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焊接結(jié)構(gòu)的備料加工一般要經(jīng)過鋼材的矯正 預(yù)處理 劃線 放樣 下料 彎曲 壓制 校正等工序 這對保證產(chǎn)品質(zhì)量 縮短生產(chǎn)周期 節(jié)約材料等方面均有重要的影響 本章將著重講授鋼材的矯正方法 焊接件的加工方法和工藝 第一節(jié)鋼材矯正第二節(jié)放樣與號料第三節(jié)展開放樣第四節(jié)板厚處理第五節(jié)下料第六節(jié)坡口加工第七節(jié)壓彎與滾彎加工第八節(jié)板料拉深成形 第一節(jié)鋼材的矯正 一 鋼材變形的原因1 軋制過程中引起的變形2 鋼材因運輸和不正確堆放產(chǎn)生的變形3 鋼材在下料過程中引起的變形鋼材在劃線前允許偏差值見表3 1 表3 1鋼材在劃線前允許偏差 二 鋼材的矯正原理矯正就是利用鋼材局部發(fā)生塑性變形 來消除原來所不希望的變形的過程 方法 加熱或加壓實質(zhì) 已伸長的纖維縮短 已縮短的拉長 鋼材平直和彎曲時纖維長度的變化 三 鋼材的矯正方法按矯正時的鋼材溫度 分為熱矯正 700 1000 和冷矯正 室溫 1 手工矯正 1 反向變形法反向彎曲矯正示意圖見表3 2 反向扭曲矯正的應(yīng)用見表3 3 2 錘展伸長法矯正錘展伸長法矯正的應(yīng)用見下表3 4 表3 2反向彎曲矯正 表3 3反向扭曲矯正的應(yīng)用 表3 4錘展伸長法矯正的應(yīng)用 續(xù) 續(xù) 2 機(jī)械矯正機(jī)械矯正分類及適用范圍見表3 5 表3 5機(jī)械矯正分類及適用范圍 續(xù) 續(xù) 續(xù) 多輥矯平機(jī) 上輥列傾斜矯平機(jī) 續(xù) 卷板機(jī) H型鋼矯正機(jī) 3 火焰矯正 火焰加熱的方式有點狀加熱 線狀加熱和三角形加熱三種 火焰加熱的位置如圖3 2所示 圖3 2火焰加熱的位置 表3 6火焰矯正加熱方式 適用范圍及要領(lǐng) 火焰矯正的加熱方式 適用范圍及加熱要領(lǐng)見表3 6 常用鋼材和簡單焊接結(jié)構(gòu)件的火焰矯正要點見表3 7 表3 7常用鋼材及結(jié)構(gòu)件火焰矯正要點 續(xù) 續(xù) 火焰矯正的步驟一般包括 分析變形的原因和鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)在聯(lián)系 正確找出變形的部位 確定加熱的方式 加熱位置和冷卻方式 矯正后檢驗 四 鋼材的預(yù)處理1 機(jī)械除銹法鋼材經(jīng)噴砂或拋丸除銹后 隨即進(jìn)行防護(hù)處理 其步驟為 1 用經(jīng)凈化過的壓縮空氣將原材料表面吹凈 2 涂裝防護(hù)底漆或浸入鈍化處理槽中 做鈍化處理 鈍化劑可用10 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 磷酸錳鐵水溶液處理10min 或用2 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 亞硝酸溶液處理1min 3 將涂裝防護(hù)底漆后的鋼材送入烘干爐中 用加熱到70 的空氣進(jìn)行干燥處理 鋼材預(yù)處理生產(chǎn)線2 化學(xué)除銹法 第二節(jié)放樣與號料 一 劃線 放樣和號料的定義 劃線 根據(jù)施工圖紙和工藝要求 正確地將待加工零件的坯料尺寸和形狀按1 1的比例劃在鋼板上的加工工序 只適用于單件或零件數(shù)量較少的情況 劃線是焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)過程中不可缺少的一個重要工序 它直接決定零件的尺寸和幾何形狀的精度 而且對以后的裝配和焊接工序也有很大的影響 放樣 又稱現(xiàn)圖 是指在看清施工圖樣的基礎(chǔ)上 根據(jù)施工圖將其中的一部或全部 按1 1的比例 用制圖的方法 準(zhǔn)確地畫在地板或放樣平臺上的工作過程 號料 用放樣所取得的樣板或樣桿在待下料的材料上進(jìn)行劃線的工藝過程 二 放樣所謂放樣 就是在產(chǎn)品圖樣的基礎(chǔ)上 根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點 制造工藝需要等條件 按一定比例 通常按1 1 準(zhǔn)確繪制結(jié)構(gòu)的全部或部分投影圖 進(jìn)行結(jié)構(gòu)的工藝性處理和必要的計算及展開 最后獲得產(chǎn)品制造過程所需要的數(shù)據(jù) 樣桿 樣板和草圖等 一 放樣的目的1 檢查設(shè)計圖紙的正確性 包括所有零件 組件 部件尺小以及他們之間的配合等 2 在不違背原設(shè)計基本要求的前提下 依據(jù)工藝要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)處理 3 利用放樣圖 結(jié)合必要的計算 求出構(gòu)件用料的真實形狀和尺寸 即算料和展開 4 根據(jù)結(jié)構(gòu)制造的工藝需要 利用放樣圖設(shè)計制造所需的胎夾具和模具 5 繪制供號料 劃線用的草圖 制作各類樣桿 樣板和樣箱 準(zhǔn)備數(shù)控紙帶等 6 某些結(jié)構(gòu)還可以利用放樣圖進(jìn)行裝配時定位 即 地樣裝配 這時 放樣圖就畫在裝配平臺上 二 放樣圖與施工圖的區(qū)別 比例不同施工圖的比例是不確定的 1 10 1 20 2 1 放樣圖的比例一般只限于1 1 目的不同施工圖應(yīng)是完善而意全 放樣圖應(yīng)是簡明而精確 在于準(zhǔn)確地表達(dá)零件的尺寸和形狀 要求不同施工圖的線條粗細(xì) 比例大小 尺寸標(biāo)注 公差精度 圖面布置等均應(yīng)符合制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制和書寫 不能隨意增減 放樣圖可以不按規(guī)定進(jìn)行 只要畫出所需零件的尺寸 形狀 位置關(guān)系即可 可根據(jù)需要增加輔助線或延長線 減少與放樣無關(guān)的線條 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 1 線型放樣線型放樣就是根據(jù)結(jié)構(gòu)制造工藝的需要 繪制出結(jié)構(gòu)整體或局部輪廓的投影基本線型 進(jìn)行線型放樣時要注意以下幾點 1 根據(jù)所要繪制圖樣的大小和數(shù)量多少 安排好各圖在樣臺上的位置 2 選定好放樣畫線基準(zhǔn) 三 放樣的程序 一 實尺放樣 3 線型放樣以畫出設(shè)計要求必須保證的輪廓線型為主 而那些因工藝需要而可能變動的線型則可以暫時不畫 4 進(jìn)行線型放樣 必須嚴(yán)格遵循正投影規(guī)律 5 所畫出的線型圖必須滿足光順性和協(xié)調(diào)性的要求 追求的是 制圖技巧 2 結(jié)構(gòu)放樣結(jié)構(gòu)放樣就是在線型放樣的基礎(chǔ)上 根據(jù)制造工藝需要進(jìn)行工藝性處理的過程 結(jié)構(gòu)放樣包括以下幾方面的內(nèi)容 1 確定各部分結(jié)合位置和連接形式 2 根據(jù)制造實際需要 對結(jié)構(gòu)中的某些部位或部件給以必要的改動 3 計算或量取零部件尺寸及平面零件的實際形狀 繪制號料草圖 制作號料樣板 樣桿及樣箱 或者按一定格式填寫數(shù)據(jù) 供數(shù)控切割使用 4 根據(jù)加工需要 設(shè)計 制造焊接胎 夾具 繪制各類加工 裝配草圖 制作加工 裝配用樣板 追求的是 工藝技巧 3 展開放樣展開放樣是在結(jié)構(gòu)放樣的基礎(chǔ)上 對不反映實形或需展開的部件進(jìn)行展開 以求取實形的過程 具體內(nèi)容有 1 板厚處理2 展開作圖展開方法地有平行線法 放射線法和三角形法三種 3 根據(jù)展開圖 制作樣板或繪制號料草圖 二 實尺放樣過程舉例爐殼主體部件施工圖 1 識讀施工圖在識讀施工圖樣過程中 主要解決以下問題 1 弄清產(chǎn)品的用途及一般技術(shù)要求 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 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 2 結(jié)構(gòu)處理 1 連接部位 的處理 部件連接形式分析錐臺結(jié)構(gòu)草圖 2 大尺寸構(gòu)件的處理大尺寸焊件拼接方式3 劃基本線型 1 確定放樣畫線基準(zhǔn) 2 畫出構(gòu)件基本線型件 號料樣板 4 展開 1 計算彎曲展開長 2 可展曲面的展開5 樣板制作件 號料樣板展開圖 三 樣板和樣桿的制作1 樣板的分類按用途樣板通常分為以下幾類 1 號料樣板 2 成形樣板 3 定位樣板 4 樣桿 2 樣板的材料制作樣板的材料 一般采用0 5 2mm的薄鋼板 當(dāng)樣板尺寸較大時 為減少重量 可以用板條拼成花格骨架 為節(jié)省材料 對精度要求不高的一次性樣板 可用黃紙板或油氈紙制作 樣桿一般用扁鋼或鉛條制作 也可以用木條制作 3 樣板 樣桿的制作樣板 樣桿是在材料上畫樣后加工而成 畫樣方法有兩種 1 直接畫樣法2 過渡畫樣法 又稱過樣法 這種畫樣法又分為不覆蓋過樣法和覆蓋過樣法兩種 多用于制作簡單平面圖形零件樣板和一般加工樣板 四 工藝余量在確定工藝余量時 主要應(yīng)考慮以下因素 1 放樣誤差 包括放樣和號料過程產(chǎn)生的誤差 2 零件加工誤差 包括切割 邊緣加工及各種成形加工過程中產(chǎn)生的誤差 3 裝配誤差 包括裝配時邊緣修整和裝配間隙的控制 部件和總裝誤差及必要的反變形數(shù)值等 4 焊接變形的影響考慮焊接生產(chǎn)加工工藝的特點 如焊接的收縮變形 不同焊縫 如縱向焊縫和橫向焊縫 電弧焊縫和電渣焊縫 有不同的收縮變形量 五 號料所謂號料 就是利用樣板 樣桿 號料草圖及放樣時得出的數(shù)據(jù) 在板料或型材上畫出零件用料的真實輪廓和孔口在材料上的真實形狀 與之連接構(gòu)件的位置線 加工線等 并標(biāo)出相應(yīng)的加工符號等的工作過程 號料方法 按組織方法分為 集中號料法 套料法 統(tǒng)計計算法 余料統(tǒng)一號料法 按操作過程分為 樣板號料 草圖號料 光學(xué)投影號料 電印號料 數(shù)控套料 號料方法 按操作過程分為 樣板號料 草圖號料 光學(xué)投影號料 電印號料 數(shù)控套料 普通號料法 號料方法 樣板號料將樣板 或樣桿 平放于鋼板或型鋼上 用石筆依照樣板畫出零件的形狀及各種標(biāo)記符號 并按要求加放施工余量 然后用銃頭或鏨子作出永久性記號 用色漆寫上文字符號 號料方法 草圖號料進(jìn)行草圖號料時 首先在鋼板上適當(dāng)?shù)奈恢卯嫵鱿嗷ゴ怪钡膬筛鴺?biāo)軸 然后根據(jù)草圖上所標(biāo)注的各個特殊點 過渡點以及余量點的坐標(biāo)值 找點并連線 然后用銃頭或鏨子將切割線 加工線 裝配線等敲出記號 并且用色漆寫上文字與符號 大批量生產(chǎn)時 不宜采用草圖號料 號料方法 光學(xué)投影號料在比例放樣的基礎(chǔ)上 將展開的各零件圖形經(jīng)過套料 繪制成精確的投影底圖 或通過投影制成更小比例的投影底片 然后在光學(xué)投影放大裝置上放大 在鋼板上投射出1 1的零件圖形 最后對投影的零件線條進(jìn)行手工復(fù)描號料 號料方法 電印號料在光學(xué)投影號料的基礎(chǔ)上 將放大成1 1的構(gòu)件圖形影像投射到覆蓋有一層帶負(fù)電的光導(dǎo)電粉末的號料鋼板上 使其曝光 再經(jīng)顯影和定影處理 在鋼板上留下號料的線跡 實現(xiàn)自動號料 號料方法 數(shù)控套料利用電子計算機(jī)確定零件的圖形 再將這些零件圖形置于鋼板邊框內(nèi)進(jìn)行合理排列的過程 稱為數(shù)控套料 第三節(jié)展開放樣 一 可展表面和不可展表面任何立體表面 都可以看作是由直線或曲線按一定的的要求運動而成 這種運動的線叫母線 控制母線運動的線或面叫導(dǎo)線或?qū)?母線在表面上的任一位置線叫素線 以直線為母線形成的面稱為直紋表面 如柱面 錐面等 以曲線為母線形成的面稱為曲紋面 如圓球面 橢球面和圓環(huán)面等 就可展性而言 表面分為可展表面和不可展表面 1 可展表面立體的表面如果能全部平整地攤平在一個平面上 而不發(fā)生撕裂或皺折 則稱可展平面 否則 稱為不可展表面 可展平面應(yīng)具有以下特征 其相鄰兩素線應(yīng)能構(gòu)成一個平面或切線面 直母線沿導(dǎo)線運動 且始終與導(dǎo)線相切 所形成的面 在相鄰兩條素線無限接近的情況下 也可構(gòu)成一微小平面 所以 柱面 錐面都是可展平面 2 不可展表面二 展開的基本方法 1 平行線展開法平行線展開法主要用于表面素線互相平行的立體表面的展開 1 用平行線法作正四棱柱面的展開圖 2 用平行線法作斜切正四棱柱面的展開圖 3 用平行線法作斜切直立圓柱面的展開圖 4 小結(jié)平行線展開法的作圖步驟 可歸納為 等分?jǐn)嗝鎴D 并求各等分點直線 素線 的高度 作基準(zhǔn)延長線 并按等分距離 邊長或弧長 截取長度 3 邊等分點引垂線 截取相應(yīng)等分點直線 素線 的高度 4 依次連接各所得高度點 完成展開圖 2 放射線展開法放射線展開法適用于表面素線相交于一點的錐體 放射線展開法的原理 把錐體表面上任意相鄰的兩條素線 或棱線 及其所夾的底邊線 看成是一個近似的平面三角形 把所有的小三角形平鋪在平面上 錐體表面也就被展開了 1 用放射線展開法作正四棱錐臺的放樣展開圖 2 用放射線法作正圓錐面的放樣展開圖 3 用放射線法作斜截圓錐面的放樣展開 4 小結(jié)放射線展開法的作圖步驟 可歸納為 1 在二視圖中 或只在某一視圖中 通過延長投影邊等手段完成整個錐體的放樣圖 2 通過等分?jǐn)嗝嬷荛L 或任意分割斷面全長 的方法 作出各分點所對應(yīng)的斷面素線 包括棱錐側(cè)棱以及側(cè)面上過錐頂點的直線 將錐面分割成若干小三角形 3 應(yīng)用求實長的方法 常用旋轉(zhuǎn)法 直角三角形法 把所有不反映實長的素線 與作展開圖有關(guān)的直線的實長一一不漏地求出來 4 以實長為準(zhǔn) 利用交軌法 正錐體可用扇形法 作出整個錐體側(cè)面的展開圖 同時作出全部放射線 5 在整個錐體側(cè)面展開圖的基礎(chǔ)上 以放射線為骨架 以有關(guān)實長為準(zhǔn) 再畫出錐體被截切部分所在曲線的展開曲線 完成全部展開圖 3 三角形展開法三角形展開法就是以立體表面素線 棱線 為主 并畫出必要的輔助線 將立體表面分割成一定數(shù)量的三角形平面 然后求出每個三角形的實形并依次畫在同一平面上 三角形展開法適用于各類形體 只是精確程度不同而已 1 方形錐面管的展開 2 天方地圓構(gòu)件的展開 3 結(jié)論放射線展開法的作圖步驟 可歸納為 1 在放樣圖中將形體表面正確分割成若干小三角形 2 求所有小三角形各邊的實長 3 以放樣圖中各小三角形的相鄰位置為依據(jù) 用已知的或求出的實長為半徑 通過交軌法 依次展開所有小三角形 最后將所得的交點視構(gòu)件具體情況用曲線或用折線連接起來 由此得到所需構(gòu)件的展開圖 第四節(jié)板厚處理 板的厚度會對鈑金構(gòu)件的尺寸和形狀產(chǎn)生一定的影響 厚度越小 板料的厚度對構(gòu)件放樣展開造成的誤差也越小 因此 在實際生產(chǎn)中 當(dāng)板的厚度等于或小于1 5mm時 可以不考慮板的厚度處理的問題 但對于厚板構(gòu)件 我們必須研究并掌握板料厚度的影響 一 板料彎曲時的展開長度計算 一 圓弧彎曲時的展開 中性層鋼板彎曲變形的過程中 內(nèi)緣受壓縮短 外緣受拉伸長 在內(nèi)緣和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 中性層的確定中性層的位置與彎曲的內(nèi)半徑與板厚之比r 有關(guān) 二 折角彎曲時的展開沒有圓角或者圓角很小 r 0 3 的彎曲叫折角彎曲 等體積法 毛坯的體積 V1 LB 彎曲后的體積 V2 C A B 2B C A 0 785 3 2 實際加工時 在折角處有變薄現(xiàn)象發(fā)生 修正如下 L C A 0 5 3 3 二 單件的板厚處理單件的板厚處理 主要是要確定構(gòu)件的單線圖的實際尺寸 三 相貫件的板厚處理相貫件的板厚處理 除了解決各形體的展開外 還要重點處理形體相貫的接口線 以便確定各形體表面素線的長度 1 畫出彎頭的主視圖和實際接口線 2 以軸線為界畫出內(nèi) 外圓斷面圖 并將其四等分 得等分點1 2 3 4 5 從等分點引上垂線 得與接口線交點1 2 3 4 5 3 在主視圖低口延長線上 截取1 1 D t 并八等分 從等分點引上垂線 與由接口線上各交點向右所引水平線相交 將各交點光滑相連 即得彎頭單管展開圖 四 鋼材彎曲時的料長計算在計算彎曲構(gòu)件的料長時 必須按中性層的長度計算 所以關(guān)鍵是要確定中性層的位置 一 板料彎曲的料長計算 中性層 R中 r K 二 圓鋼彎曲的料長計算圓鋼彎曲的中性層 一般總與中心線重合 所以圓鋼彎曲件的料長按中心線計算 圖3 25圓鋼雙彎90 R1中 R1 R2中 R2 三 角鋼彎曲件的料長計算由于角鋼的斷面是不對稱的 所以其中性層的位置不在斷面中心 而是位于偏向角鋼根部的重心處 及中性層與其重心重合 各種角鋼的重心距可從有關(guān)資料或手冊中查得 常用的角鋼有等邊角鋼和不等邊角鋼 不等邊角鋼的彎曲分為長邊彎曲和短邊彎曲 角鋼的彎曲按彎曲形式有分內(nèi)彎和外彎兩種 1 等邊角鋼內(nèi)彎 R中 R Z0 L 2 等邊角鋼外彎 R中 R Z0 L l1 l2 3 不等邊角鋼長邊內(nèi)彎 R中 R Y0 L l1 l2 4 不等邊角鋼短邊內(nèi)彎 中性層彎曲半徑 R中 R 70 Y0 L 5 不等邊角鋼長邊外彎 R中 R 45 X0L 2 R中 6 不等邊角鋼短邊外彎 R中 R X0 L l1 l2 四 槽鋼彎曲料長的計算槽鋼彎曲分兩種形式 一種是外彎 另一種是平彎 1 槽鋼外彎料長的計算槽鋼外彎時 中性層以重心距為準(zhǔn) R中 R Z0L l1 l2 2 槽鋼平彎料長的計算槽鋼平彎時中性層與槽鋼斷面中心層重合 所以坯料長應(yīng)以中心為準(zhǔn)來計算 R中 R L l1 l2 第五節(jié)下料下料 是將零件或毛坯從原材料上分離下來的工序 常用的下料方法有克切 鋸削 氣割 等離子切割 剪切 沖裁等 下面僅簡單介紹工廠常用的剪切 氣割 等離子弧切割等 一 剪切 一 常用的剪切機(jī)械1 龍門式斜口剪床龍門式斜口剪床主要剪切直線形切口 由于操作簡單 進(jìn)料容易 剪切速度快 變形小 切口精度較高 應(yīng)用很廣 2 橫入式斜口剪床橫入式斜口剪床主要用于剪切直線形切口 剪板機(jī) 3 圓盤剪床圓盤剪床的剪切部分由上 下兩個滾刀組成 剪切時 上 下滾刀作等速反向轉(zhuǎn)動 材料邊剪切 邊送進(jìn) 圓盤剪床瞬時剪切長度極短 且板料轉(zhuǎn)動幾乎不受限制 適用于剪切曲線切口 并能連續(xù)剪切 但用圓盤剪床剪切時 材料變形較大 切口有毛刺 而且一般只能剪切較薄的板料 4 振動剪床振動剪床的上 下刀板都是傾斜的 而且交角較大 剪切刃口很短 剪切時 上刀板作上 下往復(fù)運動 每分鐘可達(dá)數(shù)千次 振動剪床可以在板料上剪切各種曲線和內(nèi)孔 但切口有毛刺 生產(chǎn)率低 而且只能剪切較薄的材料 5 聯(lián)合剪沖機(jī)床聯(lián)合剪沖機(jī)床通常由斜口剪 型鋼剪和小沖頭組成 可以剪切鋼板 各種型鋼 并能進(jìn)行小零件沖壓和沖孔 二 氣割設(shè)備及工具1 氧氣瓶2 乙炔瓶3 減壓器4 割炬5 橡膠軟管 二 氣割 一 氣割的條件金屬材料必須滿足以下三個條件 才能夠進(jìn)行氣割 1 金屬材料的燃點必須低于其熔點2 金屬燃燒生成的氧化物熔點低于金屬本身的熔點3 金屬燃燒時 應(yīng)能放出出大量的熱 并且金屬的熱導(dǎo)率要低 三 氣割操作過程1 調(diào)整火焰 火焰的選擇2 開始?xì)飧顣r 必須用預(yù)熱火焰將切割處金屬加熱至燃燒溫度 即燃點 切割操作示意圖 3 把切割氧氣噴射至已達(dá)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 氧化物呈液體狀態(tài) 4 燃燒時所產(chǎn)生的大量液態(tài)熔渣被高壓氧氣流吹走 2 機(jī)械下料 1 剪切 2 熱切割熱切割包括數(shù)控氣割 等離子弧切割 光電跟蹤氣割等 仿型氣割機(jī)是由運動機(jī)構(gòu) 仿型機(jī)構(gòu)和切割器組成 氣割時 先將制好的樣板置于仿型臺上 仿型頭按樣板的輪廓運動 切割器則割出所需的形狀 數(shù)控切割是按照數(shù)字指令規(guī)定的程序進(jìn)行的熱切割 它能準(zhǔn)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他形狀的平面圖形 數(shù)控切割的精度很高 生產(chǎn)率也比較高 數(shù)控切割是由數(shù)控切割機(jī)來實現(xiàn)的 該機(jī)主要由兩大部分組成 數(shù)字程序控制系統(tǒng) 運算控制小型電子計算機(jī) 和執(zhí)行系統(tǒng) 切割機(jī)部分 數(shù)控切割機(jī) 半自動氣割機(jī) 光電跟蹤氣割機(jī) 光電跟蹤氣割機(jī)由光電跟蹤臺和自動切割機(jī)兩大部分組成 等離子弧切割就是利用等離子弧的高溫 將被切割件瞬間局部熔化 然后等離子弧的高速氣流將熔化物吹走來實現(xiàn)的 第六節(jié)坡口加工 根據(jù)設(shè)計或工藝要求 將被焊工件的待焊部位加工并裝配成具有一定幾何形狀的溝槽 稱之為坡口 焊接接頭是否需要加工坡口 以及加工何種形式的破口 應(yīng)從以下幾方面考慮 第一是必須保證焊接接頭的質(zhì)量 第二要兼顧經(jīng)濟(jì)效益 第三要根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)的形狀 大小及施焊條件 第四要有利于減小焊接變形和應(yīng)力 一 坡口的形狀焊接接頭的坡口根據(jù)其形狀的不同 可分為基本型 組合型和特殊型 1 基本型坡口基本型坡口是一種形狀簡單 加工容易 應(yīng)用普遍的坡口形式 2 組合型坡口 2 組合坡口 3 特殊坡口 二 坡口尺寸及精度 三 坡口加工方法1 風(fēng)鏟加工 用途 1 鍋爐造船冶金工業(yè)及其分行業(yè)各種金屬構(gòu)件的鏟切 尤其是各種不規(guī)則或狹小不方便表面的鏟切工作 2 機(jī)械加工機(jī)械加工坡口在刨邊機(jī)上進(jìn)行 可以刨削各種型式的坡口 機(jī)械刨邊加工方法與手工鏟邊相比 不但效率高 而且質(zhì)量好 所以在成批生產(chǎn)中已廣泛采用 2 中大型鑄件的清砂 鏟除澆冒口 3 基本建設(shè)和交通工程的橋梁鏟切焊縫 4 各種磚墻混凝土墻的開口工作 風(fēng)鏟加工坡口勞動強(qiáng)度大 噪音大 效率低 目前已較少使用 1 刨邊機(jī)刨邊機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖 2 坡口加工機(jī) 3 氣割加工氣割坡口的方法簡單易行 效率高 能滿足開V形或X形坡口的質(zhì)量要求 已被廣泛采用 但是切割后 必須清理干凈氧化鐵殘渣 V形坡口氣割 4 碳弧氣刨加工 碳弧氣刨開坡口效率高 特別適用于仰 立位的刨切 無很大的噪音 工人的勞動強(qiáng)度較低 碳弧氣刨在焊接生產(chǎn)中主要用于清根 刨除焊接缺陷 開坡口等 碳弧氣刨在生產(chǎn)中會產(chǎn)生一定的煙霧 所以應(yīng)注意通風(fēng) 四 坡口的檢查對坡口加工質(zhì)量的主要檢查項目和內(nèi)容有 1 坡口的形狀是否準(zhǔn)確或符合標(biāo)準(zhǔn) 2 坡口是否光滑 平整 毛刺或氧化鐵熔渣是否清理徹底 3 坡口的各種尺寸是否在合格范圍之內(nèi) 第七節(jié)壓彎與滾彎加工 一 彎曲成形彎曲成形過程 1 彈性變形階段 2 塑性變形階段 3 斷裂階段 二 鋼材的變形特點對彎曲加工的影響1 彎曲力自由彎曲時的彎曲力V形 F1 U形 F1 K 安全系數(shù)B 寬度R 內(nèi)彎半徑選擇壓力機(jī)的依據(jù) 2 回彈現(xiàn)象影響回彈的主要原因有 1 材料的屈服點越高 彈性模量越小 加工硬化越激烈 彎曲變形的回彈越大 2 材料的相對彎曲半徑r t越大 材料變形程度就越小 則回彈越小 3 當(dāng)彎曲半徑一定時 彎曲角越大 表示變形區(qū)長度越大 回彈也越大 4 其他因素 如零件的開狀 模具的構(gòu)造 彎曲方式及彎曲力的大小等 對彎曲件的回彈也有一定的影響 減小回彈常采取下列措施 1 將凸模角度減去一個回彈角 使板料彎曲程度加大 板料回彈后恰好等于所需的角度 2 采取校正彎曲 在彎曲終了時進(jìn)行校正 即減小凸模的接觸面積或加大彎曲部件的壓力 3 減小凸模與凹模的間隙 4 采用拉彎工藝 5 在必要時和許可的情況下 可采取加熱彎曲 3 最小彎曲半徑材料在不發(fā)生破壞的情況下 所能彎曲的最小彎曲半徑 稱為最小彎曲半徑 影響材料最小彎曲半徑的因素如下 1 材料的力學(xué)性能塑性越好 最小彎曲半徑越小2 彎曲角 在相對彎曲半徑r 相同的情況下 可以取較小值 3 材料纖維的方向性當(dāng)彎曲線與纖維方向垂直時 彎曲半徑可以取小些 4 材料的表面質(zhì)量和剪斷面質(zhì)量表面質(zhì)量和剪斷面質(zhì)量較差時 應(yīng)選用較大的彎曲半徑 5 其它因素當(dāng)材料較薄時 可以取較小的彎曲半徑 當(dāng)材料寬度較小時 也可以取較小的彎曲半徑 三 機(jī)械壓彎成形在壓力機(jī)上使用彎曲模進(jìn)行彎曲成形的加工方法 稱為機(jī)械壓彎 圖3 52板料彎曲的三種變形方式a 自由彎曲b 接觸彎曲c 校正彎曲 四 壓力設(shè)備常用進(jìn)行焊接結(jié)構(gòu)壓彎加工的設(shè)備有 液壓機(jī) 風(fēng)壓機(jī) 沖床等 液壓機(jī) 風(fēng)壓機(jī)又叫空壓機(jī) 數(shù)控沖床 五 滾彎成形在滾床上進(jìn)行彎曲成形加工的方法稱為滾彎 一般又稱卷板成形 滾彎機(jī)床包括滾板機(jī)和型鋼滾彎機(jī) 1 滾彎工藝 1 滾板機(jī)的基本類型及其特點滾板機(jī)的基本類型有 對稱式三輥滾板機(jī) 不對稱式三輥滾板機(jī)和四輥滾板機(jī)三種 對稱式三輥滾板機(jī)的特點是 中間的上軸輥位于兩個側(cè)下軸輥的中線上 結(jié)構(gòu)簡單 應(yīng)用普遍 其主要缺點是彎曲件兩端有較長一段長度位于彎曲變形區(qū)以外 稱為剩余直邊 不對稱式三輥滾板機(jī)軸輥的布置是不對稱的 上軸輥沒有位于兩下軸輥的中線上 而是偏向一側(cè) 這樣就使板料的一端邊緣也能得到彎曲 剩余直邊的長度極短 若在滾制完板料一端后 將板料從滾板機(jī)上取出掉頭 再放在滾板機(jī)上進(jìn)行彎曲 就可使板料全部得到彎曲 不對稱式三輥滾板機(jī)的缺點 是由于支點距離不相等 滾彎時軸輥受力很大 易產(chǎn)生彎曲而影響工件滾彎精度 滾彎時板料掉頭滾制 也增加了操作程序 四輥滾板機(jī)相當(dāng)于在對稱式三輥滾板機(jī)的基礎(chǔ)上 又增加一個中間下輥 這樣基本上就可以使板料全部得到彎曲 它的主缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜 造價高 所以應(yīng)用不太普遍 2 預(yù)彎常用預(yù)彎方法鋼板彎曲時的理論剩余值見表3 3 表3 3鋼板彎曲時的理論剩余直邊值 3 對中幾種對中方法 4 滾彎各種卷板機(jī)的滾彎過程 第八節(jié)板料拉深成形 一 拉深拉深是利用凸模把板料壓入凹模 使板料變成中空形狀零件的的工序 拉深工序圖 拉深動畫 拉深件類型 a 軸對稱旋轉(zhuǎn)體拉深件b 盒形件c 不對稱拉深件 1 底部裂紋原因 毛坯被強(qiáng)制拉入凹模時 拉應(yīng)力超過了材料本身的強(qiáng)度極限 拉深件出現(xiàn)拉裂現(xiàn)象與下列因素有關(guān) 拉深廢品動畫 1 凸凹模的圓角半徑 鋼的拉深件 取r凹 10 而r凸 0 6 1 r凹 這兩個圓角半徑過小 則容易拉裂產(chǎn)品 2 凸凹模間隙 一般取Z 1 1 1 2 間隙過小 摩擦力增大 容易拉裂工件 擦傷工件表面 降低模具壽命 間隙過大 又容易使工件起皺 影響拉深件的精度 實踐證明 能否拉深成形很大程度上取決于坯料與工件的相對尺寸 相對尺寸越大 則變形程度越大 越容易出現(xiàn)質(zhì)量問題 因此 生產(chǎn)中采用了一個重要的工藝參數(shù)以防止拉裂或起皺 此參數(shù)即拉深系數(shù) 3 拉深系數(shù) m d D 拉深件直徑 坯料直徑 m越小 變形程度越大 每一種材料 變形程度都是有極限的 所以都有一個極限拉深系數(shù)mmin 拉深時 m都不應(yīng)該小于mmin 即 顯然 m小于1 一般mmin在0 5 0 8范圍內(nèi) 當(dāng)不能一次成形時 可采用多次拉深 拉深系數(shù)用m表示 成形條件 m mmin d1 d2 總拉深系數(shù)等于每次拉深系數(shù)的乘積 第二次拉深系數(shù)m2 d2 d1 第三次拉深系數(shù)m3 d3 d2 第n次拉深系數(shù)mn dn dn 1 4 潤滑目的 減小摩擦 以降低拉深件壁部的拉應(yīng)力 減少模具的磨損 方法 加潤滑劑 如機(jī)油等 或?qū)ぜM(jìn)行表面處理 如磷化加皂化處理 2 口部起皺拉深件另一種常見的缺陷是起皺 起皺是拉深過程中法蘭部分的金屬在切向壓應(yīng)力作用下而發(fā)生的一種失穩(wěn)現(xiàn)象 起皺一般發(fā)生在口部 正常的工件 起皺的工件 拉深廢品動畫 起皺的可能原因 1 凸凹模間隙過大 2 凸 凹模圓角過大 3 毛坯的相對厚度過小 4 拉深系數(shù)過小 原因 毛坯邊緣受壓應(yīng)力過大 起皺的防止措施 可采用設(shè)置壓邊圈的方法解決 增加毛坯的相對厚度 T D 或拉深系數(shù)的途徑來解決 二 毛坯尺寸及拉深力的確定1 毛坯尺寸的確定拉深件毛坯尺寸按拉深前后的面積不變原則進(jìn)行 2 拉深力的確定拉深力是選擇壓力機(jī)噸位的依據(jù) Pmax 3 b s D d r凹 式中 Pmax 最大拉深力 N b 材料的抗拉強(qiáng)度 MPa s 材料的屈服強(qiáng)度 MPa D 毛坯直徑 mm d 拉深凹模直徑 mm r凹 拉深凹模圓角半徑 mm 板料厚度 mm 二 旋壓旋壓工作簡圖 三 爆炸成形 爆炸成形裝置 四 電水成形與電爆成形如圖所示 工作時升壓變壓器加20 40kV電壓 經(jīng)整流器得到高壓直流電 再經(jīng)限流電阻向電容充電 當(dāng)電容器的電壓達(dá)到一定數(shù)值時 輔助間隙被擊穿 高壓電便加在由兩個電極形成的主間隙上 將其擊穿并放電 形成強(qiáng)大的沖擊電流 可達(dá)30oMA以上 在介質(zhì) 水 中引起沖擊波 沖擊金屬毛坯在凹模中成形 這就是電水成形的基本原理 電爆成形若在以上裝置中 用細(xì)金屬絲把兩個電極連接以來 放電時產(chǎn)生的強(qiáng)大電流將金屬絲迅速熔化和蒸發(fā)成高壓氣體 并在介質(zhì)中形成沖擊波使坯料成形 這就是電爆成形的原理