应用多点成形的曲面船板成型方法
应用多点成形的曲面船板成型方法
【专利摘要】本发明公开了一种应用多点成形的曲面船板成型方法，包括以下步骤：步骤一、确定曲面船板目标形状、变形量及尺寸特点；步骤二、根据曲面船板目标形状、变形量及尺寸特点选择其最优曲面船板多点成型工艺进行船板曲面加工，包括：船板多点成型复合工艺、船板多点多次成型工艺、船板多点分片成型工艺；步骤三、闭环成型工艺，对通过最优曲面船板多点成型工艺成型后的曲面船板进行曲面校正。本方法可在在一台设备上实现不同形状、不同材料、不同厚度的船板曲面外板成型；用曲面船板多点成型复合工艺，扩展多点成型方法的使用范围，减小或抑制船板多点成型中容易发生的缺陷。
【专利说明】应用多点成形的曲面船板成型方法
【技术领域】
[0001]本发明属于金属塑性加工领域，具体涉及一种应用多点成形的曲面船板成型方法。
【背景技术】
[0002]在船舶制造领域，制造过程的数字化是造船业现代化发展的必然趋势。整个过程中，船舶的设计已经实现数字化，机械零件的加工也部分实现数字化，但是三维曲面外板的成型一直是塑性加工领域实现数字化的难点之一，尤其是大型曲板零件。如何将不同厚度的钢板加工成所需要的三维曲面板，打造出合格的流线型外壳是船体建造中的难题。长期以来，对于柱面等二维形状采用辊弯或压弯的方式成形；而对于舰艏、舰艉等船体部位的复杂三维曲面零件，要么采用水火弯板的手工方式，成形效率低、操作环境差、精度无法保证，要么用模具成形方式，一件一模，成本很高，已成为船体建造数字化的发展瓶颈之一。随着国家船舶制造业的快速发展，需要实现船体曲面外板的快速、柔性、数字化成型，在一种设备上成形出不同几何形状、不同材质的三维曲面零件，从而做到数字化柔性成形。近年来，除了水火弯板机器人技术外，多点成形方法成为研究热点之一，它将传统的实体模具离散化为紧密排列的冲头矩阵，每一个冲头都可以在计算机的控制下调整高度，所有冲头调整到所需要的高度后，其端部形成所需要的成形模面，代替实体模具进行冲压成型。多点成形技术已经公开的专利主要有:“板材无模多点成形装置” ZL00110773.9，“快速调形的板材多点成形装置” ZL02109865.4，“方形压头可调活络模具板材曲面成形装置”ZL200910014794.6。这些专利的权利要求集中于多点成形方法的某种实现方式。而将多点成形与现有的船体曲面外板成形工艺相结合，既实现船体曲面零件的柔性成型，又能抑制多点成型过程中船板容易起皱的缺陷，将二者优点结合起来的复合工艺方法未见相关专利报道。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是充分发挥多点模具的柔性可变优点，结合传统水火弯板工艺、辊弯成型、压弯成型、曲面测量等方法，解决多点成型工艺用于船体外板成型的缺陷和限制。用船板多点成型特有的工艺方法，在一台设备上实现不同形状、不同材料、不同厚度的船板曲面外板成型；用曲面船板多点成型复合工艺，扩展多点成型方法的使用范围，减小或抑制船板多点成型中容易发生的缺陷，增大零件的可加工变形量，将多点成型技术推向实用化。
[0004]本发明的目的是通过下述的技术方案实现的，结合【专利附图】
【附图说明】如下:
[0005]提供一种应用多点成形的曲面船板成型方法，包括以下步骤:
[0006]步骤一、成型加工前，先确定曲面船板4的目标形状、变形量及尺寸特点；
[0007]步骤二、根据曲面船板4的目标形状、变形量及尺寸特点选择一种多点成型工艺进行船板曲面加工，包括:
[0008]船板多点成型复合工艺，其利用可重构多点模具，并将多点成型技术和传统船板成型方法相结合，实现船板4曲面零件成型；
[0009]船板多点多次成型工艺，其利用可重构多点模具，根据船板4目标形状的总体变形量，计算成型次数和每次成型模数，从而控制船板4的成型路径，分次加工，实现船板4曲面成型；
[0010]船板多点分片成型工艺，其利用由可重构多点模具、压力机和半自动接送料机构组成的小台面多点模具，根据船板4目标曲面的形状和尺寸将船板多点分片进行成型加工，实现船板4曲面成型；
[0011]步骤三、闭环成型工艺，对通过步骤二多点成型工艺成型后的曲面船板4进行曲面校正。
[0012]作为本发明应用多点成形的曲面船板成型方法的改进方案，所述步骤二中的船板多点成型复合工艺包括以下三种:曲面板预成型-多点整形工艺、边缘局部多点成型-整体水火弯板工艺和曲面板多点成型-局部校正工艺。
[0013]作为本发明应用多点成形的曲面船板成型方法的改进方案，所述曲面板预成型-多点整形工艺包括以下步骤:首先应用传统的船板辊弯成型方法、水火弯板成型方法或者逐步压弯成型方法对船板曲面零件材料进行预加工，得到一个预成型曲面形状，再应用多点成型方法，调整可重构多点模具，对船板4曲面零件进行对压成型，以调整零件曲面形状。
[0014]作为本发明应用多点成形的曲面船板成型方法的改进方案，所述边缘局部多点成型-整体水火弯板工艺包括以下步骤:首先应用多点成型方法对船板4曲面零件的边缘区域进行局部成型，然后应用水火弯板方法成型船板4曲面零件的中间区域，得到最终零件形状。
[0015]作为本发明应用多点成形的曲面船板成型方法的改进方案，所述曲面板多点成型-局部校正工艺包括以下步骤:首先用多点成型方法加工船板4曲面零件，得到目标曲面形状，将船板4曲面零件从可重构多点模具卸载后，将有局部起皱的船板4零件，应用压机局部成形或振锤成形方法进行边缘局部校平，去除起皱。
[0016]作为本发明应用多点成形的曲面船板成型方法的改进方案，所述步骤二中船板多点成型复合工艺中利用的可重构多点模具包括上可变模具I和下可变模具3，上可变模具I和下可变模具3分别固定在液压机的可移动横梁和下平台上，上可变模具I和下可变模具3分别有多个高度可调的冲头基本体2排列而成，冲头基本体2上下一一对应。
[0017]作为本发明应用多点成形的曲面船板成型方法的改进方案，所述步骤二中的船板多点多次成型工艺包括以下步骤:根据船板4目标形状的总体变形量，在成型前，应用多点模具控制模块，根据船板4目标形状的总变形量计算成型次数和每次成型数模；成型次数及每次成型数模计算完成后，根据第一次成型的数模计算可重构多点模具的型面，自动调整可重构多点模具后进行第一次对压成型；卸载后再根据第二次成型的数模计算调整可重构多点模具，进行对压成型，逐步累积零件变形量，直到结束最后一次成型。
[0018]作为本发明应用多点成形的曲面船板成型方法的改进方案，所述步骤二中的船板多点分片成型工艺包括以下步骤:在船板4多点分片之前，应用多点模具控制模块，根据目标曲面的形状和尺寸，确定分片次数以及每个分片区域的曲面数模，并确定在多点分片成型过程中前后两个分片之间的过渡区；分片计算完成后，首先根据第一分片的数模形状计算过渡区形状，确定过渡区之后进行工艺计算，得到用于第一片成型的可重构多点模具的型面，由半自动接送料机构将船板送入可重构多点模具，在压力机的作用下进行对压成型；完成第一分片成型后将船板4卸载，半自动接送料机构将船板向前移动设定的距离并定位；根据第二分片的数模以及第一分片的数模，再次计算过渡区以及可重构多点模具的型面，成形第二分片成型；逐次成型，知道结束最后一次分片成型，得到所需要的整体曲面船板4。
[0019]作为本发明应用多点成形的曲面船板成型方法的改进方案，所述步骤二中的船板多点分片成型工艺中使用的小台面多点模具，其半自动接送料机构包括送料平台5和接料升降台6，送料平台5的整体高度可以根据可重构多点模具的闭合位置而自动调整，送料平台5上设有交流伺服驱动的喂料机构，接料升降台6由多组随动伺服立柱组成，每组立柱在传感器的驱动下自动调整高度。
[0020]作为本发明应用多点成形的曲面船板成型方法的改进方案，所述步骤三闭环成型工艺包括以下步骤:结合曲面快速测量技术或者传统样箱检测方法，在所述步骤二成型结束后将船板4曲面形状与目标形状进行空间曲面配准，得到成型零件与目标形状的整体误差和误差分布；根据误差分布的特点再次选择一种多点成型工艺进行曲面校正，直到成型零件误差精度达到加工要求。
[0021]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0022]本发明应用可重构多点模具实现双曲率船体外板的快速成型，针对船板多点成型的特点，发明了船板多点成型特有的工艺方法，用一套多点模具不但能够成型不同形状、不同材料、不同厚度的船板曲面，而且可以扩大多点模具可成型零件的尺寸、增大零件的可加工变形量、提高被成型零件的精度；针对多点成型的缺陷和限制，辅助以传统的船板成型方法，本发明的曲面船板多点成型复合工艺，扩展了多点成型方法的使用范围，减小或抑制多点成型中容易发生的缺陷，将多点成型技术推向实用化。本发明可以用于船体曲面外板的成型，也可以用于压力容器、建筑构件等制造领域的三维曲面零件成型。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本发明应用多点成形的曲面船板成型方法的工艺流程图。
[0024]图2是本发明应用多点成形的曲面船板成型方法所使用的可重构多点模具的结构示意图。
[0025]图3是本发明应用多点成形的曲面船板成型方法所使用的船体曲面板多点分片成型工艺设备示意图。
[0026]图中:
[0027]I一上可变模具，2—冲头基本体，3—下可变模具，4一船板，5—送料平台，6—接料升降台。
【具体实施方式】
[0028]以下结合附图所示实施例进一步说明本发明的具体内容及实施方式。
[0029]参阅图1为本发明应用多点成形的曲面船板成型方法的工艺流程图，本方法包括以下步骤:
[0030]步骤一、成型加工前，先确定曲面船板4目标形状、加工精度质量要求、变形量及尺寸等特点。
[0031]步骤二、根据曲面船板4目标形状、加工精度质量要求、变形量及板料尺寸等特点，选择一种多点成型工艺进行船板曲面加工，包括:
[0032]1.船板多点成型复合工艺，其利用可重构多点模具，并将多点成型技术和传统船板成型方法相结合，实现船板4曲面零件成型。
[0033]参阅图1，可重构多点模具包括上可变模具I和下可变模具3，上可变模具I和下可变模具3的模面尺寸以及最大可调整量可以根据被成型船板4零件的要求而设计确定。上可变模具I和下可变模具3被分别固定在液压机的可移动横梁和下平台上，代替传统的上下实体模具冲压成型船体外板。上可变模具I和下可变模具3分别有多个高度可调的冲头基本体2排列而成，冲头基本体2上下一一对应。与可重构多点模具相配套的有多点模具控制模块和计算机控制硬件系统，多点模具控制模块能够读取曲面船板零件的数模，并能够进行工艺计算，根据数模形状以及板料定位情况自动计算上可变模具I和下可变模具3中所有冲头基本体2的高度，计算机控制硬件系统接受多点模具控制模块的计算结果后，自动调整所有基本体冲头2的物理高度，形成所需要的模面，在压力机的作用下对压成型出所需要的船体外板曲面形状，做到一机多用，实现船板曲面的柔性、数字化成型。
[0034]船板多点成型复合工艺具体包括以下几种:
[0035](I)曲面板预成型-多点整形工艺:首先应用传统的船板辊弯成型方法、水火弯板成型方法或者逐步压弯成型方法对船板4曲面零件材料进行预加工，得到一个预成型曲面形状，再应用多点成型方法，调整可重构多点模具，对船板4曲面零件进行对压成型，以调整零件曲面形状。
[0036]曲面板预成型-多点整形工艺专门针对变形量非常大的船艏船艉曲面零件，该类零件如果用传统成型方法难以保证精度要求，而单独应用多点成型时由于变形量大而产生大的起皱，难以保证成型质量。因此首先应用传统的船板辊弯成型方法、水火弯板成型方法或者逐步压弯成型方法进行预加工，得到一个预成型曲面形状，虽然被成型件的曲面形状与目标曲面有差异，但已经完成了大部分的变形量，只是受到传统加工方法的限制，无法保证局部精度，再应用多点成型系统，调整好上下可变模具进行对压成型，精确调整曲面形状，提闻零件最终成型精度。
[0037](2)边缘局部多点成型-整体水火弯板工艺包括以下步骤:首先应用多点成型方法对船板4曲面零件的边缘区域进行局部成型，然后应用水火弯板方法成型船板4曲面零件的中间区域，得到最终零件形状。
[0038]边缘局部多点成型-整体水火弯板工艺针对尺寸非常大、整体形状平缓但边缘等局部区域要求几何精度高的船体外板曲面零件，这类零件受到尺寸限制，很难用多点模具进行成型，而且整体上变化平缓，易于用传统的水火弯板技术成型，但是零件的边缘或者某个局部小区域要求成型精度高、变形量大，水火弯技术难以实现。对于该类船体外板成型，有两种实施方式，一是首先应用可重构多点模具分片成型零件边缘区域、或者要求的其它局部区域，完成边缘局部小区域的成型后，再用水火弯板的传统方法对整个船板4进行成型；二是先不用考虑边缘的局部形状，用水火方法成型零件出零件的主要区域，然后用多点模具对边缘区域进行逐片对压成型。
[0039](3)面板多点成型-局部校正工艺包括以下步骤:首先用多点成型方法加工船板曲面零件，得到目标曲面形状，将船板4曲面零件从可重构多点模具卸载后，将有局部起皱的船板4零件，应用压机局部成形或振锤成形方法进行边缘局部校平，去除起皱。
[0040]曲面板多点成型-局部校正工艺方法是专门针对船板多点成型的起皱缺陷而发明的。船板4冷成型时，变形量大容易产生起皱缺陷，尤其在多点成型中，由于可变模具与板料之间的接触是一系列的点或者小的面，而不是连续的表面，在对压成型过程中对板料的约束少，一般在边缘等局部区域产生起皱缺陷。对于该类外板零件，用多点成型快速得到所需要的目标曲面形状，卸载后将有局部起皱缺陷的船板4零件，应用压机局部成形、振锤成形等方法进行边缘局部校平，从而达到船板4零件的质量要求。
[0041]2.船板多点多次成型工艺，其利用可重构多点模具，根据船板4目标形状的总体变形量，计算成型次数和每次成型模数，从而控制船板4的成型路径，分次加工，实现船板4曲面成型。
[0042]船板多点多次成型工艺包括以下步骤:根据船板目标形状的总体变形量，在成型前，应用多点模具控制模块，根据船板4目标形状的总变形量计算成型次数和每次成型数模；成型次数及每次成型数模计算完成后，根据第一次成型的数模计算可重构多点模具的型面，自动调整可重构多点模具后进行第一次对压成型；卸载后再根据第二次成型的数模计算调整可重构多点模具，进行对压成型，逐步累积零件变形量，直到结束最后一次成型。
[0043]船板多点多次成型工艺与曲面板预成型-多点整形工艺的目的相同，都是成型大变形量的船板曲面。该工艺方法同样应用可重构多点模具快速可调整的特点，将整体变形量分为多次进行，实现大变形量船体曲面板的无缺陷成型。在成型前多点模具控制模块根据目标形状的总变形量计算成型次数η和每次成型的数模。根据被成型船板的变形特点以及材质、厚度等参数，每次成型之间的变形量可以均分，也可以每次的变形量不相同，从而可以控制船板的成型路径，提高板料的成型极限，得到大变形量的船板零件。成型次数η及每次成型数模计算完成后，根据第一次成型的数模计算可变模具的型面，自动调整后进行第一次成型。卸载后再次根据第二次成型的目标形状计算调整多点模具形状对压成型，逐步累积零件变形量，直到达到成型次数η。从而在船板不起皱的情况下，得到大变形量的曲面板零件。
[0044]3.船板多点分片成型工艺，其利用小台面多点模具，根据船板目标曲面的形状和尺寸将船板多点分片进行成型加工，实现船板曲面成型。
[0045]参阅图3，小台面多点模具由可重构多点模具、压力机和半自动接送料机构组成，其半自动接送料结构包括送料平台5和接料升降台6，送料平台5的整体高度可以根据可重构多点模具的闭合位置而自动调整，从而顺利将板料送入多点模具。送料平台5上设有交流伺服驱动的喂料机构，能够在计算机的控制下将板料向前移动固定位移，实现送料距离的数控。接料升降台6由多组随动伺服立柱组成，每组立柱在传感器的驱动下自动调整高度，从而有效支撑已经变形的船板4。
[0046]船板多点分片成型工艺包括以下步骤:在船板4多点分片之前，应用多点模具控制模块，根据目标曲面的形状和尺寸，确定分片次数以及每个分片区域的曲面数模，并确定在多点分片成型过程中前后两个分片之间的过渡区；分片计算完成后，首先根据第一分片的数模形状计算过渡区形状，确定过渡区之后进行工艺计算，得到用于第一片成型的可重构多点模具的型面，由半自动接送料机构将船板送入可重构多点模具，在压力机的作用下进行对压成型；完成第一分片成型后将船板4卸载，半自动接送料机构将船板向前移动设定的距离并定位；根据第二分片的数模以及第一分片的数模，再次计算过渡区以及可重构多点模具的型面，成形第二分片成型；逐次成型，知道结束最后一次分片成型，得到所需要的整体曲面船板。
[0047]船板多点分片成型工艺是充分发挥可重构多点模具的上可变模具I和下可变模具3快速可调整的特点，用小台面多点成型模具成型出大尺寸的船板曲面零件，是船板多点成型技术特有的工艺方法。在船板4多点分片之前，控制软件根据目标曲面的形状和尺寸，确定分片次数n，以及每个分片区域的曲面数模。由于在多点分片成型过程中，前后两片之间需要有过渡区进行平滑过渡，一般η次成型的面积要大于板料的实际面积。分片计算完成后，第一次成型前船板4是平面形状，在第一片成型时，除了需要成型的区域外，板料的其它区域容易被动成型，影响最终精度。因此首先根据第一片的数模形状计算过渡区形状，确定过渡区之后进行工艺计算，得到用于第一片成型的可变模具I和3中所有基本体冲头的高度。在送料平台5的定位和驱动下，船板4被送入上可变模具I和下可变模具3之间，在压力机的作用下进行对压成型。卸载后，送料机构5将船板4向前移动设定的距离，并用接料升降台6定位。根据第二片成型区域的数模以及第一片区域的数模，再次计算过渡区以及可变多点模具的型面，调整第二次成型所需要的多点模具形状，成形第二个区域。在合理的工艺规划下，经过η次多区域成型，在不分割钢板的情况下，分片成型出所需要的整体三维曲板，实现船板分片多点柔性成型工艺。
[0048]步骤三、闭环成型工艺，对通过步骤二多点成型工艺成型后的曲面船板进行曲面校正。
[0049]闭环成型工艺包括以下步骤:结合曲面快速测量技术或者传统样箱检测方法，在所述步骤二成型结束后将船板4曲面形状与目标形状进行空间曲面配准，得到成型零件与目标形状的整体误差和误差分布；根据误差分布的特点再次选择多点成型工艺进行曲面校正，直到成型零件误差精度达到加工要求。
[0050]通过曲面船板多点成型复合工艺、船板多点多次成型工艺或船板多点分片成型工艺得到的船体曲面外板可以通过闭环成型工艺方法提高船板的成型精度。它结合曲面快速测量技术或者传统样箱检测方法，在成型结束后将船板4曲面形状与目标形状进行空间曲面配准，得到被成型零件与目标形状的整体误差和误差分布。根据误差分布的特点再次选择本发明提出的曲面船板多点成型复合工艺方法、船板多点多次成型工艺或船板多点分片成型工艺进行曲面校正，提高船板4成型整体精度。该工艺方法不但能够提高曲面船板4成型精度，而且能够控制船板4成型的回弹量。
【权利要求】
1.一种应用多点成形的曲面船板成型方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一、成型加工前，先确定曲面船板(4)目标形状、变形量及尺寸特点； 步骤二、根据曲面船板(4)的目标形状、变形量及尺寸特点选择一种多点成型工艺进行船板曲面加工，包括: 船板多点成型复合工艺，其利用可重构多点模具，并将多点成型技术和传统船板成型方法相结合，实现船板(4)曲面零件成型； 船板多点多次成型工艺，其利用可重构多点模具，根据船板(4)目标形状的总体变形量，计算成型次数和每次成型模数，从而控制船板(4)的成型路径，分次加工，实现船板(4)曲面成型； 船板多点分片成型工艺，其利用由可重构多点模具、压力机和半自动接送料机构组成的小台面多点模具，根据船板(4)目标曲面的形状和尺寸将船板多点分片进行成型加工，实现船板(4)曲面成型； 步骤三、闭环成型工艺，对通过步骤二多点成型工艺成型后的曲面船板(4)进行曲面校正。
2.按照权利要求1所述的一种应用多点成形的曲面船板成型方法，其特征在于，所述步骤二中的船板多点成型复合工艺包括以下三种:曲面板预成型-多点整形工艺、边缘局部多点成型-整体水火弯板工艺和曲面板多点成型-局部校正工艺。
3.按照权利要求2所述的一种应用多点成形的曲面船板成型方法，其特征在于，所述曲面板预成型-多点整形工艺包括以下步骤:首先应用传统的船板辊弯成型方法、水火弯板成型方法或者逐步压弯成型方法对船板曲面零件材料进行预加工，得到一个预成型曲面形状，再应用多点成型方法，调整可重构多点模具，对船板(4)曲面零件进行对压成型，以调整零件曲面形状。
4.按照权利要求2所述的一种应用多点成形的曲面船板成型方法，其特征在于，所述边缘局部多点成型-整体水火弯板工艺包括以下步骤:首先应用多点成型方法对船板(4)曲面零件的边缘区域进行局部成型，然后应用水火弯板方法成型船板(4)曲面零件的中间区域，得到最终零件形状。
5.按照权利要求2所述的一种应用多点成形的曲面船板成型方法，其特征在于，所述曲面板多点成型-局部校正工艺包括以下步骤:首先用多点成型方法加工船板(4)曲面零件，得到目标曲面形状，将船板(4)曲面零件从可重构多点模具卸载后，将有局部起皱的船板(4)零件，应用压机局部成形或振锤成形方法进行边缘局部校平，去除起皱。
6.按照权利要求1所述的一种应用多点成形的曲面船板成型方法，其特征在于，所述步骤二中船板多点成型复合工艺中利用的可重构多点模具包括上可变模具(I)和下可变模具(3)，上可变模具(I)和下可变模具(3)分别固定在液压机的可移动横梁和下平台上，上可变模具(I)和下可变模具(3)分别有多个高度可调的冲头基本体(2)排列而成，冲头基本体(2)上下——对应。
7.按照权利要求1所述的一种应用多点成形的曲面船板成型方法，其特征在于，所述步骤二中的船板多点多次成型工艺包括以下步骤:根据船板(4)目标形状的总体变形量，在成型前，应用多点模具控制模块，根据船板(4)目标形状的总变形量计算成型次数和每次成型数模；成型次数及每次成型数模计算完成后，根据第一次成型的数模计算可重构多点模具的型面，自动调整可重构多点模具后进行第一次对压成型；卸载后再根据第二次成型的数模计算调整可重构多点模具，进行对压成型，逐步累积零件变形量，直到结束最后一次成型。
8.按照权利要求1所述的一种应用多点成形的曲面船板成型方法，其特征在于，所述步骤二中的船板多点分片成型工艺包括以下步骤:在船板(4)多点分片之前，应用多点模具控制模块，根据目标曲面的形状和尺寸，确定分片次数以及每个分片区域的曲面数模，并确定在多点分片成型过程中前后两个分片之间的过渡区；分片计算完成后，首先根据第一分片的数模形状计算过渡区形状，确定过渡区之后进行工艺计算，得到用于第一片成型的可重构多点模具的型面，由半自动接送料机构将船板送入可重构多点模具，在压力机的作用下进行对压成型；完成第一分片成型后将船板(4)卸载，半自动接送料机构将船板向前移动设定的距离并定位；根据第二分片的数模以及第一分片的数模，再次计算过渡区以及可重构多点模具的型面，成形第二分片成型；逐次成型，知道结束最后一次分片成型，得到所需要的整体曲面船板(4)。
9.按照权利要求1所述的一种应用多点成形的曲面船板成型方法，其特征在于，所述步骤二中的船板多点分片成型工艺中使用的小台面多点模具，其半自动接送料机构包括送料平台(5)和接料升降台￠)，送料平台(5)的整体高度可以根据可重构多点模具的闭合位置而自动调整，送料平台(5)上设有交流伺服驱动的喂料机构，接料升降台(6)由多组随动伺服立柱组成，每组立柱在传感器的驱动下自动调整高度。
10.按照权利要求1所述的一种应用多点成形的曲面船板成型方法，其特征在于，所述步骤三闭环成型工艺包括以下步骤:结合曲面快速测量技术或者传统样箱检测方法，在所述步骤二成型结束后将船板(4)曲面形状与目标形状进行空间曲面配准，得到成型零件与目标形状的整体误差和误差分布；根据误差分布的特点再次选择一种多点成型工艺进行曲面校正，直到成型零件误差精度达到加工要求。
【文档编号】B21C51/00GK104139129SQ201410320985
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年7月7日 优先权日:2014年7月7日
【发明者】刘纯国, 邓玉山, 蔡中义, 李湘吉, 隋振 申请人:吉林大学
【专利摘要】本发明公开了一种应用多点成形的曲面船板成型方法，包括以下步骤：步骤一、确定曲面船板目标形状、变形量及尺寸特点；步骤二、根据曲面船板目标形状、变形量及尺寸特点选择其最优曲面船板多点成型工艺进行船板曲面加工，包括：船板多点成型复合工艺、船板多点多次成型工艺、船板多点分片成型工艺；步骤三、闭环成型工艺，对通过最优曲面船板多点成型工艺成型后的曲面船板进行曲面校正。本方法可在在一台设备上实现不同形状、不同材料、不同厚度的船板曲面外板成型；用曲面船板多点成型复合工艺，扩展多点成型方法的使用范围，减小或抑制船板多点成型中容易发生的缺陷。
【专利说明】应用多点成形的曲面船板成型方法
【技术领域】
[0001]本发明属于金属塑性加工领域，具体涉及一种应用多点成形的曲面船板成型方法。
【背景技术】
[0002]在船舶制造领域，制造过程的数字化是造船业现代化发展的必然趋势。整个过程中，船舶的设计已经实现数字化，机械零件的加工也部分实现数字化，但是三维曲面外板的成型一直是塑性加工领域实现数字化的难点之一，尤其是大型曲板零件。如何将不同厚度的钢板加工成所需要的三维曲面板，打造出合格的流线型外壳是船体建造中的难题。长期以来，对于柱面等二维形状采用辊弯或压弯的方式成形；而对于舰艏、舰艉等船体部位的复杂三维曲面零件，要么采用水火弯板的手工方式，成形效率低、操作环境差、精度无法保证，要么用模具成形方式，一件一模，成本很高，已成为船体建造数字化的发展瓶颈之一。随着国家船舶制造业的快速发展，需要实现船体曲面外板的快速、柔性、数字化成型，在一种设备上成形出不同几何形状、不同材质的三维曲面零件，从而做到数字化柔性成形。近年来，除了水火弯板机器人技术外，多点成形方法成为研究热点之一，它将传统的实体模具离散化为紧密排列的冲头矩阵，每一个冲头都可以在计算机的控制下调整高度，所有冲头调整到所需要的高度后，其端部形成所需要的成形模面，代替实体模具进行冲压成型。多点成形技术已经公开的专利主要有:“板材无模多点成形装置” ZL00110773.9，“快速调形的板材多点成形装置” ZL02109865.4，“方形压头可调活络模具板材曲面成形装置”ZL200910014794.6。这些专利的权利要求集中于多点成形方法的某种实现方式。而将多点成形与现有的船体曲面外板成形工艺相结合，既实现船体曲面零件的柔性成型，又能抑制多点成型过程中船板容易起皱的缺陷，将二者优点结合起来的复合工艺方法未见相关专利报道。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是充分发挥多点模具的柔性可变优点，结合传统水火弯板工艺、辊弯成型、压弯成型、曲面测量等方法，解决多点成型工艺用于船体外板成型的缺陷和限制。用船板多点成型特有的工艺方法，在一台设备上实现不同形状、不同材料、不同厚度的船板曲面外板成型；用曲面船板多点成型复合工艺，扩展多点成型方法的使用范围，减小或抑制船板多点成型中容易发生的缺陷，增大零件的可加工变形量，将多点成型技术推向实用化。
[0004]本发明的目的是通过下述的技术方案实现的，结合【专利附图】
【附图说明】如下:
[0005]提供一种应用多点成形的曲面船板成型方法，包括以下步骤:
[0006]步骤一、成型加工前，先确定曲面船板4的目标形状、变形量及尺寸特点；
[0007]步骤二、根据曲面船板4的目标形状、变形量及尺寸特点选择一种多点成型工艺进行船板曲面加工，包括:
[0008]船板多点成型复合工艺，其利用可重构多点模具，并将多点成型技术和传统船板成型方法相结合，实现船板4曲面零件成型；
[0009]船板多点多次成型工艺，其利用可重构多点模具，根据船板4目标形状的总体变形量，计算成型次数和每次成型模数，从而控制船板4的成型路径，分次加工，实现船板4曲面成型；
[0010]船板多点分片成型工艺，其利用由可重构多点模具、压力机和半自动接送料机构组成的小台面多点模具，根据船板4目标曲面的形状和尺寸将船板多点分片进行成型加工，实现船板4曲面成型；
[0011]步骤三、闭环成型工艺，对通过步骤二多点成型工艺成型后的曲面船板4进行曲面校正。
[0012]作为本发明应用多点成形的曲面船板成型方法的改进方案，所述步骤二中的船板多点成型复合工艺包括以下三种:曲面板预成型-多点整形工艺、边缘局部多点成型-整体水火弯板工艺和曲面板多点成型-局部校正工艺。
[0013]作为本发明应用多点成形的曲面船板成型方法的改进方案，所述曲面板预成型-多点整形工艺包括以下步骤:首先应用传统的船板辊弯成型方法、水火弯板成型方法或者逐步压弯成型方法对船板曲面零件材料进行预加工，得到一个预成型曲面形状，再应用多点成型方法，调整可重构多点模具，对船板4曲面零件进行对压成型，以调整零件曲面形状。
[0014]作为本发明应用多点成形的曲面船板成型方法的改进方案，所述边缘局部多点成型-整体水火弯板工艺包括以下步骤:首先应用多点成型方法对船板4曲面零件的边缘区域进行局部成型，然后应用水火弯板方法成型船板4曲面零件的中间区域，得到最终零件形状。
[0015]作为本发明应用多点成形的曲面船板成型方法的改进方案，所述曲面板多点成型-局部校正工艺包括以下步骤:首先用多点成型方法加工船板4曲面零件，得到目标曲面形状，将船板4曲面零件从可重构多点模具卸载后，将有局部起皱的船板4零件，应用压机局部成形或振锤成形方法进行边缘局部校平，去除起皱。
[0016]作为本发明应用多点成形的曲面船板成型方法的改进方案，所述步骤二中船板多点成型复合工艺中利用的可重构多点模具包括上可变模具I和下可变模具3，上可变模具I和下可变模具3分别固定在液压机的可移动横梁和下平台上，上可变模具I和下可变模具3分别有多个高度可调的冲头基本体2排列而成，冲头基本体2上下一一对应。
[0017]作为本发明应用多点成形的曲面船板成型方法的改进方案，所述步骤二中的船板多点多次成型工艺包括以下步骤:根据船板4目标形状的总体变形量，在成型前，应用多点模具控制模块，根据船板4目标形状的总变形量计算成型次数和每次成型数模；成型次数及每次成型数模计算完成后，根据第一次成型的数模计算可重构多点模具的型面，自动调整可重构多点模具后进行第一次对压成型；卸载后再根据第二次成型的数模计算调整可重构多点模具，进行对压成型，逐步累积零件变形量，直到结束最后一次成型。
[0018]作为本发明应用多点成形的曲面船板成型方法的改进方案，所述步骤二中的船板多点分片成型工艺包括以下步骤:在船板4多点分片之前，应用多点模具控制模块，根据目标曲面的形状和尺寸，确定分片次数以及每个分片区域的曲面数模，并确定在多点分片成型过程中前后两个分片之间的过渡区；分片计算完成后，首先根据第一分片的数模形状计算过渡区形状，确定过渡区之后进行工艺计算，得到用于第一片成型的可重构多点模具的型面，由半自动接送料机构将船板送入可重构多点模具，在压力机的作用下进行对压成型；完成第一分片成型后将船板4卸载，半自动接送料机构将船板向前移动设定的距离并定位；根据第二分片的数模以及第一分片的数模，再次计算过渡区以及可重构多点模具的型面，成形第二分片成型；逐次成型，知道结束最后一次分片成型，得到所需要的整体曲面船板4。
[0019]作为本发明应用多点成形的曲面船板成型方法的改进方案，所述步骤二中的船板多点分片成型工艺中使用的小台面多点模具，其半自动接送料机构包括送料平台5和接料升降台6，送料平台5的整体高度可以根据可重构多点模具的闭合位置而自动调整，送料平台5上设有交流伺服驱动的喂料机构，接料升降台6由多组随动伺服立柱组成，每组立柱在传感器的驱动下自动调整高度。
[0020]作为本发明应用多点成形的曲面船板成型方法的改进方案，所述步骤三闭环成型工艺包括以下步骤:结合曲面快速测量技术或者传统样箱检测方法，在所述步骤二成型结束后将船板4曲面形状与目标形状进行空间曲面配准，得到成型零件与目标形状的整体误差和误差分布；根据误差分布的特点再次选择一种多点成型工艺进行曲面校正，直到成型零件误差精度达到加工要求。
[0021]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0022]本发明应用可重构多点模具实现双曲率船体外板的快速成型，针对船板多点成型的特点，发明了船板多点成型特有的工艺方法，用一套多点模具不但能够成型不同形状、不同材料、不同厚度的船板曲面，而且可以扩大多点模具可成型零件的尺寸、增大零件的可加工变形量、提高被成型零件的精度；针对多点成型的缺陷和限制，辅助以传统的船板成型方法，本发明的曲面船板多点成型复合工艺，扩展了多点成型方法的使用范围，减小或抑制多点成型中容易发生的缺陷，将多点成型技术推向实用化。本发明可以用于船体曲面外板的成型，也可以用于压力容器、建筑构件等制造领域的三维曲面零件成型。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本发明应用多点成形的曲面船板成型方法的工艺流程图。
[0024]图2是本发明应用多点成形的曲面船板成型方法所使用的可重构多点模具的结构示意图。
[0025]图3是本发明应用多点成形的曲面船板成型方法所使用的船体曲面板多点分片成型工艺设备示意图。
[0026]图中:
[0027]I一上可变模具，2—冲头基本体，3—下可变模具，4一船板，5—送料平台，6—接料升降台。
【具体实施方式】
[0028]以下结合附图所示实施例进一步说明本发明的具体内容及实施方式。
[0029]参阅图1为本发明应用多点成形的曲面船板成型方法的工艺流程图，本方法包括以下步骤:
[0030]步骤一、成型加工前，先确定曲面船板4目标形状、加工精度质量要求、变形量及尺寸等特点。
[0031]步骤二、根据曲面船板4目标形状、加工精度质量要求、变形量及板料尺寸等特点，选择一种多点成型工艺进行船板曲面加工，包括:
[0032]1.船板多点成型复合工艺，其利用可重构多点模具，并将多点成型技术和传统船板成型方法相结合，实现船板4曲面零件成型。
[0033]参阅图1，可重构多点模具包括上可变模具I和下可变模具3，上可变模具I和下可变模具3的模面尺寸以及最大可调整量可以根据被成型船板4零件的要求而设计确定。上可变模具I和下可变模具3被分别固定在液压机的可移动横梁和下平台上，代替传统的上下实体模具冲压成型船体外板。上可变模具I和下可变模具3分别有多个高度可调的冲头基本体2排列而成，冲头基本体2上下一一对应。与可重构多点模具相配套的有多点模具控制模块和计算机控制硬件系统，多点模具控制模块能够读取曲面船板零件的数模，并能够进行工艺计算，根据数模形状以及板料定位情况自动计算上可变模具I和下可变模具3中所有冲头基本体2的高度，计算机控制硬件系统接受多点模具控制模块的计算结果后，自动调整所有基本体冲头2的物理高度，形成所需要的模面，在压力机的作用下对压成型出所需要的船体外板曲面形状，做到一机多用，实现船板曲面的柔性、数字化成型。
[0034]船板多点成型复合工艺具体包括以下几种:
[0035](I)曲面板预成型-多点整形工艺:首先应用传统的船板辊弯成型方法、水火弯板成型方法或者逐步压弯成型方法对船板4曲面零件材料进行预加工，得到一个预成型曲面形状，再应用多点成型方法，调整可重构多点模具，对船板4曲面零件进行对压成型，以调整零件曲面形状。
[0036]曲面板预成型-多点整形工艺专门针对变形量非常大的船艏船艉曲面零件，该类零件如果用传统成型方法难以保证精度要求，而单独应用多点成型时由于变形量大而产生大的起皱，难以保证成型质量。因此首先应用传统的船板辊弯成型方法、水火弯板成型方法或者逐步压弯成型方法进行预加工，得到一个预成型曲面形状，虽然被成型件的曲面形状与目标曲面有差异，但已经完成了大部分的变形量，只是受到传统加工方法的限制，无法保证局部精度，再应用多点成型系统，调整好上下可变模具进行对压成型，精确调整曲面形状，提闻零件最终成型精度。
[0037](2)边缘局部多点成型-整体水火弯板工艺包括以下步骤:首先应用多点成型方法对船板4曲面零件的边缘区域进行局部成型，然后应用水火弯板方法成型船板4曲面零件的中间区域，得到最终零件形状。
[0038]边缘局部多点成型-整体水火弯板工艺针对尺寸非常大、整体形状平缓但边缘等局部区域要求几何精度高的船体外板曲面零件，这类零件受到尺寸限制，很难用多点模具进行成型，而且整体上变化平缓，易于用传统的水火弯板技术成型，但是零件的边缘或者某个局部小区域要求成型精度高、变形量大，水火弯技术难以实现。对于该类船体外板成型，有两种实施方式，一是首先应用可重构多点模具分片成型零件边缘区域、或者要求的其它局部区域，完成边缘局部小区域的成型后，再用水火弯板的传统方法对整个船板4进行成型；二是先不用考虑边缘的局部形状，用水火方法成型零件出零件的主要区域，然后用多点模具对边缘区域进行逐片对压成型。
[0039](3)面板多点成型-局部校正工艺包括以下步骤:首先用多点成型方法加工船板曲面零件，得到目标曲面形状，将船板4曲面零件从可重构多点模具卸载后，将有局部起皱的船板4零件，应用压机局部成形或振锤成形方法进行边缘局部校平，去除起皱。
[0040]曲面板多点成型-局部校正工艺方法是专门针对船板多点成型的起皱缺陷而发明的。船板4冷成型时，变形量大容易产生起皱缺陷，尤其在多点成型中，由于可变模具与板料之间的接触是一系列的点或者小的面，而不是连续的表面，在对压成型过程中对板料的约束少，一般在边缘等局部区域产生起皱缺陷。对于该类外板零件，用多点成型快速得到所需要的目标曲面形状，卸载后将有局部起皱缺陷的船板4零件，应用压机局部成形、振锤成形等方法进行边缘局部校平，从而达到船板4零件的质量要求。
[0041]2.船板多点多次成型工艺，其利用可重构多点模具，根据船板4目标形状的总体变形量，计算成型次数和每次成型模数，从而控制船板4的成型路径，分次加工，实现船板4曲面成型。
[0042]船板多点多次成型工艺包括以下步骤:根据船板目标形状的总体变形量，在成型前，应用多点模具控制模块，根据船板4目标形状的总变形量计算成型次数和每次成型数模；成型次数及每次成型数模计算完成后，根据第一次成型的数模计算可重构多点模具的型面，自动调整可重构多点模具后进行第一次对压成型；卸载后再根据第二次成型的数模计算调整可重构多点模具，进行对压成型，逐步累积零件变形量，直到结束最后一次成型。
[0043]船板多点多次成型工艺与曲面板预成型-多点整形工艺的目的相同，都是成型大变形量的船板曲面。该工艺方法同样应用可重构多点模具快速可调整的特点，将整体变形量分为多次进行，实现大变形量船体曲面板的无缺陷成型。在成型前多点模具控制模块根据目标形状的总变形量计算成型次数η和每次成型的数模。根据被成型船板的变形特点以及材质、厚度等参数，每次成型之间的变形量可以均分，也可以每次的变形量不相同，从而可以控制船板的成型路径，提高板料的成型极限，得到大变形量的船板零件。成型次数η及每次成型数模计算完成后，根据第一次成型的数模计算可变模具的型面，自动调整后进行第一次成型。卸载后再次根据第二次成型的目标形状计算调整多点模具形状对压成型，逐步累积零件变形量，直到达到成型次数η。从而在船板不起皱的情况下，得到大变形量的曲面板零件。
[0044]3.船板多点分片成型工艺，其利用小台面多点模具，根据船板目标曲面的形状和尺寸将船板多点分片进行成型加工，实现船板曲面成型。
[0045]参阅图3，小台面多点模具由可重构多点模具、压力机和半自动接送料机构组成，其半自动接送料结构包括送料平台5和接料升降台6，送料平台5的整体高度可以根据可重构多点模具的闭合位置而自动调整，从而顺利将板料送入多点模具。送料平台5上设有交流伺服驱动的喂料机构，能够在计算机的控制下将板料向前移动固定位移，实现送料距离的数控。接料升降台6由多组随动伺服立柱组成，每组立柱在传感器的驱动下自动调整高度，从而有效支撑已经变形的船板4。
[0046]船板多点分片成型工艺包括以下步骤:在船板4多点分片之前，应用多点模具控制模块，根据目标曲面的形状和尺寸，确定分片次数以及每个分片区域的曲面数模，并确定在多点分片成型过程中前后两个分片之间的过渡区；分片计算完成后，首先根据第一分片的数模形状计算过渡区形状，确定过渡区之后进行工艺计算，得到用于第一片成型的可重构多点模具的型面，由半自动接送料机构将船板送入可重构多点模具，在压力机的作用下进行对压成型；完成第一分片成型后将船板4卸载，半自动接送料机构将船板向前移动设定的距离并定位；根据第二分片的数模以及第一分片的数模，再次计算过渡区以及可重构多点模具的型面，成形第二分片成型；逐次成型，知道结束最后一次分片成型，得到所需要的整体曲面船板。
[0047]船板多点分片成型工艺是充分发挥可重构多点模具的上可变模具I和下可变模具3快速可调整的特点，用小台面多点成型模具成型出大尺寸的船板曲面零件，是船板多点成型技术特有的工艺方法。在船板4多点分片之前，控制软件根据目标曲面的形状和尺寸，确定分片次数n，以及每个分片区域的曲面数模。由于在多点分片成型过程中，前后两片之间需要有过渡区进行平滑过渡，一般η次成型的面积要大于板料的实际面积。分片计算完成后，第一次成型前船板4是平面形状，在第一片成型时，除了需要成型的区域外，板料的其它区域容易被动成型，影响最终精度。因此首先根据第一片的数模形状计算过渡区形状，确定过渡区之后进行工艺计算，得到用于第一片成型的可变模具I和3中所有基本体冲头的高度。在送料平台5的定位和驱动下，船板4被送入上可变模具I和下可变模具3之间，在压力机的作用下进行对压成型。卸载后，送料机构5将船板4向前移动设定的距离，并用接料升降台6定位。根据第二片成型区域的数模以及第一片区域的数模，再次计算过渡区以及可变多点模具的型面，调整第二次成型所需要的多点模具形状，成形第二个区域。在合理的工艺规划下，经过η次多区域成型，在不分割钢板的情况下，分片成型出所需要的整体三维曲板，实现船板分片多点柔性成型工艺。
[0048]步骤三、闭环成型工艺，对通过步骤二多点成型工艺成型后的曲面船板进行曲面校正。
[0049]闭环成型工艺包括以下步骤:结合曲面快速测量技术或者传统样箱检测方法，在所述步骤二成型结束后将船板4曲面形状与目标形状进行空间曲面配准，得到成型零件与目标形状的整体误差和误差分布；根据误差分布的特点再次选择多点成型工艺进行曲面校正，直到成型零件误差精度达到加工要求。
[0050]通过曲面船板多点成型复合工艺、船板多点多次成型工艺或船板多点分片成型工艺得到的船体曲面外板可以通过闭环成型工艺方法提高船板的成型精度。它结合曲面快速测量技术或者传统样箱检测方法，在成型结束后将船板4曲面形状与目标形状进行空间曲面配准，得到被成型零件与目标形状的整体误差和误差分布。根据误差分布的特点再次选择本发明提出的曲面船板多点成型复合工艺方法、船板多点多次成型工艺或船板多点分片成型工艺进行曲面校正，提高船板4成型整体精度。该工艺方法不但能够提高曲面船板4成型精度，而且能够控制船板4成型的回弹量。
【权利要求】
1.一种应用多点成形的曲面船板成型方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一、成型加工前，先确定曲面船板(4)目标形状、变形量及尺寸特点； 步骤二、根据曲面船板(4)的目标形状、变形量及尺寸特点选择一种多点成型工艺进行船板曲面加工，包括: 船板多点成型复合工艺，其利用可重构多点模具，并将多点成型技术和传统船板成型方法相结合，实现船板(4)曲面零件成型； 船板多点多次成型工艺，其利用可重构多点模具，根据船板(4)目标形状的总体变形量，计算成型次数和每次成型模数，从而控制船板(4)的成型路径，分次加工，实现船板(4)曲面成型； 船板多点分片成型工艺，其利用由可重构多点模具、压力机和半自动接送料机构组成的小台面多点模具，根据船板(4)目标曲面的形状和尺寸将船板多点分片进行成型加工，实现船板(4)曲面成型； 步骤三、闭环成型工艺，对通过步骤二多点成型工艺成型后的曲面船板(4)进行曲面校正。
2.按照权利要求1所述的一种应用多点成形的曲面船板成型方法，其特征在于，所述步骤二中的船板多点成型复合工艺包括以下三种:曲面板预成型-多点整形工艺、边缘局部多点成型-整体水火弯板工艺和曲面板多点成型-局部校正工艺。
3.按照权利要求2所述的一种应用多点成形的曲面船板成型方法，其特征在于，所述曲面板预成型-多点整形工艺包括以下步骤:首先应用传统的船板辊弯成型方法、水火弯板成型方法或者逐步压弯成型方法对船板曲面零件材料进行预加工，得到一个预成型曲面形状，再应用多点成型方法，调整可重构多点模具，对船板(4)曲面零件进行对压成型，以调整零件曲面形状。
4.按照权利要求2所述的一种应用多点成形的曲面船板成型方法，其特征在于，所述边缘局部多点成型-整体水火弯板工艺包括以下步骤:首先应用多点成型方法对船板(4)曲面零件的边缘区域进行局部成型，然后应用水火弯板方法成型船板(4)曲面零件的中间区域，得到最终零件形状。
5.按照权利要求2所述的一种应用多点成形的曲面船板成型方法，其特征在于，所述曲面板多点成型-局部校正工艺包括以下步骤:首先用多点成型方法加工船板(4)曲面零件，得到目标曲面形状，将船板(4)曲面零件从可重构多点模具卸载后，将有局部起皱的船板(4)零件，应用压机局部成形或振锤成形方法进行边缘局部校平，去除起皱。
6.按照权利要求1所述的一种应用多点成形的曲面船板成型方法，其特征在于，所述步骤二中船板多点成型复合工艺中利用的可重构多点模具包括上可变模具(I)和下可变模具(3)，上可变模具(I)和下可变模具(3)分别固定在液压机的可移动横梁和下平台上，上可变模具(I)和下可变模具(3)分别有多个高度可调的冲头基本体(2)排列而成，冲头基本体(2)上下——对应。
7.按照权利要求1所述的一种应用多点成形的曲面船板成型方法，其特征在于，所述步骤二中的船板多点多次成型工艺包括以下步骤:根据船板(4)目标形状的总体变形量，在成型前，应用多点模具控制模块，根据船板(4)目标形状的总变形量计算成型次数和每次成型数模；成型次数及每次成型数模计算完成后，根据第一次成型的数模计算可重构多点模具的型面，自动调整可重构多点模具后进行第一次对压成型；卸载后再根据第二次成型的数模计算调整可重构多点模具，进行对压成型，逐步累积零件变形量，直到结束最后一次成型。
8.按照权利要求1所述的一种应用多点成形的曲面船板成型方法，其特征在于，所述步骤二中的船板多点分片成型工艺包括以下步骤:在船板(4)多点分片之前，应用多点模具控制模块，根据目标曲面的形状和尺寸，确定分片次数以及每个分片区域的曲面数模，并确定在多点分片成型过程中前后两个分片之间的过渡区；分片计算完成后，首先根据第一分片的数模形状计算过渡区形状，确定过渡区之后进行工艺计算，得到用于第一片成型的可重构多点模具的型面，由半自动接送料机构将船板送入可重构多点模具，在压力机的作用下进行对压成型；完成第一分片成型后将船板(4)卸载，半自动接送料机构将船板向前移动设定的距离并定位；根据第二分片的数模以及第一分片的数模，再次计算过渡区以及可重构多点模具的型面，成形第二分片成型；逐次成型，知道结束最后一次分片成型，得到所需要的整体曲面船板(4)。
9.按照权利要求1所述的一种应用多点成形的曲面船板成型方法，其特征在于，所述步骤二中的船板多点分片成型工艺中使用的小台面多点模具，其半自动接送料机构包括送料平台(5)和接料升降台￠)，送料平台(5)的整体高度可以根据可重构多点模具的闭合位置而自动调整，送料平台(5)上设有交流伺服驱动的喂料机构，接料升降台(6)由多组随动伺服立柱组成，每组立柱在传感器的驱动下自动调整高度。
10.按照权利要求1所述的一种应用多点成形的曲面船板成型方法，其特征在于，所述步骤三闭环成型工艺包括以下步骤:结合曲面快速测量技术或者传统样箱检测方法，在所述步骤二成型结束后将船板(4)曲面形状与目标形状进行空间曲面配准，得到成型零件与目标形状的整体误差和误差分布；根据误差分布的特点再次选择一种多点成型工艺进行曲面校正，直到成型零件误差精度达到加工要求。
【文档编号】B21C51/00GK104139129SQ201410320985
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年7月7日 优先权日:2014年7月7日
【发明者】刘纯国, 邓玉山, 蔡中义, 李湘吉, 隋振 申请人:吉林大学
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