鋼板切割加工先作矩形abef

　　劃線、放樣與下料_數(shù)學(xué)_自然科學(xué)_專業(yè)資料。劃線 識(shí)圖與劃線. 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. 焊接結(jié)構(gòu)圖的

　　劃線 識(shí)圖與劃線. 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. 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)， 往往需要通過板厚來表達(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）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。 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，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。 3. 劃線）劃線）劃線）基本線）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)。 （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）基本線型的劃法 ① 直線的劃法 ? ? 直線m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m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m用拉鋼絲的方法劃線mm。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)）。 ? （3）基本線 大圓弧的準(zhǔn)確畫法 圖3-6 計(jì)算法作大圓弧 2 放樣 1. 放樣的工具 2. 放樣方法 3. 放樣程序 4. 實(shí)尺放樣過程舉例 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）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(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. 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(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。 展開是對(duì)不能直接劃線的立體零件進(jìn)行展開處理，將零件攤開在平面上。 4. 實(shí)尺放樣過程舉例 （1）識(shí)讀施工圖 （2）結(jié)構(gòu)放樣 （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 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) 。在加工過程中，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。 圖3-7 爐殼主體部件施工圖 （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 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(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。 圖3-8 I部位連接形式分析 圖3-9 錐臺(tái)結(jié)構(gòu)草圖 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。 圖3-10 大尺寸零件拼接方式 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)行展開放樣。 圖3-11 件③號(hào)料樣板 ④ 展開放樣 a計(jì)算彎曲展開長(zhǎng)。件①是圓柱體，展開后是一矩形，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作圖的圖形處理稱為板厚處理。 ? 現(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(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(jì)算展開料，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 來計(jì)算展開長(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。 ? ? ? ? ? ? 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 表3-9 中性層偏移系數(shù) r/δ k 0.5 0.37 0.6 0.38 0.7 0.39 0.8 0.40 1.0 0.42 1.2 0.44 1.5 0.45 2.0 0.46 3.0 0.46 4.0 0.47 5.0 0.48 ＞5.0 0.50 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(tái)體， 是一種可展開表面，即立體的表面如能全部平整地?cái)偲皆?一個(gè)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(gè)平面上，即稱為不可展表面，如圓球和螺旋面等。 可展曲面的展開方法有平行線法、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(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°彎頭的一段，先作其展開圖。 圖3-13 90°彎頭的展開 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(diǎn)為1、2、 3、4、5，由各等分點(diǎn)向主視圖引素線′，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的基準(zhǔn)線，將圓周展開在展長(zhǎng)線各點(diǎn)。通過各等分點(diǎn)向上作垂線′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(diǎn)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�角形小平面，�?出其實(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圖。 件②是一個(gè)圓錐臺(tái)，可采用放射線是其展開過 程。展開時(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，見圖3—14所示； 然后，過等分點(diǎn)向圓錐底面引垂線交點(diǎn)向錐頂 S連素線個(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)；后連接1-S即得所求展開圖。 ? ? 圖3-14 圓錐的展開 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(shí)長(zhǎng)，并把它的實(shí)形依次畫在平面上，從而得到整個(gè) 立體表面的展開圖。 ? ? 圖3—15為一正四棱臺(tái)，現(xiàn)作其展開圖。 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圖。 圖3—15 正四棱臺(tái)展開圖 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(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。 圖3-16 圖3-10件②號(hào)料樣板展開圖 圖3-17 用于檢驗(yàn)零件制造精度的卡形樣板 3 下料 1. 手工下料 2. 機(jī)械下料 1. 手工下料 （1）克切 （2）鋸割 （3）砂輪切割 （4）氣割 （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。 圖3-18 克切 （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。 ? （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(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)外形圖。鋼材由夾鉗夾緊，切割時(shí)開動(dòng)手把上的 開關(guān)，砂輪轉(zhuǎn)動(dòng)，壓下手柄進(jìn)行切割。壓下力不應(yīng)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(shí)飛出傷人。 通常使用的砂輪片直徑為300～mm，厚度為3 mm，砂輪轉(zhuǎn)速為2900r ／min，切割線 m/s。為了防止砂輪片破碎，應(yīng)采用有纖維的增強(qiáng) 砂輪片。 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 （4）氣割 ① 氣割的操作過程如下 ② 金屬氣割應(yīng)具下列條件 ① 氣割的操作過程如下 a開始?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10～15 mm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。 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 ② 金屬氣割應(yīng)具下列條件 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程， 使割縫過寬，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，使切割過程能連續(xù)進(jìn)行。 d金屬的導(dǎo)熱性不應(yīng)過高。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 割縫過寬。 2. 機(jī)械下料 （1）剪切 （2）熱切割 （3）沖裁 （1）剪切 ① 斜口剪床 ② 平口剪床 ③ 龍門剪床 ④ 圓盤剪床 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～ 600 mm，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(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。 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 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。 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 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)用廣的一種剪切設(shè)。如Q1113×2500。剪板機(jī)型號(hào)的含義如下 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-下圓盤刀刃 （2）熱切割 ① 數(shù)控氣割 ② 等離子弧切割 ③ 光電跟蹤氣割 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)字來表達(dá)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(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)。 圖3-26 數(shù)控氣割機(jī)工作原理方框圖 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(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。 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)。 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。 圖3-27 光電跟蹤原理圖 （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 ① 沖壓件的工藝性 a有利于簡(jiǎn)化工序和提高生產(chǎn)率。即用少和盡量簡(jiǎn)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?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。 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，是用來補(bǔ)償工件在沖壓過程中的定位誤差的。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。 圖3-28 合理排料 a)有廢料排樣； b)少?gòu)U料排樣； c)無廢料排樣 1-零件； 2-廢料 圖3-29 搭邊及邊距 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。間隙過大或過小，使沖壓件斷面出現(xiàn)毛刺或撕裂現(xiàn)象。 ④ 沖壓中材料的分離過程 ? ? ? 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。 圖3-30 沖裁時(shí)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 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)。 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 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)，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)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)。 ? 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 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) 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(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。 圖3-34 碳弧氣刨示意圖
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