焊接結(jié)構(gòu)零件加工工藝

會計學1焊接結(jié)構(gòu)零件加工工藝3.1.1鋼材的矯正1.鋼材變形的原因

2.鋼材的矯正原理3.鋼材的矯正方法第1頁/共152頁1.鋼材變形的原因（1）鋼材在軋制過程中產(chǎn)生的變形（2）鋼材在儲存和運輸過程中產(chǎn)生的變形（3）鋼材在下料過程中產(chǎn)生的變形第2頁/共152頁（1）鋼材在軋制過程中產(chǎn)生的變形在軋制過程中鋼材可能由于殘余應力而引起變形。例如，在軋制鋼板時，由于軋輥沿長度方向受熱不均勻、軋輥彎曲，高速設(shè)備失衡等原因，造成軋輥間隙不一致，而使板料在寬度方向的壓縮不均勻，延伸較多的部分受延伸較少部分的拘束而產(chǎn)生壓縮應力，而延伸較少部分產(chǎn)生拉應力，因此，延伸較多部分在壓縮應力作用下可能產(chǎn)生失穩(wěn)而導致變形。熱軋厚板時，由于高溫金屬良好的熱塑性和較大的橫向剛度，延伸較多的部分克服了相鄰延伸較少部分對其力的作用，而產(chǎn)生了板材的不均勻伸長。第3頁/共152頁（2）鋼材在儲存和運輸過程中產(chǎn)生的變形焊接結(jié)構(gòu)使用的鋼材因運輸和不正確堆放產(chǎn)生的變形。焊接結(jié)構(gòu)使用的鋼材均是較長、較大的鋼板和型材，如果吊裝使其受力不均、運輸顛簸或儲存不當、墊底不平等原因鋼材就會產(chǎn)生彎曲、扭曲和局部變形。第4頁/共152頁（3）鋼材在下料過程中產(chǎn)生的變形鋼材在下料過程中引起的變形。鋼材下料一般要經(jīng)過氣割、剪切、沖裁、等離子弧切割等工序。鋼材在加工的過程中，有可能使其內(nèi)應力得到釋放引起變形，也可能由于受到外力不均勻產(chǎn)生變形。例如，將整張鋼板割去某一部分后，會使鋼材在軋制時造成的應力得到釋放引起變形。又如氣割、等離子弧切割過程是對鋼材局部進行加熱而使其分離，這種不均勻加熱必然會產(chǎn)生殘余應力，導致鋼材不同程度變形，尤其是氣割窄而長的鋼板時邊緣部位的鋼板彎曲現(xiàn)象最明顯。在剪切、沖裁等工序時，由于工件受到剪切，在剪切邊緣必然產(chǎn)生很大的塑性變形?？傊?，引起鋼材的變形因素很多。如果鋼材的變形大于技術(shù)規(guī)定或大于表3—1中的允許偏差時，必須進行矯正。第5頁/共152頁2.鋼材的矯正原理鋼材在厚度方向上可以假設(shè)是由多層纖維組成的。鋼材處于平直狀態(tài)時，各層纖維長度都相等，即ab=cd，見圖3—1（a）。鋼材彎曲后，各層纖維長度不一致，即a′b′≠c′d′，見圖3—1（b）?？梢姡摬牡淖冃尉褪瞧渲幸徊糠掷w維與另一部分纖維長度不一致造成的。矯正是通過采用加壓或加熱的方式進行的，其過程是把已伸長的纖維變短，把已縮短的纖維拉長。最終使鋼板厚度方向的纖維長度一致。第6頁/共152頁圖3-1鋼材平直和彎曲時纖維長度的變化a)平直；b)彎曲第7頁/共152頁表3-1鋼材在劃線前允許偏差

第8頁/共152頁3.鋼材的矯正方法

（1）手工矯正（2）機械矯正（3）火焰矯正（4）高頻熱點矯正第9頁/共152頁（1）手工矯正①反向變形法對于剛性較好的鋼材彎曲變形時，可采用反向變形法進行矯正。由于鋼板在塑性變形的同時，還存在彈性變形，當外力消除后會產(chǎn)生回彈，因此為獲得較好的矯正效果，反向彎曲矯正時應適當過量。反向彎曲矯正的應用見表3—2。當鋼材產(chǎn)生扭曲變形時，也可采用反向變形法。通過對扭曲部分施加反扭矩，使其產(chǎn)生反向扭曲，從而消除變形。反向扭曲矯正的應用見表3—3。②錘展伸長法對于變形較小或剛性較差的鋼材變形，可錘擊纖維較短處，使其伸長與較長纖維趨于一致，進行矯正，見表3—4。工件出現(xiàn)較復雜變形時，矯正步驟為：先矯正扭曲，后矯正彎曲，再矯正不平。如果被矯正鋼材表面不允許有損傷，矯正時應用襯板或用型錘襯墊等保護措施。第10頁/共152頁表3-2反向彎曲矯正

第11頁/共152頁第12頁/共152頁表3-3反向扭曲矯正的應用

第13頁/共152頁表3-4錘展伸長法矯正的應用

第14頁/共152頁第15頁/共152頁第16頁/共152頁（2）機械矯正①機械矯正原理和分類及適用范圍機械矯正就是通過機械動力或液壓力對材料的彎曲、不平整處給予拉伸、壓縮或彎曲作用，使材料恢復平直狀態(tài)，機械矯正的分類及適用范圍見表3—5。②特殊變形的矯正鋼板有特殊變形時，需采取一定的措施才能矯正，鋼板特殊變形的矯正方法見表3—6。第17頁/共152頁表3-5機械矯正分類及適用范圍

第18頁/共152頁第19頁/共152頁第20頁/共152頁第21頁/共152頁第22頁/共152頁表3-6鋼板特殊變形的矯正方法

第23頁/共152頁第24頁/共152頁（3）火焰矯正①火焰矯正原理火焰矯正是采用火焰對鋼材纖維伸長部位進行局部加熱，利用鋼材熱脹冷縮的特性，使加熱部分的纖維在四周較低溫度部分的阻礙下膨脹，產(chǎn)生壓縮塑性變形，冷卻后纖維縮短，使纖維長度趨于一致，從而使變形得以矯正。②決定火焰矯正效果的因素決定火焰矯正效果主要有以下三點因素：火焰加熱的方式火焰加熱的方式主要有點狀加熱、線狀加熱和三角形加熱，如圖3—2所示。加熱方式、適用范圍及加熱要領(lǐng)見表3—7。火焰加熱的位置火焰加熱的位置應選擇在金屬纖維較長的部位或者凸出部位，如圖3—3所示?；鹧婕訜岬臏囟壬a(chǎn)中常采用氧—乙炔火焰加熱，應采用中性焰。一般鋼材的加熱溫度應在600～800℃左右，低碳鋼不大于850℃；厚鋼板和變形較大的工件，加熱溫度在700～850℃，加熱速度要緩慢；薄鋼板和變形較小的工件，加熱溫度在600～700℃，加熱速度要快；嚴禁在300～500℃溫度時進行矯正，以防鋼材脆裂。第25頁/共152頁（3）火焰矯正為了提高矯正質(zhì)量和矯正效果，還可施加外力作用或在加熱區(qū)域用水急冷，提高矯正效率。但對厚板和具有淬硬傾向的鋼材（如高強度低合金鋼、合金鋼等），不能用水急冷，以防止產(chǎn)生裂紋和淬硬。常用鋼材和簡單焊接結(jié)構(gòu)件變形的火焰矯正要點見表3—8?；鹧娉C正的步驟：a分析變形的原因和鋼結(jié)構(gòu)的聯(lián)系。b找出變形的位置。c確定加熱方式、加熱部位和冷卻方式。d矯正后檢驗。第26頁/共152頁圖3-2火焰加熱的方式a)點狀加熱；b)線狀加熱；c)三角加熱；圖3-3火焰加熱的位置

第27頁/共152頁表3-7加熱方式、適用范圍及要領(lǐng)加熱方式適用范圍加熱要領(lǐng)點狀加熱薄板凹凸不平，鋼管彎曲等矯正變形量大，加熱點距小，加熱點直徑適當大些，反之，則點距大，點徑小些。薄板加熱溫度低些，厚板加熱溫度高些線狀加熱中厚板的彎曲，T字型、工字梁焊后角變形等的矯正一般加熱線寬度約板厚的0.5～2倍，加熱深度為板厚的1/3～1/2。變形越大，加熱深度應大一些三角形加熱變形較嚴重，剛性較大的構(gòu)件變形的矯正一般加熱三角形高度約為材料寬度的0.2倍，加熱三角形底部寬應以變形程度而定，加熱區(qū)域大，收縮量也較大第28頁/共152頁表3-8常用鋼材及結(jié)構(gòu)件火焰矯正要點

第29頁/共152頁第30頁/共152頁（4）高頻熱點矯正①原理通入高頻交流電的感應圈產(chǎn)生交變磁場，當感應圈靠近鋼材時，鋼材內(nèi)部產(chǎn)生感應電流（即渦流），使鋼材局部的溫度立即升高，從而進行加熱矯正。②方法加熱的位置與火焰矯正時相同，加熱區(qū)域的大小取決于感應圈的形狀和尺寸。感應圈一般不宜過大，否則加熱慢；加熱區(qū)域大，也會影響加熱矯正的效果。一般加熱時間為4～5s，溫度約800℃。第31頁/共152頁3.1.2鋼材的預處理1.機械除銹法2.化學除銹法

3.火焰除銹法第32頁/共152頁1.機械除銹法機械除銹法常用的主要有噴砂（或拋丸），手動砂輪或鋼絲刷，砂布打磨等。采用手動砂輪、鋼絲刷和砂布打磨方便靈活但勞動強度大、生產(chǎn)效率低?，F(xiàn)在工業(yè)批量生產(chǎn)時多用以噴砂（或拋丸）工藝為主的鋼材預處理生產(chǎn)線。常見的鋼材預處理生產(chǎn)線由輸入輥道、表面清潔、預熱室、拋丸清理機、中間軌道、中間過橋、噴漆室、烘干室、輸出軌道、除塵系統(tǒng)、漆霧處理系統(tǒng)、電氣等組成、并設(shè)有模擬屏，可顯全線工作狀態(tài)。鋼材上料后由輥道進行輸送，然后進行表面清潔和預熱處理，然后干砂（或鐵丸）從專門壓縮空氣裝置中急速噴出，轟擊到鋼材表面，將其表面的氧化物、污物打去，再經(jīng)過除塵、噴漆、烘干等處理。這種方法清理較徹底，效率也較高。但噴砂（或噴丸）時粉塵大，需要在專用車間或封閉條件下進行，同時經(jīng)噴砂（或拋丸）處理的材料會產(chǎn)生一定的表面硬化，對零件后續(xù)的彎曲加工有不良影響。噴砂（或拋丸）也常用在結(jié)構(gòu)焊后涂裝前的清理上。圖3—4為鋼材預處理生產(chǎn)線。第33頁/共152頁圖3-4鋼材預處理生產(chǎn)線1-濾氣器；2-除塵器；3-進料輥道；4-橫向上料機構(gòu)；5-預熱室；6-拋丸機；7-噴漆機；8-烘干室；9-出料輥道第34頁/共152頁2.化學除銹法

化學除銹法即用腐蝕性的化學溶液對鋼材表面進行腐蝕清洗。此法效率高，質(zhì)量均勻而穩(wěn)定，但成本高，并會對環(huán)境造成一定的污染?；瘜W處理法一般分為酸洗法和堿洗法。酸洗法主要用于除去鋼材表面的氧化皮、銹蝕物等污物；堿洗法主要用于去除鋼材表面的油污。其工藝過程較為簡單，一般是將配制好的酸、堿溶液裝入槽內(nèi)，將工件放入浸泡一定時間，然后取出用水沖洗干凈，以防止余劑的腐蝕。第35頁/共152頁3.火焰除銹法火焰除銹法就是在銹層表面噴上一層化學可燃試劑，點燃，利用氧化皮和鋼鐵機體的膨脹系數(shù)不同在高溫下開裂脫落?；鹧娉P前，厚的銹層應鏟除，火焰除銹應包括在火焰加熱作業(yè)后以動力鋼絲刷清除加熱后附著在鋼材表面的產(chǎn)物。火焰除銹法目前在國內(nèi)外大多數(shù)廠礦都很少使用，它主要用在鐵路和船舶以及一些重裝備制造業(yè)。此法雖然簡單，但對部件會產(chǎn)生不利因素，特別是對一些薄鋼板，如熱變形、局部過熱、產(chǎn)生熱應力等等，會嚴重影響產(chǎn)品的質(zhì)量。所以，火焰除銹只能用于厚鋼板及大型鑄件，這一點必須注意。第36頁/共152頁3.2劃線、放樣與下料

3.2.1識圖與劃線

3.2.2放樣

3.2.3下料

3.2.4坯料的邊緣加工

3.2.5碳弧氣刨

第37頁/共152頁3.2.1識圖與劃線1.焊接結(jié)構(gòu)圖的特點

2.焊接結(jié)構(gòu)圖的讀識方法

3.劃線

第38頁/共152頁1.焊接結(jié)構(gòu)圖的特點

（1）一般鋼板與鋼結(jié)構(gòu)的總體尺寸相差懸殊，按正常的比例關(guān)系是難以表達，往往需要通過板厚來表達板材的相互位置關(guān)系或焊縫結(jié)構(gòu)，因此在繪制板厚、型鋼斷面等小尺寸圖形時，需按不同的比例畫出來的。（2）為了清楚表達焊縫位置和焊接結(jié)構(gòu)，大量采用了局部剖視和局部放大視圖，要注意剖視和放大視圖的位置和剖視的方向。（3）為了表達板與板之間的相互關(guān)系，除采用剖視外，還大量采用虛線的表達方式，因此，圖面縱橫交錯的線條非常多。（4）連接板與板之間的焊縫一般不用畫出，只標注焊縫代號。但特殊的接頭形式和焊縫尺寸應該用局部放大視圖來表達清楚，焊縫的斷面要涂黑，以區(qū)別焊縫和母材。（5）為了便于讀圖，同一零件的序號可以同時標注在不同的視圖上。第39頁/共152頁2.焊接結(jié)構(gòu)圖的讀識方法

焊接結(jié)構(gòu)施工圖的讀識一般按以下順序進行：首先，閱讀標題欄，了解產(chǎn)品名稱、材料、重量、設(shè)計單位等，核對一下各個零部件的圖號、名稱、數(shù)量、材料等，確定哪些是外購件（或庫領(lǐng)件），哪些為鍛件、鑄件或機加工件；再閱讀技術(shù)要求和工藝文件，正式識圖時，要先看總圖，后看部件圖，最后再看零件圖；有剖視圖的要結(jié)合剖視圖，弄清大致結(jié)構(gòu)，然后按投影規(guī)律逐個零件閱讀，先看零件明細表，確定是鋼板還是型鋼；然后再看圖，弄清每個零件的材料、尺寸及形狀，還要看清各零件之間的連接方法、焊縫尺寸、坡口形狀，是否有焊后加工的孔洞、平面等。第40頁/共152頁3.劃線

（1）劃線的基本規(guī)則（2）劃線的分類（3）基本線型的劃法第41頁/共152頁（1）劃線的基本規(guī)則①垂線必須用作圖法；②用劃針或石筆劃線時，針尖應緊貼鋼尺移動；③圓規(guī)在鋼板上劃圓、圓弧或分量尺寸時，應先打上樣沖眼，以防圓規(guī)尖滑動；④平面劃線應先畫基準線，后按由外向內(nèi)，從上到下，從左到右的順序劃線原則。先畫基準線，是為了保證加工余量的合理分布，劃線之前應該在工件上選擇一個或幾個面或線作為劃線的基準，以此來確定工件其它加工表面的相對位置。一般情況下，以底平面、側(cè)面、軸線或主要加工面為基準。第42頁/共152頁（2）劃線的分類①平面劃線與幾何作圖相似，在工件的一個平面上劃出圖樣的形狀和尺寸，有時也可以采用樣板一次劃成。②立體劃線是在工件的幾個表面上劃線，即在長、寬、高三個方向上劃線。第43頁/共152頁（3）基本線型的劃法①直線的劃法直線長不超過1m可用直尺劃線。劃針尖或石筆尖緊抵鋼直尺，向鋼直尺的外側(cè)傾斜15～20°劃線，同時向劃線方向傾斜。直線長不超過5m用彈粉法劃線。彈粉線時把線兩端對準所劃直線兩端點，拉緊使粉線處于平直狀態(tài)，然后垂直拿起粉線，再輕放。若是較長線時，應彈兩次，以兩線重合為準；或是在粉線中間位置垂直按下，左右彈兩次完成。直線超過5m用拉鋼絲的方法劃線，鋼絲取φ0.5～φ1.5mm。操作時，兩端拉緊并用兩墊塊墊托，其高度盡可能低些，然后可用90°角尺靠緊鋼絲的一側(cè)，在90°下端定出數(shù)點，再用粉線以三點彈成直線。②大圓弧的劃法放樣或裝配有時會碰上劃一段直徑為十幾米甚至幾十米的大圓弧，因此，用一般的地規(guī)和盤尺不能適用，只能采用近似幾何作圖或計算法作圖。大圓弧的準確劃法。已知弦長ab和弦弧距cd，先作一矩形abef，如圖3—5（a），連接ac，并作ag垂直于ac，如圖3—5（b），以相同份數(shù)（圖上為4等分）等分線段ad、af、cg，對應各點連線的交點用光滑曲線連接，即為所畫的圓弧，如圖3—5（c）。大圓弧的計算法。計算法比作圖法要準確得多，一般采用計算法求出準確尺寸后再劃大圓弧。圖3—6為已知大圓弧半徑為R，弦弧距為ab，弦長為cg，求弧高（d為ac線上任意一點）。第44頁/共152頁（3）基本線型的劃法第45頁/共152頁圖3-5大圓弧的準確畫法

圖3-6計算法作大圓弧

第46頁/共152頁3.2.2放樣1.放樣的工具

2.放樣方法

3.放樣程序

4.實尺放樣過程舉例

第47頁/共152頁1.放樣的工具（1）放樣平臺放樣臺是進行實尺放樣的工作場地，放樣臺要求光線充足，便于看圖和劃線。常用放樣臺有鋼質(zhì)和木質(zhì)兩種。鋼質(zhì)放樣臺是用鑄鐵或由厚12mm以上的低碳鋼板所制成，在鋼板連接處的焊縫應鏟平磨光，板面要平，必要時，在板面涂上帶膠白粉，板下需用枕木或型鋼墊高。木質(zhì)放樣臺為木地板，要求地板光滑，表面無裂縫，木材紋理要細、疤節(jié)少，還要有較好的彈性。為保證地板具有足夠的剛度，防止產(chǎn)生較大的撓度而影響放樣精度，所以地板厚度要求為70～100mm，各板料之間必須緊密地連接，接縫應該交錯地排列。表面要涂上二、三道底漆，待干后再涂抹一層灰色的無光漆，以免地板反光刺眼，同時該面漆可對各種色漆都能鮮明地襯出。（2）量具放樣使用的量具有鋼卷尺、90°角尺、鋼直尺、平尺等。（3）其他工具常用的工具有劃針、圓規(guī)、地規(guī)、粉線等工具。第48頁/共152頁2.放樣方法

（1）實尺放樣根據(jù)圖樣的形狀和尺寸，用基本的作圖方法，以產(chǎn)品的實際大小劃到放樣臺的工作稱為實尺放樣。（2）展開放樣把各種立體的零件表面攤平的幾何作圖過程稱為展開放樣。（3）計算機光學放樣用計算機光學手段（比如掃描），將縮小的圖樣投影在鋼板上，然后依據(jù)投影線進行劃線。第49頁/共152頁3.放樣程序

放樣程序一般包括結(jié)構(gòu)處理、劃基本線型和展開三個部分。結(jié)構(gòu)處理又稱結(jié)構(gòu)放樣，它是根據(jù)圖樣進行工藝處理的過程。一般包括確定各連接部位的接頭形式、圖樣計算或量取坯料實際尺寸、制作樣板與樣桿等。劃基本線型是在結(jié)構(gòu)處理的基礎(chǔ)上，確定放樣基準和劃出工件的結(jié)構(gòu)輪廓。展開是對不能直接劃線的立體零件進行展開處理，將零件攤開在平面上。第50頁/共152頁4.實尺放樣過程舉例

（1）識讀施工圖（2）結(jié)構(gòu)放樣第51頁/共152頁（1）識讀施工圖①弄清產(chǎn)品的用途及一般技術(shù)要求。該產(chǎn)品為冶煉爐爐殼主體，主要是保證足夠的強度，尺寸精度要求并不高。因為爐殼內(nèi)還要砌筑耐火層，所以連接部位允許按工藝要求作必要的變動。②了解產(chǎn)品的外部尺寸、質(zhì)量、材質(zhì)和加工數(shù)量等概況，并與本廠加工能力比較，確定或熟悉產(chǎn)品制造工藝。現(xiàn)知道該產(chǎn)品外部尺寸和質(zhì)量都較大，需要較大的工作場地和大能力的起重設(shè)備。在加工過程中，尤其裝配焊接時翻轉(zhuǎn)次數(shù)盡量少。產(chǎn)品加工數(shù)量少，故裝配和焊接都不宜制作專用胎具。③弄清各部分投影關(guān)系和尺寸要求，并確定可變動和不可變動的部位及尺寸。第52頁/共152頁圖3-7爐殼主體部件施工圖

第53頁/共152頁（2）結(jié)構(gòu)放樣①連接部位Ⅰ、Ⅱ的處理②大尺寸構(gòu)件的處理③劃基本線型④展開放樣⑤樣板制作第54頁/共152頁①連接部位Ⅰ、Ⅱ的處理首先看Ⅰ部位，它可以有三種連接形式，如圖3—8所示，究竟選取哪種形式，工藝上主要從裝配和焊接兩個方面考慮。從裝配構(gòu)件看，因圓筒體大而重，形狀也易于放穩(wěn)，故裝配時可將圓筒體置于裝配臺上，再將圓錐臺（包括件②、件③）落于其上。這樣，三種連接形式除定位外，一般裝配環(huán)節(jié)基本相同。從定位考慮，顯然圖3—8（b）形式最為不利，而圖3—8(c)則較優(yōu)越。從焊接工藝性看，圖3—8（b）結(jié)構(gòu)不佳，因為內(nèi)環(huán)縫的焊接均處于不利位置，裝配后須依裝配時位置焊接外環(huán)縫，此時處于橫焊和仰面焊之間，而翻過來再焊內(nèi)環(huán)縫，不但須作仰焊，且受構(gòu)件尺寸限制，操作極為不方便。再比較圖3—8（a）和3—8(c)兩種形式，以圖3—8(c)形式較好。它的外環(huán)縫焊接時為平角焊，翻轉(zhuǎn)后內(nèi)環(huán)縫是處于平角焊位置，均有利于操作。綜合以上多方面因素，Ⅰ部位宜取圖3—8(c)形式連接。至于Ⅱ部位，因件③體積小重量輕，易于裝配、焊接，可采用施工圖所給形式即可。連接部分的處理結(jié)果如圖3—9所示。第55頁/共152頁圖3-8I部位連接形式分析

圖3-9錐臺結(jié)構(gòu)草圖

第56頁/共152頁②大尺寸構(gòu)件的處理件①結(jié)構(gòu)尺寸較大，件②錐度較大，均不能直接整彎成形，需分為幾塊壓制，然后組對成形。根據(jù)尺寸a、b、ф1、ф2拼接方案如圖3—10所示。件①、件②各由四塊鋼板拼接而成，要注意組對接縫的部位應按不削弱構(gòu)件強度和盡量減少變形的原則確定，焊縫應交錯排列，且不能選在孔眼位置。至此，結(jié)構(gòu)放樣完成。第57頁/共152頁圖3-10大尺寸零件拼接方式

第58頁/共152頁③劃基本線型a確定放樣畫線基準。從該構(gòu)件施工圖看出，主視圖應以中心線和爐上口輪廓為放樣畫線基準。準確地畫出各個視圖的基準線。b畫出構(gòu)件基本線型。件③在視圖上反映的是實形，可直接在鋼板上劃出。這是一個直徑為ф2的整圓。為了提高劃線的效率可以做一個件③的號料樣板，樣板上應注明零件編號、直徑、材質(zhì)、板厚、件數(shù)等參數(shù)，如圖3—11所示。件①和件②因是立體形狀，不能直接劃出，需要進行展開放樣。第59頁/共152頁圖3-11件③號料樣板

第60頁/共152頁④展開放樣a計算彎曲展開長。件①是圓柱體，展開后是一矩形，最簡單的辦法是計算出矩形的長和寬即可劃出。當彎曲件的板厚較小時，可直接按標注的直徑或半徑計算展開長，但當板厚大于1.5mm時，彎曲內(nèi)外徑相差較大，就必須考慮板厚對展開長度、高度以及相關(guān)構(gòu)件的接口尺寸的影響。板厚越大，對這些尺寸的影響也越大?？紤]鋼板厚度而改變展開作圖的圖形處理稱為板厚處理?，F(xiàn)將一厚板卷彎成圓筒，如圖3—12（a）所示。通過圖可以看出纖維沿厚度方向的變形是不同的，彎曲后內(nèi)緣的纖維受壓而縮短，而外緣的纖維受拉而伸長。在內(nèi)緣與外緣之間必然存在彎曲時既不伸長也不縮短的一層纖維，該層稱為中性層，中性層的長度在彎曲過程中保持不變，因此可作為展開尺寸的依據(jù)，如圖3—12(b)所示。一般情況下，可以將板厚中間的中心層作為中性層來計算展開料，但如果彎曲的相對厚度較大，即板厚而彎曲半徑小，中心層會被拉長，計算出來的尺寸就會偏大。原因是中性層已偏離了中性層所致，這時就必須按中性層半徑來計算展開長了。中性層的計算公式如下R=r+kδ式中：R—中性層半徑，mm；

r—彎板內(nèi)彎半徑，mm；

δ—鋼板厚度，mm；

k—中性層偏移系數(shù)，其值如表4—9。第61頁/共152頁圖3-12圓筒卷彎的中性層a)圓筒中性層；b)圓筒采用中性層展開r/δ0.50.60.70.81.01.21.52.03.04.05.0＞5.0k0.370.380.390.400.420.440.450.460.460.470.480.50表3-9中性層偏移系數(shù)

第62頁/共152頁④展開放樣b可展曲面的展開放樣。如圖3—10所示，件②是圓錐臺體，是一種可展開表面，即立體的表面如能全部平整地攤平在一個平面上，而不發(fā)生撕裂或皺褶，這種表面稱為可展開表面。相鄰素線位于同一平面上的立體表面都是可展表面。如柱面、錐面等。如果立體的表面不能自然平整地展開攤平在一個平面上，即稱為不可展表面，如圓球和螺旋面等?？烧骨娴恼归_方法有平行線法、放射線法和三角形法三種。平行線展開法：展開原理是將立體的表面看做由無數(shù)條相互平行的素線組成，取兩相鄰素線及其兩端點所圍成的微小面積作為平面，只要將每一小平面的真實大小，依次順序地畫在平面上，就得到了立體表面的展開圖，所以只要立體表面素線或棱線是互相平等的幾何形體，如各種棱柱體、圓柱體等都可用平行線法展開。圖3—13為等徑90°彎頭的一段，先作其展開圖。第63頁/共152頁圖3-1390°彎頭的展開

第64頁/共152頁④展開放樣按已知尺寸畫出主視圖和俯視圖，8等分俯視圖圓周，等分點為1、2、3、4、5，由各等分點向主視圖引素線，得到與上口線交點1′、2′、3′、4′、5′，則相鄰兩素線組成一個小梯形，每個小梯形稱為一個平面。延長主視圖的下口線作為展開的基準線，將圓周展開在展長線上得1、2、3、4、5、4、3、2、1各點。通過各等分點向上作垂線，與由主視圖1′、2′、3′、4′、5′上各點向右所引水平線對應點交點連成光滑曲線，即得展開圖。放射線展開法：放射線法適用于立體表面的素線相交于上點的錐體。展開原理是將錐體表面用放射線分割成共頂?shù)娜舾扇切涡∑矫?，求出其實際大小后，仍用放射線形式依次將它們畫在同一平面上，就得所求錐體表面的展開圖。件②是一個圓錐臺，可采用放射線展開法展開，圖3—14是其展開過程。展開時，首先用已知尺寸畫出主視圖和錐底斷面圖（以中性層的尺寸畫），并將底斷面半圓周為若干等分，如6等分，見圖3—14所示；然后，過等分點向圓錐底面引垂線，得交點1～7，由1～7交點向錐頂S連素線，即將圓錐面分成12個三角形小平面，以S為圓心，S-7為半徑畫圓弧1-1，得到底斷面圓周長；最后連接1-S即得所求展開圖。第65頁/共152頁圖3-14圓錐的展開

第66頁/共152頁④展開放樣三角形展開法：三角形展開是將立體表面分割成一定數(shù)量的三角形平面，然后求出各三角形每邊的實長，并把它的實形依次畫在平面上，從而得到整個立體表面的展開圖。圖3—15為一正四棱臺，現(xiàn)作其展開圖。畫出四棱臺的主視圖和俯視圖，用三角形分割臺體表面，即連接側(cè)面對角線。求1-5、1-6、2-7的實長，其方法是以主視圖h為對邊，取俯視圖1-5、1-6、2-7為底邊，作直角三角形，則其斜邊即為各邊實長。求得實長后，用畫三角形的畫法即可畫出展開圖。第67頁/共152頁圖3—15正四棱臺展開圖

第68頁/共152頁⑤樣板制作展開圖完成后，就可以為下料制作樣板，下料樣板又稱為號料樣板，但不是必須的。如果焊接產(chǎn)品批量較大，每一個零件都去作圖展開其效率會太低，而利用樣板不僅可以提高劃線效率，還可避免每次作圖的誤差，提高劃線精度。就前述爐殼主體部件看，可以制作兩個號料樣板，一是件③的圓形樣板，如圖3—11所示。另一個是件②的扇形樣板。由于件②在結(jié)構(gòu)放樣時決定由4件拼成，因此該樣板是實際展開料的1/4，如圖3—16所示。樣板一般用0.5～2mm的薄鋼板制作，若下料數(shù)量少、精度要求不高，也可用硬紙板或油氈紙板制作。制作樣板時還應考慮工藝余量和放樣誤差，不同的劃線方法和下料方法其工藝余量是不一樣的。除號料樣板外，還可制作用于檢驗件①、件②的卡形樣板，件①需要一個，件②需要兩個，如圖3—17所示。至此爐殼主體部件的放樣工作全部完成。第69頁/共152頁圖3-16圖3-10件②號料樣板展開圖

圖3-17用于檢驗零件制造精度的卡形樣板

第70頁/共152頁3.2.3下料1.手工下料2.機械下料

第71頁/共152頁1.手工下料（1）克切（2）鋸割（3）砂輪切割（4）氣割第72頁/共152頁（1）克切克切所需克子（有柄），手工施加剪切力進行剪切，如3—18所示。它不受工作位置和零件形狀的限制，操作簡單、靈活,但產(chǎn)率低、勞動強度大，使用于少量的金屬下料。第73頁/共152頁圖3-18克切

第74頁/共152頁（2）鋸割它所用的工具是鋸弓和臺虎鉗。鋸割可以分為手工鋸割和機械鋸割，手工鋸割常用來切斷規(guī)格較小的型鋼或鋸成切口。經(jīng)手工鋸割的零件用銼刀簡單修整后可以獲得表面整齊、精度較高的切斷面。機械鋸割要在鋸床上進行，主要用于鋸切較粗的圓鋼、鋼管等，供機械加工車間和鍛造車間應用。因此，機械切割在焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中應用不多，由于其切口斷面形狀不變形而且整齊，所以有時也用切割小型型鋼。第75頁/共152頁（3）砂輪切割砂輪切割是利用高速旋轉(zhuǎn)的薄片砂輪與鋼材摩擦產(chǎn)生的熱量，將切割處的鋼材熔化變成“鋼花”噴出形成割縫的工藝。砂輪切割可以切割尺寸較小的型鋼、不銹鋼、軸承鋼型材。切割的速度比鋸割快，但在切割過程中切口受加熱，割后性能稍有變化。型鋼經(jīng)剪切后的切口處斷面可能發(fā)生變形，用鋸割速度又較慢，所以常用砂輪切割斷面尺寸較小的圓鋼、鋼管、角鋼等。但砂輪切割一般是手工操作，灰塵很大，勞動條件很差，工作時應采取適當?shù)姆缐m與排塵措施。圖3—19是砂輪切割機設(shè)備外形圖。鋼材由夾鉗夾緊，切割時開動手把上的開關(guān)，砂輪轉(zhuǎn)動，壓下手柄進行切割。壓下力不應過大，以免砂輪片破碎，人不要站在切割方向，以免砂輪片損壞時飛出傷人。通常使用的砂輪片直徑為300～400mm，厚度為3mm，砂輪轉(zhuǎn)速為2900r／min，切割線速度為60m/s。為了防止砂輪片破碎，應采用有纖維的增強砂輪片。第76頁/共152頁

圖3-19砂輪切割機1-砂輪片；2-可轉(zhuǎn)夾鉗；3-底座；4-調(diào)修機構(gòu)；5-動力頭；6-手柄第77頁/共152頁（4）氣割①氣割的操作過程如下②金屬氣割應具備下列條件第78頁/共152頁①氣割的操作過程如下a開始氣割時，首先應點燃割炬，隨即調(diào)整火焰。預熱火焰通常采用中性焰或輕微氧化焰，如圖3—20所示。b開始氣割時，必須用預熱火焰將切割處金屬加熱至燃燒溫度（即燃點），一般碳鋼在純氧中的燃點為1100～1150℃，并注意割嘴與工件表面的距離保持10～15mm如圖3—21（a）所示，并使切割角度控制在20～30°。c把切割氧氣噴射至已達到燃點的金屬時，金屬便開始劇烈的燃燒（即氧化），產(chǎn)生大量的氧化物（熔渣），由于燃燒時放出大量的熱使氧化物呈液體狀態(tài)。d燃燒時所產(chǎn)生的大量液態(tài)熔渣被高壓氧氣流吹走。這樣由上層金屬燃燒時產(chǎn)生的熱傳至下層金屬，使下層金屬又預熱到燃點，切割過程由表面深入到整個厚度，直到將金屬割穿。同時，金屬燃燒時產(chǎn)生的熱量和預熱火焰一起，又把鄰近的金屬預熱到燃點，將割炬沿切割線以一定的速度移動，即可形成割縫，使金屬分離。第79頁/共152頁圖3-20火焰的選擇

圖3-21切割操作示意圖a)氣割間隙；b)氣割角度第80頁/共152頁②金屬氣割應具備下列條件a金屬的燃點必須低于其熔點，這是保證切割在燃燒過程中進行的基本條件。否則，切割時便成了金屬先熔化后燃燒的熔割過程，使割縫過寬，而且極不整齊。b金屬氧化物的熔點低于金屬本身的熔點，同時流動性應好。否則，將在割縫表面形成固態(tài)熔渣，阻礙氧氣流與下層金屬接觸，使氣割不能進行。c金屬燃燒時應放出較多的熱。滿足這一條件，才能使上層金屬燃燒產(chǎn)生的熱量對下層金屬起預熱作用，使切割過程能連續(xù)進行。d金屬的導熱性不應過高。否則，散熱太快會使割縫金屬溫度急劇下降，達不到燃點，使氣割中斷。如果加大火焰能率，又會使割縫過寬。第81頁/共152頁2.機械下料（1）剪切（2）熱切割（3）沖裁第82頁/共152頁（1）剪切①斜口剪床②平口剪床③龍門剪床④圓盤剪床第83頁/共152頁①斜口剪床斜口剪床的剪切部分是上下兩剪刀刃，刀刃長度一般為300～600mm，下刀片固定在剪床的工作臺部分，靠上刀片的上、下運動完成材料的剪切過程。為了使剪刀片在剪切中具有足夠的剪切能力，其上剪刀片沿長度方向還具有一定的斜度，斜度一般在10～15°的范圍。沿刀片截面也有一定的角度，其角度為75～80°，此角度主要是為了避免在剪切時剪刀片和鋼板材料之間產(chǎn)生磨擦。除此而外對于上、下剪刀刃的刃口部分也具有5～7°的刃口角，見圖3—22。由于上刀刃的下降將撥開已剪部分板料，使其向下彎、向外扭而產(chǎn)生彎扭變形，上刀刃傾斜角度越大，彎扭現(xiàn)象越嚴重。在大塊鋼板上剪切窄而長的條料時，變形更突出，如圖3—23所示。第84頁/共152頁圖3-22剪刀刃的角度1-上刀刃；2-下刀刃圖3-23斜口剪床剪切彎扭現(xiàn)象示意圖

第85頁/共152頁②平口剪床平口剪床有上下兩個刀刃，下刀刃固定在剪床的工作臺的前沿，上刀刃固定在剪床的滑塊上。由上刀刃的運動而將板料分離。因上下刀刃互相平行，故稱為平口剪床。上、下刀刃與被剪切的板料整個寬度方向同時接觸，板料的整個寬度同時被剪斷，因此所需的剪切力較大，如圖3—24所示。第86頁/共152頁圖3-24平口剪床剪切示意圖1-上刀刃；2-板料；3-下刀刃；4-工作臺；5-滑塊第87頁/共152頁③龍門剪床龍門剪床主要用于剪切直線，它的刀刃比其它剪切機的刀刃長，能剪切較寬的板料，因此龍門剪床是加工中應用最廣的一種剪切設(shè)備。如Q11-13×2500。剪板機型號的含義如下第88頁/共152頁④圓盤剪床圓盤剪床上的上下剪刀皆為圓盤狀。剪切時上下圓盤刀以相同的速度旋轉(zhuǎn)，被剪切的板料靠本身與刀刃之間的磨擦力而進入刀刃中完成剪切工作，見圖3—25所示。圓盤剪床剪切是連續(xù)的，生產(chǎn)率較高，能剪切各種曲線輪廓，但所剪板料的彎曲現(xiàn)象嚴重，邊緣有毛刺，一般適合于剪切較薄鋼板的直線或曲線輪廓。第89頁/共152頁圖3-25圓盤剪床工作簡圖1-上圓盤刀刃；2-板料；3-下圓盤刀刃第90頁/共152頁（2）熱切割①數(shù)控氣割②等離子弧切割③光電跟蹤氣割第91頁/共152頁①數(shù)控氣割數(shù)控氣割是利用電子計算機控制的自動切割，它能準確地切割出直線與曲線組成的平面圖形，也能用足夠精確的模擬方法切割其它形狀的平面圖形。數(shù)控氣割的精度很高，其生產(chǎn)率也比較高，它不僅適用于成批生產(chǎn)，而且也更適合于自動化的單位生產(chǎn)。數(shù)控氣割是由數(shù)控氣割機來實現(xiàn)的，該機主要由兩大部分組成：數(shù)字程序控制系統(tǒng)（包括穩(wěn)壓電源、光電輸入機、運算控制小型電子計算機等）和執(zhí)行系統(tǒng)（即切割機部分）。數(shù)控氣割機的工作原理和程序是：首先對切割零件的圖樣進行分析，看零件圖線是由哪幾種線型組成，并分段編出指令。再將這些指令連接起來并確定出它的切割順序，將順序排成一個程序，并在紙帶上穿孔；再通過光電輸入機輸入給計算機。切割時，計算機將這些紙帶孔的含義翻譯并顯示出編碼，同時發(fā)出加工信息，由執(zhí)行系統(tǒng)去完成，即按程序控制氣割機進行切割，就可得到預定要求的切割零件。圖3—26為數(shù)控氣割機的原理方框圖。第Ⅰ是輸入部分，根據(jù)所切割零件的圖樣和按計算機的要求，將圖形劃分成若干個線段——程序，然后用計算機所能閱讀的語言——數(shù)字來表達這些圖線，將這些程序及數(shù)字打成穿孔紙帶，通過光電輸入機輸送給計算機；第Ⅱ部分是一臺小型專用計算機，根據(jù)輸入的程序和數(shù)字進行插補運算。從而控制第Ⅲ部分（氣割機），使割炬按所需要的軌跡移動。第92頁/共152頁圖3-26數(shù)控氣割機工作原理方框圖

第93頁/共152頁②等離子弧切割等離子弧切割是利用高溫高速等離子弧，將切口金屬及氧化物熔化，并將其吹走而完成切割過程。等離子弧切割是屬于熔化切割，這與氣割在本質(zhì)上是不同的，由于等離子弧的溫度和速度極高，所以任何高熔點的氧化物都能被熔化并吹走，因此可切割各種金屬。目前主要用于切割不銹鋼、鋁鎳、銅及其合金等金屬和非金屬材料。第94頁/共152頁③光電跟蹤氣割光電跟蹤氣割是一臺利用光電原理對切割線進行自動跟蹤移動的氣割機，它適用于復雜形狀零件的切割，是一種高效率、多比例的自動化氣割設(shè)備。光電跟蹤原理有光量感應法和脈沖相位法兩種基本形式。光量感應法是將燈光聚焦形成的光點投射到鋼板所劃線上（要求線粗一些，以便跟蹤），并使光點的中心位于所劃線的邊緣如圖3—27所示，若光點的中心位于線條的中心時，白色線條會使反射光減少，光電感應電也相應減少，通過放大器后控制和調(diào)節(jié)伺服電機，使光點中心恢復到線條邊緣的正常位置。第95頁/共152頁圖3-27光電跟蹤原理圖

第96頁/共152頁（3）沖裁①沖壓件的工藝性②合理排樣③影響沖壓件質(zhì)量的因素④沖壓中材料的分離過程⑤沖壓模具分類第97頁/共152頁①沖壓件的工藝性a有利于簡化工序和提高生產(chǎn)率。即用最少和盡量簡單的沖壓工序來完成全部零件的加工，盡量減少用其他方法加工。b有利于提高減少廢品，保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。c有利于提高金屬材料的利用率。減少材料的品種和規(guī)格，盡可能降低材料的消耗。d有利于簡化模具結(jié)構(gòu)和延長沖模的使用壽命。e有利于沖壓操作，便于組織實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。f有利于產(chǎn)品的通用性和互換性。第98頁/共152頁②合理排樣在實際生產(chǎn)中，排樣方法可分為有廢料排樣、少廢料排樣和無廢料排樣三種，如圖3—28所示。排樣時，工件與工件之間或孔與孔間的距離稱為搭邊。工件或孔與坯料側(cè)邊之間的余量，稱為邊距。圖3—29中，b為搭邊，a為邊距。搭邊和邊距的作用，是用來補償工件在沖壓過程中的定位誤差的。同時，搭邊還可以保持坯料的剛度，便于向前送料。生產(chǎn)中，搭邊及邊距的大小，對沖壓件質(zhì)量和模具壽命均有影響。搭邊及邊距若過大，材料的利用率會降低；若搭邊和邊距太小，在沖壓時條料很容易被拉斷，并使工件產(chǎn)生毛刺，有時還會使搭邊拉入模具間隙中。第99頁/共152頁圖3-28合理排料a)有廢料排樣；b)少廢料排樣；c)無廢料排樣1-零件；2-廢料圖3-29搭邊及邊距

第100頁/共152頁③影響沖壓件質(zhì)量的因素a沖壓件的形狀尺寸如果沖壓件的尺寸較小，形狀也簡單，這樣的零件質(zhì)量容易保證。反之，就易出現(xiàn)質(zhì)量問題。b材料的力學性能如果材料的塑性較好，其彈性變形量較小，沖壓后的回彈量也較小，因而容易保證零件的尺寸精度。c沖壓模的刃口尺寸沖壓件的尺寸精度取決于上、下模具的刃口部分的尺寸公差，因此沖壓模制造的精度越高，沖壓件的質(zhì)量也就越好。d沖模的間隙上、下模具間合理的間隙，能保證良好的斷面質(zhì)量和較高的尺寸精度。間隙過大或過小，使沖壓件斷面出現(xiàn)毛刺或撕裂現(xiàn)象。第101頁/共152頁④沖壓中材料的分離過程彈性變形階段是當凸模在壓力機滑塊的帶動下接觸板料后，板料開始受壓。隨著凸模的下降，板料產(chǎn)生彈性壓縮并彎曲。凸模繼續(xù)下降，壓入板料，材料的另一面也略擠入凹模刃口內(nèi)。這時，材料的應力達到了彈性極限，如圖3—30（a）所示。塑性變形階段是凸模繼續(xù)下降，對板料的壓力增加，使板料內(nèi)應力加大。當內(nèi)應力加大到屈服點時，材料的壓縮彎曲變形加劇，凸模、凹模刃口分別繼續(xù)擠進板料，板料內(nèi)部開始產(chǎn)生塑性變形。此時，上下模具刃邊的應力急劇集中，板料貼近刃邊部分產(chǎn)生微小裂紋，板料開始被破壞，塑性變形結(jié)束，如圖3—30（b）所示。隨著凸模繼續(xù)下降、板料上已形成的微小裂紋逐漸擴大，并向材料內(nèi)部發(fā)展，當上下裂紋重合時，材料便被剪裂分離，板料的分離結(jié)束，如圖3—30（c）所示。第102頁/共152頁圖3-30沖裁時板料的分離過程a)彈性變形階段；b)塑性變形階段；c)剪裂分離階段第103頁/共152頁⑤沖壓模具分類簡單沖裁模是在壓力機的一次行程下，只能完成一個沖裁工序的沖模，其結(jié)構(gòu)如圖3—31所示。簡單沖裁模的特點是：結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低，但加工精度較差，生產(chǎn)效率低。一般用于生產(chǎn)批量小、精度要求不高，外形較簡單的工件。帶導柱沖裁模與簡單沖模不同的是，上、下模的對應位置依靠模具上的導柱、導套來保證，沖裁時，由于導套在導柱上作上下滑動，從而保證了凸凹模間隙均勻，提高了沖裁質(zhì)量。帶導柱沖模的特點是：模具安裝方便，使用壽命長，但模具制作較復雜。因而一般用于大批量的沖裁。復合沖裁模是板料在一個位置上，壓力機的一次行程便可同時實現(xiàn)多道工序的沖裁，如內(nèi)孔和外形同時沖裁。復合沖裁模的特點為：結(jié)構(gòu)緊湊，一模多用，生產(chǎn)效率高，沖裁件質(zhì)量好。但該模具結(jié)構(gòu)比較復雜，模具制作成本高周期長，一般適用于大批量的沖裁件的生產(chǎn)。第104頁/共152頁圖3-31簡單沖裁模1-板料；2-凸模；3-卸料板；4-凹模；5-下模座第105頁/共152頁3.2.4坯料的邊緣加工鋼板的邊緣加工，主要是指焊接結(jié)構(gòu)件的坡口加工，常用的方法有機械切割和氣割兩類。采用機械加工方法可加工各種形式的坡口，如I、V、U、X及雙U型等。但也可用熱切割方法切割坡口。如用自動或半自動切割設(shè)備，同時使1～3把割炬，一次可切割出I、V和X型坡口。關(guān)于氣割前面已有論述，這時只介紹機械切割。機械加工坡口常用的設(shè)備有：刨邊機、坡口加工機和銑床、車床等各種通用機床。刨邊機可加工各種形式的直線坡口，尺寸準確，不會出現(xiàn)加工硬化和熱切割中出現(xiàn)的那種淬硬組織與熔渣等，適合低合金高強度鋼、高合金鋼以及復合鋼板、不銹鋼的加工，缺點是機器外廓尺寸大、價格較貴。如圖3—32所示為刨邊機。坡口加工機體積小，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，工效是銑床或刨床的20倍。所加工的板材，除厚度外，在理論上不受直徑、長度、寬度的限制。缺點是受銑刀結(jié)構(gòu)的限制，不能加工U型坡口及坡口的鈍邊。如圖3—33所示為坡口加工機。第106頁/共152頁圖3-32刨邊機的結(jié)構(gòu)示意圖1-立柱；2-壓緊裝置；3-橫梁；4-刀架；5-進給箱；6-電動機；7-床身；8-導軌第107頁/共152頁圖3-33坡口加工機1-控制柜；2-導向裝置；3-床身；4-壓緊和防翹裝置；5-銑刀；6-工作臺第108頁/共152頁3.2.5碳弧氣刨用碳弧氣刨挑焊根，比采用風鑿生產(chǎn)率高，特別適用于仰位和立位的刨切，噪音又比風鑿小，并能減輕勞動強度。采用碳弧氣刨返修有焊接缺陷的焊縫時，容易發(fā)現(xiàn)焊縫中各種細小的缺陷。碳弧氣刨還可以用來開坡口、清除鑄件上的毛邊、澆冒口以及鑄件中的缺陷等，同時還可以切割金屬，如鑄鐵、不銹鋼、鋁、鋼等。碳弧氣刨在刨削過程中會產(chǎn)生一些煙霧，對操作者的健康有影響，所以碳弧氣刨的現(xiàn)場應具備良好的通風條件。圖3—34為碳弧氣刨的示意圖。碳弧氣刨就是把碳棒作為電極，與被刨金屬間產(chǎn)生電弧，電弧的高溫把金屬加熱到熔化狀態(tài)，碳棒燒損會使低碳鋼增碳，降低其熔點并提高流動性，用壓縮空氣氣流把熔化金屬吹掉，達到刨削金屬的目的。第109頁/共152頁圖3-34碳弧氣刨示意圖

第110頁/共152頁3.3彎曲與成形

3.3.1板材的彎曲3.3.2型材的彎曲3.3.3沖壓成形第111頁/共152頁3.3.1板材的彎曲1.滾彎工藝2.鋼板展開長度計算

第112頁/共152頁圖3-35板材卷彎

第113頁/共152頁1.滾彎工藝(1)預彎(2)對中(3)滾彎第114頁/共152頁(1)預彎卷彎時只有鋼板與上輥軸接觸的部分才能得到彎曲，所以鋼板的兩端各有一段長度不能發(fā)生彎曲，這段長度稱為剩余直邊。剩余直邊的大小與設(shè)備的彎曲形式有關(guān)，鋼板彎曲時的理論剩余值見表3—10。①在壓力機上用通用模具進行多次壓彎成型，如圖3—36（a）所示。這種方法適用于各種厚度的板預彎。②在三輥卷板機上用模板預彎，如圖3—36（b）所示。這種方法適用于δ≤δ0/2,δ≤24mm,并不超過設(shè)備能力的60％。③在三輥卷板機上用墊板、墊塊預彎，如圖3—36（c）所示。這種方法適用于δ≤δ0/2,δ≤24mm,并不超過設(shè)備能力的60％。④在三輥卷板機上用墊塊預彎，如圖3—36（d）所示。這種方法適用于較薄的鋼板，但操作比較復雜，一般較少采用。第115頁/共152頁設(shè)備類型卷板機壓力機彎曲形式對稱彎曲不對稱彎曲模具壓彎三輥四輥剩余直邊冷彎L/2(1.5～2)δ(1～2)/δ1.0δ熱彎L/2(1.3～1.5)δ(0.75～1)δ0.5δ表3-10鋼板彎曲時的理論剩余直邊值

注：式中L—卷板機側(cè)輥中心距，δ—鋼板厚度。圖3-36常用預彎方法a)通用模壓彎；b)模板滾彎；c)墊板、墊塊滾彎；d)墊塊滾彎第116頁/共152頁(2)對中對中的目的是使工件的素線與輥軸軸線平行，防止產(chǎn)生扭斜，保證滾彎后工件幾何形狀準確。對中的方法有側(cè)輥對中、專用擋板對中、傾斜進料對中、側(cè)輥開槽對中等，如圖3—37所示。第117頁/共152頁圖3-37幾種對中方法a)用側(cè)輥對中；b)專用擋板對中；c)傾斜進料對中；d)側(cè)輥開槽對中第118頁/共152頁(3)滾彎第119頁/共152頁圖3-38各種卷板機的滾彎過程a)帶彎邊墊板的對稱三輥卷板機；b)不對稱三輥卷板機；c)四輥卷板機；d)偏心三輥卷板機；e)對稱下調(diào)式三輥卷板機；f)水平下調(diào)式三輥卷板機第120頁/共152頁2．鋼板展開長度計算

鋼板彎曲時,中性層的位置隨彎曲變形的程度而定,當彎曲的內(nèi)半徑r與板厚δ之比大于5時,中性層的位置在板厚中間,中性層與中心層重合(多數(shù)彎板屬于這種情況)；當彎曲的內(nèi)半徑r與板厚δ之比小于等于5時,中性層的位置向彎板的內(nèi)側(cè)移動,中性層半徑可由經(jīng)驗公式求得: R=r+Kδ式中：R—中性層的曲率半徑,mm；r—彎板內(nèi)弧的曲率半徑,mm；δ—鋼板的厚度,mm。K—中性層系數(shù),其值查表3—11第121頁/共152頁≤0.10.20.250.30.40.50.81.01.52.03.04.05.0≥5K0.30.330.350.360.380.400.420.440.470.4750.480.5表3-11中性層位置系數(shù)K

第122頁/共152頁3.3.2型材的彎曲1.手工彎曲2.卷彎3.回彎

4.壓彎5.拉彎6.圓鋼料長計算

7.角鋼展開長度的計算

第123頁/共152頁圖3-40型鋼彎曲時的斷面變形

第124頁/共152頁1.手工彎曲各類型材的手工彎曲法基本相同，現(xiàn)以角鋼為例。角鋼分外彎和內(nèi)彎兩種。角鋼應在彎曲模上彎曲。由于彎曲變形和彎力較大，除小型角鋼用冷彎外，多數(shù)采用熱彎，加熱的溫度隨材料的成分而定，必須避免溫度過高而燒壞。為不使角鋼邊向上翹起，必須邊彎邊用手錘錘打角鋼的水平邊，直至到所需要的角度。第125頁/共152頁2.卷彎型鋼的卷彎可在專用的型鋼彎曲機上進行。彎曲機的工作原理與彎曲鋼板相同，工作部分采用三或四個滾輪。型鋼也在卷板機上彎曲，卷彎角鋼時把兩根并合在一起并用點焊固定，彎曲方法與鋼板相同。在卷板機輥筒上可套上輔助套筒進行彎曲，套筒上開有一定形狀的槽，便于將需要彎曲的型鋼邊先嵌在槽內(nèi)，以防彎曲時產(chǎn)生皺折。當型鋼內(nèi)彎時，套筒裝在上輥，如圖3—41（a)所示，外彎時，套筒裝在兩個下輥上，如圖3—41（b)所示，彎曲的方法與鋼板相同。第126頁/共152頁圖3-41在三輥卷機上彎曲型鋼

a)角鋼內(nèi)彎；b)槽鋼外彎第127頁/共152頁3.回彎將鋼材的一端固定在彎模上，彎模旋轉(zhuǎn)時鋼材沿模具發(fā)生彎曲，這種方法稱回彎。第128頁/共152頁4.壓彎在壓力機或撐直機上，利用模具進行一次或多次壓彎，使鋼材成形。在撐直機上壓彎時，以逐段進給的方式加以彎曲。由于兩支座間有一定的跨距，使型鋼的端頭不能支承而彎曲，為此可加放一墊板，隨同墊板一起壓彎，如圖3—42（a)所示。如果型鋼的尺寸高出頂頭時，也可安放墊板進行壓彎，如圖3—42（b)所示。用模具壓彎時，為防止鋼材截面的變形，模具上應有與型鋼截面相適應的型槽。第129頁/共152頁圖3-42型鋼端頭的壓彎

第130頁/共152頁5.拉彎型鋼用普通方法彎曲時，在型鋼斷面的外層纖維產(chǎn)生拉應力，內(nèi)層纖維產(chǎn)生壓應力。雖然此應力值可以超過屈服極限δs，但卸載后型鋼內(nèi)層和外層纖維在相反的方向產(chǎn)生回彈(內(nèi)層纖維的彈性變形為正，外層纖維的彈性變形為負)，因此回彈較大。拉彎的特點是：制作精度較高，模具設(shè)計時可以不考慮回彈值。一般只要用一個凸模，簡化了設(shè)備結(jié)構(gòu)。此外，由于型材不存在壓應力，所以不會發(fā)生因受壓而形成的皺褶。拉彎工作是在專用的拉彎設(shè)備上進行。圖3—43為型鋼拉彎機的結(jié)構(gòu)示意圖，它由工作臺、靠模、夾頭和拉力油缸等組成