專利名稱：一種大型曲面工件整體壓制成型的定位方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種大型曲面工件整體壓制成型的定位方法，尤其適用于成型后(特別是中溫成型和高溫成型)進行二次切割的大型曲面工件壓制成型時在模具上的定位方法，該定位方法還可以應用于核電設備、壓力容器以及化工設備等機械制造領域。
背景技術：
目前鋼板在模具上的定位常用的是定位板、定位銷、擋料銷、側(cè)刃等零件，但這僅適用于小型、人工操作方便的工件。對于形狀復雜或大型工件在模具上的定位困難，而且工件容易產(chǎn)生微量移動，無法控制，造成最終壓制成型的工件形狀、尺寸與理論有所偏差。特別是對于大尺寸、多曲率、高精度鋼板壓制成型，最多的采用分段模壓加點壓， 這種工藝在壓制過程中工件依靠劃線在模具上定位，而且對于大型工件壓制過程中鋼板的移動，依靠人工操作或通過吊裝的方法，這種方法對操作工的要求很高，而且效率低，成型工件精度低。另外，對于采用中溫成型和高溫成型的大型曲面板，采用定位板、定位銷、擋料銷、 側(cè)刃等零件進行定位時，在中溫和高溫的環(huán)境下操作困難時，操作環(huán)境差，具有極大的不安全性。雖然整體模壓的工藝壓制方便，但壓制成型過程中工件的定位較困難，特別是在壓制過程中對于鋼板定位方法的控制目前未見披露。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術中的上述技術問題的至少一個方面，提出本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明的技術方案，可以通過在工件表面形成印記的裝置在壓制成型過程中對工件進行定位，壓制成型后根據(jù)定位印記劃線進行二次切割，從而可以有效、簡便地解決大型曲面板整體壓制成型后的定位切割精度問題。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提出了一種大型曲面工件整體壓制成型的定位方法，包括如下步驟步驟1 提供壓制成型模具，所述壓制成型模具包括彼此配合的上模具和下模具；步驟2 將板材定位到下模具上；步驟3 利用上模具擠壓定位在下模具上的板材以形成初步曲面工件；以及步驟4 在所述初步曲面工件上形成切割線，以基于該切割線切割出期望形狀的大型曲面工件，其中所述上模具或下模具上設置有多個標記裝置，在步驟3 中，所述多個標記裝置在初步曲面工件上形成多個標記，且在步驟4中，基于所述多個標記形成所述切割線。有利地，在上述方法中，所述多個標記裝置包括多個主標記裝置，所述多個主標記裝置在初步曲面工件上形成多個主標記，所述期望形狀的大型曲面工件位于所述多個主標記在所述初步曲面工件上順次相連所形成的環(huán)形曲線之內(nèi)。有利地，所述初步曲面工件為在俯視圖中大致呈矩形或梯形形狀，且所述主標記包括形成在所述矩形或梯形的角部的四個標記。
進一步地，所述板材經(jīng)初切割后定位到下模具上，所述環(huán)形曲線距離所述板材的邊緣具有50-150mm的余量。更進一步地，在步驟4中，還提供測量設備，所述測量設備以所述多個主標記為基準確定初步切割線，然后根據(jù)期望形狀的大型曲面工件的設計數(shù)據(jù)對所述初步切割線進行調(diào)整以形成所述切割線。進一步地，所述初步切割線距離所述環(huán)形曲線具有O-IOOmm的余量。有利地，所述多個標記裝置還包括多個輔助標記裝置，所述多個輔助標記裝置在初步曲面工件上形成多個輔助標記，所述多個輔助標記沿所述環(huán)形曲線形成在相鄰的主標記之間。在步驟4中，還提供測量設備，所述測量設備以所述多個主標記以及至少一部分輔助標記為基準確定初步切割線，然后根據(jù)期望形狀的大型曲面工件的設計數(shù)據(jù)對所述初步切割線進行調(diào)整以形成所述切割線。進一步地，沿所述環(huán)形曲線，在每兩個相鄰主標記之間的大體上中部位置形成至少一個輔助標記。有利地，在步驟3與步驟4之間，還包括步驟5 抬起上模具，以及將所述初步曲面工件放置到支架上，且在步驟5中，根據(jù)所述輔助標記調(diào)整或確定所述初步曲面工件在所述支架上的位置。有利地，在步驟4中，還提供測量設備，所述測量設備以所述多個標記為基準確定初步切割線，然后根據(jù)期望形狀的大型曲面工件的設計數(shù)據(jù)對所述初步切割線進行調(diào)整以形成所述切割線。有利地，上述設計數(shù)據(jù)包括所述期望形狀的大型曲面工件的邊緣的設計弧長以及設計弦高。在以上方法中，有利地，每一個所述標記裝置包括定位孔以及設置在該定位孔中以露出端部的標記件，所述標記件在步驟3中在所述初步曲面工件上形成所述多個標記。 可選地，所述標記件由石墨或低強度金屬制成。每一個所述標記裝置也可為形成在上模具或下模具的壓制表面上的凸起。在以上方法中，所述大型曲面工件為拼裝核電站用鋼制安全殼的部件。在以上方法中，所述板材的面積大于4平方米。


本發(fā)明將參照附圖來進一步詳細說明，其中圖1根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的大型曲面工件整體壓制成型的定位方法的示意圖；圖2為圖1中的上模具的立體示意圖，其中示出了設置在壓制表面上的標記裝置。
具體實施例方式雖然將參照含有本發(fā)明的較佳實施例的附圖充分描述本發(fā)明，但在此描述之前應了解本領域的普通技術人員可修改本文中所描述的發(fā)明，同時獲得本發(fā)明的技術效果。因此，須了解以上的描述對本領域的普通技術人員而言為一廣泛的揭示，且其內(nèi)容不在于限制本發(fā)明所描述的示例性實施例。下面參照圖1、2描述根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實施例的大型曲面工件整體壓制成型的定位方法。圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的大型曲面工件整體壓制成型的定位方法的示意圖。圖2為圖1中的上模具的立體示意圖，其中示出了設置在壓制表面上的標記裝置4。所述方法包括如下步驟步驟1 提供壓制成型模具，所述壓制成型模具包括彼此配合的上模具1和下模具 (未示出)；步驟2 將板材(未示出，可以例如鋼板的金屬板，或其它可以整體壓制成型的板材)，定位到下模具上；步驟3 利用上模具1擠壓定位在下模具上的板材以形成初步曲面工件2 ；以及步驟4 在所述初步曲面工件2上形成切割線21，以基于該切割線21切割出期望形狀的大型曲面工件22，其中所述上模具1或下模具(圖1中為上模具1上)上設置有多個標記裝置4，在步驟 3中，所述多個標記裝置4在初步曲面工件2上形成多個標記3，且在步驟4中，基于所述多個標記3形成所述切割線21。所述多個標記裝置4包括多個主標記裝置41，所述多個主標記裝置41在初步曲面工件上形成多個主標記A、B、C、D，參見圖1，所述期望形狀的大型曲面工件位于所述多個主標記在所述初步曲面工件上順次相連所形成的環(huán)形曲線23之內(nèi)。需要注意的是，這里的主標記的位置以及數(shù)量僅僅是示意性的，只要主標記可以幫助確定切割線21即可。所述期望形狀的大型曲面工件22位于所述多個主標記在所述初步曲面工件2上順次相連所形成的環(huán)形曲線23之內(nèi)。還需要注意的是，雖然在本發(fā)明的具體實施例中，環(huán)形曲線23環(huán)繞切割線21設置，但是，環(huán)形曲線23也可以設置在切割線21之內(nèi)，或者，主標記也可以位于用于二次切割的切割線21之內(nèi)。所述初步曲面工件2可以為在俯視圖中大致呈矩形或梯形形狀，且所述主標記包括形成在所述矩形或梯形的角部的四個標記。所述板材經(jīng)初切割(即，一次切割)后定位到下模具上，所述環(huán)形曲線23距離所述板材的邊緣具有50-150mm的余量。在步驟4中，還可提供測量設備，所述測量設備以所述多個主標記為基準確定初步切割線，然后根據(jù)期望形狀的大型曲面工件的設計數(shù)據(jù)對所述初步切割線進行調(diào)整以形成所述切割線(即二次切割所基于的切割線)。所述初步切割線距離所述環(huán)形曲線具有 O-IOOmm的余量。在余量為0的情況下，環(huán)形曲線本身就可以形成為該初步切割線。所述設計數(shù)據(jù)包括所述期望形狀的大型曲面工件22的邊緣的設計弧長以及設計弦高。所述多個標記裝置4還可包括多個輔助標記裝置42，所述多個輔助標記裝置42在初步曲面工件2上形成多個輔助標記E-J，如圖1中所示，所述多個輔助標記沿所述環(huán)形曲線形成在相鄰的主標記之間?？蛇x地，在步驟4中，還提供測量設備，所述測量設備以所述多個主標記以及至少一部分輔助標記為基準確定初步切割線，然后根據(jù)期望形狀的大型曲面工件的設計數(shù)據(jù)對所述初步切割線進行調(diào)整以形成所述切割線。有利地，沿所述環(huán)形曲線23，在每兩個相鄰主標記之間的大體上中部位置形成至少一個輔助標記。需要注意的是， 這里的輔助標記的位置以及數(shù)量也僅僅是示意性的。有利地，在步驟3與步驟4之間，還包括步驟5 抬起上模具1，以及將所述初步曲面工件2放置到支架(未示出)上，且在步驟5中，根據(jù)所述輔助標記調(diào)整或確定所述初步曲面工件2在所述支架上的位置。例如，在輔助標記與支架上的對應位置對準的情況下，可以認定初步曲面工件2已經(jīng)正確地定位在支架上，以便于進行隨后的精確切割(或二次切割)。同樣，在步驟4中，還提供測量設備，所述測量設備以所述多個標記為基準確定初步切割線，然后根據(jù)期望形狀的大型曲面工件的設計數(shù)據(jù)對所述初步切割線進行調(diào)整以形成所述切割線。有利地，所述設計數(shù)據(jù)包括所述期望形狀的大型曲面工件的邊緣的設計弧長以及設計弦高。每一個所述標記裝置4包括定位孔以及設置在該定位孔中以露出端部的標記件， 所述標記件在步驟3中在所述初步曲面工件上形成所述多個標記。所述標記件由石墨或低強度金屬制成。在定位孔內(nèi)裝滿石墨等有色物或安裝低強度金屬，壓制成型時石墨等有色物或低強度的金屬會在工件上留下印記，壓制完畢后依然清晰可見?？蛇x地，每一個所述標記裝置4為形成在上模具或下模具的壓制表面上的凸起。 或者，可選地，每一個所述標記裝置4可以為形成在上模具或下模具的壓制表面上的凹部。 明顯地，上模具或下模具的硬度從而該凸起或該凹部的硬度高于被壓制的板材的硬度。定位孔、凸起或凹部位于曲面工件的成型尺寸范圍內(nèi)，具體位置根據(jù)最終期望的大型曲面工件的形狀、邊緣弧長以及切割工藝確定。根據(jù)本發(fā)明的上述方法可以應用于核電設備、壓力容器以及化工設備等機械制造領域。更具體地，本發(fā)明的上述方法可以用于整體壓制成型拼裝核電站用鋼制安全殼的部件。在本發(fā)明中，用于整體壓制成型的板材的面積優(yōu)選地大于4平方米。下面以整體壓制成型大型曲面鋼板為例具體說明根據(jù)本發(fā)明的大型曲面工件壓制成型的工藝流程。該工藝流程依次包括下料切割；初定位；壓制成型；二次精確切割。其中下料切割(對應于上文的一次切割)按照期望形狀的大型曲面工件22的形狀、 尺寸以及模具尺寸對鋼板進行粗切割。鋼板下料切割到要求的尺寸設計為為期望形狀的大型曲面工件22的理論形狀弧線(或上文的切割線21)向外留出IOOmm余量；初定位將鋼板直接放至模具上，此過程無需精確定位。壓制成型壓制成型過程中鋼板的定位依靠上模具的下底面的定位裝置4。定位裝置4在鋼板上形成10個點(點A-J)，且在產(chǎn)品理論形狀弧線(或上文的切割線21)基礎上留有約30mm余量，以保證產(chǎn)品在形成的印記區(qū)域范圍內(nèi)，其中A、B、C、D四個角點為壓制完成后形成切割線21 (或二次切割劃線)的基準點，點E-J為期望形狀的大型曲面工件22 在支架上定位用。定位孔裝滿石墨等有色物或安裝低強度金屬，壓制成型時石墨等有色物或低強度的金屬會在工件上留下印記，形成的印記A-J對應于定位孔的位置，壓制完畢后該印記或標記依然清晰可見，這樣可以方便測量時找準基準和定位，不需要重新定基準，從而，即使鋼板在剛開始放置時有輕微的傾斜，依靠定位基準可以很方便的找到定位點。二次精確切割上模抬起后，將初步曲面工件2吊裝至支架上，根據(jù)形成的輔助標記E-J調(diào)整或確定初步曲面工件2在支架上的位置；利用測量設備，例如激光測量設備，以 A、B、C、D點為基準向內(nèi)約30mm處開始測量，測量設備將自動計算所測得的邊緣的弧長、弦高等，并根據(jù)測量數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)的比較結(jié)果進行微調(diào)，從而尋找到合適的邊緣進行劃線，然后，基于該劃線進行精確切割。采用本發(fā)明的大型曲面工件整體壓制成型的定位方法，不會影響最終鋼板成型后的尺寸大小，提高效率的同時也可以保證鋼板壓制后的尺寸符合質(zhì)量要求。具體地，根據(jù)本發(fā)明的方法至少可以獲得如下技術效果之一(1)本發(fā)明專利的定位方法利用設定在大型曲面板模具上的壓制表面的壓制定位點進行定位，與采用定位板、定位銷、擋料銷、側(cè)刃等零件進行定位相比，操作簡單。(2)本發(fā)明專利描述的定位方法，對于大型曲面板壓制前的定位要求簡單，操作方便，降低了勞動強度，提高了工作效率。(3)本發(fā)明專利描述的定位方法，克服了大型曲面板重量大、壓制過程中產(chǎn)生滑移、坯料不規(guī)整、移動不方便等不利因素的影響，能夠提高工作效率。(4)本發(fā)明專利描述的定位方法，通過整體壓制后再根據(jù)壓制定位壓痕進行二次切割，確保了曲面板壓制精度，提高成品率。(5)本發(fā)明專利描述的定位方法，減少了中溫成型和高溫成型曲面板定位時的精確調(diào)整要求，提高工作效率。(6)本發(fā)明專利描述的定位方法，減少了中溫成型和高溫成型曲面板定位時的精確調(diào)整要求，極大的改善了工人的操作環(huán)境，提高安全性。在詳細說明本發(fā)明的較佳實施例之后，熟悉本領域的技術人員可清楚的了解，在不脫離隨附權(quán)利要求的保護范圍與精神下可進行各種變化與改變，且本發(fā)明亦不受限于說明書中所舉示例性實施例的實施方式。
權(quán)利要求
1.一種大型曲面工件整體壓制成型的定位方法，包括如下步驟步驟1 提供壓制成型模具，所述壓制成型模具包括彼此配合的上模具和下模具； 步驟2 將板材定位到下模具上；步驟3 利用上模具擠壓定位在下模具上的板材以形成初步曲面工件；以及步驟4 在所述初步曲面工件上形成切割線，以基于該切割線切割出期望形狀的大型曲面工件， 其中所述上模具或下模具上設置有多個標記裝置，在步驟3中，所述多個標記裝置在初步曲面工件上形成多個標記，且在步驟4中，基于所述多個標記形成所述切割線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多個標記裝置包括多個主標記裝置，所述多個主標記裝置在初步曲面工件上形成多個主標記，所述期望形狀的大型曲面工件位于所述多個主標記在所述初步曲面工件上順次相連所形成的環(huán)形曲線之內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述板材經(jīng)初切割后定位到下模具上，所述環(huán)形曲線距離所述板材的邊緣具有 50-150mm的余量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中在步驟4中，還提供測量設備，所述測量設備以所述多個主標記為基準確定初步切割線，然后根據(jù)期望形狀的大型曲面工件的設計數(shù)據(jù)對所述初步切割線進行調(diào)整以形成所述切割線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述初步切割線距離所述環(huán)形曲線具有O-IOOmm的余量。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述設計數(shù)據(jù)包括所述期望形狀的大型曲面工件的邊緣的設計弧長以及設計弦高。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述初步曲面工件為在俯視圖中大致呈矩形或梯形形狀，且所述主標記包括形成在所述矩形或梯形的角部的四個標記。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述多個標記裝置還包括多個輔助標記裝置，所述多個輔助標記裝置在初步曲面工件上形成多個輔助標記，所述多個輔助標記沿所述環(huán)形曲線形成在相鄰的主標記之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中在步驟4中，還提供測量設備，所述測量設備以所述多個主標記以及至少一部分輔助標記為基準確定初步切割線，然后根據(jù)期望形狀的大型曲面工件的設計數(shù)據(jù)對所述初步切割線進行調(diào)整以形成所述切割線。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中沿所述環(huán)形曲線，在每兩個相鄰主標記之間的大體上中部位置形成至少一個輔助標記。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中在步驟3與步驟4之間，還包括步驟5 抬起上模具，以及將所述初步曲面工件放置到支架上，且在步驟5中，根據(jù)所述輔助標記調(diào)整或確定所述初步曲面工件在所述支架上的位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在步驟4中，還提供測量設備，所述測量設備以所述多個標記為基準確定初步切割線， 然后根據(jù)期望形狀的大型曲面工件的設計數(shù)據(jù)對所述初步切割線進行調(diào)整以形成所述切割線。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述設計數(shù)據(jù)包括所述期望形狀的大型曲面工件的邊緣的設計弧長以及設計弦高。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項所述的方法，其中每一個所述標記裝置包括定位孔以及設置在該定位孔中以露出端部的標記件，所述標記件在步驟3中在所述初步曲面工件上形成所述多個標記。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中 所述標記件由石墨或低強度金屬制成。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中每一個所述標記裝置為形成在上模具或下模具的壓制表面上的凸起。
17.根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項所述的方法，其中 所述大型曲面工件為拼裝核電站用鋼制安全殼的部件。
18.根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項所述的方法，其中 所述板材的面積大于4平方米。
全文摘要
一種大型曲面工件整體壓制成型的定位方法，包括如下步驟步驟1提供壓制成型模具，所述壓制成型模具包括彼此配合的上模具和下模具；步驟2將板材定位到下模具上；步驟3利用上模具擠壓定位在下模具上的板材以形成初步曲面工件；以及步驟4在所述初步曲面工件上形成切割線，以基于該切割線切割出期望形狀的大型曲面工件，其中所述上模具或下模具上設置有多個標記裝置，在步驟3中，所述多個標記裝置在初步曲面工件上形成多個標記，且在步驟4中，基于所述多個標記形成所述切割線。
文檔編號B21D43/00GK102554057SQ20111035255
公開日2012年7月11日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者李軍, 楊中偉, 王厚高, 王國彪, 胡永清, 鄭衛(wèi)貞, 陽作勇, 高偉 申請人:國家核電技術有限公司, 山東核電設備制造有限公司