冷作工工艺与技能训练---第一单元---矫正课件.ppt

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1、2023/3/30,1,第一单元 矫 正,冷 作 工 工 艺 与技能训练,北京铁路局石家庄职工培训基地主讲：邢建章职称：工程师E-maiI:,2023/3/30,2,钢材因受到外力、加热等因素的影响，会使表面产生不平、弯曲、扭曲、波浪等变形缺陷，这些变形将直接影响零件和产品的制造质量。因此，必须对变形的钢材进行矫正。矫正就是对钢材或金属结构制件在制造过程中因发生变形而不符合技术要求或超出制造公差要求的部位进行一定的加工，使其发生一定程度的反变形，从而达到技术要求所规定的正确几何形状的工艺过程。矫正是冷作工的一项重要工作内容，是冷作工必须掌握的基本技能之一。,第一单元 矫正,课题一 矫正原理,一

2、、产生变形的原因 钢材和工件的变形，主要来自以下三个方面：,桁架结构是以型材为主体制造结构。,2023/3/30,3,1在轧制过程中产生的变形 钢材在轧制过程中就可能因产生残余应力而引起变形。例如，轧制钢板时，由于轧辊沿长度方向受热不均匀、轧辊弯曲、调整设备失常等原因，而造成轧辊的间隙不一致，使板材在宽度方向的压缩力不一致，进而导致板材沿长度方向的延伸不相等而产生变形。热轧厚板时，由于金属所具有的良好塑性和较大的横向刚度，使延伸较多的部分克服了相邻延伸较少部分的牵制作用，而产生钢板的不均匀伸长。热轧薄板时，由于薄板的冷却速度较快，轧制结束时温度较低(约在600650)，此时，金属塑性已下降。延

3、伸程度不同的部分相互作用，延伸较多的部分产生压缩应力，延伸较少部分产生拉伸应力。结果，延伸较多的部分在压缩应力作用下容易失去稳定，使钢板产生波浪变形。,2023/3/30,4,2在加工过程中产生的变形 当整张钢板被切割成零件时，由于轧制时造成的内应力得到部分释放而引起零件变形。平直的钢材在压力剪或龙门式剪床上被剪切成零件时，在剪刀挤压力的作用下会产生弯曲或扭曲变形。采用氧-乙炔气割时，由于局部不均匀的加热，也会造成零件各种形式的变形。3装配焊接过程中产生的变形 在采用焊接方式连接时，随着产品结构形式、尺寸、板厚和焊接方法的不同，焊接的部件或成品由于焊缝的纵向和横向收缩的影响，不同程度地产生凹凸

4、不平、弯曲、扭曲和波浪变形。,2023/3/30,5,此外，大型结构在装焊过程中，需进行吊运或翻转，若结构的刚性不足或吊运方法不当，在自重和吊索张力的作用下也可能导致变形。由此可见，矫正实际上包括：钢材矫正，即在备料阶段对板材、型材和管材进行的矫正。零件矫正，即在钢板剪切或气割成零件后，对加工变形进行的矫正。部件及产品矫正，即构件在装配焊接过程中及产品完工后，对焊接变形进行的矫正。,构件在装配焊接过程中及产品完成后，对焊接变形的矫正称为（部件及产品）矫正。,2023/3/30,6,二、变形造成的影响,钢材的变形会影响零件的号料、切割和其他加工工序的正常进行，并降低加工精度。在零件加工过程中所产

5、生的变形如不加以矫正，则会影响整个结构的正确装配。由焊接而产生的变形会降低装配质量，并使结构内部产生附加应力，以至影响到结构的强度。此外，某些金属结构的变形还会影响到产品的外观质量。所以，钢材和工件无论何种原因造成的变形，都必须进行矫正，以消除其变形或将其限制在规定的范围以内。各种厚度的钢板，在矫平机或手工矫正后，应用1 m的钢直尺检查，其表面翘曲度不得超过表l-1的规定。,表ll 钢板表面的允许翘曲度,2023/3/30,7,型钢的直线度，角钢两边的垂直度，槽钢、工字钢翼板的垂直度，允许偏差如图1一l所示，图中 f 为型钢挠度，为偏差值。,a)挠度 b)垂直度,图11型钢的允许偏差,装配焊接

6、后的形状和尺寸允许偏差，随结构的类型、用途和性能要求而不同，通常在产品图样或技术文件中规定。,2023/3/30,8,三、变形的实质和矫正方法,钢材和构件由于各种原因，其内部存在不同的残余应力，使结构组织中一部分纤维较长而受到周围的压缩，另一部分纤维较短而受到周围的拉伸，造成了钢材的变形。矫正的目的，就是通过施加外力、捶击或局部加热，使较长的纤维缩短，较短的纤维伸长，最后使各层纤维长度趋于一致，从而消除变形或使变形减小到规定的范围之内。任何矫正方法都是形成新的、方向相反的变形，以抵消钢材或构件原有的变形，使其达到规定的形状和尺寸要求。,2023/3/30,9,矫正的方法有多种。按矫正时工件的温

7、度分为冷矫正和热矫正。冷矫正是工件在常温下进行的矫正，通过捶击延展等手段进行的冷矫正将引起材料的冷作硬化，并消耗材料的塑性储备，所以只适用于塑性较好的钢材。变形较大或脆性材料一般不能用冷矫正(普通钢材在严寒低温下也要避免使用)。矫正的过程就是钢材由弹性变形转变到塑性变形的过程。因此，材料在塑性变形中必然会存在着一定的弹性变形。由于这个缘故，当迫使材料产生塑性变形的外力去掉之后，工件会有一定程度的回弹。在矫正工作中可运用“矫枉必须过正”的道理处理好工件的回弹问题。热矫正是将钢材加热至7001 000高温时进行矫正，在钢材变形大、塑性差或缺少足够动力设备时应用。工件大面积加热可利用地炉，小面积加热

8、则使用氧-乙炔烤炬。,2023/3/30,10,按矫正时力的来源和性质分为机械矫正、手工矫正、火焰矫正和高频热点矫正。机械矫正的机床有多辊钢板矫平机、型钢矫直机、板缝碾压机、圆管矫直机(普通液压机和三辊弯板机也可用于矫正)。手工矫正是使用大锤、锤子、扳手、台虎钳等简单工具，通过捶击、拍打、扳扭等手工操作，矫正小尺寸钢材或工件的变形。火焰矫正和高频热点矫正的矫正力来自金属局部加热时的热塑压缩变形。各种矫正变形方法有时也结合使用。例如，在火焰加热矫正的同时对工件施加外力，进行捶击。在机械矫正时对工件局部加热，或机械矫正之后辅以手工矫正，都可以取得较好的矫正效果。,2023/3/30,11,目前，大

9、量钢材的矫正，一般都在钢材预处理阶段由专用设备进行。成批制作的小型焊接结构和各种焊接梁，常在大型液压机或撑床上进行矫正；大型焊接结构则主要采用火焰矫正。钢材和工件的矫正要耗费大量工时。例如，船舶类大型复杂金属结构，从材料准备到总体装配焊接结束，在各个工艺阶段有时要进行多达五次以上的矫正作业。所以，在金属结构制造过程中，从钢材的吊运堆放、零件加工到结构装焊，都应采取各种措施，尽量避免或减小变形的发生。,钢材变形矫正的基本方法有冷矫正和加热矫正。,什么叫冷作矫正？答：在常温下进行的矫正叫冷作矫正。,2023/3/30,12,课题二 机 械 矫 正,一、板材的矫正,采用机械矫正法矫正板材的变形一般在

10、多辊矫平机上进行，但有时也可利用液压机或其他设备进行矫正。1多辊矫平机矫正 矫平机的工作部分由上下两列轴辊组成，如图1-2所示，通常有511个工作轴辊。下列为主动辊，通过轴承和机体连接，由电动机带动旋转，但位置不能调节。上列为从动辊，可通过手动螺杆或电动升降装置作垂直调节，来改变上下辊列间的距离，以适应不同厚度钢板的矫正。工作时钢板随着轴辊的转动而啮入，在上下轴辊问方向相反力的作用下，钢板产生小曲率半径的交变弯曲。当应力超过材料的屈服点时产生塑性变形，使板材内原长度不相等的纤维，在反复拉伸与压缩中趋于一致，从而达到矫正的目的。,2023/3/30,13,a)上下辊列平行矫平机 b)上辊列倾斜矫

11、平机,图l一2 多辊矫平机,根据轴辊的排列形式和调节轴位置的不同，常用的矫平机有以下两种：,(1)辊列平行矫平机,(2)上辊列倾斜矫平机,太钢15辊变辊矩变辊径板材矫正机,2023/3/30,14,(1)辊列平行矫平机 当上下辊列的间隙略小于被矫正钢板的厚度时，钢板通过后便产生反复弯曲。上列两端的两个轴辊为导向辊，不起弯曲作用，只是引导钢板进人矫正辊中，或把钢板导出矫正辊(见图1-2a)。由于导向辊受力不大，故直径较小。导向辊可单独上下调节，导向辊的高低位置应能保证钢板的最后弯曲得以调平。有些导向辊还做成能单独驱动的形式。通常钢板在矫平机上要反复来回滚动多次，才能获得较高的矫正质量。(2)上辊

12、列倾斜矫平机 上下两辊列的轴心线形成很小的夹角 上辊除能做升降调节外，还可借助转角机构改变倾角，使上下辊列的间隙向出口端逐渐增大(见图11b)。当钢板在辊列间通过时，弯曲曲率逐渐减小，到最后一个轴辊前，钢板的变形已接近于弹性弯曲，因此不必装置可单独调节的导向辊。矫正时，头儿对轴辊进行的是钢板的基本弯曲，继续进入时其余各对轴辊对钢板产生拉力。这附加的拉力能有效地提高钢板的矫正效果。此类矫平机多用于薄钢板的矫正。,2023/3/30,15,一般来说，钢板越厚，矫正越容易。薄板容易变形，矫正起来比较困难。厚度在3 mm以上的钢板，通常在五辊或七辊矫平机上矫平；厚度在3 mm以下的薄板，必须在九辊、十

13、一辊或更多辊矫平机上矫平。凹凸变形严重的钢板，可以根据其变形情况，选择大小和厚度合适的低碳钢板条(厚度05-10 mm)，垫在需加大拉伸的部位，以提高矫平效果。钢板零件，由于剪切时挤压或气割边缘时局部受热而产生变形，需进行二次矫正。这时，只要把零件放在被用作垫板的平整厚钢板上，通过多辊矫平机，然后将零件翻转180再通过轴辊碾压一次即可矫平。此时上下辊的间隙应等于垫板和零件厚度之和。,2023/3/30,16,2液压机矫正,在缺少专用钢板矫平机时，厚板的弯曲变形也可以在液压机上进行矫正。矫正时，应使钢板的凸起面向上，并用两条相同厚度的扁钢在凹面两侧支承工件。工件在外力作用下发生塑性变形，达到矫正

14、的目的，如图13所示。施加外力时，钢板应超过平直状态(略呈反向变形)，使外力去除后钢板回弹而矫平。当工件受力点下面空间间隙较大时，应放置垫铁，其厚度应略小于两侧垫板的厚度。若钢板的变形比较复杂时，应先矫正扭曲变形，后矫正弯曲变形，这时要适当改变垫铁和施加压力的位置，直至矫平为止。,图l一3 在液压机上矫正厚板,2023/3/30,17,3碾压滚轮矫正,在实际生产中，有时会遇到薄板拼接的工作。由于薄板的刚性较差，易失稳，因此薄板拼接后容易产生波浪变形。对于薄板的波浪变形可用专门的碾压滚轮矫正，如图1-4所示。由于这种变形是由焊缝的纵向收缩引起的，用滚轮施加一定的压力在焊缝上来回反复的碾压，可以使

15、焊缝及其附近的金属延展伸长，从而消除拼接薄板的波浪变形。,图1-4滚碾法矫正拼接板变形,2023/3/30,18,1多辊型钢矫正机矫正,多辊型钢矫正机可矫正角钢、槽钢、扁钢和方钢等各种型钢。上辊列可上下调节，辊轮可以调换以适应矫正不同断面形状的型钢。其原理和多辊钢板矫平机相同，依靠型钢通过上下两列辊轮时的交变反复弯曲使变形得到矫正，如图l-5所示。,图1-5多辊型钢矫正机,1、3、5、8一辊轮 2一型钢 4一角钢 6一槽钢 7一方钢,型钢矫正机,二、型钢和焊接梁的矫正,2023/3/30,19,型钢撑直机是采用反向弯曲的方法，矫正型钢和各种焊接梁的弯曲变形。撑直机运动件成水平布置，有单头和双头

16、两种。双头矫直机两面对称，可两面同时工作，工作效率高。撑直机的工作部分如图1-6所示，型钢置于支撑和推撑之间，并可沿长度方向移动，支撑的间距可由操纵手轮调节，以适应型钢不同情况的弯形。当推撑由电动机驱动做水平往复运动时，便周期性地对被矫正的型钢施加推力，使其产生反向弯曲而达到矫正的目的。推撑的初始位置可以调节，以控制变形量。撑直机工作台面设有滚柱用以支承型钢，并减小型钢来回移动时的摩擦力。型钢撑直机也可用于型钢的弯形加工，故为弯形、矫正两用机床。,图1-6撑直机工作部分l一支撑 2工件3一推撑 4一滚柱,2型钢撑直机矫正,2023/3/30,20,3液压机矫正,a)矫正弯曲 b)矫正扭曲,图1

17、-7液压机上矫正型钢,在没有型钢矫正专用设备的情况下，也可在普通液压机(油压机、水压机等)上矫正型钢和焊接梁的弯曲和扭曲变形。操作时，根据工件尺寸和变形应考虑：工件放置的位置、垫板的厚度和垫起的部位。合理的操作可以提高矫正的质量和速度，如图1-7所示。,2023/3/30,21,三、钢材预处理流水线,1传送辊道2一钢板矫平机3一预热装置4一抛丸除锈机5一喷漆装置6一烘干装置,图l一11钢材预处理流水线示意图,目前，许多工厂已经将钢板矫正、表面清除和防护作业合并在一起，组成了钢材预处理流水线。它包括钢板的吊运、矫正、表面除锈清理、喷涂防护底漆和烘干等工艺过程，如图1-11所示。,2023/3/3

18、0,22,钢板由传送辊道呈平置状态被送入多辊矫平机矫平，再进入预热室使钢板温度达到40-60，以利于除去钢板表面的水分、油污，并使氧化皮和锈斑疏松。然后进入抛丸室，由卧式抛丸机对钢板进行双面抛丸除锈，再由辊道送入喷漆室。通常用高压无气喷涂机双面喷涂防护底漆，随后进入烘干室烘干。处理完毕的钢板最后由辊道直接送到下道工序，进行号料、切割等作业。采用钢材预处理流水线，不仅可以大幅度提高生产率，降低成本，而且能够保证钢板的矫正、防锈和涂漆的质量。,2023/3/30,23,课题三 手工矫正,无专用矫正设备时，对小尺寸的板材、型材、切割后的零件及焊接结构的局部变形，可采用手工矫正。手工矫正常见的是使用大

19、锤或锤子锤击工件的特定部位，以使该部位较紧的金属得到延伸扩展，最终使各层纤维长度趋于一致，达到矫正的目的。,2023/3/30,24,一、板材变形的矫正,1薄板变形的手工矫正,a)中部凸起变形 b)边缘呈波浪变形,图112 薄板的手工矫正 链接实训,(1)薄板的凸起变形矫正,(2)薄板的波浪变形矫正,冷作矫正的基本方法有手工矫正和机械矫正。,2023/3/30,25,1薄板变形的手工矫正(1)薄板的凸起变形矫正 薄板中部凸起是由于板材四周紧、中间松造成的。矫正时，由凸起处的边缘开始向周边呈放射形锤击，越向外锤击密度越大，锤击力也加大，以使由里向外各部分金属纤维层得到不同程度的延伸，凸起变形在锤

20、击过程中逐渐消失。若在薄钢板的中部有几处相邻的凸起，则应在凸起的交界处轻轻锤击，使数处凸起合并成一个凸起，然后再依照上述方法锤击四周使之展平。,2023/3/30,26,(2)薄板的波浪变形矫正 如果薄板四周呈波浪变形，则表示板材四周松、中间紧。矫正时，由外向内锤击，锤击的密度和力度逐渐增加，在板材中部纤维层产生较大的延伸，使薄板的四周波浪变形得到矫正。,2023/3/30,27,2厚板变形的手工矫正 厚板变形主要是弯曲变形。厚板弯曲变形的手工矫正，通常采用以下两种方法：(1)直接锤击凸起处 锤击力要大于材料的屈服点，使凸起处受到强制压缩产生塑性变形而矫平。(2)锤击凸起区域的凹面 锤击凹面可

21、用较小的力量，使材料仅在凹面扩展，迫使凸面受到相对压缩，从而使厚板得到矫平。,2023/3/30,28,3打大锤训练 大锤是手工矫正常用的工具之一。打大锤技术，是冷作工的一项基本功，它不仅在手工操作中发挥很大作用，而且在机械化作业中也常用它来完成一些辅助工作。作为冷作工，必须熟练掌握左、右撇打大锤技术。下面是以右撇为例，介绍打大锤技术，打左撇大锤的各项技术动作，只是方向相反，可参照右撇对比训练。(1)训练场地及器材 冷作工打大锤训练，是在训练场地安置锤桩，以大锤击打锤桩来练习打大锤技术。训练场地应宽阔、平整，场地中不应有任何妨碍训练的杂物，各锤桩间间距至少为5 m。,2023/3/30,29,

22、打大锤训练应用的工具和器材主要有以下几种：1)大锤 冷作工用大锤如图113所示。学生训练时可视其体力情况选重36 kg或重27 kg的锤头。2)锤桩 锤桩由一合适直径的钢棒铸人铸铁底座构成(见图114)。锤桩的高度最好与训练者的身高相适应，一般以8001 000 mm为宜。此外，还应准备斧子、木锯、冲头、楔钉等，用于装换或修理锤柄。,2023/3/30,30,在正式训练前，要学会安装锤柄。选择锤头时，主要看其孔眼是否端正，大小是否适宜。选择锤柄时，既要看它整体是否平直，还要看它的木纹是直的还是斜的，斜向木纹的锤柄因其受震易断，不宜选用。锤柄的长度一般为900l 000 mm。选择好锤头、锤柄后

23、，用斧子将锤柄的方形端(无方形端的，选较粗的一端)的一段，砍削成与锤头孔眼相适应的形状和尺寸，然后将锤柄紧密打人锤头的孔眼，并在装入锤头孔眼的锤柄端头钉人一二枚楔钉，使两者结合更牢固。(2)抱打大锤训练 所谓抱打大锤，是指用大锤击打工件后，再沿落锤运动轨迹将大锤举起的打锤方法。抱打大锤的技术动作，可分解如下：,2023/3/30,31,1)预备 打锤前，训练者应面对锤桩站立，站立位置与锤桩间的距离应和锤柄长度相等，如图115所示。然后，左脚后撤半步，两脚略成外八字自然开立，张开角度约为4060。以左手虎口在上握住锤柄的后端，右手握在锤柄的中间，两手的距离约为300500 mm，将锤头正置于锤桩

24、上。同时，腰身自然下弯，双膝微屈，形成抱打大锤的预备姿势，如图1-16所示,2023/3/30,32,2)起锤 起锤时腰身挺起，双腿站直，带动双臂将锤举起。锤举起后的姿势如图117所示，身体向右后方扭转，使左肩对着锤桩，两手握锤柄随腰身的扭转尽量后送，左臂绕颈部在颌下屈成90左右，手腕反扣，锤头放平；右臂也屈成90，并使右大臂与肩平；同时，整个身躯成一直线略向前倾，两眼始终正视锤桩。3)落锤 落锤时，舒展的腰肢回收与双臂同时发力带动大锤下落，击打锤桩。这时要求锤头必须以整个锤面与锤桩的被击打面接触，以保证将来以大锤击打工件时落锤平稳，不损伤工件表面。锤落下后的身体姿势与预备姿势相同。上述技术动

25、作分解训练后，便可将其连贯起来练习。整套动作应达到身体站立稳定、锤击点准确、落锤有力的要求。还需指出，抱打大锤时，无论举锤或落锤，锤头应始终绕肩关节作圆弧运动，而不能在头上绕过。抱打大锤技术是其它打锤方法的基础，应适当多安排训练时间，分别以左、右撇打法反复训练，并要注意及时纠正错误动作，使技术动作正确定型。,2023/3/30,33,(3)抡打大锤训练 所谓抡打大锤，是指在打锤时大锤起落的运动轨迹绕肩关节形成封闭曲线的打锤方法。常用的抡打大锤方法有竖向抡打(又称上下架抡打)和横向抡打(又称旁架抡打)两种。1)竖向抡打 竖向抡打是指锤头自上而下运动的抡打方法。竖向抡打(右撇)的预备姿势如图l18

26、所示。两脚站立位置与抱打时正好相反，左脚在前，右脚在后，略呈外八字自然开立。至于握锤方法和身体姿势则完全与抱打相同。起锤时，两手握锤自然下垂(以求省力)靠近身体右侧，以右肩关节为轴将锤从前下方送到身后上方，直至举起如图l19所示的姿势。,2023/3/30,34,抡打举锤及落锤动作，除两脚前后位置与抱打有别其它动作及其要求与抱打基本相同。竖向抡打大锤，在以后的生产实习及工作实践中应用最多，也是打大锤训练的重点。,2023/3/30,35,2)横向抡打 横向抡打是指以大锤横向击打工作物的抡打方法。进行横向抡打训练，要预先将锤桩横置固定，一般是将底座大部埋入地下。横向抡打的技术动作可分解为预备起锤

27、、落锤三个步骤：,2023/3/30,36,预备 横向抡打的预备姿势如图l-20所示。训练者站在锤桩的一侧，双脚略呈外八字自然开立，分开角度及两脚与锤桩的相对位置如图121所示。双腿微屈，腰身稍躬，双手握锤柄使锤头正抵锤桩，此时站立位置应远近适宜。起锤 起锤时，身体直立带动双臂握锤贴着身体外侧，将锤从前下方送至身后上方举起。举锤姿势与竖向抡打基本相同(见图l-22)。这时面部不再正对锤桩，但仍要以双目注视锤桩。落锤 落锤时，要屈腿收腰身体回转，同时右臂下沉使大锤成横扫之势，腰、腿、手臂共问用力于锤去击打锤桩。为保证锤头与锤桩的端面接触良好，锤的下落轨迹后段应与锤桩几乎处于同一直线，如图1-23

28、昕示。,2023/3/30,37,(4)注意事项 1)训练场地上不得有任何妨碍训练的杂物，训练者脚下应平整，便于站立。2)锤桩应放置稳固，相邻锤桩间应有足够的间距。锤桩被击打面上的飞边、毛刺应及时除掉，以免锤击时飞出伤人。3)打锤前应检查锤柄装得是否牢固，并环顾身前、身后是否有人，以免挥锤伤人。4)打大锤时不许戴手套，以防大锤脱手飞出。5)两人或三人共用一个锤桩时，不得相对站立，并需预先明确落锤顺序，有节奏地共同练习。,2023/3/30,38,二、窄钢板条变形的矫正,1矫正工件图(见图124)2矫正工艺特点分析(1)窄钢板条变形的特点在金属结构制造中，经常用窄钢板条制作一些零件。而这些窄钢板

29、条，通常是由大幅钢板经斜口剪板机剪切加工而成，往往同时存在双向弯曲变形和扭曲变形。,2023/3/30,39,(2)窄钢板条变形矫正工序 矫正窄钢板条变形，通常选择手工矫正。这时，确定正确的矫正工序十分重要。不合理的矫正工序，会使矫正工作事倍功半。比如，若先矫正弯曲变形，后矫正扭曲变形，则不仅弯曲变形矫正的效果不好判别，而且在矫正扭曲变形的过程中，往往又会产生新的弯曲变形。正确的矫正工序是：矫正扭曲变形矫正立面弯曲(钢板条宽度平面内的弯曲)矫正平面弯曲(钢板条厚度平面内的弯曲)。当然，窄钢板条上的几种变形是相互影响的。因此，几种变形的矫正，也难免时有交替，以求高质量和高效率。但这种交替是在基本

30、矫正工序基础上进行的。,2023/3/30,40,3矫正步骤与方法(1)矫正工具和设备 1)大锤 矫正工作常用的大锤锤头重量有3、4、5、6、8 kg。2)手锤 矫正中常用的手锤锤头可分圆头、直头、方头等(见图125)，其中以圆头最为常用。3)平锤 平锤的形状如图126所示，其工作锤面为一平面，四周边缘略呈弧形，平锤在矫正工作中用于修整工件表面，避免工件被大锤击伤。,2023/3/30,41,4)扳手 扳手用来矫正窄钢板条的扭曲变形，一般由操作者自制。扳手的形状如图127所示，中间开口的宽度要与钢板条的厚度相适应，不要过宽，能插入钢板条即可，开口的深度可与钢板条的宽度相等或稍深些。5)平台 平

31、台是矫正变形的基本设备，形状为长方形，其规格有1 000 mml 500 mm、2 000 mm3 000 mm等几种。平台可用铸铁或铸钢制成，也可用30 mm以上的厚钢板焊接而成。为了便于紧固工件，平台需要加工出一定数量的方形或圆形的通孔(见图128a)，也可以在平台面上加工出一定数量的T形槽道(见图l-28b)。,2023/3/30,42,(2)扭曲变形的矫正 矫正窄钢板条的扭曲变形，可采用两种方法：扳扭法或锤击法。1)扳扭法 扳扭法是在钢板条扭曲处的两端施加反向扭曲力，使钢板条新的扭曲与原有的扭曲变形相互抵消而使扭曲变形被矫正。图129所示为扳扭时先将钢板条扭曲处的一端卡在平台上，另一端

32、卡在扳手上，并用力做反方向扭转，直到消除扭曲现象为止。若扭曲变形严重，可移动钢板条分段进行扳扭。,2023/3/30,43,2)锤击法 窄钢板条扭曲变形用锤击法矫正，是靠锤击力使钢板条发生反向扭曲以矫正变形。图l-30所示为锤击法矫正扭曲，将扭曲的窄钢板条放在平台边缘上，以平台边缘与钢板条的接触点为支点，将扭曲处伸出平台边缘外，沿扭曲的反向进行锤击，锤击时，落锤点要控制好。若落锤点离平台边缘过近，易损伤工件；若落锤点离平台边缘过远，工件震颤，矫正效果不好。,2023/3/30,44,(3)立面弯曲变形的矫正 窄钢板条立面弯曲变形的矫正，可以采用直接击打凸面和锤击扩展凹面两种方法。厚度较大的钢板

33、条立弯，可用大锤直接击打凸面(见图l-3la)。厚度较小的钢板条的立面弯曲变形，可采取锤击扩展凹侧平面的方法矫正(见图13lb)。锤击时，靠凹侧边缘的锤击点要密，向钢板内逐渐稀少。打击一面后，翻转钢板条，再打击另一面，直至调直。,2023/3/30,45,(4)平面弯曲变形的矫正 矫正窄钢板条平面弯曲变形时，将工件放在平台上，用大锤垫上平锤(或用木锤)，沿窄钢板条凸起面纵向中心线进行击打，即可将工件矫正(见图1-32)。但需注意，锤击时落锤点不要偏在钢板条的边缘，以免引起立面弯曲。,2023/3/30,46,(5)窄钢板条矫正后的质量检验 窄钢板条的矫正质量，可采取如下两种方法检验：1)将矫正

34、后的窄钢板条放在平台上或比较平的钢板上，用手按动四角看是否平稳，同时，查看其整个平面是否都贴靠平台。若钢板条能以整个平面平稳地贴靠在平台上，说明扭曲及平面弯曲均已矫正。然后再以同样的方法检验立面。2)以目测检验钢板条两侧边线是否为直线并且相互平行若两侧边线均为直线并且互相平行，说明钢板条的变形已完全矫正。4注意事项(1)窄钢板条是经剪切加工而成，其边缘锋利而又多毛刺，矫正操作中要注意防止割伤手。(2)矫正质量检验以目测为主，为了准确地掌握检验标准和熟练地进行检验操作，要加强矫正质量检验的练习。,2023/3/30,47,三、角钢变形的矫正,1矫正工件图(见图l-33),2矫正工艺特点分析 角钢

35、变形一般多因吊运和堆放不当所致。角钢变形主要为弯曲变形，有时也会存在扭曲、角度不规则和局部凹凸，小型角钢较易产生多种变形。角钢变形一般采用手工矫正。当角钢同时存在几种变形时，其矫正工序如下：矫正局部变形一矫正扭曲变形一矫正角度变形一矫正弯曲变形。矫正作业中，上述工序也可根据实际情况交替进行。,2023/3/30,48,3矫正步骤与方法(1)矫正工具和设备 矫正角钢变形的工具和设备有：大锤、平锤、扳手、V形架、钢垫圈、平台等。(2)角钢局部变形的矫正 角钢的局部变形，可根据实际情况在平台上或钢垫圈的边缘进行矫正。(3)角钢扭曲变形的矫正 角钢扭曲变形的手工矫正与窄钢板条扭曲变形的矫正方法相同。小

36、型角钢扭曲变形可采用扳扭法矫正(见图l-34)，对较大规格的角钢，宜采用锤击法矫正其扭曲变形。,2023/3/30,49,(4)角钢角度变形的矫正 当角钢有角度变形时，若角度大于90。，矫正时应将角钢置于V形架内，用大锤击打外倾部分来矫正(见图l-35a)；也可将角钢边斜立于平台上，用大锤击打角钢边，使其夹角变小(见图l-35b)。角钢角度变形若小于90时，可将角钢仰放于平台上，然后在角钢的内侧垫上平锤再锤击(见图l-35c)使其角度扩大。,2023/3/30,50,(5)角钢弯曲变形的矫正 矫正角钢弯曲变形，应将角钢放在钢垫圈上，使其弯曲部位位于钢垫圈中间，凸起侧朝上，施以锤击，使角钢发生反

37、向弯曲，从而变形得到矫正。角钢弯曲变形分为外弯和内弯，矫正两种不同的弯曲时，角钢在钢垫圈上的放置形式和锤击方法有所不同。矫正角钢外弯时，将角钢背面朝下平放在钢垫圈上，为防止角钢受锤击时翻转，锤落在角钢上时，锤柄应与水平面成一定角度倾斜，倾斜角a约为5(见图l-36a)。这样，才能使锤击力中除垂直向下的矫正力外。还有向内拉(锤柄后手抬高时)或向外推(锤柄后手放低时)的分力，这个分力保证角钢在锤击时稳定而不倾倒。,2023/3/30,51,矫正角钢内弯时，将角钢背面朝上立放在钢垫圈上，然后锤击矫正(见图l-36b)。为防止角钢翻转，落锤的角度也应略作调整(a约为5)。,(6)矫正质量检验 1)角钢

38、扭曲变形矫正后的检验 将角钢反扣放在平台上，使其两面边缘与平台接触。若角钢的两条边缘线均能与平台贴合，说明其扭曲变形已经得到矫正。此外，还可以通过目测角钢两边线是否平行来判定。若两边缘线平行，则说明角钢扭曲变形已矫正好。,角钢变形有扭曲，弯曲，角变形三种,2023/3/30,52,2)角钢角度变形矫正后的检验 角钢角度变形矫正后，可用直角尺或角度样板检验角钢两面间夹角。3)角钢弯曲变形矫正后的检验 角钢弯曲变形矫正后，通常采用目测法检验。检验时，将角钢被矫正的一面朝上放在钢垫圈上(或用手托起角钢的一端)，再从角钢的另一面目测角钢棱线是否为一直线。若角钢棱线为一直线，说明角钢被矫正的面已不弯曲。

39、4注意事项(1)每个作业组要有一人负责作业指挥。(2)打锤时要注意锤击位置准确，落锤倾角适当。(3)使用平锤矫正角钢弯曲变形时，握平锤者不应和打锤者相对站立，以防意外伤害。(4)要经常检查锤头装得是否牢固，以防锤头脱落伤人。(5)矫正作业时，扶持角钢的人要戴厚棉布手套，不要握持角钢太紧，以减轻震手并防止手割伤。,2023/3/30,53,二、型材与管材变形的矫正,a)捶击延展 b)弯曲、扭转,型钢的弯曲和扭曲变形也可在平台、圆墩和台虎钳上，用锤子、扳手等工具进行矫正，靠矫正外力所形成的弯矩达到矫正的目的。,2023/3/30,54,课题四 火焰矫正,一、火焰矫正的原理与特点,1火焰矫正的原理,

40、火焰矫正是利用金属局部加热后所产生的塑性变形抵消原有的变形，而达到矫正的目的。火焰矫正时，应对变形钢材或构件纤维较长处的金属，进行有规律的火焰集中加热，并达到一定的温度，使该部分金属获得不可逆的压缩塑性变形。冷却后，对周围的材料产生拉应力，使变形得到矫正。,火焰矫正,2023/3/30,55,大连市职工火焰矫正献计表演,2023/3/30,56,金属具有热胀冷缩的特性，在外力作用下既能产生弹性变形，也能产生塑性变形。局部加热时，被加热部分的金属膨胀，由于周围金属温度相对较低，膨胀受到阻碍，使加热部分金属受到压缩。当加热温度达到600700时，应力超过屈服点，即产生塑性变形，此时，该处材料的厚度

41、略有增加，长度则比可自由膨胀时短。一般低碳钢当温度达到600650时，屈服点、接近于零，金属材料的变形主要是塑性变形。现在以长板条一侧非对称加热为例加以说明。如果用电阻丝作热源对狭长板条的AB一侧快速加热，由于加热速度较快，此时在板条中产生对横截面呈不对称分布的非均匀热场，如图l37所示(图中 T 为其温度分布曲线)。在整张钢板上气割窄长板条，或沿板条的一侧进行焊接，情况即与此类似。,图1一37长板条一侧加热,2023/3/30,57,a)板条的假想变形 b)端面实际变形 c)应力分布,图l38 板条一侧加热时的应力与变形,为了便于理解，假设板条是由若干互不相连，而又紧密相贴的小窄条组成，每一

42、小窄条都可以按各自不同的温度自由膨胀，结果是各窄板条端面出现和温度曲线对应的阶梯状变形(见图138a)。实际上，由于板条是一个整体，各部分材料互相牵制约束，板条沿长度方向将出现如图l-38b所示的弯曲变形，板条向加热侧凸出。根据应力平衡的条件，加热时板条的内应力分布如图l-38c所示(两侧金属受压，中部金属受拉)。,2023/3/30,58,图l一39板条冷却后的应力与变形,由于加热侧温度高，应力超过屈服点，而产生压缩塑性变形。冷却时，板条恢复到初始温度，加热时受压缩塑性变形的部分收缩，板条将产生残余变形(加热一侧凹入)，其应力分布如图l-39所示，与加热时的情形正相反，加热过的一侧产生拉应力

43、。这就是火焰局部加热时产生变形的基本规律，是掌握火焰矫正的关键。,在金属局部进行条形或圆形加热时，其应力和变形的规律，也可按此进行相似的分析。,2023/3/30,59,2火焰矫正的特点,(1)火焰矫正能获得相当大的矫正力，矫正效果明显。对于低碳钢，只要有1 cm2面积加热到塑性状态，冷却后能产生约24 kN的矫正力。工件上若有0.01m2的材料加热面积在矫正时达到塑性状态，冷却后就会产生2 400 kN的矫正力。所以，火焰矫正不仅应用于钢材，而且更多地用来矫正不同尺寸和不同形式各种钢结构的变形。(2)火焰矫正设备简单、方法灵活、操作方便，所以，不仅在材料准备工序中用于钢板和型钢的矫正，而且广

44、泛地应用于金属结构在制造过程中各种变形的矫正，如用于船舶、车辆、重型机架、大型容器和箱、梁的矫正等。(3)火焰矫正与机械矫正一样，也要消耗金属材料部分塑性储备，对于特别重要的结构、脆性或塑性很差的材料要慎重使用。加热温度要适当控制。若温度超过850，则金属晶粒长大，力学性能下降；但温度过低又会降低矫正效果。对于有淬火倾向的材料，采用火焰加热时，喷水冷却要特别慎重。,2023/3/30,60,二、影响矫正效果的因素,1工件的刚性 当加热方式、位置和火焰热量都相同时，所获得矫正变形的大小和工件本身的刚性有关：工件刚性越大，变形越小；反之，刚性越小，变形越大。2加热位置 火焰在工件上加热的位置对矫正

45、效果有很大影响。由于加热金属冷却以后都是收缩的，所以一般总是把加热位置选在金属纤维较长、需要收缩的部位。错误的加热位置，不仅收不到矫正效果，还会加剧原有的变形或使变形更趋复杂。此外，加热位置相对于结构中性轴的距离也十分重要，距离越远，变形越大，效果越好。3火焰热量 用不同的火焰热量加热，可获得不同的矫正变形能力。若火焰热量不足，势必延长加热时间，降低工件上的温度梯度，使加热处和周围金属温差减小，降低矫正效果。,2023/3/30,61,4加热面积 火焰矫正所获得的矫正力和加热面积成正比。达到热塑状态的金属面积越大，得到的矫正力也越大。所以，工件刚性和变形越大，加热的总面积也应越大。必要时可以多

46、次加热，但加热的位置应错开。5冷却方式 火焰加热时，若浇水急冷能提高矫正效率，这种方法称为水火矫正，可以应用于低碳钢和部分低合金钢，但对于比较重要的结构和淬硬倾向较大的钢材不宜采用。水火之间的距离也应注意，矫正46 mm钢板，一般应为2530 mm。有淬硬倾向的材料距离还应大些。水冷的主要作用是建立较大的温度梯度，以造成较大的温差效应。同时，水冷还可以缩短重复加热的时间间隔。一般来说，金属冷却的速度对矫正效果并无明显影响。,火焰矫正的效果由加热的位置和加热温度决定。,2023/3/30,62,三、火焰矫正的加热方式,图140点状加热,1点状加热 用火焰在工件上做圆环状移动，均匀地加热成圆点状(

47、俗称火圈)，根据需要可以加热一点或多点。多点加热时在板材上多呈梅花状分布，如图1-40所示，型材或管材则多呈直线排列。加热点直径 d 随板厚变化(厚板略大些，薄板略小些)，但一般不应小于15mm。点间距离随变形增大而减小，一般在50100mm。,局部加热矫正加热区的形状有点状，线状，三角形三种。,2023/3/30,63,2线(条)状加热 火焰沿一定方向直线移动并同时做横向摆动，以形成具有一定宽度的条状加热区，如图141所示。线状加热时，横向收缩大于纵向收缩，其收缩量随加热区宽度的增加而增加，加热区宽度通常取板厚的0.52.0倍，一般约为1520 mm。加热线的长度和间距视工件尺寸和变形情况而

48、定。线状加热多用于矫正刚性和变形较大的结构。,图141线状加热,2023/3/30,64,3.三角形加热 将火焰摆动，使加热区呈三角形，三角形底边在被矫正钢板或型钢的边缘，角顶向内，如图142所示。因为三角形加热面积大，故收缩量也大，而且沿三角形高度方向的加热宽度不相等，越靠近板边，收缩越大。三角形加热法常用于矫正厚度和刚性较大构件的变形。如矫正型钢和焊接梁的弯曲变形，或用于矫正板架结构中钢板自由边缘的波浪变形。此时，三角形的顶角约为300。矫正型材或焊接梁时，三角形的高度应为腹板高度的1213。,图142三角形加热,2023/3/30,65,四、火焰矫正工艺要领,1预先了解结构的材料及其特点

49、，以确定能否使用火焰矫正，并根据不同材质来正确掌握矫正过程中的加热温度，避免因火焰矫正而导致材料力学性能的严重下降。2分析结构变形的特点，考虑加热方式、加热位置和加热顺序，选择最佳的加热方案。3加热火焰采用中性焰。如果要求加热深度浅，避免造成较大的角变形，为提高加热速度也可采用氧化焰。4矫正尺寸较大的复杂板材和型钢结构时，既可能出现局部变形，又可能出现整体变形，既有板材的变形，又有型钢的变形。在矫正过程中这些因素会互相影响，应掌握其变形规律，灵活运用，尽量减少矫正工作量，提高效率，保证矫正质量。5进行火焰矫正时，也可同时对结构施加外力。例如，利用大型结构的自重和加压重物造成附加弯矩，或利用机具

50、进行牵拉和顶压，都可增大结构的变形。总之，火焰矫正操作灵活多变，并无固定的模式，操作者应通过实践来掌握其变形规律，积累经验，这样才能取得较好的矫正效果,2023/3/30,66,四、火焰矫正训练1钢板变形的火焰矫正(1)矫正工件图(见图143),(2)矫正步骤与方法1)矫正工具和设备加热工具和设备：焊炬(H0120)、氧气瓶、乙炔气瓶、减压器等。平台(2 000 mm3 000 mm)、平尺、羊角卡、大锤、木锤、盛水器具等。,2023/3/30,67,2)钢板四边波浪变形的矫正将被矫正的钢板放在平台上，用羊角卡压紧三条边，使变形尽量集中在不被压紧的那条边。先从凸起两侧平的部位开始，然后向凸起处