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船舶三维数控弯板机装备研制及其工程化应用

2021-04-16

 

船舶双曲度板材具有大尺度、多品种、小批量或单件生产的特点,整体模具加工成本过高,故一般使用水火弯板加工。该方法存在生产条件差、劳动强度大、对工人技术水平要求高、生产效率低等诸多问题,成为现代造船技术的瓶颈。为此,国内外研究者从水火弯板的自动化、数字化及整体模具的离散化、柔性化两个方面进行了大量的研究。由于水火弯板加工中影响成形的因素众多,难以精确描述和控制;船舶中厚板在柔性模具冷冲压成形过程中易产生皱折、压痕大等缺陷,故此前的研究成果均未在船厂得到应用。
在总结国内外相关研究的基础上,武汉理工大学提出了活络方形压头新离散模具形式,并与山东中硕机械装备制造有限公司、江南造船(集团)有限责任公司联合进行了活络方形压头试验研究,先后试制了两代试验样机。在国家自然科学基金、国家科技支撑计划、国防基础科研、中小企业创新基金、山东省自主创新重大专项等项目的资助下,项目组经过持续不断的技术创新、攻关、试验、改进,逐步实现了船舶三维数控弯板关键技术的突破及装备的集成创新。因特殊材质高强度钢不能采用热成形加工方式,以及对双曲度板材加工效率提升的迫切需要,江南造船(集团)有限责任公司引进了SKWB-2500型船舶三维数控弯板机,同时三家单位对该装备进行了持续的升级改造,在冲压工艺、应用推广等方面进行了大量的研究,逐步形成了成熟的加工流程和成形技术。该装备改变了传统的船舶曲面外板水火加工方式,实现了自动化、数字化大型船体加工成形装备的国产化,可大幅提高加工精度和加工效率,创造了良好的经济效益和社会效益。
该项目采用产学研用相结合的研发模式,研发团队成员包括武汉理工大学王呈方、胡勇、李继先、袁萍、朱凌、黄朝炎、周永清等,山东中硕机械装备制造有限公司焦涛、范正勇、李美顺等,江南造船(集团)有限责任公司张国新、伍朝晖、俞峰、吴一忠、王健、于洋等。