船用型材冷弯成形及其检测技术的研究

论文摘要

随着我国船舶工业的快速发展,型材液压冷弯成形的工艺将会得到更加广泛的应用。型材成形所使用的冷弯设备的好坏决定了型材的成形质量,进而直接影响船体建造的质量和成本。为提高中小型船厂型材成形质量的检测技术,研发相应的数控型材液压冷弯设备,提高中小型船厂的生产技术,将会产生良好的经济效益和社会效益。本文首先介绍了国内外造船业的发展状况,针对利用端点测量和非端点测量的两种型材成形检测方法分别作了分析,比较它们的优缺点,提出了一种新的型材成形非端点测量方法——弦角测量控制法。该方法使型材的成形检测基准不依赖于型材的端点,从而免去了液压冷弯成形设备中庞大的检测机构,简化了冷弯设备的结构。同时利用数学计算的方法证明弦角测量控制法能够唯一地确定样条曲线的形状。其次,利用铜线模拟型材中轴线在平面工作台上进行压弯实验,对加工过程中的加工参数诸如进料步长和支点距离进行了相应的探讨和分析。得出进料步长的大小需在样条曲线曲率较大时应相应地缩短,在曲率较小时可适当加大,支点距离则需参考进料步长来合理选取,从而避免在压弯过程中因出现多次的正反弯交替而影响曲线的成形形状。在此基础上,对加工过程中如何减小误差在单方向上的积累作了一定的分析,提出在加工中对成形控制角进行补偿,使铜线仅在样条曲线两侧的小范围内摆动,确保能较准确地达到样条曲线的形状。再者,在假设选取合理的加工参数的前提下,运用几何证明的方法对每一段铜线的压弯深度和其相对应的成形控制角变化值之间的关系建立简单的等式。并利用计算机绘图软件模拟铜线的成形过程,验证该等式的准确性和合理性,为型材冷弯成形自动检测控制系统提供了一定的参考依据。最后,结合YLW系列型材液压冷弯机的机型特点及其相关参数选取合适的检测仪器。并设想将其安装于冷弯机合理的位置,从而实现对加工中的压弯深度的精确检测及控制,以使弦角测量控制法实现于该系列的型材液压冷弯机,提高型材冷弯的生产效率和检测精度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• CONTENTS
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景意义和目的
• 1.1.1 课题研究的背景
• 1.1.2 课题研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 本文的研究内容以及方法和目标
• 第二章 弦角测量控制法的提出及模拟实验参数的探讨
• 2.1 前言
• 2.2 目前船用型材成形检测使用的方法及其原理
• 2.2.1 基于端点测量法的型材成形方法及其原理
• 2.2.2 基于非端点测量法的型材成形方法及其原理
• 2.3 弦角测量控制法的提出
• 2.3.1 弦角测量控制法的原理
• 2.3.2 弦角测量控制法的数学定义
• 2.4 模拟实验加工参数的探讨
• 2.4.1 进料步长的探讨
• 2.4.2 支点距离的探讨
• 2.4.3 加工过程中成形控制角补偿问题的探讨
• 2.5 本章小结
• 第三章 压弯过程数学模型的探讨
• 3.1 前言
• 3.2 中轴线成形检测过程的流程图
• 3.3 中轴线成形过程数学模型的建立
• 3.3.1 中轴线成形变化的过程
• 3.3.2 压弯深度数学模型的建立
• 3.4 中轴线成形数学模型的计算机重现
• 3.4.1 AutoCAD软件的介绍
• 3.4.2 中轴线成形的重现过程
• 3.4.3 重现结果的分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 弦角检测技术在冷弯机上的实现
• 4.1 前言
• 4.2 改进的弦线检测技术在冷弯机上的实现
• 4.3 型材成形的弦角检测技术在冷弯机上的实现
• 4.3.1 YLW系列型材冷弯机机型的特点
• 4.3.2 检测仪器安装位置的设想
• 4.3.3 相关检测仪器的选择
• 4.4 型材成形检测在生产过程中的实现
• 4.5 本章小结
• 总结与展望
• 本论文工作的总结
• 进一步工作的展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文
• 致谢