冷作工基礎(chǔ)知識(shí)

1、冷作工專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)冷作工專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)二一三二一三 年年 一一 月月一、基一、基 本本 概概 念念 將金屬板材、管材及型材，在基本不改變將金屬板材、管材及型材，在基本不改變斷面特征的情況下加工成各種制品的綜合斷面特征的情況下加工成各種制品的綜合工藝稱為工藝稱為冷作冷作（統(tǒng)稱金屬制作）。（統(tǒng)稱金屬制作）。從事冷作工作的工人叫從事冷作工作的工人叫冷作工冷作工，又叫，又叫鉚工鉚工。冷作工工作包括鉚、放樣、板金、沖壓、煨冷作工工作包括鉚、放樣、板金、沖壓、煨曲（即加熱彎曲）、裝配等。曲（即加熱彎曲）、裝配等。冷作常與焊接、金屬切削、熱處理、檢驗(yàn)等冷作常與焊接、金屬切削、熱處理、檢驗(yàn)等工藝結(jié)合，以形成完整

2、的產(chǎn)品制造過程。工藝結(jié)合，以形成完整的產(chǎn)品制造過程。 冷作加工的板料，既有厚板，又有薄板。冷作加工的板料，既有厚板，又有薄板。厚度在厚度在2毫米以下的薄板加工，通常稱為板毫米以下的薄板加工，通常稱為板金工作。金工作。 冷作加工用的金屬板材、管材和型材統(tǒng)稱冷作加工用的金屬板材、管材和型材統(tǒng)稱為成型材料。為成型材料。冷作加工的基本工序：冷作加工的基本工序： 有矯正、放樣、下料、切割、彎曲、沖有矯正、放樣、下料、切割、彎曲、沖壓、裝配和鉚接焊接等。壓、裝配和鉚接焊接等。 按其性質(zhì)可分為備料、放樣、加工成形按其性質(zhì)可分為備料、放樣、加工成形和裝配聯(lián)接四大部分和裝配聯(lián)接四大部分二、鋼板變形的矯正二、鋼板

3、變形的矯正 鋼板的變形有彎曲、扭曲、波浪、翹曲等，對(duì)下料、鋼板的變形有彎曲、扭曲、波浪、翹曲等，對(duì)下料、加工、裝配都有影響，使工件的質(zhì)量難以保證，因此，在加工、裝配都有影響，使工件的質(zhì)量難以保證，因此，在下料、切割、成形之前，必須對(duì)鋼板的變形加以矯正。下料、切割、成形之前，必須對(duì)鋼板的變形加以矯正。1、矯正方法、矯正方法按矯正的方式分：有手工矯正和機(jī)械矯正按矯正的方式分：有手工矯正和機(jī)械矯正按矯正時(shí)的工件溫度分：冷矯正按矯正時(shí)的工件溫度分：冷矯正(常溫常溫)和熱矯正（火焰加熱）和熱矯正（火焰加熱）2、手工矯正工具及設(shè)備、手工矯正工具及設(shè)備 手工矯正用的主要工具有大錘、手錘和型錘，主要設(shè)備手工矯

4、正用的主要工具有大錘、手錘和型錘，主要設(shè)備是平臺(tái)是平臺(tái)3、薄板變形的矯正、薄板變形的矯正薄板的變形有中間凸起、邊緣呈波浪形、彎曲等薄板的變形有中間凸起、邊緣呈波浪形、彎曲等1） 中間凸起中間凸起2）邊緣呈波浪形）邊緣呈波浪形3）彎（扭）曲）彎（扭）曲 劃線的目的：劃線的目的： 標(biāo)志出中心線、輪廓線、定位線等標(biāo)志出中心線、輪廓線、定位線等三、劃線和下料三、劃線和下料 劃線的要求：劃線的要求： 線條均勻清晰，最重要的是保證尺寸的準(zhǔn)確線條均勻清晰，最重要的是保證尺寸的準(zhǔn)確 劃線的種類：劃線的種類： 1、平面劃線、平面劃線 2、立體劃線、立體劃線 如相貫線如相貫線 劃線的目的：劃線的目的： 標(biāo)志出中心

5、線、輪廓線、定位線等標(biāo)志出中心線、輪廓線、定位線等三、劃線和下料三、劃線和下料 劃線的要求：劃線的要求： 線條均勻清晰，最重要的是保證尺寸的準(zhǔn)確線條均勻清晰，最重要的是保證尺寸的準(zhǔn)確 劃線的種類：劃線的種類： 1、平面劃線、平面劃線 2、立體劃線、立體劃線 如相貫線如相貫線 劃線常用工具劃線常用工具劃針、圓規(guī)、角尺、樣沖、曲線尺等（劃針、圓規(guī)、角尺、樣沖、曲線尺等（ 15m盤尺、盤尺、3m卷尺、卷尺、1m長(zhǎng)尺、長(zhǎng)尺、300鋼尺、鋼尺、150鋼尺、鋼尺、150寬座角尺、大三角板、吊墜寬座角尺、大三角板、吊墜 、粉線、墨斗；、粉線、墨斗； ）四、展四、展 開開 放放 樣樣 放樣是冷作鈑金工產(chǎn)品制造

6、中的重要一放樣是冷作鈑金工產(chǎn)品制造中的重要一環(huán)，一般冷作鈑金結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸較大，環(huán)，一般冷作鈑金結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸較大，其設(shè)計(jì)的圖樣是按一定比例縮小繪制，但在其設(shè)計(jì)的圖樣是按一定比例縮小繪制，但在實(shí)際制造中必須確定每個(gè)零件或構(gòu)件的形狀實(shí)際制造中必須確定每個(gè)零件或構(gòu)件的形狀和尺寸，以作為制造和裝配的依據(jù)，這就需和尺寸，以作為制造和裝配的依據(jù)，這就需要通過放樣才能解決。要通過放樣才能解決。 放樣是按放樣是按1：1的比例（或一定的比例）在放樣臺(tái)上畫的比例（或一定的比例）在放樣臺(tái)上畫出構(gòu)件的輪廓，準(zhǔn)確地定出其尺寸，作為制造樣板、加工出構(gòu)件的輪廓，準(zhǔn)確地定出其尺寸，作為制造樣板、加工和裝配的依據(jù)，這一過

7、程稱為放樣。和裝配的依據(jù)，這一過程稱為放樣。 放樣有實(shí)尺放樣、光學(xué)放樣、計(jì)算機(jī)放樣，其中實(shí)體放樣有實(shí)尺放樣、光學(xué)放樣、計(jì)算機(jī)放樣，其中實(shí)體放樣是最基本、應(yīng)用最廣泛的放樣方法，實(shí)體放樣比例是放樣是最基本、應(yīng)用最廣泛的放樣方法，實(shí)體放樣比例是1：1，它不但能準(zhǔn)確的反映結(jié)構(gòu)實(shí)際形狀和尺寸，幫助確，它不但能準(zhǔn)確的反映結(jié)構(gòu)實(shí)際形狀和尺寸，幫助確定一些結(jié)構(gòu)在圖樣上未標(biāo)出的尺寸，為零件和樣板的制造定一些結(jié)構(gòu)在圖樣上未標(biāo)出的尺寸，為零件和樣板的制造提供了依據(jù)，而且還確定了零件之間的相對(duì)位置，可作為提供了依據(jù)，而且還確定了零件之間的相對(duì)位置，可作為裝配的依據(jù)。裝配的依據(jù)。 將構(gòu)件的各個(gè)面，依次攤開在一個(gè)平面上，

8、在平面將構(gòu)件的各個(gè)面，依次攤開在一個(gè)平面上，在平面上所得的展開圖形，畫展開圖的過程為展開放樣。上所得的展開圖形，畫展開圖的過程為展開放樣。 求作展開圖的方法有二種：一種是作圖法，一種是求作展開圖的方法有二種：一種是作圖法，一種是計(jì)算法，對(duì)于比較復(fù)雜的工件，廣泛采用的是作圖法，對(duì)計(jì)算法，對(duì)于比較復(fù)雜的工件，廣泛采用的是作圖法，對(duì)于形狀簡(jiǎn)單的工件，則用計(jì)算法就可以求得其展開尺寸而于形狀簡(jiǎn)單的工件，則用計(jì)算法就可以求得其展開尺寸而作出展開圖。作出展開圖。 （一）、常用的計(jì)算公式： 1、常用三角函數(shù)公式如下：、常用三角函數(shù)公式如下： Sin=a/cCos=b/ctan=a/bCot=b/a2、圓的計(jì)算

9、公式如下： 周長(zhǎng)周長(zhǎng)L=2R弧長(zhǎng)弧長(zhǎng)=R/180 弦長(zhǎng)弦長(zhǎng)=2RSin（/2）表一表一 圓管直徑與圓周等分?jǐn)?shù)的關(guān)系圓管直徑與圓周等分?jǐn)?shù)的關(guān)系圓管直徑圓管直徑d/mm圓周等分?jǐn)?shù)圓周等分?jǐn)?shù) n圓管直徑圓管直徑d/mm圓周等分?jǐn)?shù)圓周等分?jǐn)?shù) n100860010002410020012100015003220040016150020004040060020200048（二）、展開的基礎(chǔ)知識(shí) 1、可展與不可展表面的判斷、可展與不可展表面的判斷 工件表面根據(jù)其展開性質(zhì)，可分為可展和不可展兩類，工件表面根據(jù)其展開性質(zhì)，可分為可展和不可展兩類，若構(gòu)件表面能全部平整地平攤在一個(gè)平面若構(gòu)件表面能全部平整地平攤在一

10、個(gè)平面 上，而不發(fā)生上，而不發(fā)生撕裂或皺折，這種表面稱為可展表面，如圓柱體、多邊平撕裂或皺折，這種表面稱為可展表面，如圓柱體、多邊平面立體、錐體，它們的素線均為直線，相鄰兩條素線構(gòu)成面立體、錐體，它們的素線均為直線，相鄰兩條素線構(gòu)成一個(gè)平面或單向彎曲的曲面，因而能全部平整地?cái)傇谝粋€(gè)一個(gè)平面或單向彎曲的曲面，因而能全部平整地?cái)傇谝粋€(gè)平面上，所以說是可展的。相反則為不可展的，如球體和平面上，所以說是可展的。相反則為不可展的，如球體和環(huán)，球和環(huán)的素線均為曲線，而另一方向又是彎曲的，即環(huán)，球和環(huán)的素線均為曲線，而另一方向又是彎曲的，即雙向彎曲，所以無法平整地?cái)傇谝粋€(gè)平面上，所以它們是雙向彎曲，所以無法

11、平整地?cái)傇谝粋€(gè)平面上，所以它們是不可展的。不可展的。2 2、線段實(shí)長(zhǎng)的判斷和求作、線段實(shí)長(zhǎng)的判斷和求作 求作線段實(shí)長(zhǎng)是作展開圖的重要環(huán)節(jié)，視圖中有些線求作線段實(shí)長(zhǎng)是作展開圖的重要環(huán)節(jié)，視圖中有些線段能直接反映實(shí)長(zhǎng)，有些則不能，這就需要先對(duì)其進(jìn)行判段能直接反映實(shí)長(zhǎng)，有些則不能，這就需要先對(duì)其進(jìn)行判斷，再進(jìn)行求作，通常以下列三種方法。斷，再進(jìn)行求作，通常以下列三種方法。1）、線段實(shí)長(zhǎng)判定 空間直線在視圖中的投影通常是以下三種情況：空間直線在視圖中的投影通常是以下三種情況： 前二種均能反映出實(shí)長(zhǎng)，第三種當(dāng)空間線段傾斜于所有前二種均能反映出實(shí)長(zhǎng)，第三種當(dāng)空間線段傾斜于所有投影面時(shí)，其投影均小于實(shí)際長(zhǎng)度

12、，即不反映實(shí)長(zhǎng)，要求投影面時(shí)，其投影均小于實(shí)際長(zhǎng)度，即不反映實(shí)長(zhǎng)，要求得其實(shí)長(zhǎng)，則可用旋轉(zhuǎn)法。得其實(shí)長(zhǎng)，則可用旋轉(zhuǎn)法。1）、線段實(shí)長(zhǎng)判定 空間直線在視圖中的投影通常是以下三種情況：空間直線在視圖中的投影通常是以下三種情況： 前二種均能反映出實(shí)長(zhǎng)，第三種當(dāng)空間線段傾斜于所有前二種均能反映出實(shí)長(zhǎng)，第三種當(dāng)空間線段傾斜于所有投影面時(shí)，其投影均小于實(shí)際長(zhǎng)度，即不反映實(shí)長(zhǎng)，要求投影面時(shí)，其投影均小于實(shí)際長(zhǎng)度，即不反映實(shí)長(zhǎng)，要求得其實(shí)長(zhǎng)，則可用旋轉(zhuǎn)法。得其實(shí)長(zhǎng)，則可用旋轉(zhuǎn)法。2）、旋轉(zhuǎn)法求實(shí)長(zhǎng) 旋轉(zhuǎn)法求實(shí)長(zhǎng)就是把空間一般位置的直線，旋轉(zhuǎn)法求實(shí)長(zhǎng)就是把空間一般位置的直線，繞一定軸旋轉(zhuǎn)到平行于某投影面進(jìn)行投影

13、，該繞一定軸旋轉(zhuǎn)到平行于某投影面進(jìn)行投影，該投影即為實(shí)長(zhǎng)。投影即為實(shí)長(zhǎng)。3）、直角三角形法求實(shí)長(zhǎng) 三、展開放樣方法 冷作鈑金工件的形狀各種各樣，無論何種種形狀的表面，冷作鈑金工件的形狀各種各樣，無論何種種形狀的表面，一般將其分成若干基本幾何體，然后再展開，展開放樣的一般將其分成若干基本幾何體，然后再展開，展開放樣的方法有平行法、放射線法、三角形法三種。方法有平行法、放射線法、三角形法三種。 展開放樣時(shí)求實(shí)長(zhǎng)，有兩個(gè)途徑：一是通過計(jì)算，二是通展開放樣時(shí)求實(shí)長(zhǎng)，有兩個(gè)途徑：一是通過計(jì)算，二是通過幾何作圖。其他宣稱的各種展開方法，如表格、比例法過幾何作圖。其他宣稱的各種展開方法，如表格、比例法等等，

14、都是由此衍生出來的。由這兩個(gè)途徑產(chǎn)生了兩個(gè)方等等，都是由此衍生出來的。由這兩個(gè)途徑產(chǎn)生了兩個(gè)方法，加上計(jì)算機(jī)輔助展開和輔助切割，展開的方法可以歸法，加上計(jì)算機(jī)輔助展開和輔助切割，展開的方法可以歸納為三種：納為三種： 1）幾何法展開）幾何法展開 2）計(jì)算法展開）計(jì)算法展開 3）計(jì)算機(jī)輔助展開）計(jì)算機(jī)輔助展開1、平行法展開放樣（圓柱、棱柱面的展開） 展開時(shí)將工件的表面看作由無數(shù)條相互平行的素線展開時(shí)將工件的表面看作由無數(shù)條相互平行的素線組成，取兩組成，取兩 條相鄰素線及其兩端線所圍成的小面積作為條相鄰素線及其兩端線所圍成的小面積作為平面，將每個(gè)小平面的真實(shí)大小依次畫在平面上，即得到平面，將每個(gè)小平

15、面的真實(shí)大小依次畫在平面上，即得到構(gòu)件的展開圖。該展開方法為平行線展開法，此法適用于構(gòu)件的展開圖。該展開方法為平行線展開法，此法適用于素線相互平行的構(gòu)件展開（如：上斜口圓管、上斜口四棱素線相互平行的構(gòu)件展開（如：上斜口圓管、上斜口四棱管、圓柱面等）。管、圓柱面等）。1、平行法展開放樣（圓柱、棱柱面的展開） 展開時(shí)將工件的表面看作由無數(shù)條相互平行的素線展開時(shí)將工件的表面看作由無數(shù)條相互平行的素線組成，取兩組成，取兩 條相鄰素線及其兩端線所圍成的小面積作為條相鄰素線及其兩端線所圍成的小面積作為平面，將每個(gè)小平面的真實(shí)大小依次畫在平面上，即得到平面，將每個(gè)小平面的真實(shí)大小依次畫在平面上，即得到構(gòu)件的

16、展開圖。該展開方法為平行線展開法，此法適用于構(gòu)件的展開圖。該展開方法為平行線展開法，此法適用于素線相互平行的構(gòu)件展開（如：上斜口圓管、上斜口四棱素線相互平行的構(gòu)件展開（如：上斜口圓管、上斜口四棱管、圓柱面等）。管、圓柱面等）。2、放射線展開法（正圓錐面、正棱錐面的展開） 展開時(shí)將錐面看作由匯交錐頂?shù)囊幌盗兴鼐€和底線組展開時(shí)將錐面看作由匯交錐頂?shù)囊幌盗兴鼐€和底線組成，素線和底線錐面分成若干個(gè)小三角形，每個(gè)三角形作成，素線和底線錐面分成若干個(gè)小三角形，每個(gè)三角形作為一個(gè)平面，將各個(gè)三角形依次畫在平面上，即得到構(gòu)件為一個(gè)平面，將各個(gè)三角形依次畫在平面上，即得到構(gòu)件的展開圖。該展開方法為放射線展開法，

17、此法適用于素線的展開圖。該展開方法為放射線展開法，此法適用于素線或素線延長(zhǎng)線匯交于一點(diǎn)的構(gòu)件?；蛩鼐€延長(zhǎng)線匯交于一點(diǎn)的構(gòu)件。3、三角形法（斜口矩形按管的展開） 展開時(shí)將其表面分成若干個(gè)三展開時(shí)將其表面分成若干個(gè)三角形，求出各個(gè)三角形的邊長(zhǎng)，依角形，求出各個(gè)三角形的邊長(zhǎng)，依次畫出各個(gè)三角形的實(shí)形，即得到次畫出各個(gè)三角形的實(shí)形，即得到構(gòu)件的展開圖。該展開為三角形法，構(gòu)件的展開圖。該展開為三角形法，此法適用于素線或素線延長(zhǎng)線不能此法適用于素線或素線延長(zhǎng)線不能交匯于一點(diǎn)的構(gòu)件。交匯于一點(diǎn)的構(gòu)件。 4、簡(jiǎn)單彎曲件的展開料長(zhǎng)計(jì)算 對(duì)于形狀簡(jiǎn)單的工件或型鋼的彎曲，可以通過計(jì)算求得展開尺寸。由于鋼材對(duì)于形狀簡(jiǎn)

18、單的工件或型鋼的彎曲，可以通過計(jì)算求得展開尺寸。由于鋼材彎曲時(shí)，內(nèi)、外分別為受壓和受拉影響，則一般以中間層為計(jì)算展開的依據(jù)，彎曲時(shí)，內(nèi)、外分別為受壓和受拉影響，則一般以中間層為計(jì)算展開的依據(jù)，但不同的斷面、不同的彎曲程度，中間層的位置也就不同。但不同的斷面、不同的彎曲程度，中間層的位置也就不同。我們把我們把L Lb b的的一塊鋼條彎曲成曲率為一塊鋼條彎曲成曲率為R R的圓弧條時(shí)，發(fā)現(xiàn)上面的圓弧條時(shí)，發(fā)現(xiàn)上面( (弧內(nèi)側(cè)弧內(nèi)側(cè)) )的長(zhǎng)度變短了，下面的長(zhǎng)度變短了，下面（弧外側(cè)）的長(zhǎng)度變長(zhǎng)了。根據(jù)連續(xù)原理，其中間一定存在一個(gè)既不伸長(zhǎng)也不縮（弧外側(cè)）的長(zhǎng)度變長(zhǎng)了。根據(jù)連續(xù)原理，其中間一定存在一個(gè)既不

19、伸長(zhǎng)也不縮短的層面。這個(gè)層面我們叫它中性層短的層面。這個(gè)層面我們叫它中性層. .按中性層展開就是我們鈑厚處理的基按中性層展開就是我們鈑厚處理的基本原則本原則。因此在計(jì)算展開前首先要確定中性層的位置，然后才能進(jìn)行計(jì)算展開。因此在計(jì)算展開前首先要確定中性層的位置，然后才能進(jìn)行計(jì)算展開。計(jì)算展開的步驟為：計(jì)算展開的步驟為： 1）、將構(gòu)件的曲線部分和直線部分在切點(diǎn)切點(diǎn)處分段。 2）、分別確定每段的中性層位置中性層位置，并計(jì)算各段的展開長(zhǎng)度。 3）、求各段的總和總和得到整個(gè)構(gòu)件的展開長(zhǎng)。 4）、根據(jù)加工要求和技術(shù)要求加放余量。 中性層位置，可用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。 R0RX0 式中X0按下表取值：表表2-

20、1 中性層位移系數(shù)經(jīng)驗(yàn)值中性層位移系數(shù)經(jīng)驗(yàn)值（表中，中性層距里邊的距離為X0，板厚為，X0=中性層位移系數(shù)）R/ 0.10.250.51.01.52.03.04 X00.280.320.370.420.440.4550.4750.5 對(duì)于圓鋼、扁鋼的彎曲，一般都是以中心線作為展開對(duì)于圓鋼、扁鋼的彎曲，一般都是以中心線作為展開依據(jù)，扁鋼在折角彎曲時(shí)，則是以內(nèi)層作為展開的依據(jù)。依據(jù)，扁鋼在折角彎曲時(shí)，則是以內(nèi)層作為展開的依據(jù)。 對(duì)于角鋼的彎曲稍微復(fù)雜點(diǎn)，它分為開切口彎和不開對(duì)于角鋼的彎曲稍微復(fù)雜點(diǎn)，它分為開切口彎和不開切口彎二種，同時(shí)又有向外、向內(nèi)方向彎曲，因此不同的切口彎二種，同時(shí)又有向外、向內(nèi)

21、方向彎曲，因此不同的彎曲方式，其中性層的位置也就不同，通常不開切口的彎彎曲方式，其中性層的位置也就不同，通常不開切口的彎曲，是以其重心（曲，是以其重心（Z00.3b，其中，其中b為角鋼翼邊寬），開切為角鋼翼邊寬），開切口的彎曲，若是圓角彎曲，則以角鋼邊厚口的彎曲，若是圓角彎曲，則以角鋼邊厚1/2作為展開依據(jù)，作為展開依據(jù)，折角彎曲，則是以內(nèi)層作為展開依據(jù)。折角彎曲，則是以內(nèi)層作為展開依據(jù)。(四)、復(fù)雜構(gòu)件的展開 對(duì)于形狀復(fù)雜的工件，一般采用作圖法對(duì)于形狀復(fù)雜的工件，一般采用作圖法 1、開孔圓錐管的展開、開孔圓錐管的展開 展開時(shí)用放射線法，先作出圓錐管的展展開時(shí)用放射線法，先作出圓錐管的展 開圖，然后開圖，然后在展