焊接結(jié)構(gòu)零件加工工藝

會(huì)計(jì)學(xué)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(yè)/共152頁(yè)1.鋼材變形的原因（1）鋼材在軋制過(guò)程中產(chǎn)生的變形（2）鋼材在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的變形（3）鋼材在下料過(guò)程中產(chǎn)生的變形第2頁(yè)/共152頁(yè)（1）鋼材在軋制過(guò)程中產(chǎn)生的變形在軋制過(guò)程中鋼材可能由于殘余應(yīng)力而引起變形。例如，在軋制鋼板時(shí)，由于軋輥沿長(zhǎng)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(yīng)力，而延伸較少部分產(chǎn)生拉應(yīng)力，因此，延伸較多部分在壓縮應(yīng)力作用下可能產(chǎn)生失穩(wěn)而導(dǎo)致變形。熱軋厚板時(shí)，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(duì)其力的作用，而產(chǎn)生了板材的不均勻伸長(zhǎng)。第3頁(yè)/共152頁(yè)（2）鋼材在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的變形焊接結(jié)構(gòu)使用的鋼材因運(yùn)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(zhǎng)、較大的鋼板和型材，如果吊裝使其受力不均、運(yùn)輸顛簸或儲(chǔ)存不當(dāng)、墊底不平等原因鋼材就會(huì)產(chǎn)生彎曲、扭曲和局部變形。第4頁(yè)/共152頁(yè)（3）鋼材在下料過(guò)程中產(chǎn)生的變形鋼材在下料過(guò)程中引起的變形。鋼材下料一般要經(jīng)過(guò)氣割、剪切、沖裁、等離子弧切割等工序。鋼材在加工的過(guò)程中，有可能使其內(nèi)應(yīng)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(huì)使鋼材在軋制時(shí)造成的應(yīng)力得到釋放引起變形。又如氣割、等離子弧切割過(guò)程是對(duì)鋼材局部進(jìn)行加熱而使其分離，這種不均勻加熱必然會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，導(dǎo)致鋼材不同程度變形，尤其是氣割窄而長(zhǎng)的鋼板時(shí)邊緣部位的鋼板彎曲現(xiàn)象最明顯。在剪切、沖裁等工序時(shí)，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痄摬牡淖冃我蛩睾芏?。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(shí)，必須進(jìn)行矯正。第5頁(yè)/共152頁(yè)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(shí)，各層纖維長(zhǎng)度都相等，即ab=cd，見(jiàn)圖3—1（a）。鋼材彎曲后，各層纖維長(zhǎng)度不一致，即a′b′≠c′d′，見(jiàn)圖3—1（b）。可見(jiàn)，鋼材的變形就是其中一部分纖維與另一部分纖維長(zhǎng)度不一致造成的。矯正是通過(guò)采用加壓或加熱的方式進(jìn)行的，其過(guò)程是把已伸長(zhǎng)的纖維變短，把已縮短的纖維拉長(zhǎng)。最終使鋼板厚度方向的纖維長(zhǎng)度一致。第6頁(yè)/共152頁(yè)圖3-1鋼材平直和彎曲時(shí)纖維長(zhǎng)度的變化a)平直；b)彎曲第7頁(yè)/共152頁(yè)表3-1鋼材在劃線前允許偏差

第8頁(yè)/共152頁(yè)3.鋼材的矯正方法

（1）手工矯正（2）機(jī)械矯正（3）火焰矯正（4）高頻熱點(diǎn)矯正第9頁(yè)/共152頁(yè)（1）手工矯正①反向變形法對(duì)于剛性較好的鋼材彎曲變形時(shí)，可采用反向變形法進(jìn)行矯正。由于鋼板在塑性變形的同時(shí)，還存在彈性變形，當(dāng)外力消除后會(huì)產(chǎn)生回彈，因此為獲得較好的矯正效果，反向彎曲矯正時(shí)應(yīng)適當(dāng)過(guò)量。反向彎曲矯正的應(yīng)用見(jiàn)表3—2。當(dāng)鋼材產(chǎn)生扭曲變形時(shí)，也可采用反向變形法。通過(guò)對(duì)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(yīng)用見(jiàn)表3—3。②錘展伸長(zhǎng)法對(duì)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(zhǎng)與較長(zhǎng)纖維趨于一致，進(jìn)行矯正，見(jiàn)表3—4。工件出現(xiàn)較復(fù)雜變形時(shí)，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(shí)應(yīng)用襯板或用型錘襯墊等保護(hù)措施。第10頁(yè)/共152頁(yè)表3-2反向彎曲矯正

第11頁(yè)/共152頁(yè)第12頁(yè)/共152頁(yè)表3-3反向扭曲矯正的應(yīng)用

第13頁(yè)/共152頁(yè)表3-4錘展伸長(zhǎng)法矯正的應(yīng)用

第14頁(yè)/共152頁(yè)第15頁(yè)/共152頁(yè)第16頁(yè)/共152頁(yè)（2）機(jī)械矯正①機(jī)械矯正原理和分類及適用范圍機(jī)械矯正就是通過(guò)機(jī)械動(dòng)力或液壓力對(duì)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(fù)平直狀態(tài)，機(jī)械矯正的分類及適用范圍見(jiàn)表3—5。②特殊變形的矯正鋼板有特殊變形時(shí)，需采取一定的措施才能矯正，鋼板特殊變形的矯正方法見(jiàn)表3—6。第17頁(yè)/共152頁(yè)表3-5機(jī)械矯正分類及適用范圍

第18頁(yè)/共152頁(yè)第19頁(yè)/共152頁(yè)第20頁(yè)/共152頁(yè)第21頁(yè)/共152頁(yè)第22頁(yè)/共152頁(yè)表3-6鋼板特殊變形的矯正方法

第23頁(yè)/共152頁(yè)第24頁(yè)/共152頁(yè)（3）火焰矯正①火焰矯正原理火焰矯正是采用火焰對(duì)鋼材纖維伸長(zhǎng)部位進(jìn)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(zhǎng)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(diǎn)因素：火焰加熱的方式火焰加熱的方式主要有點(diǎn)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(jiàn)表3—7?；鹧婕訜岬奈恢没鹧婕訜岬奈恢脩?yīng)選擇在金屬纖維較長(zhǎng)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(yīng)采用中性焰。一般鋼材的加熱溫度應(yīng)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(yán)禁在300～500℃溫度時(shí)進(jìn)行矯正，以防鋼材脆裂。第25頁(yè)/共152頁(yè)（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(duì)厚板和具有淬硬傾向的鋼材（如高強(qiáng)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(jiǎn)單焊接結(jié)構(gòu)件變形的火焰矯正要點(diǎn)見(jiàn)表3—8。火焰矯正的步驟：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(yàn)。第26頁(yè)/共152頁(yè)圖3-2火焰加熱的方式a)點(diǎn)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(yè)/共152頁(yè)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(diǎn)狀加熱薄板凹凸不平，鋼管彎曲等矯正變形量大，加熱點(diǎn)距小，加熱點(diǎn)直徑適當(dāng)大些，反之，則點(diǎn)距大，點(diǎn)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(yīng)大一些三角形加熱變形較嚴(yán)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(yīng)以變形程度而定，加熱區(qū)域大，收縮量也較大第28頁(yè)/共152頁(yè)表3-8常用鋼材及結(jié)構(gòu)件火焰矯正要點(diǎn)

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

3.火焰除銹法第32頁(yè)/共152頁(yè)1.機(jī)械除銹法機(jī)械除銹法常用的主要有噴砂（或拋丸），手動(dòng)砂輪或鋼絲刷，砂布打磨等。采用手動(dòng)砂輪、鋼絲刷和砂布打磨方便靈活但勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低?，F(xiàn)在工業(yè)批量生產(chǎn)時(shí)多用以噴砂（或拋丸）工藝為主的鋼材預(yù)處理生產(chǎn)線。常見(jiàn)的鋼材預(yù)處理生產(chǎn)線由輸入輥道、表面清潔、預(yù)熱室、拋丸清理機(jī)、中間軌道、中間過(guò)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(jìn)行輸送，然后進(jìn)行表面清潔和預(yù)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(guò)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(shí)粉塵大，需要在專用車間或封閉條件下進(jìn)行，同時(shí)經(jīng)噴砂（或拋丸）處理的材料會(huì)產(chǎn)生一定的表面硬化，對(duì)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(yù)處理生產(chǎn)線。第33頁(yè)/共152頁(yè)圖3-4鋼材預(yù)處理生產(chǎn)線1-濾氣器；2-除塵器；3-進(jìn)料輥道；4-橫向上料機(jī)構(gòu)；5-預(yù)熱室；6-拋丸機(jī)；7-噴漆機(jī)；8-烘干室；9-出料輥道第34頁(yè)/共152頁(yè)2.化學(xué)除銹法

化學(xué)除銹法即用腐蝕性的化學(xué)溶液對(duì)鋼材表面進(jìn)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(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的污染。化學(xué)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(guò)程較為簡(jiǎn)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(shí)間，然后取出用水沖洗干凈，以防止余劑的腐蝕。第35頁(yè)/共152頁(yè)3.火焰除銹法火焰除銹法就是在銹層表面噴上一層化學(xué)可燃試劑，點(diǎn)燃，利用氧化皮和鋼鐵機(jī)體的膨脹系數(shù)不同在高溫下開(kāi)裂脫落。火焰除銹前，厚的銹層應(yīng)鏟除，火焰除銹應(yīng)包括在火焰加熱作業(yè)后以動(dòng)力鋼絲刷清除加熱后附著在鋼材表面的產(chǎn)物?；鹧娉P法目前在國(guó)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(jiǎn)單，但對(duì)部件會(huì)產(chǎn)生不利因素，特別是對(duì)一些薄鋼板，如熱變形、局部過(guò)熱、產(chǎn)生熱應(yīng)力等等，會(huì)嚴(yán)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(diǎn)必須注意。第36頁(yè)/共152頁(yè)3.2劃線、放樣與下料

3.2.1識(shí)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(yè)/共152頁(yè)3.2.1識(shí)圖與劃線1.焊接結(jié)構(gòu)圖的特點(diǎn)

2.焊接結(jié)構(gòu)圖的讀識(shí)方法

3.劃線

第38頁(yè)/共152頁(yè)1.焊接結(jié)構(gòu)圖的特點(diǎn)

（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(dá)，往往需要通過(guò)板厚來(lái)表達(dá)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(shí)，需按不同的比例畫出來(lái)的。（2）為了清楚表達(dá)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(dá)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(dá)方式，因此，圖面縱橫交錯(cuò)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(biāo)注焊縫代號(hào)。但特殊的接頭形式和焊縫尺寸應(yīng)該用局部放大視圖來(lái)表達(dá)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(hào)可以同時(shí)標(biāo)注在不同的視圖上。第39頁(yè)/共152頁(yè)2.焊接結(jié)構(gòu)圖的讀識(shí)方法

焊接結(jié)構(gòu)施工圖的讀識(shí)一般按以下順序進(jìn)行：首先，閱讀標(biāo)題欄，了解產(chǎn)品名稱、材料、重量、設(shè)計(jì)單位等，核對(duì)一下各個(gè)零部件的圖號(hào)、名稱、數(shù)量、材料等，確定哪些是外購(gòu)件（或庫(kù)領(lǐng)件），哪些為鍛件、鑄件或機(jī)加工件；再閱讀技術(shù)要求和工藝文件，正式識(shí)圖時(shí)，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(gè)零件閱讀，先看零件明細(xì)表，確定是鋼板還是型鋼；然后再看圖，弄清每個(gè)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(yè)/共152頁(yè)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(yè)/共152頁(yè)（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(shí)，針尖應(yīng)緊貼鋼尺移動(dòng)；③圓規(guī)在鋼板上劃圓、圓弧或分量尺寸時(shí)，應(yīng)先打上樣沖眼，以防圓規(guī)尖滑動(dòng)；④平面劃線應(yīng)先畫基準(zhǔn)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(zhǔn)線，是為了保證加工余量的合理分布，劃線之前應(yīng)該在工件上選擇一個(gè)或幾個(gè)面或線作為劃線的基準(zhǔn)，以此來(lái)確定工件其它加工表面的相對(duì)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(zhǔn)。第42頁(yè)/共152頁(yè)（2）劃線的分類①平面劃線與幾何作圖相似，在工件的一個(gè)平面上劃出圖樣的形狀和尺寸，有時(shí)也可以采用樣板一次劃成。②立體劃線是在工件的幾個(gè)表面上劃線，即在長(zhǎng)、寬、高三個(gè)方向上劃線。第43頁(yè)/共152頁(yè)（3）基本線型的劃法①直線的劃法直線長(zhǎng)不超過(guò)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(shí)向劃線方向傾斜。直線長(zhǎng)不超過(guò)5m用彈粉法劃線。彈粉線時(shí)把線兩端對(duì)準(zhǔn)所劃直線兩端點(diǎn)，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(zhǎng)線時(shí)，應(yīng)彈兩次，以兩線重合為準(zhǔn)；或是在粉線中間位置垂直按下，左右彈兩次完成。直線超過(guò)5m用拉鋼絲的方法劃線，鋼絲取φ0.5～φ1.5mm。操作時(shí)，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(diǎn)，再用粉線以三點(diǎn)彈成直線。②大圓弧的劃法放樣或裝配有時(shí)會(huì)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(jì)算法作圖。大圓弧的準(zhǔn)確劃法。已知弦長(zhǎng)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(duì)應(yīng)各點(diǎn)連線的交點(diǎn)用光滑曲線連接，即為所畫的圓弧，如圖3—5（c）。大圓弧的計(jì)算法。計(jì)算法比作圖法要準(zhǔn)確得多，一般采用計(jì)算法求出準(zhǔn)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(zhǎng)為cg，求弧高（d為ac線上任意一點(diǎn)）。第44頁(yè)/共152頁(yè)（3）基本線型的劃法第45頁(yè)/共152頁(yè)圖3-5大圓弧的準(zhǔn)確畫法

圖3-6計(jì)算法作大圓弧

第46頁(yè)/共152頁(yè)3.2.2放樣1.放樣的工具

2.放樣方法

3.放樣程序

4.實(shí)尺放樣過(guò)程舉例

第47頁(yè)/共152頁(yè)1.放樣的工具（1）放樣平臺(tái)放樣臺(tái)是進(jìn)行實(shí)尺放樣的工作場(chǎng)地，放樣臺(tái)要求光線充足，便于看圖和劃線。常用放樣臺(tái)有鋼質(zhì)和木質(zhì)兩種。鋼質(zhì)放樣臺(tái)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(yīng)鏟平磨光，板面要平，必要時(shí)，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(tái)為木地板，要求地板光滑，表面無(wú)裂縫，木材紋理要細(xì)、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(yīng)該交錯(cuò)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(wú)光漆，以免地板反光刺眼，同時(shí)該面漆可對(duì)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(yè)/共152頁(yè)2.放樣方法

（1）實(shí)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(shí)際大小劃到放樣臺(tái)的工作稱為實(shí)尺放樣。（2）展開(kāi)放樣把各種立體的零件表面攤平的幾何作圖過(guò)程稱為展開(kāi)放樣。（3）計(jì)算機(jī)光學(xué)放樣用計(jì)算機(jī)光學(xué)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(jìn)行劃線。第49頁(yè)/共152頁(yè)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(kāi)三個(gè)部分。結(jié)構(gòu)處理又稱結(jié)構(gòu)放樣，它是根據(jù)圖樣進(jìn)行工藝處理的過(guò)程。一般包括確定各連接部位的接頭形式、圖樣計(jì)算或量取坯料實(shí)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(zhǔn)和劃出工件的結(jié)構(gòu)輪廓。展開(kāi)是對(duì)不能直接劃線的立體零件進(jìn)行展開(kāi)處理，將零件攤開(kāi)在平面上。第50頁(yè)/共152頁(yè)4.實(shí)尺放樣過(guò)程舉例

（1）識(shí)讀施工圖（2）結(jié)構(gòu)放樣第51頁(yè)/共152頁(yè)（1）識(shí)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(qiáng)度，尺寸精度要求并不高。因?yàn)闋t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(dòng)。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?，F(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(chǎng)地和大能力的起重設(shè)備。在加工過(guò)程中，尤其裝配焊接時(shí)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(dòng)和不可變動(dòng)的部位及尺寸。第52頁(yè)/共152頁(yè)圖3-7爐殼主體部件施工圖

第53頁(yè)/共152頁(yè)（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(kāi)放樣⑤樣板制作第54頁(yè)/共152頁(yè)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(gè)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(shí)可將圓筒體置于裝配臺(tái)上，再將圓錐臺(tái)（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?yàn)閮?nèi)環(huán)縫的焊接均處于不利位置，裝配后須依裝配時(shí)位置焊接外環(huán)縫，此時(shí)處于橫焊和仰面焊之間，而翻過(guò)來(lái)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(shí)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(yè)/共152頁(yè)圖3-8I部位連接形式分析

圖3-9錐臺(tái)結(jié)構(gòu)草圖

第56頁(yè)/共152頁(yè)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(duì)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(duì)接縫的部位應(yīng)按不削弱構(gòu)件強(qiáng)度和盡量減少變形的原則確定，焊縫應(yīng)交錯(cuò)排列，且不能選在孔眼位置。至此，結(jié)構(gòu)放樣完成。第57頁(yè)/共152頁(yè)圖3-10大尺寸零件拼接方式

第58頁(yè)/共152頁(yè)③劃基本線型a確定放樣畫線基準(zhǔn)。從該構(gòu)件施工圖看出，主視圖應(yīng)以中心線和爐上口輪廓為放樣畫線基準(zhǔn)。準(zhǔn)確地畫出各個(gè)視圖的基準(zhǔn)線。b畫出構(gòu)件基本線型。件③在視圖上反映的是實(shí)形，可直接在鋼板上劃出。這是一個(gè)直徑為ф2的整圓。為了提高劃線的效率可以做一個(gè)件③的號(hào)料樣板，樣板上應(yīng)注明零件編號(hào)、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(jìn)行展開(kāi)放樣。第59頁(yè)/共152頁(yè)圖3-11件③號(hào)料樣板

第60頁(yè)/共152頁(yè)④展開(kāi)放樣a計(jì)算彎曲展開(kāi)長(zhǎng)。件①是圓柱體，展開(kāi)后是一矩形，最簡(jiǎn)單的辦法是計(jì)算出矩形的長(zhǎng)和寬即可劃出。當(dāng)彎曲件的板厚較小時(shí)，可直接按標(biāo)注的直徑或半徑計(jì)算展開(kāi)長(zhǎng)，但當(dāng)板厚大于1.5mm時(shí)，彎曲內(nèi)外徑相差較大，就必須考慮板厚對(duì)展開(kāi)長(zhǎng)度、高度以及相關(guān)構(gòu)件的接口尺寸的影響。板厚越大，對(duì)這些尺寸的影響也越大?？紤]鋼板厚度而改變展開(kāi)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(guò)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(zhǎng)。在內(nèi)緣與外緣之間必然存在彎曲時(shí)既不伸長(zhǎng)也不縮短的一層纖維，該層稱為中性層，中性層的長(zhǎng)度在彎曲過(guò)程中保持不變，因此可作為展開(kāi)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(lái)計(jì)算展開(kāi)料，但如果彎曲的相對(duì)厚度較大，即板厚而彎曲半徑小，中心層會(huì)被拉長(zhǎng)，計(jì)算出來(lái)的尺寸就會(huì)偏大。原因是中性層已偏離了中性層所致，這時(shí)就必須按中性層半徑來(lái)計(jì)算展開(kāi)長(zhǎng)了。中性層的計(jì)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(yè)/共152頁(yè)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(kāi)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(yè)/共152頁(yè)④展開(kāi)放樣b可展曲面的展開(kāi)放樣。如圖3—10所示，件②是圓錐臺(tái)體，是一種可展開(kāi)表面，即立體的表面如能全部平整地?cái)偲皆谝粋€(gè)平面上，而不發(fā)生撕裂或皺褶，這種表面稱為可展開(kāi)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(kāi)攤平在一個(gè)平面上，即稱為不可展表面，如圓球和螺旋面等?？烧骨娴恼归_(kāi)方法有平行線法、放射線法和三角形法三種。平行線展開(kāi)法：展開(kāi)原理是將立體的表面看做由無(wú)數(shù)條相互平行的素線組成，取兩相鄰素線及其兩端點(diǎn)所圍成的微小面積作為平面，只要將每一小平面的真實(shí)大小，依次順序地畫在平面上，就得到了立體表面的展開(kāi)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(kāi)。圖3—13為等徑90°彎頭的一段，先作其展開(kāi)圖。第63頁(yè)/共152頁(yè)圖3-1390°彎頭的展開(kāi)

第64頁(yè)/共152頁(yè)④展開(kāi)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(diǎn)為1、2、3、4、5，由各等分點(diǎn)向主視圖引素線，得到與上口線交點(diǎn)1′、2′、3′、4′、5′，則相鄰兩素線組成一個(gè)小梯形，每個(gè)小梯形稱為一個(gè)平面。延長(zhǎng)主視圖的下口線作為展開(kāi)的基準(zhǔn)線，將圓周展開(kāi)在展長(zhǎng)線上得1、2、3、4、5、4、3、2、1各點(diǎn)。通過(guò)各等分點(diǎn)向上作垂線，與由主視圖1′、2′、3′、4′、5′上各點(diǎn)向右所引水平線對(duì)應(yīng)點(diǎn)交點(diǎn)連成光滑曲線，即得展開(kāi)圖。放射線展開(kāi)法：放射線法適用于立體表面的素線相交于上點(diǎn)的錐體。展開(kāi)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?shí)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(kāi)圖。件②是一個(gè)圓錐臺(tái)，可采用放射線展開(kāi)法展開(kāi)，圖3—14是其展開(kāi)過(guò)程。展開(kāi)時(shí)，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(jiàn)圖3—14所示；然后，過(guò)等分點(diǎn)向圓錐底面引垂線，得交點(diǎn)1～7，由1～7交點(diǎn)向錐頂S連素線，即將圓錐面分成12個(gè)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(zhǎng)；最后連接1-S即得所求展開(kāi)圖。第65頁(yè)/共152頁(yè)圖3-14圓錐的展開(kāi)

第66頁(yè)/共152頁(yè)④展開(kāi)放樣三角形展開(kāi)法：三角形展開(kāi)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(shí)長(zhǎng)，并把它的實(shí)形依次畫在平面上，從而得到整個(gè)立體表面的展開(kāi)圖。圖3—15為一正四棱臺(tái)，現(xiàn)作其展開(kāi)圖。畫出四棱臺(tái)的主視圖和俯視圖，用三角形分割臺(tái)體表面，即連接側(cè)面對(duì)角線。求1-5、1-6、2-7的實(shí)長(zhǎng)，其方法是以主視圖h為對(duì)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(shí)長(zhǎng)。求得實(shí)長(zhǎng)后，用畫三角形的畫法即可畫出展開(kāi)圖。第67頁(yè)/共152頁(yè)圖3—15正四棱臺(tái)展開(kāi)圖

第68頁(yè)/共152頁(yè)⑤樣板制作展開(kāi)圖完成后，就可以為下料制作樣板，下料樣板又稱為號(hào)料樣板，但不是必須的。如果焊接產(chǎn)品批量較大，每一個(gè)零件都去作圖展開(kāi)其效率會(huì)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(gè)號(hào)料樣板，一是件③的圓形樣板，如圖3—11所示。另一個(gè)是件②的扇形樣板。由于件②在結(jié)構(gòu)放樣時(shí)決定由4件拼成，因此該樣板是實(shí)際展開(kāi)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(shí)還應(yīng)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(hào)料樣板外，還可制作用于檢驗(yàn)件①、件②的卡形樣板，件①需要一個(gè)，件②需要兩個(gè)，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(yè)/共152頁(yè)圖3-16圖3-10件②號(hào)料樣板展開(kāi)圖

圖3-17用于檢驗(yàn)零件制造精度的卡形樣板

第70頁(yè)/共152頁(yè)3.2.3下料1.手工下料2.機(jī)械下料

第71頁(yè)/共152頁(yè)1.手工下料（1）克切（2）鋸割（3）砂輪切割（4）氣割第72頁(yè)/共152頁(yè)（1）克切克切所需克子（有柄），手工施加剪切力進(jìn)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(jiǎn)單、靈活,但產(chǎn)率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大，使用于少量的金屬下料。第73頁(yè)/共152頁(yè)圖3-18克切

第74頁(yè)/共152頁(yè)（2）鋸割它所用的工具是鋸弓和臺(tái)虎鉗。鋸割可以分為手工鋸割和機(jī)械鋸割，手工鋸割常用來(lái)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(jiǎn)單修整后可以獲得表面整齊、精度較高的切斷面。機(jī)械鋸割要在鋸床上進(jìn)行，主要用于鋸切較粗的圓鋼、鋼管等，供機(jī)械加工車間和鍛造車間應(yīng)用。因此，機(jī)械切割在焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中應(yīng)用不多，由于其切口斷面形狀不變形而且整齊，所以有時(shí)也用切割小型型鋼。第75頁(yè)/共152頁(yè)（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(guò)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(dòng)條件很差，工作時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆缐m與排塵措施。圖3—19是砂輪切割機(jī)設(shè)備外形圖。鋼材由夾鉗夾緊，切割時(shí)開(kāi)動(dòng)手把上的開(kāi)關(guān)，砂輪轉(zhuǎn)動(dòng)，壓下手柄進(jìn)行切割。壓下力不應(yīng)過(guò)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(shí)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(yīng)采用有纖維的增強(qiáng)砂輪片。第76頁(yè)/共152頁(yè)

圖3-19砂輪切割機(jī)1-砂輪片；2-可轉(zhuǎn)夾鉗；3-底座；4-調(diào)修機(jī)構(gòu)；5-動(dòng)力頭；6-手柄第77頁(yè)/共152頁(yè)（4）氣割①氣割的操作過(guò)程如下②金屬氣割應(yīng)具備下列條件第78頁(yè)/共152頁(yè)①氣割的操作過(guò)程如下a開(kāi)始?xì)飧顣r(shí)，首先應(yīng)點(diǎn)燃割炬，隨即調(diào)整火焰。預(yù)熱火焰通常采用中性焰或輕微氧化焰，如圖3—20所示。b開(kāi)始?xì)飧顣r(shí)，必須用預(yù)熱火焰將切割處金屬加熱至燃燒溫度（即燃點(diǎn)），一般碳鋼在純氧中的燃點(diǎn)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(dá)到燃點(diǎn)的金屬時(shí)，金屬便開(kāi)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(shí)放出大量的熱使氧化物呈液體狀態(tài)。d燃燒時(shí)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(shí)產(chǎn)生的熱傳至下層金屬，使下層金屬又預(yù)熱到燃點(diǎn)，切割過(guò)程由表面深入到整個(gè)厚度，直到將金屬割穿。同時(shí)，金屬燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量和預(yù)熱火焰一起，又把鄰近的金屬預(yù)熱到燃點(diǎn)，將割炬沿切割線以一定的速度移動(dòng)，即可形成割縫，使金屬分離。第79頁(yè)/共152頁(yè)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(yè)/共152頁(yè)②金屬氣割應(yīng)具備下列條件a金屬的燃點(diǎn)必須低于其熔點(diǎn)，這是保證切割在燃燒過(guò)程中進(jìn)行的基本條件。否則，切割時(shí)便成了金屬先熔化后燃燒的熔割過(guò)程，使割縫過(guò)寬，而且極不整齊。b金屬氧化物的熔點(diǎn)低于金屬本身的熔點(diǎn)，同時(shí)流動(dòng)性應(yīng)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(jìn)行。c金屬燃燒時(shí)應(yīng)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(duì)下層金屬起預(yù)熱作用，使切割過(guò)程能連續(xù)進(jìn)行。d金屬的導(dǎo)熱性不應(yīng)過(guò)高。否則，散熱太快會(huì)使割縫金屬溫度急劇下降，達(dá)不到燃點(diǎn)，使氣割中斷。如果加大火焰能率，又會(huì)使割縫過(guò)寬。第81頁(yè)/共152頁(yè)2.機(jī)械下料（1）剪切（2）熱切割（3）沖裁第82頁(yè)/共152頁(yè)（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(yè)/共152頁(yè)①斜口剪床斜口剪床的剪切部分是上下兩剪刀刃，刀刃長(zhǎng)度一般為300～600mm，下刀片固定在剪床的工作臺(tái)部分，靠上刀片的上、下運(yùn)動(dòng)完成材料的剪切過(guò)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(zhǎng)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(shí)剪刀片和鋼板材料之間產(chǎn)生磨擦。除此而外對(duì)于上、下剪刀刃的刃口部分也具有5～7°的刃口角，見(jiàn)圖3—22。由于上刀刃的下降將撥開(kāi)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(yán)重。在大塊鋼板上剪切窄而長(zhǎng)的條料時(shí)，變形更突出，如圖3—23所示。第84頁(yè)/共152頁(yè)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(yè)/共152頁(yè)②平口剪床平口剪床有上下兩個(gè)刀刃，下刀刃固定在剪床的工作臺(tái)的前沿，上刀刃固定在剪床的滑塊上。由上刀刃的運(yùn)動(dòng)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(gè)寬度方向同時(shí)接觸，板料的整個(gè)寬度同時(shí)被剪斷，因此所需的剪切力較大，如圖3—24所示。第86頁(yè)/共152頁(yè)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(tái)；5-滑塊第87頁(yè)/共152頁(yè)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(jī)的刀刃長(zhǎng)，能剪切較寬的板料，因此龍門剪床是加工中應(yīng)用最廣的一種剪切設(shè)備。如Q11-13×2500。剪板機(jī)型號(hào)的含義如下第88頁(yè)/共152頁(yè)④圓盤剪床圓盤剪床上的上下剪刀皆為圓盤狀。剪切時(shí)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(jìn)入刀刃中完成剪切工作，見(jiàn)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(yán)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(yè)/共152頁(yè)圖3-25圓盤剪床工作簡(jiǎn)圖1-上圓盤刀刃；2-板料；3-下圓盤刀刃第90頁(yè)/共152頁(yè)（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(yè)/共152頁(yè)①數(shù)控氣割數(shù)控氣割是利用電子計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)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(dòng)化的單位生產(chǎn)。數(shù)控氣割是由數(shù)控氣割機(jī)來(lái)實(shí)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)（包括穩(wěn)壓電源、光電輸入機(jī)、運(yùn)算控制小型電子計(jì)算機(jī)等）和執(zhí)行系統(tǒng)（即切割機(jī)部分）。數(shù)控氣割機(jī)的工作原理和程序是：首先對(duì)切割零件的圖樣進(jìn)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(lái)并確定出它的切割順序，將順序排成一個(gè)程序，并在紙帶上穿孔；再通過(guò)光電輸入機(jī)輸入給計(jì)算機(jī)。切割時(shí)，計(jì)算機(jī)將這些紙帶孔的含義翻譯并顯示出編碼，同時(shí)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(jī)進(jìn)行切割，就可得到預(yù)定要求的切割零件。圖3—26為數(shù)控氣割機(jī)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(jì)算機(jī)的要求，將圖形劃分成若干個(gè)線段——程序，然后用計(jì)算機(jī)所能閱讀的語(yǔ)言——數(shù)字來(lái)表達(dá)這些圖線，將這些程序及數(shù)字打成穿孔紙帶，通過(guò)光電輸入機(jī)輸送給計(jì)算機(jī)；第Ⅱ部分是一臺(tái)小型專用計(jì)算機(jī)，根據(jù)輸入的程序和數(shù)字進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算。從而控制第Ⅲ部分（氣割機(jī)），使割炬按所需要的軌跡移動(dòng)。第92頁(yè)/共152頁(yè)圖3-26數(shù)控氣割機(jī)工作原理方框圖

第93頁(yè)/共152頁(yè)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(guò)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(diǎn)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(yè)/共152頁(yè)③光電跟蹤氣割光電跟蹤氣割是一臺(tái)利用光電原理對(duì)切割線進(jìn)行自動(dòng)跟蹤移動(dòng)的氣割機(jī)，它適用于復(fù)雜形狀零件的切割，是一種高效率、多比例的自動(dòng)化氣割設(shè)備。光電跟蹤原理有光量感應(yīng)法和脈沖相位法兩種基本形式。光量感應(yīng)法是將燈光聚焦形成的光點(diǎn)投射到鋼板所劃線上（要求線粗一些，以便跟蹤），并使光點(diǎn)的中心位于所劃線的邊緣如圖3—27所示，若光點(diǎn)的中心位于線條的中心時(shí)，白色線條會(huì)使反射光減少，光電感應(yīng)電也相應(yīng)減少，通過(guò)放大器后控制和調(diào)節(jié)伺服電機(jī)，使光點(diǎn)中心恢復(fù)到線條邊緣的正常位置。第95頁(yè)/共152頁(yè)圖3-27光電跟蹤原理圖

第96頁(yè)/共152頁(yè)（3）沖裁①?zèng)_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(guò)程⑤沖壓模具分類第97頁(yè)/共152頁(yè)①?zèng)_壓件的工藝性a有利于簡(jiǎn)化工序和提高生產(chǎn)率。即用最少和盡量簡(jiǎn)單的沖壓工序來(lái)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?gòu)U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(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)和延長(zhǎng)沖模的使用壽命。e有利于沖壓操作，便于組織實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。f有利于產(chǎn)品的通用性和互換性。第98頁(yè)/共152頁(yè)②合理排樣在實(shí)際生產(chǎn)中，排樣方法可分為有廢料排樣、少?gòu)U料排樣和無(wú)廢料排樣三種，如圖3—28所示。排樣時(shí)，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(lái)補(bǔ)償工件在沖壓過(guò)程中的定位誤差的。同時(shí)，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(duì)沖壓件質(zhì)量和模具壽命均有影響。搭邊及邊距若過(guò)大，材料的利用率會(huì)降低；若搭邊和邊距太小，在沖壓時(shí)條料很容易被拉斷，并使工件產(chǎn)生毛刺，有時(shí)還會(huì)使搭邊拉入模具間隙中。第99頁(yè)/共152頁(yè)圖3-28合理排料a)有廢料排樣；b)少?gòu)U料排樣；c)無(wú)廢料排樣1-零件；2-廢料圖3-29搭邊及邊距

第100頁(yè)/共152頁(yè)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(jiǎn)單，這樣的零件質(zhì)量容易保證。反之，就易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。b材料的力學(xué)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(guò)大或過(guò)小，使沖壓件斷面出現(xiàn)毛刺或撕裂現(xiàn)象。第101頁(yè)/共152頁(yè)④沖壓中材料的分離過(guò)程彈性變形階段是當(dāng)凸模在壓力機(jī)滑塊的帶動(dòng)下接觸板料后，板料開(kāi)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(shí)，材料的應(yīng)力達(dá)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(duì)板料的壓力增加，使板料內(nèi)應(yīng)力加大。當(dāng)內(nèi)應(yīng)力加大到屈服點(diǎn)時(shí)，材料的壓縮彎曲變形加劇，凸模、凹模刃口分別繼續(xù)擠進(jìn)板料，板料內(nèi)部開(kāi)始產(chǎn)生塑性變形。此時(shí)，上下模具刃邊的應(yīng)力急劇集中，板料貼近刃邊部分產(chǎn)生微小裂紋，板料開(kāi)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(kuò)大，并向材料內(nèi)部發(fā)展，當(dāng)上下裂紋重合時(shí)，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(yè)/共152頁(yè)圖3-30沖裁時(shí)板料的分離過(guò)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(yè)/共152頁(yè)⑤沖壓模具分類簡(jiǎn)單沖裁模是在壓力機(jī)的一次行程下，只能完成一個(gè)沖裁工序的沖模，其結(jié)構(gòu)如圖3—31所示。簡(jiǎn)單沖裁模的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jiǎn)單的工件。帶導(dǎo)柱沖裁模與簡(jiǎn)單沖模不同的是，上、下模的對(duì)應(yīng)位置依靠模具上的導(dǎo)柱、導(dǎo)套來(lái)保證，沖裁時(shí)，由于導(dǎo)套在導(dǎo)柱上作上下滑動(dòng)，從而保證了凸凹模間隙均勻，提高了沖裁質(zhì)量。帶導(dǎo)柱沖模的特點(diǎn)是：模具安裝方便，使用壽命長(zhǎng)，但模具制作較復(fù)雜。因而一般用于大批量的沖裁。復(fù)合沖裁模是板料在一個(gè)位置上，壓力機(jī)的一次行程便可同時(shí)實(shí)現(xiàn)多道工序的沖裁，如內(nèi)孔和外形同時(shí)沖裁。復(fù)合沖裁模的特點(diǎn)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(fù)雜，模具制作成本高周期長(zhǎng)，一般適用于大批量的沖裁件的生產(chǎn)。第104頁(yè)/共152頁(yè)圖3-31簡(jiǎn)單沖裁模1-板料；2-凸模；3-卸料板；4-凹模；5-下模座第105頁(yè)/共152頁(yè)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(jī)械切割和氣割兩類。采用機(jī)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(dòng)或半自動(dòng)切割設(shè)備，同時(shí)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(shí)只介紹機(jī)械切割。機(jī)械加工坡口常用的設(shè)備有：刨邊機(jī)、坡口加工機(jī)和銑床、車床等各種通用機(jī)床。刨邊機(jī)可加工各種形式的直線坡口，尺寸準(zhǔn)確，不會(huì)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(qiáng)度鋼、高合金鋼以及復(fù)合鋼板、不銹鋼的加工，缺點(diǎn)是機(jī)器外廓尺寸大、價(jià)格較貴。如圖3—32所示為刨邊機(jī)。坡口加工機(jī)體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(zhǎng)度、寬度的限制。缺點(diǎn)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(jī)。第106頁(yè)/共152頁(yè)圖3-32刨邊機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖1-立柱；2-壓緊裝置；3-橫梁；4-刀架；5-進(jìn)給箱；6-電動(dòng)機(jī)；7-床身；8-導(dǎo)軌第107頁(yè)/共152頁(yè)圖3-33坡口加工機(jī)1-控制柜；2-導(dǎo)向裝置；3-床身；4-壓緊和防翹裝置；5-銑刀；6-工作臺(tái)第108頁(yè)/共152頁(yè)3.2.5碳弧氣刨用碳弧氣刨挑焊根，比采用風(fēng)鑿生產(chǎn)率高，特別適用于仰位和立位的刨切，噪音又比風(fēng)鑿小，并能減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。采用碳弧氣刨返修有焊接缺陷的焊縫時(shí)，容易發(fā)現(xiàn)焊縫中各種細(xì)小的缺陷。碳弧氣刨還可以用來(lái)開(kāi)坡口、清除鑄件上的毛邊、澆冒口以及鑄件中的缺陷等，同時(shí)還可以切割金屬，如鑄鐵、不銹鋼、鋁、鋼等。碳弧氣刨在刨削過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一些煙霧，對(duì)操作者的健康有影響，所以碳弧氣刨的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)具備良好的通風(fēng)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(huì)使低碳鋼增碳，降低其熔點(diǎn)并提高流動(dòng)性，用壓縮空氣氣流把熔化金屬吹掉，達(dá)到刨削金屬的目的。第109頁(yè)/共152頁(yè)圖3-34碳弧氣刨示意圖

第110頁(yè)/共152頁(yè)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(yè)/共152頁(yè)3.3.1板材的彎曲1.滾彎工藝2.鋼板展開(kāi)長(zhǎng)度計(jì)算

第112頁(yè)/共152頁(yè)圖3-35板材卷彎

第113頁(yè)/共152頁(yè)1.滾彎工藝(1)預(yù)彎(2)對(duì)中(3)滾彎第114頁(yè)/共152頁(yè)(1)預(yù)彎卷彎時(shí)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(zhǎng)度不能發(fā)生彎曲，這段長(zhǎng)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(shí)的理論剩余值見(jiàn)表3—10。①在壓力機(jī)上用通用模具進(jìn)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(yù)彎。②在三輥卷板機(jī)上用模板預(yù)彎，如圖3—36（b）所示。這種方法適用于δ≤δ0/2,δ≤24mm,并不超過(guò)設(shè)備能力的60％。③在三輥卷板機(jī)上用墊板、墊塊預(yù)彎，如圖3—36（c）所示。這種方法適用于δ≤δ0/2,δ≤24mm,并不超過(guò)設(shè)備能力的60％。④在三輥卷板機(jī)上用墊塊預(yù)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(fù)雜，一般較少采用。第115頁(yè)/共152頁(yè)設(shè)備類型卷板機(jī)壓力機(jī)彎曲形式對(duì)稱彎曲不對(duì)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(shí)的理論剩余直邊值

注：式中L—卷板機(jī)側(cè)輥中心距，δ—鋼板厚度。圖3-36常用預(yù)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(yè)/共152頁(yè)(2)對(duì)中對(duì)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(zhǔn)確。對(duì)中的方法有側(cè)輥對(duì)中、專用擋板對(duì)中、傾斜進(jìn)料對(duì)中、側(cè)輥開(kāi)槽對(duì)中等，如圖3—37所示。第117頁(yè)/共152頁(yè)圖3-37幾種對(duì)中方法a)用側(cè)輥對(duì)中；b)專用擋板對(duì)中；c)傾斜進(jìn)料對(duì)中；d)側(cè)輥開(kāi)槽對(duì)中第118頁(yè)/共152頁(yè)(3)滾彎第119頁(yè)/共152頁(yè)圖3-38各種卷板機(jī)的滾彎過(guò)程a)帶彎邊墊板的對(duì)稱三輥卷板機(jī)；b)不對(duì)稱三輥卷板機(jī)；c)四輥卷板機(jī)；d)偏心三輥卷板機(jī)；e)對(duì)稱下調(diào)式三輥卷板機(jī)；f)水平下調(diào)式三輥卷板機(jī)第120頁(yè)/共152頁(yè)2．鋼板展開(kāi)長(zhǎng)度計(jì)算

鋼板彎曲時(shí),中性層的位置隨彎曲變形的程度而定,當(dāng)彎曲的內(nèi)半徑r與板厚δ之比大于5時(shí),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(dāng)彎曲的內(nèi)半徑r與板厚δ之比小于等于5時(shí),中性層的位置向彎板的內(nèi)側(cè)移動(dòng),中性層半徑可由經(jīng)驗(yàn)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(yè)/共152頁(yè)≤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(yè)/共152頁(yè)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(zhǎng)計(jì)算

7.角鋼展開(kāi)長(zhǎng)度的計(jì)算

第123頁(yè)/共152頁(yè)圖3-40型鋼彎曲時(shí)的斷面變形

第124頁(yè)/共152頁(yè)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(yīng)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(guò)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(yè)/共152頁(yè)2.卷彎型鋼的卷彎可在專用的型鋼彎曲機(jī)上進(jìn)行。彎曲機(jī)的工作原理與彎曲鋼板相同，工作部分采用三或四個(gè)滾輪。型鋼也在卷板機(jī)上彎曲，卷彎角鋼時(shí)把兩根并合在一起并用點(diǎn)焊固定，彎曲方法與鋼板相同。在卷板機(jī)輥筒上可套上輔助套筒進(jìn)行彎曲，套筒上開(kāi)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(shí)產(chǎn)生皺折。當(dāng)型鋼內(nèi)彎時(shí)，套筒裝在上輥，如圖3—41（a)所示，外彎時(shí)，套筒裝在兩個(gè)下輥上，如圖3—41（b)所示，彎曲的方法與鋼板相同。第126頁(yè)/共152頁(yè)圖3-41在三輥卷機(jī)上彎曲型鋼

a)角鋼內(nèi)彎；b)槽鋼外彎第127頁(yè)/共152頁(yè)3.回彎將鋼材的一端固定在彎模上，彎模旋轉(zhuǎn)時(shí)鋼材沿模具發(fā)生彎曲，這種方法稱回彎。第128頁(yè)/共152頁(yè)4.壓彎在壓力機(jī)或撐直機(jī)上，利用模具進(jìn)行一次或多次壓彎，使鋼材成形。在撐直機(jī)上壓彎時(shí)，以逐段進(jìn)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(shí)，也可安放墊板進(jìn)行壓彎，如圖3—42（b)所示。用模具壓彎時(shí)，為防止鋼材截面的變形，模具上應(yīng)有與型鋼截面相適應(yīng)的型槽。第129頁(yè)/共152頁(yè)圖3-42型鋼端頭的壓彎

第130頁(yè)/共152頁(yè)5.拉彎型鋼用普通方法彎曲時(shí)，在型鋼斷面的外層纖維產(chǎn)生拉應(yīng)力，內(nèi)層纖維產(chǎn)生壓應(yīng)力。雖然此應(yīng)力值可以超過(guò)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(fù))，因此回彈較大。拉彎的特點(diǎn)是：制作精度較高，模具設(shè)計(jì)時(shí)可以不考慮回彈值。一般只要用一個(gè)凸模，簡(jiǎn)化了設(shè)備結(jié)構(gòu)。此外，由于型材不存在壓應(yīng)力，所以不會(huì)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(jìn)行。圖3—43為型鋼拉彎?rùn)C(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，它由工作臺(tái)、靠模、夾頭和拉力油缸等組成