冷作工工艺第二章 放样与号料.ppt
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1、2024/5/6,1,第二章 放样与号料,21 放样,放样是制造金属结构的第一道工序,它对保证产品质量、缩短生产周期、节约原材料等都有着重要的作用。从事这项工作,需要多方面知识,理论性很强。本章以分析放样过程为重点,同时介绍号料方法。,所谓放样就是在产品图样基础上,根据产品的结构特点、制造工艺要求等条件,按一定比例(通常取l:1)准确绘制结构的全部或部分投影图,并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。金属结构的放样一般要经过线型放样、结构放样、展开放样三个过程。但并不是所有的金属结构放样都包含上述的三个过程,有些构件(如桁架类)完全由平板
2、或杆件组成而无需展开,放样时自然就省去了展开放样过程。本章主要介绍线型放样和结构放样。,什么是制作金属结构的第一道工序(放样和号料),2024/5/6,2,一、放样的任务,通过放样,一般要完成以下任务:1详细复核产品图样所表现的构件各部分投影关系、尺寸及外部轮廓形状(曲线或曲面)是否正确并符合设计要求。产品图样一般都是采用缩小比例的方法来绘制的,各部分投影关系的一致性及尺寸准确程度受到一定限制,外部轮廓形状(尤其是一般曲面)能否完全符合设计要求较难肯定。而放样图因采用1:l的实际尺寸绘制,故设计中不易发现的问题将充分显露,并将在放样中得到解决。这类问题在大型产品放样和新产品试制中比较突出。2在
3、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。这是每一产品放样都必须解决的问题。结构处理主要是考虑原设计结构从工艺性角度看是否合理、优越,并处理因受所用材料、设备能力和加工条件等因素影响而出现的结构问题。结构处理涉及面较广,有时还很复杂,需要放样者具有较丰富的专业知识和生产实践经验,并对相关专业(如焊接、起重等)知识有所了解。下面就通过两个例子来对放样过程中的结构翅理问题予以说明。,2024/5/6,3,a)设计结构 b)三件组合结构,图21 进风口,(1)图2-1a所示为一离心式通风机机壳中的零件边风口结构。它是由锥形筒翻边而成。从工艺性角度看,按此力案制作加工难度大,尤其是质量不
4、易保证。某厂在制造该产品时,决定在不降低原设计强度要求的前提下,改为图2-1b所示的三件组合形式(以图中双点划线为界)。其中A件为一个法兰圈,可由钢板切割而成;B件为一个圆锥筒,可由滚板柳滚制而成;c件为一个弧形外弯板筒,可以分为两块压制而成。改进后的产品加工难度降低了,质量也容易得到保证,生产效率也将有所提高。,放样图的比例一般为1:1,放样常用的工具有什么(划规)。,2024/5/6,4,图22 大圆筒,a)拼接位置b)坡口形式,图2-3拼接位置及坡口形式,(2)图22所示为某产品的一个部件大圆筒,原设计中只给出了各部尺寸要求,但由于此大圆筒直径较大,其展开料长较长,需要由几块钢板拼制而成
5、。,所以,放样时就应考虑拼接焊缝的位置和接头坡口的形式。从保证大圆筒的强度、避免应力集中、防止或减小焊接变形的角度来考虑,采用图2-3所示的拼接方式应该是一个较好的方案。,以上两例说明,结构处理中要考虑的问题是多种多样的,放样者要根据产品的具体情况和工厂的加工条件加以妥善解决。,2024/5/6,5,3利用放样图,确定复杂构件在缩小比例的图样中无法表达,而在实际制造中又必须明确的尺寸。例如,锅炉、造船及飞机制造中,由于其形状和结构比较复杂,尺寸又大,设计图样一般是按l:5、l:10或更小的比例绘制的,所以在图样上除了主要尺寸外,有些尺寸不能全部表达出来,而在实际制造中必须确定每一个构件的尺寸,
6、这就需要通过放样才能解决。4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,有时还要画出与之连接的构件的位置线(即算料与展开)。5依据构件的工艺需要,利用放样图设计加工或装配所需的胎具和模具。6为后续工序提供施工依据,即绘制供号料画线用的草图,制作各类样板、样杆和样箱,准备数据资料等。7某些构件还可以直接利用放样图进行装配时的定位,即所谓“地样装配”。桁架类构件和某些组合框架的装配,经常采用这种方法。这时,放样图就画在钢质装配平台上。,2024/5/6,6,二、放样程序与放样过程分析举例,放样的方法有多种。但在长期的生产实践中,形成了以实尺放样为主的放样方法。随着科学技术的发展,又出
7、现了比例放样、电子计算机放样等新工艺,并在逐步推广应用。但目前多数企业广泛应用的仍然是实尺放样。即使采用其他新方法放样,一般也要首先熟悉实尺放样过程。,1实尺放样程序,实尺放样就是采用1:1的比例放样,根据图样的形状和尺寸,用基本的作图方法,以产品的实际大小,画到放样台上的工作。由于实尺放样是手工操作,所以要求工作细致、认真,有高度的责任心。不同行业(如机械、船舶、车辆、化工、冶金、飞机制造等)的实尺放样程序各具特色,但就其基本程序而言,却大体相同。这里以常见的普通金属结构为主,来介绍实尺放样程序。,展开放样的内容有板厚处理、展开作图、制作号料样板。,2024/5/6,7,(1)线型放样线型放
8、样就是根据结构制造需要,绘制构件整体或局部轮廓(或若干组剖面)的投影基本线型。进行线型放样时要注意:1)根据所要绘制图样的大小和数量多少,安排好各图样在放样台上的位置。为了节省放样台面积和减轻放样劳动量,对于大型结构的放样,允许采用部分视图重叠或单向缩小比例的方法。2)选定放样画线基准。放样画线基准,就是放样画线时用以确定其他点、线、面空间位置的依据。以线作为基准的称为基准线,以面作为基准的称为基准面。在零件图上用来确定其他点、线、面位置的基准,称为设计基准。放样画线基准的选择,通常与设计基准是一致的。,放样时,有许多线条要画,通常是以(基准)开始的。,放样画线基准,通常与(设计基准)一致。,
9、2024/5/6,8,图24 放样画线基准,2024/5/6,9,在平面上确定几何要素的位置,需要两个独立坐标,所以放样画线时每个图要选取两个基准。放样画线基准一般可按以下三种方式选择:以两条互相垂直的线(或两个互相垂直的面)作为基准,如图2-4a所示;以两条中心线为基准,如图2-4b所示;以一个面和一条中心线为基准,如图24c所示。应当指出,较短的基准线可以直接用钢尺或弹粉线画出,而对于外形尺寸长达几十米甚至超过百米的大型金属结构,则需用拉钢丝配合角尺或悬挂线锤的方法画出基准线。目前,某些工厂已采用激光经纬仪作出大型结构的放样基准线,可以获得较高的精确度。作好基准线后,还要经过必要的检验,并
10、标注规定的符号。,2024/5/6,10,3)线型放样时首先画基准线,其次才能画其他的线。对于图形对称的零件,一般先画中心线和垂直线,以此作为基准,然后再画圆周或圆弧,最后画出各段直线。对于非对称图形的零件,先要根据图样上所标注的尺寸,找出零件的两个基准,当基准线画出后,再逐步画出其他的圆弧和直线段,最后完成整个放样工作。4)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暂时不画。5)进行线型放样,必须严格遵循正投影规律。放样时,究竟画出构件的整体还是局部,可依工艺需要而定。但无论整体还是局部,所画出的线型所包含的几何投影,必须符合正投影关系,即必须保证投影
11、的一致性。6)对于具有复杂曲线的金属结构,如船舶、飞行器、车辆等,则往往采用平行于投影面的剖面剖切,画出一组或几组线型,来表示结构的完整形状和尺寸。,2024/5/6,11,(2)结构放样结构放样就是在线型放样的基础上,依制造工艺要求进行工艺性处理的过程。它一般包含以下内容:1)确定各部接合位置及连接形式。在实际生产中,由于受到材料规格及加工条件等限制,往往需要将原设计中的产品整体分为几部分加工、组合。这时,就需要放样者根据构件的实际情况,正确、合理地确定接合部位及连接形式。此外,对原设计中的产品各连接部位结构形式,也要进行工艺分析,对其不合理的部分,要加以修改。2)根据加工工艺及工厂实际生产
12、加工能力,对结构中的某些部位或构件给予必要的改动,如图2-1所示。3)计算或量取零、部件料长及平面零件的实际形状,绘制号料草图,制作号料样板、样杆、样箱,或按一定格式填写数据,供数控切割使用。4)根据各加工工序的需要,设计胎具或胎架,绘制各类加工、装配草图;制作各类加工、装配用样板。,2024/5/6,12,这里需要强调的是:结构的工艺性处理,一定要在不违背原设计要求的前提下进行。对设计上有特殊要求的结构或结构上的某些部位,即便加工有困难,也要尽量满足设计要求。凡是对结构作较大的改动,须经设计部门或产品使用单位有关技术部门同意,并由本单位技术负责人批准,方可进行。(3)展开放样展开放样是在结构
13、放样的基础上,对不反映实形或需要展开的部件进行展开,以求取实形的过程。其具体过程如下:1)板厚处理根据加工过程中的各种因素,合理考虑板厚对构件形状、尺寸的影响,画出欲展开构件的单线图(即理论线),以便据此展开。2)展开作图即利用画出的构件单线图,运用正投影理论和钣金展开的基本方法,作出构件的展开图。3)根据作出的展开图,制作号料样板或绘制号料草图。,2024/5/6,13,2放样过程分析举例,图25 炉壳主体部件,图2-5所示为一个冶金炉炉壳主体部件图样,该部件的放样过程如下:(1)识读、分析构件图样在识读、分析构件图样的过程中,主要解决:1)弄清构件的用途及一般技术要求。该构件为冶金炉炉壳主
14、体,主要应保证其有足够的强度,尺寸精度要求并不高。因炉壳内还要砌筑耐火砖,所以连接部位允许按工艺要求作必要的变动。,2024/5/6,14,2)了解构件的外部尺寸、质量、材质、加工数量等概况,并与本厂加工能力相比较,确定产品制造工艺。通过分析可知该产品外形尺寸较大,质量较大,需要较大的工作场地和起重能力。加工过程中,尤其装配、焊接时,不宜多翻转。又知该产品加工数量少,故装配、焊接都不宜制作专门胎具。3)弄清各部投影关系和尺寸要求,确定可变动与不可变动的部位及尺寸。还应指出,对于某些大型、复杂的金属结构,在放样前,常常需要熟悉大量图样,全面了解所要制作的产品。,2024/5/6,15,a)画基准
15、线 b)画放样图,图2-6 炉壳线型放样,(2)线型放样(见图2-6)1)确定放样画线基准。从该件图样看出:主视图应以中心线和炉上口轮廓线为放样画线基准,而俯视图应以两中心线为放样画线基准。主、俯视图的放样画线基准确定后,应准确地画出各个视图中的基准线。2)画出构件基本线型。这里件l的尺寸必须符合设计要求,可先画出。件3位置也已由设计给定,不得改动,亦应先画出。而件2的尺寸要待处理好连接部位后才能确定,不宜先画出。至于件l上的孔,则先画后画均可。为便于展开放样,这里将构件按其使用位置倒置画出。,2024/5/6,16,(3)结构放样,1)连接部位I、的处理。首先看I部位,它可以有三种连接形式,
16、如图27所示。究竟选取哪种连接形式,工艺上主要从装配和焊接两个方面考虑。从构件装配方面看,因圆筒体(件1)大而重,形状也易于放稳,故装配时可将圆筒体置于装配平台上,再将圆锥台(包括件2、件3)落于其上。这样,三种连接形式除定位外,一般装配环节基本相同。从定位方面考虑,显然图2-7b的连接形式最不利,而图2-7c的连接形式则较好。,a)外环焊接 b)、c)内外环焊接,图2-7 I部位连接形式比较,综合以上两方面因素,I部位采取图2-7c所示形式连接为好。,2024/5/6,17,图2-8圆锥台侧板画法,至于部位,因件3体积小,质量轻,易于装配、焊接,可采用图样所给的连接形式。I、两部位连接形式确
17、定后,即可按以下方法画出件2(见图2-8):以圆筒内表面1点为圆心,圆锥台侧板12板厚为半径画一圆。过炉底板下沿2点引已画出圆的切线,则此切线即为圆锥台侧板内表面线。分别过1、2两点引内表面线垂线,使之长度等于板厚,得3、4、5点。连接4、5点,得圆锥台侧板外表面线。同时画出板厚中心线1-6,供展开放样用。,2024/5/6,18,2)因构件尺寸(a、b、1、2)较大,且件 2 锥度太大,不能采取滚弯成形,需分几块压制成形或手工煨制,然后组对。组对接缝的部位,应按不削弱构件强度和尽量减少变形的原则确定,焊缝应交错排列,且不能选在孔眼位置,如图2-9所示。,图29 焊缝位置,2024/5/6,1
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