致，然后使用水平仪对工件进行找平，找平完毕后使用全站仪对产品进行测量；

s8、运输：该类部件为不规则形状，且内部有较多的应力存在，运输时采用特制的托架进行固定与运输，防止运输过程中造成的变形。

本实施例中，具体的：在s2中，模具采用高强度的合金材料，加工完毕后蘸火处理以提高表面硬度，再进行磨加工。

本实施例中，具体的：在s3中，根据起重设备厂的设备图纸将该类结构进行分割，根据底座的大小，分为3层。

本实施例中，具体的：在s7中，在多片板材制作完毕且测量完毕后，即可进行整个底座的拼接，从而完成底座的工作任务。

本实施例中，具体的：在s7中，测量发现有误差，工件需要再次进行修正，通过采用继续使用火工进行矫正，直至做到符合图纸要求的尺寸精度。

本实施例中，具体的：在s5中，通过折弯机中安装扫描仪，扫描仪对板材折弯部位的直线边发射射束，并生成检测信号用来确定板材的两条直线边的方程，利用这两条直线来确定折弯角度。

本实施例中，具体的：在s8中，在运输托架内部安装充气气囊，对部件两侧进行贴合防护。

本实施例中，具体的：在s5中，工件在压弯处理完毕时，并在起吊前后，板料随折弯时的高度差对吊车的起吊高度进行调整，保持工件在模具上的平衡。

实施例三

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：大型变截面结构件高强度板材无痕成形工艺，包括以下步骤：

s1、准备材料：准备底座尺寸为底方形14m*12m，上圆形直径14m，高度5.4m，准备板材4块，平直段两块，板材为ste690高强度板材，板厚40mm，精度为成品的轮廓线偏差不超过理论中心线5mm；

s2、成型模具设计及制造：根据图纸要求，结合两端成型高度差，设计出合适的上下模，设计完毕后采用仿真软件对材料的成型进行模拟，结果无误后进行生产制作；

s3、制作检验样板：得到产品的外形数据后，采用激光制作出对应的样板，设计多重样板以检验上口和下口以及腰线位置的尺寸，样板用于完工时的检验；

s4、划线：根据图纸进行划线，划线过程中，后道成型精度每道线都经过核对，误差控制在0.5mm以内，划线密度取决于产品大小及成型难度；

s5、压弯：压弯过程中，每压弯一道都经过精准测量，上模具使用激光进行对中，保证模具接触线准确的压在被加工件划线处；

s6、吊装：工件折弯完成后，为防止起吊产生变形，采用多台行车起吊、翻身，平稳吊放在预先划好成形图的平台上；

s7、校正与检测：由结构件上下口的尺寸特征，在平台上面1:1划线，划线完毕后将工件吊至平台上面，使工件的上下口投影基本与划线一致，然后使用水平仪对工件进行找平，找平完毕后使用全站仪对产品进行测量；

s8、运输：该类部件为不规则形状，且内部有较多的应力存在，运输时采用特制的托架进行固定与运输，防止运输过程中造成的变形。

本实施例中，具体的：在s2中，模具采用高强度的合金材料，加工完毕后蘸火处理以提高表面硬度，再进行磨加工。

本实施例中，具体的：在s3中，根据起重设备厂的设备图纸将该类结构进行分割，根据底座的大小，可以分为2层。

本实施例中，具体的：在s7中，在多片板材制作完毕且测量完毕后，即可进行整个底座的拼接，从而完成底座的工作任务。

本实施例中，具体的：在s7中，测量发现有误差，工件需要再次进行修正，通过采用继续进行折弯机调整的方法，直至做到符合图纸要求的尺寸精度。

本实施例中，具体的：在s5中，通过折弯机中安装扫描仪，扫描仪对板材折弯部位的直线边发射射束，并生成检测信号用来确定板材的两条直线边的方程，利用这两条直线来确定折弯角度。

本实施例中，具体的：在s8中，在运输托架内部安装充气气囊，对部件两侧进行贴合防护。

本实施例中，具体的：在s5中，工件在压弯处理完毕时，并在起吊前后，板料随折弯时的高度差对吊车的起吊高度进行调整，保持工件在模具上的平衡。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。