冷作工工艺第五章 下料ppt..ppt

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1、2023/3/5,1,北京铁路局石家庄职工培训基地主讲：邢建章职务：工程师E-maiI:,2023/3/5,2,第五章 下 料,下料，是将零件或毛坯从原材料上分离下来的工序。,气割下料,剪切下料,冲裁下料,等离子弧切割,2023/3/5,3,5 1 剪切,下料定义：将零件或毛坯从原材料上分离下来的工序。下料方法：剪切、冲裁、气割、等离子弧切割等。,剪切是冷作工应用的主要下料方法，它具有生产效率高、剪断面比较光洁、能切割板材及各种型材等优点。,一、剪切加工基础知识,剪切加工的方法很多，但其实质都是通过上、下剪刃对材料施加剪切力，使材料发生剪切变形，最后断裂分离。因此为掌握剪切加工技术，就必须了解

2、剪切加工中材料的变形和受力状况、剪切加工对剪刃几何形状的要求及剪切力的计算等基础知识。,2023/3/5,4,图 5 1 斜口剪剪刃几何形状,1.剪切过程及剪断面状况的分析,一前角,一后角,一楔角,一剪刃斜角,一剪刃间隙,上刀片,下刀片,图5 1所示的斜口剪。这里仅对斜口剪的剪切过程、剪切受力、剪刃几何参数等加以分析，并介绍剪切力的计算方法。,2023/3/5,5,图 5 2 剪切过程,图 5 3 剪断面状况1一塌角 2一光亮带 3一剪裂带 4一毛刺,图 53 所示为材料剪断面，它具有明显的区域性特征，可以明显地分为塌角、光亮带、剪裂带和毛刺四个部分。,图 52 所示剪切时，材料置于上、下剪刃

3、之间，在剪切力的作用下，材料的变形和剪断过程。,剪切面分为哪四部分：塌角、光亮带、剪裂带、毛刺。,2023/3/5,6,剪刃口锋利，剪刃容易挤压切人材料，有利于增大光亮带，而较大的剪刃前角，可增加刃口的锋利程度。剪刃间隙较大时，材料中的拉应力将增大，易于产生剪裂纹，塑性变形阶段较早结束，因此光亮带要小一些，而剪裂带、塌角和毛刺都比较大。反之，剪刃间隙较小时，材料中拉应力减小，裂纹的产生受到抑制，所以光亮带变大，而塌角、剪裂带等均减小。然而，间隙过大或过小均将导致上、下两面的裂纹不能重合于一线。间隙过小时，剪断面出现潜裂纹和较大毛刺；间隙过大时，剪裂带、塌角、毛刺和斜度均增大，表面极粗糙。,20

4、23/3/5,7,若将材料压紧在下剪刃上，则可减小拉应力，从而增大光亮带。此外，材料的塑性好、厚度小，也可以使光亮带变大。综合上面分析可以得出，增大光亮带，减小塌角、毛刺，进而提高剪断面质量的主要措施是：增加剪刀刃口锋利程度，剪刃间隙取合理间隙的最小值，并将材料压紧在下剪刃上等。,哪些方法能提高剪断面质量？增加剪刀刀口锋利程度、剪刀间隙取合理间隙的最小值，并将材料压紧在下剪刃上等。,2023/3/5,8,2斜口剪剪切受力分析,图 54 斜口剪剪切受力分析,由于剪刃具有斜角 和前角，使得上下剪刃传递的外力F不是竖直地作用于材料，而是与斜刃及前刀面成垂直方向作用。这样，在剪切中作用于材料上的剪切力

5、F 可分解为纯剪切力F1、水平推力F2及离口力F3。图5-4a 所示为剪切力的正交分解情况，图54 b、c为剪切力正交分解后的两面投影。,斜角,2023/3/5,9,从图5 4c还可以看出，由于存在剪刃间隙，且剪切中随着剪刃与被剪材料接触面的增大，而引起 F1、。力作用线的外移，将对材料产生一个转矩。为不使材料在剪切过程中翻转，提高剪切质量，就需要给材料施以附加压料力F4。,3斜口剪剪刃的几何参数,根据以上对剪切过程、剪断面状态和剪切受力情况的分析，并考虑实际情况与理想状态的差距，确定斜口剪剪刃几何参数如下：,(1)剪刃斜角 剪刃斜角 一般在2 14之间。对于横入式斜口剪床，角一般为712；对

6、于龙门式斜口剪床，角一般为2 6。,2023/3/5,10,(2)前角 前角 是剪刃的一个重要几何参数，其大小不仅影响剪切力和剪切质量，而且直接影响剪刃强度。前角 值一般可在0 20之间，依据被剪材料性质不同而选取。冷作工剪切钢材时，斜口剪 值通常为57。(3)后角 后角 的作用主要是减小材料与剪刀的摩擦，通常取=1.5 3。角与 角确定后，楔角 也就随之而定。(4)剪刃间隙 剪刃间隙s是为避免上下剪刀碰撞，减小剪切力和改善剪断面质量的一个几何参数。合理的间隙值是一个尺寸范围，其上限值称为最大间隙，下限值称为最小间隙。剪刃合理间隙的确定，主要取决于被剪材料的性质和厚度。,2023/3/5,11

7、,根据设备铭牌调整-剪切合理间隙范围只供参考,2023/3/5,12,4剪切力计算,在一般情况下，不需要计算剪切力，因为在剪床的性能铭牌上，已标志出允许的最大剪切厚度。但剪床上铭牌所标志的最大剪切厚度，通常是以2030钢的强度极限为依据计算的，如果待剪切材料的强度高于(在一定范围内)或低于2030钢时，则需要重新计算剪切力，以便确定可剪切板厚的极限值，避免损坏机床。结论：因为剪切该铜板所需的剪切力小于该剪床的最大剪切力，故能够剪切。,2023/3/5,13,二、剪切设备,1-常用的剪切机械,剪切机械的种类很多，冷作工较常用的有：龙门式斜口剪床、横入式斜口剪床、圆盘剪床、振动剪床和联合剪冲机床。

8、,(1)龙门式斜口剪床龙门式斜口剪床如图55所示，主要用于剪切直线切口。它操作简单，进料方便，剪切速度快，剪切材料变形小，剪断面精度高，所以在板料剪切中应用最为广泛。,图55龙门式斜口剪床,机械剪板机,2023/3/5,14,数控液压剪板机,性能特点：液压传动、摆式刀架。机架整体焊接坚固耐用，使用蓄能器油缸回程，平稳迅速。具有无级调节行程的功能，上下刀片间隙量用手柄调节，刀片间隙均匀度容易调整防护栅栏与电气联锁确保操作安全。数控体统与位置编码器组成闭环控制系统，速度快、精度高、稳定性好，能精确地保证后挡料位移尺寸的精度，同时数控系统具有补偿功能及自动检测等多种附加功能。,2023/3/5,15

9、,压料夹紧装置,压料夹紧装置,前控后挡料装置,控制台,数控制台,刀片隙调节装置,2023/3/5,16,机械结构示意图、油箱、液压集成块、带有高强度钢丝的对线装置、摆臂、控制台、主油缸、快速回程油缸、安全防护装置、后挡料电机、喉口、电机带动的后挡料,2023/3/5,17,图5-6横入式斜口剪床,(2)横入式斜口剪床横人式斜口剪床如图5-6所示，主要用于剪切直线。剪切时，被剪材料可以由剪口横入，并能沿剪切方向移动，剪切可分段进行，剪切长度不受限制。与龙门式斜口剪床比较，它的剪刃斜角妒较大，故剪切变形大，而且操作较麻烦。一般情况下，用它剪切薄而宽的板料较好。,2023/3/5,18,(3)圆盘剪

10、床圆盘剪床的剪切部分由上、下两个滚刀组成。剪切时，上、下滚刀作同速反向转动，材料在两滚刀间边剪切、边输送，如图5-7a所示。冷作工常用的是滚刀斜置式圆盘剪床(图5-7b)。一般圆盘剪床只能剪切较薄的板料。,图5-7圆盘剪床,2023/3/5,19,直线剪切,曲线的剪切,剪切圆形零件,图58振动剪床,1-床身 2下剪刀 3-上剪刃 4-升降柄,(4)振动剪床振动剪床如图58所示，它的上、下刃板都是倾斜的，交角较大，剪切部分极短。工作时上刃板每分钟的往复运动可达数千次，呈振动状。,2023/3/5,20,(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，可以剪切钢板和各种型钢，并能进

11、行小零件冲压和冲孔。,常用的剪切设备有哪些？龙门式斜口剪床、横入式斜口剪床、圆盘剪床、震动剪床、联合剪冲床。,2023/3/5,21,手动剪板机,手动剪板机结构简单,操作灵活可靠,双面刀口,省时省力,方便耐用,适用于各行业进行手工板材加工,是您板材加工的理想设备.最为适合小批量加工生产使用,确是您的好帮手！Q11-400型手动剪板机 刀长：400mm 剪切厚度：钢板：0.2-5mm 不锈钢板：0.2-3mm 规格：650 x230 x340mm 重量：56kg。,2023/3/5,22,该系列机型适用于金属回收加工厂、报废汽车拆解场、冶炼铸造行业、对各种形状的型钢及各种金属结构件进行冷态剪断，

12、加工成合格炉料。,鳄 鱼 剪,2023/3/5,23,2剪切机械的简单分析,作为剪切机械的操作者，应该具有对所用的剪切机械进行简单分析的能力，这有助于掌握、改进剪切工艺方法，正确维护、保养和使用剪切机械。,剪床的型号，表示剪床的类型、特性及基本工作参数等。例如Q 11132500型龙门式剪板机，其型号所表示的含义为：,各种类型的剪切设备，其技术性能参数通常制成铭牌钉在机身上，作为剪切加工的依据。在设备使用说明书上，也详细记载设备的技术性能。因此，只要参阅剪床铭牌或使用说明书，即可了解其技术性能。,2023/3/5,24,机械剪板机,l一齿轮 2一制动器 3一离合器 4一带轮 5一电动机 6一导

13、轨 7一上剪刃8一滑块 9一曲轴,齿轮,曲轴,制动器,离合器,带轮皮,电动机,滑块,床身,手控操作开关,电气控制柜,图5-9 Q11-202000型剪床传动系统示意图,2023/3/5,25,1一凸轮 2一回复杠杆 3一主控制轴 4、7一连杆 5一离合杠杆6一重力锤 8一启动轴 9一起落架10一电磁铁 11一脚踏开关 12一剪床主轴,图5一10所示为Q11一202000型剪床的操纵机构示意图。已知离合器与离合杠杆相连，当杆杆逆时针转动时，离合器闭合，反之则打开；制动器与连杆相连，连杆向下运动时，制动器松开，反之则闭锁。,图5一10 Q11202000型剪床操纵机构示意图,2023/3/5,26

14、,1前挡板 2床面 3一压料板 4一栅板 5一剪床滑块 6一上刀片 7一板料 8一后挡板 9一螺杆 10一床身 11一下刀片,压料板可防止剪切时板料的翻转和移动，以保证剪切质量。压料板由工作曲轴带动，在上剪刃与板料接触前压住板料，完成自动压料，也可利用手动偏心轮等达到压紧目的，而成为手动压料式。栅板是安全装置，用来防止手或其他物品进入剪口而发生事故。前挡板和后挡板在剪切时起定位作用。在剪切数量较多、尺寸相同的零件时，利用挡板定位剪切，可提高生产效率并能保证产品质量。在床面上，也可以安装定位挡板。,剪切时，压料板和定位挡板起什么作用？压料板防止翻转和移动，提高生产效率保证产品质量。,图5一11龙

15、门式斜口剪床的工艺装备,2023/3/5,27,三、剪切加工对钢材质量的影响,剪切是一种高效率切割金属的方法，切口也较光洁平整，但也有一定的缺点，钢材经过剪切加工，将引起力学性能和外部形状的某些变化，对钢材的使用性能造成一定的影响。主要表现在以下两个方面：1窄而长的条形材料，经剪切后将产生明显的弯曲和扭曲复合变形，剪后必须进行矫正。此外，如果剪刃间隙不合适，剪切断面粗糙并带有毛刺。2在剪切过程中，由于切口附近金属受剪力的作用而发生挤压、弯曲复合变形，由此而引起金属的硬度、屈服点提高，塑性下降，使材料变脆，这种现象称为冷作硬化。硬化区域的宽度与下列因素有关：(1)钢材的力学性能、(2)钢板的厚度

16、、(3)剪刃间隙s、(4)上剪刃斜角、(5)剪刀刃的锋利程度、(6)压紧装置的位置与压紧力,剪切加工时对材料性能有何影响？扭曲复合变形，弯曲复合变形。,2023/3/5,28,剪板机使用要求 剪板机是机加工中应用比较广泛的一种剪切设备，它能剪切各种厚度的钢板材料。常用的剪板机分为平剪、滚剪及震动剪3种类型。操作剪板机时应注意：1.工作前要认真检查剪板机各部是否正常，电气设备是否完好，润滑系统是否畅通；清除台面及其周围放置有工具、量具等杂物以及边角废料的地方。2.不要独自1人操作剪板机，应由2-3人协调进行送料、控制尺寸精度及取料等，并确定由1人统一指挥。3.要根据规定的剪板厚度，调整剪板机的剪

17、刀间隙。不准同时剪切2种不同规格、不同材质的板料；不得叠料剪切。剪切的板料要求表面平整，不准剪切无法压紧的较窄板料。4.剪板机的皮带、飞轮、齿轮以及轴等运动部位必须安装防护罩。5.剪板机操作者送料的手指离剪刀口应保持最少200mm以外的距离,并且离开压紧装置。在剪板机上安置的防护栅栏不能挡住操作者眼睛而看不到裁切的部位。作业后产生的废料有棱有角，操作者应及时清除，防止被刺伤、割伤。,2023/3/5,29,52 冲裁,利用冲模在压力机上把板料的一部分与另一部分分离的加工方法，称为冲裁。冲裁也是钢材切割的一种方法，对成批生产的零件或定型产品，应用冲裁下料，可提高生产效率和产品质量。,图512 冲

18、裁,l一凸模 2一板料3一凹模 4一冲床工作台,2023/3/5,30,图5一13 冲裁变形过程,弹性变形阶段 b)塑性变形阶段 c)、d)断裂分离阶段,冲裁变形过程的三个阶段中，各个阶段所需的外力和时间不尽相同。一般来讲，冲裁时间往往取决于材料性质，材料较脆时，持续时间较短。,2023/3/5,31,一、冲床,1冲床的结构,a)外形 b)工作原理图 1一制动器 2一曲轴 3一离合器 4-大带轮 5一电动机 6-拉杆 7一脚踏板8一工作台 9滑块 10一导轨 11一连杆,图 514 曲轴冲床,2023/3/5,32,2冲床的技术性能参数,(1)冲床的吨位与额定功率,(2)冲床的闭合高度,(3)

19、滑块的行程,(4)冲床台面尺寸,二、冲裁力,图515冲裁力曲线,一般取 K=1.3,经验公式：F=Ltb,b_材料的抗拉强度MPa,2023/3/5,33,目前，降低冲裁力的方法主要有以下几种：1采用斜刃口冲模,图516 斜刃口冲模,a)、b)落料 c)、d)、e)冲孔 f)切口,一般情况下,斜刃角 和斜刃高度H可参考下列数值选取：料厚 t 3mm时 H=2t,5。料厚 t=310 mm时 H=t，8。,斜刃角,2023/3/5,34,2采用阶梯冲模,在多凸模的冲模中，将凸模设计成不同长度，使工作端面呈阶梯形布置(见图517)。这样，各凸模冲裁力的最大值不同时出现，从而达到降低冲裁力的目的。阶

20、梯冲模不仅能降低冲裁力，在直径相差悬殊、彼此距离又较小的多孔冲裁中，还可以避免小直径凸模因受材料流动挤压的作用而产生倾斜或折断现象。这时，一般将小直径凸模做短一些。此外，各层凸模的布置要尽量对称，使模具受力平衡。,图5一17 阶梯冲模,3采用加热冲裁,加热温度一般取700900,降低冲裁力的方法有哪些？1.采用斜刃口冲模2.采用阶梯冲模3.采用加热冲模,2023/3/5,35,三、冲裁模具,1冲裁模结构,图518简单冲裁模,(1)凸模和凹模这是直接对材料产生剪切作用的零件，是冲裁模具的核心部分。(2)定位装置其作用是保证冲裁件在模具中的准确位置。(3)卸料装置(包括出料零件)其作用是使板料或冲

21、裁下的零件与模具脱离。(4)导向装置其作用是保证模具的上、下两部分具有正确的相对位置。(5)装夹、固定装置其作用是保证模具与机床、模具各零件问连接的稳固、可靠。,l一模柄2一上模板3一导套4一导柱 5、7一压板6-T8一凹模 9一定位销10一凸模 11一导料板12一卸料板,结构组成都要考虑以下五个方面：,2023/3/5,36,简单模,2023/3/5,37,2冲裁模间隙,图519冲裁模间隙,冲裁模的凸模尺寸总要比凹模小，其间存在一定的间隙。冲裁模间隙是指冲裁模中凸、凹模之间的空隙。凸模与凹模间每侧的间隙称为单面间隙，用Z2表示；两侧间隙之和称为双面间隙，用z表示。如无特殊说明，冲裁模间隙都是

22、指双面间隙。,冲裁模间隙的数值等于凸、凹模刃口尺寸的差值。设凸模刃口部分尺寸为 d，凹模刃口部分尺寸为 D(图5一19)，则冲裁模具间隙z可用下式表示：Z=D d(5-6)钢板冲裁时的合理间隙值，可从表5-2查得。,2023/3/5,38,表5-2 冲裁模的初始间隙值(双边),2023/3/5,39,3凸模与凹模刃口尺寸的确定,冲裁分为落料和冲孔：从板料上沿封闭轮廓冲下所需形状的冲件或工序件的冲裁称为落料；从工序件上冲出所需形状的孔(冲去部分为废料)的冲裁称为冲孔。在冲裁件尺寸的测量和使用中，都是以光面的尺寸为基准。由前述冲裁过程可知，落料件的光面是因凹模刃口挤切材料产生的，而孔的光面是凸模刃

23、口挤切材料产生的(见图520)。所以，在计算凸、凹模刃口尺寸时应按落料和冲孔两种情况分别考虑。,(1)落料时，因落料件的光面尺寸与凹模刃口尺寸相等或基本一致，所以应先确定凹模刃口尺寸，即以凹模刃口尺寸为基准。,2023/3/5,40,(2)冲孔时，因孔的光面尺寸与凸模刃口尺寸相等或基本一致，所以应先确定凸模刃口尺寸，即以凸模刃口尺寸为基准。,根据上述原则得到冲模刃口各尺寸关系式：,2023/3/5,41,D max 落料件的最大极限尺寸，mm；D min 冲孔件的最小极限尺寸，mm；落料件、冲孔件的制造公差，mm；Z min 最小合理间隙，mm；凸、凹 凸、凹模制造公差(可由表53查得)，mm

24、。X 磨损系数，在0.51.0之间，它与冲件精度有关，可查表5-4或按下面关系选取：,图5-21落料、冲孔时各部分尺寸及公差的分布状态,a)落料,b)冲孔,2023/3/5,42,表5-3 规则形状(圆形、方形)冲裁凸、凹模的制造公差mm,2023/3/5,43,表 5-4 磨损系数 X mm,冲件精度为ITl0以上时，X=l 冲件精度为ITll-ITl3时，X=0.75 冲件精度为ITl4以下时，X=0.5,根据上述计算公式，可以将冲件与凸、凹模刃口尺寸及公差的分布状态用图521表示。从图中还可以看出，无论是冲孔还是落料，当凸、凹模采用按图样分别加工时，为了保证间隙值，凸、凹模的制造公差必须

25、满足下列条件：,注意：采用“配做法”不用进行校核,2023/3/5,44,四、冲裁加工的一般工艺要求,1冲裁件的工艺性,良好的冲裁工艺性，是指在满足冲裁件使用要求的前提下，能以最简单、最经济的冲裁方式加工出来。冲裁件的工艺性主要包括冲裁件的结构与尺寸、精度与断面粗糙度、材料等三个方面。,2合理排样,图522排样,冲裁时合理派样有什么作用？降低生产陈本提高原材料利用率。,2023/3/5,45,3搭边值的确定,搭边是指排样时冲件之间以及冲件与条料边缘之间留下的工艺废料。,在实际确定搭边值时，主要考虑以下因素：(1)材料的力学性能软材料、脆材料的搭边值取大一些，硬材料的搭边值可取小一些。(2)冲件

26、的形状与尺寸 冲件的形状复杂或尺寸较大时，搭边值取大一些。(3)材料的厚度厚材料的搭边值要取大一些。(4)送料及挡料方式用手工送料，且有侧压装置的搭边值可以小一些，用侧刃定距可比用挡料销定距的搭边值小一些。(5)卸料方式弹性卸料比刚性卸料的搭边值要小一些。搭边值a一般可根据冲裁件的板厚t按以下关系选取：圆形零件 07t 方形零件 08t,2023/3/5,46,4可能冲裁的最小尺寸,采用一般冲模，在软钢料上所能冲出的最小尺寸为：圆形零件最小直径=t；短形零件最小短边=08 t；方形零件最小边长=09t；长圆形零件两直边最小距离=07t。,5使用冲床应注意的事项,(1)使用前，对冲床各部分要进行

27、检查，并对各润滑部位注满润滑油。(2)检查轴瓦间隙和制动器松紧程度是否合适。(3)检查运转部位是否有杂物夹入。(4)经常检查冲床的滑块与导轨磨损情况及间隙。间隙过大会影响导向精度，因此，必须定期调节导轨之间间隙。如磨损太大，必须重新维修。,2023/3/5,47,(5)安装模具时，要使模具压力中心与冲床压力中心相吻合，且要保证凸、凹模间隙均匀。(6)启动开关后，空车试转35次，以检查操纵装置及运转状态是否正常。(7)冲裁时，要精力集中，不能随意踩踏板，严禁手伸向模具间或头部接触滑块，以免发生事故。(8)不能冲裁过硬或经淬火的材料。冲床绝不允许超载工作。(9)长时间冲裁，要注意检查模具有无松动，

28、间隙是否均匀。(10)停止冲裁后，须切断电源或锁上保险开关。冲裁出的零件及边角余料应及时运走，保持冲床周围无工作障碍物。,2023/3/5,48,一、气割的特点,（1）气割是利用气体火焰对金属材料加热到燃点，然后喷以高速切割氧流使金属燃烧生成氧化熔渣并将其从切口处吹除实现切割。（2）设备简单，操作方便，使用范围广；所用的气体、设备和工具与气焊相同，只是气焊时使用气焊炬，气割时使用割炬。,广泛用于碳素钢和低合金钢的切割。不能气割的金属为铸铁、不锈钢、铜、铝等。,53 气割,2023/3/5,49,二、气割用的气体、设备和工具,1氧气和乙炔2氧气瓶3溶解乙炔气瓶4乙炔发生器5减压器6割炬7氧乙炔焰

29、8气割过程,2023/3/5,50,气割：是利用金属在高温（金属燃点）下与纯氧燃烧的原理而进行气割。气割开始时，用氧乙炔焰（预热火焰）将金属预热到燃点（在纯氧中燃烧的温度），然后通过气割氧（纯氧），使金属剧烈燃烧生成氧化物（熔渣）。同时放出大量热，熔渣被氧气流吹掉，所产生的热量和预热火焰一起将下层金属加热到燃点，如此继续下去就可将整个厚度切开。气割设备简单成本低,生产效率高,可实现空间各种位置地切割。,半自动气割机,数控切割机,2023/3/5,51,一.气割所用气体.设备和工具,气割中常用气体 1.可燃气体乙炔有叫电石气，在常温常压下为无色可燃气体，纯时没有气味，比空气轻，极易燃烧和爆炸。乙

30、炔本身无毒，但是在高浓度时会引起窒息。乙炔与氧的混合物有麻醉效应。吸入乙炔气后出现的症状有晕眩、头痛、恶心、面色青紫、中枢神经系统受刺激、昏迷、虚脱等，严重者可导致窒息死亡。压力大于0.15MPa时，温度大于300遇明火爆炸；温度大于580 会自行爆炸。乙炔与氯盐接触会生成爆炸性物质，所以乙炔着火不能用四氯化碳灭火器灭火，可用雾状水、二氧化碳灭火。,2.助燃气体氧气 工业用氧纯度：一级要求99.5 二级要求99.2,2023/3/5,52,3.设备及工具1.气割装置组成,氧气瓶储存和运输氧气的高压容器。,2023/3/5,53,氧气瓶外表漆成天蓝色，并用黑漆标明“氧气”字样。保管和使用时应防止

31、沾染油污；放置时必须平稳可靠，不应与其他气瓶混在一起；不许曝晒、火烤及敲打，以防爆炸。使用氧气时，不得将瓶内氧气全部用完，最少应留100200kpa，以便在再装氧气时吹除灰尘和避免混进其他气体。,乙炔瓶储存和运输乙炔的压力容器。国内最常用的乙炔瓶容积为40L，工作压力为1.5Mpa。外表漆成白色，并用红漆写上“乙炔”、“不可近火”等字样。在瓶体内装有浸满丙酮的多孔性填料，可使乙炔稳定而又安全地贮存在瓶内。,2023/3/5,54,氧气减压器用于显示氧气瓶内氧气及减压后氧气的压力，并将高压氧气降到工作所需要的压力，并且保持压力稳定。,乙炔减压器,2023/3/5,55,回火防止器正常气焊时，火焰

32、在焊炬的焊嘴外面燃烧，当气体供应不足、焊嘴堵塞、焊嘴太热或焊嘴离焊件太近时，火焰会沿乙炔管路往回燃烧。这种火焰进入喷嘴内逆向燃烧的现象称为回火。其作用就是防止回火时火焰进入气源引起爆炸。,割炬 是氧乙炔火焰进行气割的主要工具。火焰中心喷嘴喷射切割氧气流对金属进行切割。也分射吸式和等压式。,割炬,2023/3/5,56,割嘴,辅助器具有：通针、橡皮管、点火器、钢丝刷、手锤、锉刀等。防护用具有：气割眼镜、工作服、手套、工作鞋、护脚布等。,2023/3/5,57,调节预热火焰,点火,打开切割氧气,预热,熄灭火焰,切割过程,收尾,2.气割操作过程,2023/3/5,58,6.气割应用条件 金属熔点应高

33、于燃点（即先燃烧后熔化）。氧化物的熔点应低于金属本身的熔点，且流动性好。金属燃烧应放出大量热，且金属导热性不能太高，纯铁、低碳钢、中碳钢和普通低合金钢都能满足上述条件，具有良好的气割性能。高碳钢、铸铁、不锈钢，以及铜、铝等有色金属都难以进行氧气切割。,2023/3/5,59,1使用氧气瓶的注意事项氧气瓶装有高压氧气，使用不慎就有发生爆炸危险，故须注意以下事项：(1)氧气瓶禁止与可燃气瓶放在一起，应离火源5m以外。不能太阳暴晒，以免炸。瓶口不得沾有油脂、灰尘。阀门冻结千万不可火烤，可用温水蒸气适当加热。(2)应牢固放置，防止震动倾倒引起爆炸，防止滚动，瓶体上应套上两个胶皮减圈。,(3)开启前检查

34、压紧螺母是否拧紧，平稳旋转手轮，人站在出气口一侧。使用时把瓶内氧气全部用完(要剩0.10.3MPa压力)。不用时须罩好保护罩。(4)在搬运中尽量避免震动或互相碰撞。严禁人背氧气瓶，禁止用吊车吊运。,气割的注意事项,2023/3/5,60,2使用乙炔发生器及乙炔瓶的注意事项(1)发生器及乙炔瓶不要靠近火源，应放在空气流通的地方，并不能漏气。(2)工作环境温度特别低时如有冻结，须用热水或蒸气解冻或锤敲。3回火或火灾的紧急处理 当焊炬或割炬发生回火后应首先关闭乙炔开关，然后再关闭氧气开关，待火灭后，把手不烫手时方可继续工作。,2023/3/5,61,四、气割的机械化和自动化,1.半自动气割机,采用永

35、久磁轮吸附在钢管上爬行切割可在水平、垂直、仰面上切割本机具有气割圆周特好，操作方便等优点坡口I、Y、V（45）广泛用于石油、化工管道工程钢管切割等。,2023/3/5,62,主要技术参数,2023/3/5,63,2.仿形气割机,是一种按型板切割各种形状的切割机，特别适应于同一形状零件的批量切割。,2023/3/5,64,3.光电跟踪仿形气割机,CG2-1500型大仿形气割机。该机是采用磁轮跟踪靠模的方法进行各种形状零件及不同厚度钢板切割的精切设备。它综合了国外小池公司、伊隆公司等同类产品的特点，进行了优化设计。,2023/3/5,65,技术参数：切割厚度：5-60mm;加大割嘴，切割厚度可达1

36、50-250mm.切割速度：50-750mm/min无极调速。切割最大正方尺寸：1070*1070（mm）切割直线长度：1500mm圆周切割直径：3000mm(如有特殊要求,可另行加工订做)切割精度：达西德DIN2310一级以上，光洁度可达6.3,气割能切割哪些金属，不能切割哪些金属？能切割纯铁、低碳钢、中碳钢和普通低合金钢。不能切割铸铁、高碳钢、高合金钢及铜、铅等有色金属及合金。,2023/3/5,66,54 数控切割,数控切割是什么：指数控火焰、等离子、激光和水射流等切割机，根据数控切割套料软件提供的优化套料切割程序进行全时、自动、高效、高质量、高利用率的数控切割。数控切割代表了现代高科技

37、的生产方式，是先进的优化套料计算技术与计算机数控技术和切割机械相结合的产物。,数控切割优缺点：1、优点：数控套料软件通过计算机绘图、零件优化套料和数控编程，有效提高了钢材利用率，提高了切割生产准备的工作效率。数控切割机则通过数控系统即控制器提供的切割技术、切割工艺和自动控制技术，有效控制和提高切割质量和切割效率。,2023/3/5,67,2、缺点：数控切割由于切割效率更高，套料编程更加复杂，如果没有使用或是没有使用好优化套料编程软件，钢材浪费就会更加严重，导致切得越快，切得越多，浪费越多。数控系统即控制器，是数控切割机的心脏，如果没有使用好数控系统，或是数控系统不具备应有的切割工艺和切割经验，

38、导致切割质量问题，从而降低切割效率，造成钢材的浪费，也就丧失了数控切割的自动化，高效率，高质量和高利用率的先进性。,2023/3/5,68,数控切割发展状况：目前我国许多钢材切割焊接企业在使用数控切割机时，没有购买和使用优化套料软件，仅仅购买和使用NC转换软件，仍然停留在手工编程，在数控系统上编程的原始方法。即使用简单的NC转换软件，把CAD/DXF零件图转换为NC切割文件，然后在切割机数控系统上进行人工排料和矩阵排料，在钢板上进行局部切割，不能做到整板套料、余料板套料，使数控切割机大部分的时间处于等待编程的状态，大大降低了切割机的生产效率,而且钢材边角余料大量产生，浪费更加严重，导致切得越快

39、，切得越多，浪费越多。,2023/3/5,69,数控激光切割技术介绍,激光切割的原理 激光切割是用聚焦镜将激光束聚焦在材料表面，使材料熔化,同时用与激光束同轴的压缩气体吹走被熔化的材料,并使激光束与材料沿一定轨迹作相对运动,从而形成一定形状的切缝。,激光切割机,激光切割机,2023/3/5,70,激光切割的显著优势 1精度高：定位精度0.05mm，重复定位精度0.02 mm 2切缝窄：激光束聚焦成很小的光点，使焦点处达到很高的功率密度，材料很快加热至气化程度，蒸发形成孔洞。随着光束与材料相对线性移动，使孔洞连续形成宽度很窄的切缝。切口宽度一般为0.100.20mm。3切割面光滑：切割面无毛刺，

40、切口表面粗糙度一般控制在Ra12.5以内。4速度快：切割速度可达10m/min，最大定位速度可达70m/min，比线切割的速度快很多。,2023/3/5,71,5切割质量好：无接触切割，切边受热影响很小，基本没有工件热变形，完全避免材料冲剪时形成的塌边。6不损伤工件：激光切割头不会与材料表面相接触，保证不划伤工件。7不受被切材料的硬度影响：激光可以对钢板、不锈钢、铝合金板、硬质合金等进行加工，不管什么样的硬度，都可以进行无变形切割。8不受工件形状的影响：激光加工柔性好，可以加工任意图形，可以切割管材及其它异型材。9可以对非金属进行切割加工：如塑料、木材、PVC、皮革、纺织品、有机玻璃等。10节

41、约模具投资：激光加工不需模具，没有模具消耗，无须修理模具，节约更换模具时间，从而节省了加工费用，降低了生产成本，尤其适合大件产品的加工。11节省材料：采用电脑编程，可以把不同形状的产品进行整张板材料套裁，最大限度地提高材料的利用率。12提高新产品开发速度：产品图纸形成后，马上可以进行激光加工，在最短的时间内得到新产品的实物。,2023/3/5,72,激光切割的材料和厚度 材料 厚度（mm）不锈钢板 0.2-12.0 碳 钢 板 0.1-25.0 彩 钢 板 0.2-2.0 矽 钢 板 0.3-1.0 铝板 0.1-10.0 黄 铜 板 0.2-3.0 亚克力板 0.5-30.0 PVC 板 0

42、.5-30.0 中密度板 0.5-30.0 防 火 板 0.5-3.0 木板 0.5-30.0（end）,2023/3/5,73,55 等离子切割,主要技术参数：1、有效切割宽度：1300mm2、有效切割长度：2500mm3、整机最大运行速度：15000mm/min4、切割精度：0.2mm5、重复定位精度：0.1mm6、割炬升降最大距离：120mm7、整机重量：1000KG,等离子切割机,2023/3/5,74,(1)等离子弧的概念：自由电弧：未受到外界约束的电弧，如一般电弧焊产生的电弧。等离子弧：受外部拘束条件的影响使孤柱受到压缩的电弧。自由电弧弧区内的气体尚未完全电离，能量未高度集中，而等

43、离子弧弧区内的气体完全电离，能量高度集中，能量密度很大，可达105106W/cm2，电弧温度可高达5000 24000(一般自由状态的钨极氩弧焊最高温度为1000020000，能量密度在104W/cm2以下)能迅速熔化金属材料，可用来焊接和切割。,2023/3/5,75,(2)等离子弧的产生在钨极与喷嘴之间或钨极与工件之间加一较高电压，经高频振荡使气体电离形成自由电弧，该电弧受下列三个压缩作用形成等离子弧。机械压缩效应(作用)电弧经过有一定孔径的水冷喷嘴通道，使电弧截面受到拘束，不能自由扩展。热压缩效应当通入一定压力和流量的氩气或氮气时，冷气流均匀地包围着电弧，使电弧外围受到强烈冷却，迫使带电

44、粒子流(离子和电子)往弧柱中心集中，弧柱被进一步压缩。电磁收缩效应定向运动的电子、离子流就是相互平行的载流导体，在弧柱电流本身产生的磁场作用下，产生的电磁力使孤柱进一步收缩。,2023/3/5,76,电弧经过以上三种压缩效应后，能量高度集中在直径很小的弧柱中，弧柱中的气体被充分电离成等离子体，故称为等离子弧。当小直径喷嘴，大的气体流量和增大电流时，等离子焰自喷嘴喷出的速度很高，具有很大的冲击力，这种等离子弧称为“刚性弧”，主要用于切割金属。反之，若将等离子弧调节成温度较低、冲击力较小时，该等离子弧称为“柔性弧”，主要用于焊接。,等离子弧能切割哪些金属？切割时温度是多少？什么金属都可以切割。温度

45、是1000030000,2023/3/5,77,性能特点：1.先进的等离子专用XHSQ数控系统,全脱机工作,人性化操作；2.快速数据传输：采用先进的USB接口，全脱机工作，不占电脑资源；3.多种软件兼容：兼容Coreldaw,AutoCAD/文泰等多种软件4.高效无忧作业：拥有断电、断点续雕，加工时间预测，自动对刀等功能，真正的人性化设计5.日本THK直线导轨,确保工件切口垂直,精度高；6.可高效的切割铝、钢、铁、铜、钛金板及其他导电金属；7.可根据客户要求配备美国原装进口海宝等离子发生器和国产等离子发生器；8.可选配伺服系统、可选配吸尘装置，赠送全套正版软件。,数控等离子切割机 型号：XHS

46、Q-1325,2023/3/5,78,三、等离子弧发生装置,图5-35产生等离子弧的装置图,l一钨极 2一进气管 3一高频振荡器、电源 4一进水管 5一喷嘴 6一工件7一等离子弧 8一出水管,电极接直流电源的负极，工件接正极，在电极和工件问加上一较高的电压，经过高频振荡器的激发，使气体电离形成电弧，然后将氩气或氮气在很高的压力与速度下，围绕电弧吹过电弧放电区域，由于电弧受热压缩、机械压缩和磁压缩的作用，弧柱直径缩小，能量集中，弧柱温度很高，气体电离度很高，这种高度电离的离子流则以极高的速度喷出，形成明亮的等离子焰流。,2023/3/5,79,等离子弧切割的气体一般用氮气或氮氢混合气体，也可用氩

47、气或氩氢、氩氮混合气。主要用于切割、焊接(见等离子弧焊)和熔炼金属。切割的金属有铜、铝及其合金、不锈钢、各种合金钢、低碳钢、铸铁、钼和钨等。常用的切割气体为氮或氢氩、氢氮、氮氩混合气体。常用的电极为铈钨或钍钨电极，采用压缩空气切割时使用的电极为金属锆或铪。使用的喷嘴材料一般为紫铜或锆铜。切割不锈钢、铝及其合金的厚度一般为 3100毫米，最大厚度可达250毫米。,四、等离子弧切割工艺,2023/3/5,80,等离子弧切割时，为了保证安全，应注意下列几个方面：1等离子弧切割时的弧光及紫外线，对人的皮肤及眼睛均有伤害作用，所以必须采取保护措施(穿工作服、戴面罩等)2等离子弧切割时，产生大量的金属蒸气和气体，吸人人体内常产生不良的反应，所以工作场地必须安装强制抽风设备。3电源要接地，割枪的手把绝缘要好。4钍钨极是钨与氧化钍经粉末冶金制成。钍具有一定的放射性，但一根钍钨棒的放射剂量很小，对人体影响不大。大量钍钨棒存放或运输时，因剂量增大，应放在铅盒里。在磨削钍钨棒时，产生的尘末若进入人体则是不利的，所以在砂轮机上磨削钍钨棒时，必须装有抽风装置。,2023/3/5,81,课堂小结：布置作业：习题册4354,休息、休息,