一种板材自动加载成型装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种板材自动加载成型装置，包括机架，机架上依次设置有热加载元件、压力加载装置和喷水元件，压力加载装置包括上压力加载装置和下压力加载装置，上压力加载装置包括第一电机，第一电机上竖直安装有上转轴，上转轴上安装有上支架及上容纳座，上容纳座通过上销轴可转动安装有上加载圆轮，下压力加载装置包括第二电机，第二电机上竖直安装有由其驱动旋转的下转轴，下转轴上安装有下支架及下容纳座，下容纳座上安装有第三电机，第三电机上安装有下加载凹轮。本实用新型可根据实际需求，通过各种加载方法的搭配，既提高加工效率和成型精度，降低工艺操作复杂性，又能有效避免高温或急降温对板材的不利影响。
【专利说明】一种板材自动加载成型装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于船舶建造【技术领域】，更具体地，涉及一种板材自动加载成型装置。
【背景技术】
[0002]由于船舶建造的单品订单式生产方式以及船舶双向曲率板自身的结构性特点，船舶双向曲率板的成型加工手段有别于汽车等大批量薄膜板的有模冲压批量生产方式，通常采用无模成型法。目前，现有技术中针对船舶曲率板的成型方法主要包括线加热法、筒形辊压和多点弯曲法等。
[0003]所谓线加热法，是利用火焰或高频感应等线热源对板进行局部线状加热，利用局部热胀冷缩原理，使工件产生残余塑性变形，从而达到板弯曲成型的目的。在这一过程中，基于建造船舶结构对材料特性的要求，在线加热后的加热线上也可以辅助以喷水急降温，以提高成型效率。然而，由于温度与材质之间的关系，实际的加工温度需要控制在一定的范围内，大曲率及厚板条件下的成型加工效率会受到影响；此外，对于扭曲型等一些不同位置存在不同面内外应变的板成型而言，线加热方式自身对满足成型加工要求也存在困难。
[0004]对于筒形辊压，显而易见只能加工单向曲率形状，无法成形双向曲率；而多点冷压成型之类的弯曲加工方式由于完全依赖于力的作用，在待成型加工板上施加力和施加范围都非常大，不仅克服反弹问题突出，还会导致装备综合体积和造价增大。此外，上述方式中不论冷加工还是热加工，目前依靠经验的手工作业或手工控制仍占主体，相应存在难以保证质量、加工效率低下等缺陷。
实用新型内容
[0005]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种板材自动加载成型装置，其中通过结合加热、喷水冷却、力加载等一体作用成型加工各自组合的特点，在提高加工效率的同时，可减低加工对板材材质的不利影响，降低装备成本，减小人员工作强度，同时显著提高船舶双向曲率板的成型精度。
[0006]为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种板材自动加载成型装置，包括机架，所述机架上依次设置有热加载元件、压力加载装置和喷水元件，所述压力加载装置包括能相互配合对板材施加压力的上压力加载装置和下压力加载装置，所述上压力加载装置包括活动安装在机架上的第一电机，所述第一电机上竖直安装有由其驱动旋转的上转轴，所述上转轴上安装有上支架及上容纳座，上支架位于上容纳座的上方，所述热加载元件安装在上支架上，所述上容纳座通过上销轴可转动安装有上加载圆轮，所述上销轴水平设置，所述下压力加载装置包括活动安装在机架上的第二电机，所述第二电机上竖直安装有由其驱动旋转的下转轴，所述下转轴上安装有下支架及下容纳座，所述下容纳座位于下支架的上方，所述喷水元件安装于下支架上，下容纳座上安装有第三电机，所述第三电机上安装有由其驱动旋转的下加载凹轮，下加载凹轮位于上加载圆轮的正下方。
[0007]优选地，所述第一电机上安装有可驱动其上下移动的第一动力装置，，第一动力装置安装于机架上。
[0008]优选地，所述第二电机上安装有可驱动其上下移动的第二动力装置，第二动力装置安装于机架上。
[0009]优选地,所述热加载元件活动安装在上支架上,所述上转轴上安装有可驱动热加载元件朝靠近或远离上加载圆轮的方向移动的第三动力装置。
[0010]优选地，，所述热加载元件通过第五动力装置连接在第三动力装置上，所述第五动力装置能驱动热加载元件上下移动。
[0011]优选地，所述上支架上设置有作为热加载元件移动通道的上滑槽，所述热加载元件从上滑槽处穿过上支架。
[0012]优选地，所述喷水元件活动安装在下支架上，所述下转轴上安装有可驱动喷水元件朝靠近或远离下加载凹轮的方向移动的第四动力装置。
[0013]优选地，所述喷水元件通过第六动力装置连接在第四动力装置上，所述第六动力装置能驱动喷水元件上下移动。
[0014]优选地，所述下支架上设置有作为喷水元件移动通道的下滑槽，所述喷水元件从下滑槽处穿过下支架。
[0015]总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，由于采用了热加载元件、压力加载装置与喷水装置结合对板材进行加工，能够取得下列有益效果:
[0016]1、将热加载元件的加热、压力加载装置的滚压、喷水元件的冷却的一体化加载运用至船舶双向曲率板的成型过程，可根据实际需求，通过各种加载方法的搭配，既能提高加工效率和成型精度，又能降低工艺操作复杂性，有效避免高温或急降温对板材的不利影响；
[0017]2、通过一体化加载过程中采用局部加载和渐进成型方法，既能减小板材变形回弹，又能减小压力加载装置所需的驱动力，降低对压力加载装置本身及其安装地基的要求；
[0018]3、使用本装置进行一体化加载成型，便于操控，同时具有智能化、高精度、应用范围广的优点，因而尤其适用于鞍形板、帆形板和扭曲板之类及其组合形状的大曲率板的自动化成型。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型加工板材时的示意图。
【具体实施方式】
[0020]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0021]如图1所示，一种板材自动加载成型装置，包括机架10，所述机架10上依次设置有热加载元件1、压力加载装置和喷水元件2，所述压力加载装置包括能相互配合对板材9施加压力的上压力加载装置3和下压力加载装置4，所述上压力加载装置3包括活动安装在机架10上的第一电机31，所述第一电机31上竖直安装有由其驱动旋转的上转轴32，所述上转轴32上安装有上支架33及上容纳座34，上支架33位于上容纳座34的上方，所述热加载元件I安装在上支架33上，所述上容纳座34通过上销轴35可转动安装有上加载圆轮36，所述上销轴35水平设置，所述下压力加载装置4包括活动安装在机架10上的第二电机41，所述第二电机41上竖直安装有由其驱动旋转的下转轴42，所述下转轴42上安装有下支架43及下容纳座44，所述下容纳座44位于下支架43的上方，所述喷水元件2安装于下支架43上，下容纳座44上安装有第三电机45，所述第三电机45上安装有由其驱动旋转的下加载凹轮46,下加载凹轮46位于上加载圆轮36的正下方。
[0022]优选地，所述第一电机31上安装有可驱动其上下移动的第一动力装置5，第一动力装置5安装于机架10上，这样上加载圆轮36不仅可以在上转轴32的带动下绕上转轴32旋转，而且其还可以在第一动力装置5的驱动下朝着靠近或远离下加载凹轮46的方向移动，以调整作用在板材9上的压力。
[0023]优选地，所述第二电机41上安装有可驱动其上下移动的第二动力装置6，第二动力装置6安装于机架10上。同理，下加载凹轮46也可以在第二动力装置6的带动下朝着靠近或远离上加载圆轮36的方向移动，以调整作用在板材9上的压力。
[0024]优选地，所述热加载元件I活动安装在上支架33上，所述上转轴32上安装有可驱动热加载元件I朝靠近或远离上加载圆轮36的方向移动的第三动力装置7。更进一步，所述上支架33上设置有作为热加载元件I移动通道的上滑槽331，所述热加载元件I从上滑槽331处穿过上支架33。热加载元件I的移动行程受到上滑槽331的限制。
[0025]优选地，所述喷水元件2活动安装在下支架43上，所述下转轴42上安装有可驱动喷水元件2朝靠近或远离下加载凹轮46的方向移动的第四动力装置8。更进一步，所述下支架43上设置有作为喷水元件2移动通道的下滑槽431，所述喷水元件2从下滑槽431处穿过下支架43。喷水元件2的移动行程受到下滑槽431的限制。
[0026]按照本实用新型的实施例所构建的板材自动加载成型装置，上加载圆轮36和下加载凹轮46相互对置,第一动力装置5驱动上加载圆轮36向下运动、第三动力装置7驱动下加载凹轮46向上运动，通过上加载圆轮36和下加载凹轮46的上下相对位置变化来执行力或位移加载，进而调整板材9弯曲的曲率。
[0027]此外，热加载元件I可在上转轴32的带动下与上加载圆轮36 —起绕着上转轴32转动，这样可以调整上加载圆轮36的角度，以便压力加载装置从板材9的不同位置来对板材9施压及带动板材9朝不同的方向移动，以便板材9达到设定的曲率。
[0028]热加载元件I还可沿着上滑槽331移动，以调整其与上加载圆轮36的距离，以此方式将板材9加热到指定温度，以便于压力加载装置施力。下加载凹轮46旁的喷水元件2可在下转轴42的带动下与下加载凹轮46 —起绕下转轴42转动，喷水元件2还可沿着下滑槽431移动，以此方式将已加压未完全冷却的板材9喷水急降温，利用冷热弯板现象使板材9发生变形。需要注意的是，上加载圆轮36在上转轴32的带动下旋转、下加载凹轮46在下转轴42的带动下旋转，二者分别单独旋转后停止的位置也要对应，以便二者能配合加工板材9。
[0029]根据加工板材9的材料属性与温度相关这一现象，利用热加载所形成的热影响区域，将上加载圆轮36和下加载凹轮46加载的作用控制在热影响区域内，从而在形成板材9的整体双向曲率变形的同时，提高板材9的成型效率，减少单纯冷加载的回弹量，同时提高加工板材9的成型精度；在上加载圆轮36和下加载凹轮46加载后，板材9仍处在较高温度条件，将喷水控制在热影响区域内，实施喷水急降温，加大板材9的变形，提高板材9的成型效率，同时，喷水元件2布置在板材9的下方，与热加载元件1、上加载圆轮36和下加载凹轮46保持一段距离，既保证了温度和压力加载的充分作用，又使水不会积存在已变形板材9内，便于喷水降温的控制。
[0030]当然，上述板材自动加载成型装置上的热加载元件1、压力加载装置和喷水元件2并不需要三个同时工作，可以根据实际加工情况分别进行结合使用。
[0031]另外，按照本实用新型的一个优选实施方式，上加载圆轮36和下加载凹轮46可以选择多套形状和尺寸规格，并分别可拆卸地配备在板材9输送路径的上下两侧，上加载圆轮36和下加载凹轮46自身的安装位置保持不变，两者通过相对旋转来带动板材9移动，以保持与待成型板材9的进给方向一致。
[0032]对于热加载元件1，其形状可为柱状，其下端为线加热头，对板材9表面提供热升温区域。对于喷水元件2，其形状可为柱状，其上端配备有冷水喷头，对已成型未冷却板表面实施急降温，以提供更大的温度梯度。优选地，所述热加载元件I通过第五动力装置11连接在第三动力装置7上，所述第五动力装置11能驱动热加载元件I上下移动，所述喷水元件2通过第六动力装置21连接在第四动力装置8上，所述第六动力装置21能驱动喷水元件2上下移动，这样便于热加载元件I和喷水元件2更好地对板材9进行加热和冷却。
[0033]热加载元件1、上加载圆轮36、下加载凹轮46和喷水元件2作用在板材9的同一移动路线上。
[0034]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种板材自动加载成型装置，其特征在于:包括机架(10)，所述机架(10)上依次设置有热加载元件(I)、压力加载装置和喷水元件(2)，所述压力加载装置包括能相互配合对板材(9)施加压力的上压力加载装置(3)和下压力加载装置(4)，所述上压力加载装置(3)包括活动安装在机架(10)上的第一电机(31)，所述第一电机(31)上竖直安装有由其驱动旋转的上转轴(32)，所述上转轴(32)上安装有上支架(33)及上容纳座(34)，上支架(33)位于上容纳座(34)的上方，所述热加载元件(I)安装在上支架(33)上，所述上容纳座(34)通过上销轴(35)可转动安装有上加载圆轮(36)，所述上销轴(35)水平设置，所述下压力加载装置(4)包括活动安装在机架(10)上的第二电机(41)，所述第二电机(41)上竖直安装有由其驱动旋转的下转轴(42)，所述下转轴(42)上安装有下支架(43)及下容纳座(44)，所述下容纳座(44)位于下支架(43)的上方，所述喷水元件(2)安装于下支架(43)上，下容纳座(44)上安装有第三电机(45)，所述第三电机(45)上安装有由其驱动旋转的下加载凹轮(46),下加载凹轮(46)位于上加载圆轮(36)的正下方。
2.根据权利要求1所述的一种板材自动加载成型装置，其特征在于:所述第一电机(31)上安装有可驱动其上下移动的第一动力装置(5)，第一动力装置(5)安装于机架(10)上。
3.根据权利要求1所述的一种板材自动加载成型装置，其特征在于:所述第二电机(41)上安装有可驱动其上下移动的第二动力装置(6)，第二动力装置(6)安装于机架(10)上。
4.根据权利要求1所述的一种板材自动加载成型装置，其特征在于:所述热加载元件(I)活动安装在上支架(33)上，所述上转轴(32)上安装有可驱动热加载元件(I)朝靠近或远离上加载圆轮(36)的方向移动的第三动力装置(7)。
5.根据权利要求4所述的一种板材自动加载成型装置，其特征在于:所述热加载元件(I)通过第五动力装置(11)连接在第三动力装置(7)上，所述第五动力装置(11)能驱动热加载元件(I)上下移动。
6.根据权利要求4所述的一种板材自动加载成型装置，其特征在于:所述上支架(33)上设置有作为热加载元件(I)移动通道的上滑槽(331)，所述热加载元件(I)从上滑槽(331)处穿过上支架(33)。
7.根据权利要求1所述的一种板材自动加载成型装置，其特征在于:所述喷水元件(2)活动安装在下支架(43)上，所述下转轴(42)上安装有可驱动喷水元件(2)朝靠近或远离下加载凹轮(46)的方向移动的第四动力装置(8)。
8.根据权利要求7所述的一种板材自动加载成型装置，其特征在于:所述喷水元件(2)通过第六动力装置(21)连接在第四动力装置(8)上，所述第六动力装置(21)能驱动喷水元件(2)上下移动。
9.根据权利要求7所述的一种板材自动加载成型装置，其特征在于:所述下支架(43)上设置有作为喷水元件(2)移动通道的下滑槽(431)，所述喷水元件(2)从下滑槽(431)处穿过下支架(43)。
【文档编号】B21D37/16GK204052478SQ201420484843
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年8月26日 优先权日:2014年8月26日
【发明者】赵耀, 袁华, 唐国元, 董宏宝, 胡昌成, 严俊 申请人:华中科技大学