焊接结构零件加工.ppt

焊接结构的备料加工一般要经过钢材的矫正、预处理、划线、放样、下料、弯曲、压制、校正等工序，这对保证产品质量、缩短生产周期、节约材料等方面均有重要的影响。本章将着重讲授钢材的矫正方法、焊接件的加工方法和工艺。第一节 钢材矫正第二节 放样与号料第三节 展开放样第四节 板厚处理第五节 下 料第六节 坡口加工第七节 压弯与滚弯加工第八节 板料拉深成形,第一节钢材的矫正,一、钢材变形的原因 1.轧制过程中引起的变形 2.钢材因运输和不正确堆放产生的变形 3.钢材在下料过程中引起的变形 钢材在划线前允许偏差值见表3-1。,表3-1 钢材在划线前允许偏差,二、钢材的矫正原理 矫正就是利用钢材局部发生塑性变形，来消除原来所不希望的变形的过程。方法：加热或加压 实质：已伸长的纤维缩短，已缩短的拉长。钢材平直和弯曲时纤维长度的变化,三、钢材的矫正方法 按矫正时的钢材温度，分为热矫正（7001000）和冷矫正（室温）。1.手工矫正（1）反向变形法 反向弯曲矫正示意图见表3-2，反向扭曲矫正的应用见表3-3。（2）锤展伸长法矫正 锤展伸长法矫正的应用见下表3-4。,表3-2 反向弯曲矫正,表3-3 反向扭曲矫正的应用,表3-4 锤展伸长法矫正的应用,（续）,（续）,2.机械矫正 机械矫正分类及适用范围见表3-5。,表3-5 机械矫正分类及适用范围,（续）,（续）,（续）,多辊矫平机,上辊列倾斜矫平机,（续）,卷 板 机,H型钢矫正机,3.火焰矫正,火焰加热的方式有点状加热、线状加热和三角形加热三种。火焰加热的位置如图3-2所示。,图3-2 火焰加热的位置,表3-6 火焰矫正加热方式、适用范围及要领,火焰矫正的加热方式、适用范围及加热要领见表3-6。常用钢材和简单焊接结构件的火焰矫正要点见表3-7。,表3-7 常用钢材及结构件火焰矫正要点,（续）,（续）,火焰矫正的步骤一般包括：分析变形的原因和钢结构的内在联系；正确找出变形的部位；确定加热的方式、加热位置和冷却方式；矫正后检验。,四、钢材的预处理 1.机械除锈法 钢材经喷砂或抛丸除锈后，随即进行防护处理，其步骤为：1）用经净化过的压缩空气将原材料表面吹净.,2）涂装防护底漆或浸入钝化处理槽中，做钝化处理，钝化剂可用10%（质量分数）磷酸锰铁水溶液处理10min，或用2%（质量分数）亚硝酸溶液处理1min。3）将涂装防护底漆后的钢材送入烘干炉中，用加热到70的空气进行干燥处理。钢材预处理生产线 2.化学除锈法,第二节放样与号料,一、划线、放样和号料的定义 划线根据施工图纸和工艺要求，正确地将待加工零件的坯料尺寸和形状按1:1的比例划在钢板上的加工工序。只适用于单件或零件数量较少的情况。划线是焊接结构生产过程中不可缺少的一个重要工序。它直接决定零件的尺寸和几何形状的精度，而且对以后的装配和焊接工序也有很大的影响。,放样又称现图，是指在看清施工图样的基础上，根据施工图将其中的一部或全部，按1:1的比例，用制图的方法，准确地画在地板或放样平台上的工作过程。号料用放样所取得的样板或样杆在待下料的材料上进行划线的工艺过程。,二、放样所谓放样，就是在产品图样的基础上，根据产品的结构特点、制造工艺需要等条件，按一定比例（通常按11）准确绘制结构的全部或部分投影图，进行结构的工艺性处理和必要的计算及展开，最后获得产品制造过程所需要的数据、样杆、样板和草图等。（一）放样的目的1、检查设计图纸的正确性，包括所有零件，组件、部件尺小以及他们之间的配合等。,2、在不违背原设计基本要求的前提下，依据工艺要求进行结构处理。3、利用放样图，结合必要的计算，求出构件用料的真实形状和尺寸（即算料和展开）。4、根据结构制造的工艺需要，利用放样图设计制造所需的胎夹具和模具。5、绘制供号料、划线用的草图，制作各类样杆、样板和样箱，准备数控纸带等。6、某些结构还可以利用放样图进行装配时定位，即“地样装配”。这时，放样图就画在装配平台上。,（二）放样图与施工图的区别 比例不同施工图的比例是不确定的,1:10,1:20,2:1,.;放样图的比例一般只限于1:1。目的不同施工图应是完善而意全；放样图应是简明而精确，在于准确地表达零件的尺寸和形状。,要求不同施工图的线条粗细、比例大小、尺寸标注、公差精度、图面布置等均应符合制图标准绘制和书写，不能随意增减；放样图可以不按规定进行，只要画出所需零件的尺寸、形状、位置关系即可，可根据需要增加辅助线或延长线，减少与放样无关的线条。,放样程序一般包括结构处理、划基本线型和展开三个部分。1、线型放样线型放样就是根据结构制造工艺的需要，绘制出结构整体或局部轮廓的投影基本线型。进行线型放样时要注意以下几点：1）根据所要绘制图样的大小和数量多少，安排好各图在样台上的位置。2）选定好放样画线基准。,三、放样的程序（一）实尺放样,3）线型放样以画出设计要求必须保证的轮廓线型为主，而那些因工艺需要而可能变动的线型则可以暂时不画。4）进行线型放样，必须严格遵循正投影规律。5）所画出的线型图必须满足光顺性和协调性的要求。追求的是“制图技巧”2、结构放样 结构放样就是在线型放样的基础上，根据制造工艺需要进行工艺性处理的过程。,结构放样包括以下几方面的内容：1）确定各部分结合位置和连接形式。2）根据制造实际需要，对结构中的某些部位或部件给以必要的改动。3）计算或量取零部件尺寸及平面零件的实际形状，绘制号料草图，制作号料样板、样杆及样箱，或者按一定格式填写数据，供数控切割使用。4）根据加工需要，设计、制造焊接胎、夹具，绘制各类加工、装配草图；制作加工、装配用样板。追求的是“工艺技巧”,3、展开放样 展开放样是在结构放样的基础上，对不反映实形或需展开的部件进行展开，以求取实形的过程。具体内容有：1）板厚处理 2）展开作图 展开方法地 有平行线法、放射线法和三角形法三种。3）根据展开图，制作样板或绘制号料草图。,（二）实尺放样过程举例 炉壳主体部件施工图,1.识读施工图 在识读施工图样过程中，主要解决以下问题。1）弄清产品的用途及一般技术要求。2）了解产品的外部尺寸、质量、材质和加工数量等概况，并与本厂加工能力比较，确定或熟悉产品制造工艺。3）弄清各部分投影关系和尺寸要求，并确定可变动和不可变动的部位及尺寸。,2.结构处理（1）连接部位、的处理,部件连接形式分析 锥台结构草图,（2）大尺寸构件的处理 大尺寸焊件拼接方式 3.划基本线型（1）确定放样画线基准（2）画出构件基本线型 件号料样板,4.展开（1）计算弯曲展开长（2）可展曲面的展开 5.样板制作 件号料样板展开图,三、样板和样杆的制作1、样板的分类 按用途样板通常分为以下几类：（1）号料样板。（2）成形样板。（3）定位样板。（4）样杆。,2、样板的材料 制作样板的材料，一般采用0.52mm的薄钢板。当样板尺寸较大时，为减少重量，可以用板条拼成花格骨架。为节省材料，对精度要求不高的一次性样板，可用黄纸板或油毡纸制作。样杆一般用扁钢或铅条制作，也可以用木条制作。,3、样板、样杆的制作 样板、样杆是在材料上画样后加工而成，画样方法有两种：1）直接画样法 2）过渡画样法（又称过样法）这种画样法又分为不覆盖过样法和覆盖过样法两种，多用于制作简单平面图形零件样板和一般加工样板。,四、工艺余量 在确定工艺余量时，主要应考虑以下因素：1、放样误差:包括放样和号料过程产生的误差。2、零件加工误差:包括切割、边缘加工及各种成形加工过程中产生的误差。3、装配误差:包括装配时边缘修整和装配间隙的控制，部件和总装误差及必要的反变形数值等。4、焊接变形的影响 考虑焊接生产加工工艺的特点，如焊接的收缩变形，不同焊缝(如纵向焊缝和横向焊缝、电弧焊缝和电渣焊缝)有不同的收缩变形量。,五、号料 所谓号料，就是利用样板、样杆、号料草图及放样时得出的数据，在板料或型材上画出零件用料的真实轮廓和孔口在材料上的真实形状，与之连接构件的位置线、加工线等，并标出相应的加工符号等的工作过程。,号料方法：,按组织方法分为：集中号料法 套料法 统计计算法 余料统一号料法,按操作过程分为：样板号料 草图号料 光学投影号料 电印号料 数控套料,号料方法：,按操作过程分为：样板号料 草图号料 光学投影号料 电印号料 数控套料,普通号料法,号料方法 样板号料 将样板(或样杆)平放于钢板或型钢上，用石笔依照样板画出零件的形状及各种标记符号，并按要求加放施工余量,然后用铳头或錾子作出永久性记号，用色漆写上文字符号。,号料方法 草图号料 进行草图号料时，首先在钢板上适当的位置画出相互垂直的两根坐标轴，然后根据草图上所标注的各个特殊点，过渡点以及余量点的坐标值，找点并连线，然后用铳头或錾子将切割线、加工线、装配线等敲出记号，并且用色漆写上文字与符号.大批量生产时，不宜采用草图号料。,号料方法 光学投影号料 在比例放样的基础上，将展开的各零件图形经过套料，绘制成精确的投影底图，或通过投影制成更小比例的投影底片，然后在光学投影放大装置上放大，在钢板上投射出1：1的零件图形，最后对投影的零件线条进行手工复描号料。,号料方法 电印号料 在光学投影号料的基础上，将放大成1：1的构件图形影像投射到覆盖有一层带负电的光导电粉末的号料钢板上，使其曝光，再经显影和定影处理，在钢板上留下号料的线迹，实现自动号料。,号料方法 数控套料 利用电子计算机确定零件的图形，再将这些零件图形置于钢板边框内进行合理排列的过程，称为数控套料。,第三节 展开放样,一、可展表面和不可展表面 任何立体表面，都可以看作是由直线或曲线按一定的的要求运动而成。这种运动的线叫母线。控制母线运动的线或面叫导线或导面。母线在表面上的任一位置线叫素线。以直线为母线形成的面称为直纹表面（如柱面、锥面等）。以曲线为母线形成的面称为曲纹面（如圆球面、椭球面和圆环面等）。,就可展性而言，表面分为可展表面和不可展表面。1、可展表面 立体的表面如果能全部平整地摊平在一个平面上，而不发生撕裂或皱折，则称可展平面，否则，称为不可展表面。可展平面应具有以下特征：其相邻两素线应能构成一个平面或切线面（直母线沿导线运动，且始终与导线相切，所形成的面）在相邻两条素线无限接近的情况下，也可构成一微小平面。所以，柱面、锥面都是可展平面。2、不可展表面二、展开的基本方法,1、平行线展开法 平行线展开法主要用于表面素线互相平行的立体表面的展开。,（1）用平行线法作正四棱柱面的展开图,（2）用平行线法作斜切正四棱柱面的展开图,（3）用平行线法作斜切直立圆柱面的展开图,（4）小结 平行线展开法的作图步骤，可归纳为：等分断面图，并求各等分点直线（素线）的高度；作基准延长线，并按等分距离（边长或弧长）截取长度；(3)边等分点引垂线，截取相应等分点直线（素线）的高度；(4)依次连接各所得高度点，完成展开图。,2、放射线展开法 放射线展开法适用于表面素线相交于一点的锥体。放射线展开法的原理：把锥体表面上任意相邻的两条素线(或棱线)及其所夹的底边线，看成是一个近似的平面三角形。把所有的小三角形平铺在平面上，锥体表面也就被展开了。,（1）用放射线展开法作正四棱锥台的放样展开图,（2）用放射线法作正圆锥面的放样展开图,（3）用放射线法作斜截圆锥面的放样展开,（4）小结 放射线展开法的作图步骤，可归纳为：(1)在二视图中(或只在某一视图中)通过延长投影边等手段完成整个锥体的放样图。(2)通过等分断面周长(或任意分割断面全长)的方法，作出各分点所对应的断面素线(包括棱锥侧棱以及侧面上过锥顶点的直线)，将锥面分割成若干小三角形。(3)应用求实长的方法(常用旋转法、直角三角形法)，把所有不反映实长的素线，与作展开图有关的直线的实长一一不漏地求出来。,(4)以实长为准，利用交轨法(正锥体可用扇形法)，作出整个锥体侧面的展开图，同时作出全部放射线。(5)在整个锥体侧面展开图的基础上，以放射线为骨架，以有关实长为准，再画出锥体被截切部分所在曲线的展开曲线，完成全部展开图。,3、三角形展开法 三角形展开法就是以立体表面素线（棱线）为主，并画出必要的辅助线，将立体表面分割成一定数量的三角形平面，然后求出每个三角形的实形并依次画在同一平面上。三角形展开法适用于各类形体，只是精确程度不同而已。,（1）方形锥面管的展开,（2）天方地圆构件的展开,（3）结论 放射线展开法的作图步骤，可归纳为：（1）在放样图中将形体表面正确分割成若干小三角形。（2）求所有小三角形各边的实长。（3）以放样图中各小三角形的相邻位置为依据，用已知的或求出的实长为半径，通过交轨法，依次展开所有小三角形，最后将所得的交点视构件具体情况用曲线或用折线连接起来，由此得到所需构件的展开图。,第四节 板厚处理,板的厚度会对钣金构件的尺寸和形状产生一定的影响，厚度越小，板料的厚度对构件放样展开造成的误差也越小。因此，在实际生产中，当板的厚度等于或小于1.5mm时，可以不考虑板的厚度处理的问题。但对于厚板构件，我们必须研究并掌握板料厚度的影响。,一、板料弯曲时的展开长度计算（一）圆弧弯曲时的展开,中性层 钢板弯曲变形的过程中，内缘受压缩短，外缘受拉伸长，在内缘和外缘之间必然存在弯曲时既不伸长也不缩短的一层纤维，该层称为中性层。中性层的确定 中性层的位置与弯曲的内半径与板厚之比r/有关。,（二）折角弯曲时的展开 没有圆角或者圆角很小（r0.3）的弯曲叫折角弯曲。,等体积法,毛坯的体积：V1=LB弯曲后的体积：V2=（C+A）B+,2B,=C+A+0.785（3-2）实际加工时，在折角处有变薄现象发生，修正如下：L=C+A+0.5（3-3）,二、单件的板厚处理 单件的板厚处理，主要是要确定构件的单线图的实际尺寸。,三、相贯件的板厚处理 相贯件的板厚处理，除了解决各形体的展开外，还要重点处理形体相贯的接口线，以便确定各形体表面素线的长度。,1、画出弯头的主视图和实际接口线；2、以轴线为界画出内、外圆断面图，并将其四等分，得等分点1、2、3、4、5。从等分点引上垂线，得与接口线交点1、2、3、4、5。,3、在主视图低口延长线上，截取11=（D-t），并八等分。从等分点引上垂线，与由接口线上各交点向右所引水平线相交，将各交点光滑相连，即得弯头单管展开图。,四、钢材弯曲时的料长计算 在计算弯曲构件的料长时，必须按中性层的长度计算，所以关键是要确定中性层的位置。（一）板料弯曲的料长计算,中性层,R中=r+K,（二）圆钢弯曲的料长计算 圆钢弯曲的中性层，一般总与中心线重合。所以圆钢弯曲件的料长按中心线计算。,图3-25 圆钢双弯90,R1中=R1+,R2中=R2+,（三）角钢弯曲件的料长计算 由于角钢的断面是不对称的，所以其中性层的位置不在断面中心，而是位于偏向角钢根部的重心处，及中性层与其重心重合。各种角钢的重心距可从有关资料或手册中查得。,常用的角钢有等边角钢和不等边角钢。不等边角钢的弯曲分为长边弯曲和短边弯曲；角钢的弯曲按弯曲形式有分内弯和外弯两种。,1、等边角钢内弯,R中=R-Z0,L=,2、等边角钢外弯,R中=R+Z0,L=l1+l2+,3、不等边角钢长边内弯,R中=R-Y0,L=l1+l2+,4、不等边角钢短边内弯,中性层弯曲半径：R中=R-70+Y0,L=,5、不等边角钢长边外弯,R中=R+45-X0L=2,R中,6、不等边角钢短边外弯,R中=R+X0,L=l1+l2+,(四)槽钢弯曲料长的计算 槽钢弯曲分两种形式：一种是外弯，另一种是平弯。1、槽钢外弯料长的计算 槽钢外弯时，中性层以重心距为准。,R中=R+Z0 L=l1+l2+,2、槽钢平弯料长的计算 槽钢平弯时中性层与槽钢断面中心层重合，所以坯料长应以中心为准来计算。,R中=R+,L=l1+l2+,第五节 下 料 下料，是将零件或毛坯从原材料上分离下来的工序。常用的下料方法有克切、锯削、气割、等离子切割、剪切、冲裁等。下面仅简单介绍工厂常用的剪切、气割、等离子弧切割等。一、剪切（一）常用的剪切机械1、龙门式斜口剪床 龙门式斜口剪床主要剪切直线形切口。由于操作简单，进料容易，剪切速度快，变形小，切口精度较高，应用很广。2、横入式斜口剪床 横入式斜口剪床主要用于剪切直线形切口。,剪板机,3、圆盘剪床 圆盘剪床的剪切部分由上、下两个滚刀组成。剪切时，上、下滚刀作等速反向转动，材料边剪切，边送进。圆盘剪床瞬时剪切长度极短，且板料转动几乎不受限制，适用于剪切曲线切口，并能连续剪切。但用圆盘剪床剪切时，材料变形较大，切口有毛刺，而且一般只能剪切较薄的板料。4、振动剪床 振动剪床的上、下刀板都是倾斜的，而且交角较大，剪切刃口很短。剪切时，上刀板作上、下往复运动，每分钟可达数千次。,振动剪床可以在板料上剪切各种曲线和内孔，但切口有毛刺，生产率低，而且只能剪切较薄的材料。,5、联合剪冲机床 联合剪冲机床通常由斜口剪、型钢剪和小冲头组成，可以剪切钢板、各种型钢、并能进行小零件冲压和冲孔。,（二）气割设备及工具1、氧气瓶2、乙炔瓶3、减压器4、割炬5、橡胶软管,二、气割（一）气割的条件 金属材料必须满足以下三个条件，才能够进行气割：1、金属材料的燃点必须低于其熔点 2、金属燃烧生成的氧化物熔点低于金属本身的熔点 3、金属燃烧时，应能放出出大量的热，并且金属的热导率要低。,（三）气割操作过程 1）调整火焰。火焰的选择 2）开始气割时，必须用预热火焰将切割处金属加热至燃烧温度（即燃点）。切割操作示意图,3）把切割氧气喷射至已达到燃点的金属时，金属便开始剧烈的燃烧（即氧化），产生大量的氧化物（熔渣），由于燃烧时放出大量的热，氧化物呈液体状态。4）燃烧时所产生的大量液态熔渣被高压氧气流吹走。,2.机械下料（1）剪切（2）热切割 热切割包括数控气割、等离子弧切割、光电跟踪气割等。,仿型气割机是由运动机构、仿型机构和切割器组成。气割时，先将制好的样板置于仿型台上，仿型头按样板的轮廓运动，切割器则割出所需的形状。,数控切割是按照数字指令规定的程序进行的热切割。它能准确地切割出直线与曲线组成的平面图形，也能用足够精确的模拟方法切割其他形状的平面图形。数控切割的精度很高，生产率也比较高。数控切割是由数控切割机来实现的，该机主要由两大部分组成；数字程序控制系统（运算控制小型电子计算机）和执行系统（切割机部分）。,数控切割机,半自动气割机,光电跟踪气割机,光电跟踪气割机由光电跟踪台和自动切割机两大部分组成。,等离子弧切割就是利用等离子弧的高温，将被切割件瞬间局部熔化，然后等离子弧的高速气流将熔化物吹走来实现的。,第六节 坡口加工,根据设计或工艺要求，将被焊工件的待焊部位加工并装配成具有一定几何形状的沟槽，称之为坡口。,焊接接头是否需要加工坡口，以及加工何种形式的破口，应从以下几方面考虑：第一是必须保证焊接接头的质量；第二要兼顾经济效益；第三要根据焊接结构的形状、大小及施焊条件；第四要有利于减小焊接变形和应力。,一、坡口的形状 焊接接头的坡口根据其形状的不同，可分为基本型、组合型和特殊型。1、基本型坡口 基本型坡口是一种形状简单、加工容易、应用普遍的坡口形式。2、组合型坡口,2.组合坡口,3.特殊坡口,二、坡口尺寸及精度,三、坡口加工方法1、风铲加工,用途：1、锅炉造船冶金工业及其分行业各种金属构件的铲切，尤其是各种不规则或狭小不方便表面的铲切工作。,2、机械加工 机械加工坡口在刨边机上进行，可以刨削各种型式的坡口，机械刨边加工方法与手工铲边相比，不但效率高，而且质量好，所以在成批生产中已广泛采用。,2、中大型铸件的清砂，铲除浇冒口。3、基本建设和交通工程的桥梁铲切焊缝。4、各种砖墙混凝土墙的开口工作。风铲加工坡口劳动强度大、噪音大、效率低，目前已较少使用。,（1）刨边机 刨边机的结构示意图,（2）坡口加工机,3、气割加工 气割坡口的方法简单易行、效率高，能满足开V形或X形坡口的质量要求，已被广泛采用。但是切割后，必须清理干净氧化铁残渣。,V形坡口气割,4、碳弧气刨加工,碳弧气刨开坡口效率高，特别适用于仰、立位的刨切，无很大的噪音，工人的劳动强度较低。碳弧气刨在焊接生产中主要用于清根、刨除焊接缺陷、开坡口等。碳弧气刨在生产中会产生一定的烟雾，所以应注意通风。,四、坡口的检查 对坡口加工质量的主要检查项目和内容有：1、坡口的形状是否准确或符合标准。2、坡口是否光滑、平整，毛刺或氧化铁熔渣是否清理彻底。3、坡口的各种尺寸是否在合格范围之内。,第七节 压弯与滚弯加工,一、弯曲成形 弯曲成形过程（1）弹性变形阶段（2）塑性变形阶段（3）断裂阶段,二、钢材的变形特点对弯曲加工的影响 1.弯曲力 自由弯曲时的弯曲力 V形：F1=U形：F1=K：安全系数B：宽度R:内弯半径选择压力机的依据。,2.回弹现象 影响回弹的主要原因有：1）材料的屈服点越高，弹性模量越小，加工硬化越激烈，弯曲变形的回弹越大。2）材料的相对弯曲半径r/t越大，材料变形程度就越小，则回弹越小。3）当弯曲半径一定时，弯曲角越大，表示变形区长度越大，回弹也越大。4）其他因素，如零件的开状、模具的构造、弯曲方式及弯曲力的大小等，对弯曲件的回弹也有一定的影响。,减小回弹常采取下列措施：1）将凸模角度减去一个回弹角，使板料弯曲程度加大，板料回弹后恰好等于所需的角度。2）采取校正弯曲，在弯曲终了时进行校正，即减小凸模的接触面积或加大弯曲部件的压力。3）减小凸模与凹模的间隙。4）采用拉弯工艺。5）在必要时和许可的情况下，可采取加热弯曲。,3、最小弯曲半径材料在不发生破坏的情况下，所能弯曲的最小弯曲半径，称为最小弯曲半径。影响材料最小弯曲半径的因素如下：1）材料的力学性能 塑性越好，最小弯曲半径越小2）弯曲角在相对弯曲半径r/相同的情况下，可以取较小值,3）材料纤维的方向性当弯曲线与纤维方向垂直时，弯曲半径可以取小些。4）材料的表面质量和剪断面质量表面质量和剪断面质量较差时，应选用较大的弯曲半径。5）其它因素当材料较薄时，可以取较小的弯曲半径；当材料宽度较小时，也可以取较小的弯曲半径。,三、机械压弯成形 在压力机上使用弯曲模进行弯曲成形的加工方法，称为机械压弯。,图3-52 板料弯曲的三种变形方式a)自由弯曲 b)接触弯曲 c)校正弯曲,四、压力设备 常用进行焊接结构压弯加工的设备有：液压机、风压机、冲床等。,液压机,风压机又叫空压机,数控冲床,五、滚弯成形在滚床上进行弯曲成形加工的方法称为滚弯，一般又称卷板成形。滚弯机床包括滚板机和型钢滚弯机。1、滚弯工艺,1）滚板机的基本类型及其特点 滚板机的基本类型有：对称式三辊滚板机、不对称式三辊滚板机和四辊滚板机三种。对称式三辊滚板机的特点是：中间的上轴辊位于两个侧下轴辊的中线上，结构简单、应用普遍。其主要缺点是弯曲件两端有较长一段长度位于弯曲变形区以外（称为剩余直边）。,不对称式三辊滚板机轴辊的布置是不对称的，上轴辊没有位于两下轴辊的中线上，而是偏向一侧，这样就使板料的一端边缘也能得到弯曲，剩余直边的长度极短。若在滚制完板料一端后，将板料从滚板机上取出掉头，再放在滚板机上进行弯曲，就可使板料全部得到弯曲。不对称式三辊滚板机的缺点，是由于支点距离不相等，滚弯时轴辊受力很大，易产生弯曲而影响工件滚弯精度。滚弯时板料掉头滚制，也增加了操作程序。四辊滚板机相当于在对称式三辊滚板机的基础上，又增加一个中间下辊，这样基本上就可以使板料全部得到弯曲。它的主缺点是结构复杂、造价高，所以应用不太普遍。,2）预弯 常用预弯方法 钢板弯曲时的理论剩余值见表3-3。,表3-3 钢板弯曲时的理论剩余直边值,3）对中 几种对中方法,4）滚弯 各种卷板机的滚弯过程,第八节板料拉深成形,一、拉深 拉深是利用凸模把板料压入凹模，使板料变成中空形状零件的的工序。,拉深工序图,拉深动画,拉深件类型,a）轴对称旋转体拉深件 b)盒形件c)不对称拉深件,1、底部裂纹 原因：毛坯被强制拉入凹模时，拉应力 超过了材料本身的强度极限,拉深件出现拉裂现象与下列因素有关；,拉深废品动画,1）凸凹模的圆角半径；钢的拉深件，取r 凹=10,而r凸=（0.61）r凹。这两个圆角半径过小，则容易拉裂产品。2）凸凹模间隙；一般取Z=(1.11.2)。间隙过小，摩擦力增大，容易拉裂工件，擦伤工件表面，降低模具寿命。间隙过大，又容易使工件起皱，影响拉深件的精度。,实践证明，能否拉深成形很大程度上取决于坯料与工件的相对尺寸。相对尺寸越大，则变形程度越大，越容易出现质量问题。因此，生产中采用了一个重要的工艺参数以防止拉裂或起皱，此参数即拉深系数。,3)拉深系数,m=,d,D,拉深件直径,坯料直径,m 越小,变形程度越大。,每一种材料，变形程度都是有极限的，所以都有一个极限拉深系数 mmin。拉深时，m 都不应该小于mmin。即,显然，m小于1。一般 mmin 在0.50.8范围内。,当不能一次成形时，可采用多次拉深。,拉深系数用 m 表示,成形条件,m mmin,d1,d2,总拉深系数等于每次拉深系数的乘积。,第二次拉深系数 m2=d2/d1;,第三次拉深系数 m3=d3/d2;,第 n 次拉深系数 mn=dn/dn-1;,4）润滑 目的：减小摩擦，以降低拉深件壁部的拉应力，减少模具的磨损。方法：加润滑剂（如机油等）或对工件进行表面处理（如磷化加皂化处理）。,2、口部起皱 拉深件另一种常见的缺陷是起皱。起皱是拉深过程中法兰部分的金属在切向压应力作用下而发生的一种失稳现象，起皱一般发生在口部。,正常的工件,起皱的工件,拉深废品动画,起皱的可能原因：1）凸凹模间隙过大；2）凸、凹模圆角过大；3）毛坯的相对厚度过小；4）拉深系数过小,原因：毛坯边缘受压应力过大,起皱的防止措施 可采用设置压边圈的方法解决；增加毛坯的相对厚度（T/D）或拉深系数的途径来解决。,二、毛坯尺寸及拉深力的确定1、毛坯尺寸的确定 拉深件毛坯尺寸按拉深前后的面积不变原则进行。2、拉深力的确定 拉深力是选择压力机吨位的依据。,Pmax=3（b+s）（D-d-r凹）式中，Pmax最大拉深力（N）；b材料的抗拉强度（MPa）；s材料的屈服强度（MPa）；D毛坯直径（mm）；d拉深凹模直径（mm）；r凹拉深凹模圆角半径（mm）；板料厚度(mm)。,二、旋压 旋压工作简图,三、爆炸成形,爆炸成形装置,四、电水成形与电爆成形 如图所示，工作时升压变压器加2040 kV电压，经整流器得到高压直流电，再经限流电阻向电容充电。当电容器的电压达到一定数值时，辅助间隙被击穿，高压电便加在由两个电极形成的主间隙上，将其击穿并放电，形成强大的冲击电流，可达30o MA以上，在介质(水)中引起冲击波，冲击金属毛坯在凹模中成形，这就是电水成形的基本原理。,电爆成形 若在以上装置中，用细金属丝把两个电极连接以来，放电时产生的强大电流将金属丝迅速熔化和蒸发成高压气体，并在介质中形成冲击波使坯料成形，这就是电爆成形的原理。,