鋼板切割加工先作矩形abef

　　劃線、放樣與下料_數學_自然科學_專業資料。劃線 識圖與劃線. 焊接結構圖的特點 2. 焊接結構圖的讀識方法 3. 劃線. 焊接結構圖的

　　劃線 識圖與劃線. 焊接結構圖的特點 2. 焊接結構圖的讀識方法 3. 劃線. 焊接結構圖的特點 （1）一般鋼板與鋼結構的總體尺寸相差懸殊，按正常的比例關系是難以表達， 往往需要通過板厚來表達板材的相互位置關系或焊縫結構，因此在繪制板厚、 型鋼斷面等小尺寸圖形時，需按不同的比例畫出來的。 （2）為了清楚表達焊縫位置和焊接結構，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）為了表達板與板之間的相互關系，除采用剖視外，還大量采用虛線的表 達方式，因此，圖面縱橫交錯的線）連接板與板之間的焊縫一般不用畫出，只標注焊縫代號。但特殊的接頭 形式和焊縫尺寸應該用局部放大視圖來表達清楚，焊縫的斷面要涂黑，以區 別焊縫和母材。 （5）為了便于讀圖，同一零件的序號可以同時標注在不同的視圖上。 2. 焊接結構圖的讀識方法 ? 焊接結構施工圖的讀識一般按以下順序進行：首先，閱讀標題 欄，了解產品名稱、材料、重量、設計單位等，核對一下各個 零部件的圖號、名稱、數量、材料等，確定哪些是外購件（或 庫領件），哪些為鍛件、鑄件或機加工件；再閱讀技術要求和 工藝文件，正式識圖時，要先看總圖，后看部件圖，后再看 零件圖；有剖視圖的要結合剖視圖，弄清大致結構，然后按投 影規律逐個零件閱讀，先看零件明細表，確定是鋼板還是型鋼； 然后再看圖，弄清每個零件的材料、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）劃線的基本規則 ① 垂線必須用作圖法； ② 用劃針或石筆劃線時，針尖應緊貼鋼尺移動； ③ 圓規在鋼板上劃圓、圓弧或分量尺寸時，應先打上樣沖眼，以防圓規尖滑動； ④ 平面劃線應先畫基準線，后按由外向內，從上到下，從左到右的順序劃線原 則。先畫基準線，是為了保證加工余量的合理分布，劃線之前應該在工件上 選擇一個或幾個面或線作為劃線的基準，以此來確定工件其它加工表面的相 對位置。一般情況下，以底平面、側面、軸線或主要加工面為基準。 （2）劃線的分類 ① 平面劃線與幾何作圖相似，在工件的一個平面上劃出圖樣的形狀和尺寸，有 時也可以采用樣板一次劃成。 ② 立體劃線是在工件的幾個表面上劃線，即在長、寬、高三個方向上劃線）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 側傾斜15～20°劃線，同時向劃線方向傾斜。 直線m用彈粉法劃線。彈粉線時把線兩端對準所劃直線兩端點，拉 緊使粉線處于平直狀態，然后垂直拿起粉線，再輕放。若是較長線時，應彈 兩次，以兩線重合為準；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，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， 在90°下端定出數點，再用粉線以三點彈成直線。 ② 大圓弧的劃法 放樣或裝配有時會碰上劃一段直徑為十幾米甚至幾十米的大圓 弧，因此，用一般的地規和盤尺不能適用，只能采用近似幾何作圖或計算法 作圖。 ? 大圓弧的準確劃法。已知弦長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（圖上為 4等分）等分線段ad、af、cg，對應各點連線的交點用光滑曲線連接，即為 所畫的圓弧，如圖3—5（c）。 大圓弧的計算法。計算法比作圖法要準確得多，一般采用計算法求出準確尺 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，弦長為cg， 求弧高（d為ac線上任意一點）。 ? （3）基本線 大圓弧的準確畫法 圖3-6 計算法作大圓弧 2 放樣 1. 放樣的工具 2. 放樣方法 3. 放樣程序 4. 實尺放樣過程舉例 1. 放樣的工具 （1）放樣平臺 放樣臺是進行實尺放樣的工作場地，放樣臺要求光線充足，便 于 ? 看圖和劃線。常用放樣臺有鋼質和木質兩種。 ? 鋼質放樣臺是用鑄鐵或由厚12mm以上的低碳鋼板所制成，在鋼板連接處的 焊縫應鏟平磨光，板面要平，必要時，在板面涂上帶膠白粉，板下需用枕木 或型鋼墊高。 木質放樣臺為木地板，要求地板光滑，表面無裂縫，木材紋理要細、疤節少， 還要有較好的彈性。為保證地板具有足夠的剛度，防止產生較大的撓度而影 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，接縫應該交錯地排列。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，同時該面漆可對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、地規、粉線）實尺放樣 根據圖樣的形狀和尺寸，用基本的作圖方法，以產品的實際大 小劃到放樣臺的工作稱為實尺放樣。 （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）計算機光學放樣 用計算機光學手段（比如掃描），將縮小的圖樣投影在 鋼板上，然后依據投影線. 放樣程序 ? ? ? ? 放樣程序一般包括結構處理、劃基本線型和展開三個部分。 結構處理又稱結構放樣，它是根據圖樣進行工藝處理的過程。一般包括確定 各連接部位的接頭形式、圖樣計算或量取坯料實際尺寸、制作樣板與樣桿等。 劃基本線型是在結構處理的基礎上，確定放樣基準和劃出工件的結構輪廓。 展開是對不能直接劃線的立體零件進行展開處理，將零件攤開在平面上。 4. 實尺放樣過程舉例 （1）識讀施工圖 （2）結構放樣 （1）識讀施工圖 ① 弄清產品的用途及一般技術要求。該產品為冶煉爐爐殼主體， 主要是保證足夠的強度，尺寸精度要求并不高。因為爐殼內還 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。 ② 了解產品的外部尺寸、質量、材質和加工數量等概況，并與本 加工能力比較，確定或熟悉產品制造工藝。現知道該產品外 部尺寸和質量都較大，需要較大的工作場地和大能力的起重設 。在加工過程中，尤其裝配焊接時翻轉次數盡量少。產品加 工數量少，故裝配和焊接都不宜制作專用胎具。 ③ 弄清各部分投影關系和尺寸要求，并確定可變動和不可變動的 部位及尺寸。 圖3-7 爐殼主體部件施工圖 （2）結構放樣 ① 連接部位Ⅰ、Ⅱ的處理 ② 大尺寸構件的處理 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方面考慮。 從裝配構件看，因圓筒體大而重，形狀也易于放穩，故裝配時可將圓 筒體置于裝配臺上，再將圓錐臺（包括件②、件③）落于其上。這樣， 三種連接形式除定位外，一般裝配環節基本相同。從定位考慮，顯然 圖3—8（b）形式為不利，而圖3—8(c)則較優越。從焊接工藝性看， 圖3—8（b）結構不佳，因為內環縫的焊接均處于不利位置，裝配后 須依裝配時位置焊接外環縫，此時處于橫焊和仰面焊之間，而翻過來 再焊內環縫，不但須作仰焊，且受構件尺寸限制，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 的外環縫焊接時為平角焊，翻轉后內環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。連接部分的處理結果如圖3—9所示。 圖3-8 I部位連接形式分析 圖3-9 錐臺結構草圖 ② 大尺寸構件的處理 ? 件①結構尺寸較大，件②錐度較大，均不能直接整彎成形，需分為幾塊壓制， 然后組對成形。根據尺寸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，要注意組對接縫的部位應按不削弱構件強度和 盡量減少變形的原則確定，焊縫應交錯排列，且不能選在孔眼位置。至此， 結構放樣完成。 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。從該構件施工圖看出，主視圖應以中心線和爐上口輪廓 為放樣畫線基準。準確地畫出各個視圖的基準線。 b畫出構件基本線型。件③在視圖上反映的是實形，可直接在鋼板上劃出。這 是一個直徑為ф2的整圓。為了提高劃線的效率可以做一個件③的號料樣板， 樣板上應注明零件編號、直徑、材質、板厚、件數等參數，如圖3—11所示。 件①和件②因是立體形狀，不能直接劃出，需要進行展開放樣。 圖3-11 件③號料樣板 ④ 展開放樣 a計算彎曲展開長。件①是圓柱體，展開后是一矩形，簡單的辦法是計算出矩 形的長和寬即可劃出。當彎曲件的板厚較小時，可直接按標注的直徑或半徑 計算展開長，但當板厚大于1.5mm時，彎曲內外徑相差較大，就必須考慮板 厚對展開長度、高度以及相關構件的接口尺寸的影響。板厚越大，對這些尺 寸的影響也越大。考慮鋼板厚度而改變展開作圖的圖形處理稱為板厚處理。 ? 現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，彎曲后內緣的纖維受壓而縮短，而外緣的纖維受拉而 伸長。在內緣與外緣之間必然存在彎曲時既不伸長也不縮短的一層纖維，該 層稱為中性層，中性層的長度在彎曲過程中保持不變，因此可作為展開尺寸 的依據，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算展開料，但如果彎 曲的相對厚度較大，即板厚而彎曲半徑小，中心層會被拉長，計算出來的尺 寸就會偏大。原因是中性層已偏離了中性層所致，這時就必須按中性層半徑 來計算展開長了。中性層的計算公式如下 R=r+kδ 式中：R—中性層半徑，mm； r—彎板內彎半徑，mm； δ—鋼板厚度，mm； k—中性層偏移系數，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 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是圓錐臺體， 是一種可展開表面，即立體的表面如能全部平整地攤平在 一個平面上，而不發生撕裂或皺褶，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條相 互平行的素線組成，取兩相鄰素線及其兩端點所圍成的微 小面積作為平面，只要將每一小平面的真實大小，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，等分點為1、2、 3、4、5，由各等分點向主視圖引素線′，則相鄰兩素線組成一個小梯形，每個小梯形稱為一個平面。 延長主視圖的下口線作為展開的基準線，將圓周展開在展長線各點。通過各等分點向上作垂線′上各點向右所引水平線對應點交點連成光滑曲 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的錐體。 展開原理是將錐體表面用放射線分割成共頂的若干三角形小平面，求 出其實際大小后，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是一個圓錐臺，可采用放射線是其展開過 程。展開時，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，過等分點向圓錐底面引垂線交點向錐頂 S連素線個三角形小平面，以S為圓心，S-7為半 徑畫圓弧1-1，得到底斷面圓周長；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量的三角形平面，然 后求出各三角形每邊的實長，并把它的實形依次畫在平面上，從而得到整個 立體表面的展開圖。 ? ? 圖3—15為一正四棱臺，現作其展開圖。 畫出四棱臺的主視圖和俯視圖，用三角形分割臺體表面，即連接側面對角線的實長，其方法是以主視圖h為對邊，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長。求得實長后，用畫三 角形的畫法即可畫出展開圖。 圖3—15 正四棱臺展開圖 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 號料樣板，但不是必須的。如果焊接產品批量較大，每一 個零件都去作圖展開其效率會太低，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，可以制作兩個號料樣板，一是件 ③的圓形樣板，如圖3—11所示。另一個是件②的扇形樣 板。由于件②在結構放樣時決定由4件拼成，因此該樣板 是實際展開料的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。 制作樣板時還應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。 除號料樣板外，還可制作用于檢驗件①、件②的卡形樣板， 件①需要一個，件②需要兩個，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號料樣板展開圖 圖3-17 用于檢驗零件制造精度的卡形樣板 3 下料 1. 手工下料 2. 機械下料 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，操作簡單、靈活,但產率低、勞動強度大，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虎鉗。鋸割可以分為手工鋸割和機械鋸割，手工鋸 割常用來切斷規格較小的型鋼或鋸成切口。經手工鋸割的零件用銼刀簡單修 整后可以獲得表面整齊、精度較高的切斷面。 機械鋸割要在鋸床上進行，主要用于鋸切較粗的圓鋼、鋼管等，供機械加工 車間和鍛造車間應用。因此，機械切割在焊接結構生產中應用不多，由于其 切口斷面形狀不變形而且整齊，所以有時也用切割小型型鋼。 ? （3）砂輪切割 ? ? ? ? 砂輪切割是利用高速旋轉的薄片砂輪與鋼材摩擦產生的熱量，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。 型鋼經剪切后的切口處斷面可能發生變形，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，勞動條件很差，工作時應采取適當的防塵與排塵措施。 圖3—19是砂輪切割機設外形圖。鋼材由夾鉗夾緊，切割時開動手把上的 開關，砂輪轉動，壓下手柄進行切割。壓下力不應過大，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，砂輪轉速為2900r ／min，切割線 m/s。為了防止砂輪片破碎，應采用有纖維的增強 砂輪片。 圖3-19 砂輪切割機 1-砂輪片； 2-可轉夾鉗； 3-底座； 4-調修機構； 5-動力頭； 6-手柄 （4）氣割 ① 氣割的操作過程如下 ② 金屬氣割應具下列條件 ① 氣割的操作過程如下 a開始氣割時，首先應點燃割炬，隨即調整火焰。預熱火焰通常采用中性焰或 輕微氧化焰，如圖3—20所示。 b開始氣割時，必須用預熱火焰將切割處金屬加熱至燃燒溫度（即燃點），一 般碳鋼在純氧中的燃點為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到燃點的金屬時，金屬便開始劇烈的燃燒（即氧化）， 產生大量的氧化物（熔渣），由于燃燒時放出大量的熱使氧化物呈液體狀態。 d燃燒時所產生的大量液態熔渣被高壓氧氣流吹走。這樣由上層金屬燃燒時產 生的熱傳至下層金屬，使下層金屬又預熱到燃點，切割過程由表面深入到整 個厚度，直到將金屬割穿。同時，金屬燃燒時產生的熱量和預熱火焰一起， 又把鄰近的金屬預熱到燃點，將割炬沿切割線以一定的速度移動，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 金屬氣割應具下列條件 a金屬的燃點必須低于其熔點，這是保證切割在燃燒過程中進行的 基本條件。否則，切割時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金屬氧化物的熔點低于金屬本身的熔點，同時流動性應好。否則， 將在割縫表面形成固態熔渣，阻礙氧氣流與下層金屬接觸，使 氣割不能進行。 c金屬燃燒時應放出較多的熱。滿足這一條件，才能使上層金屬燃 燒產生的熱量對下層金屬起預熱作用，使切割過程能連續進行。 d金屬的導熱性不應過高。否則，散熱太快會使割縫金屬溫度急劇 下降，達不到燃點，使氣割中斷。如果加大火焰能率，又會使 割縫過寬。 2. 機械下料 （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，刀刃長度一般為300～ 600 mm，下刀片固定在剪床的工作臺部分，靠上刀片的上、 下運動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 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 了避免在剪切時剪刀片和鋼板材料之間產生磨擦。除此而外對 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 而產生彎扭變形，上刀刃傾斜角度越大，彎扭現象越嚴重。在 大塊鋼板上剪切窄而長的條料時，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象示意圖 ② 平口剪床 ? 平口剪床有上下兩個刀刃，下刀刃固定在剪床的工作臺的前沿，上刀刃固定 在剪床的滑塊上。由上刀刃的運動而將板料分離。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寬度方向同時接觸，板料的 整個寬度同時被剪斷，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； 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的刀刃長，能剪切較寬 的板料，因此龍門剪床是加工中應用廣的一種剪切設。如Q1113×2500。剪板機型號的含義如下 ④ 圓盤剪床 ? 圓盤剪床上的上下剪刀皆為圓盤狀。剪切時上下圓盤刀以相同的速度旋轉， 被剪切的板料靠本身與刀刃之間的磨擦力而進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的，生產率較高，能剪切各種曲線輪廓，但所剪板料的 彎曲現象嚴重，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 數控氣割 ② 等離子弧切割 ③ 光電跟蹤氣割 ① 數控氣割 ? ? 數控氣割是利用電子計算機控制的自動切割，它能準確地切割出直線 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。數控氣割的精度很高，其生產率也比較高，它不僅適用于 成批生產，而且也更適合于自動化的單位生產。數控氣割是由數控氣 割機來實現的，該機主要由兩大部分組成：數字程序控制系統（包括 穩壓電源、光電輸入機、運算控制小型電子計算機等）和執行系統 （即切割機部分）。 數控氣割機的工作原理和程序是：首先對切割零件的圖樣進行分析， 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，將順序排成一個程序，并在紙帶上穿 孔；再通過光電輸入機輸入給計算機。切割時，計算機將這些紙帶孔 的含義翻譯并顯示出編碼，同時發出加工信息，由執行系統去完成， 即按程序控制氣割機進行切割，就可得到預定要求的切割零件。圖 3—26為數控氣割機的原理方框圖。第Ⅰ是輸入部分，根據所切割零 件的圖樣和按計算機的要求，將圖形劃分成若干個線段——程序，然 后用計算機所能閱讀的語言——數字來表達這些圖線，將這些程序及 數字打成穿孔紙帶，通過光電輸入機輸送給計算機；第Ⅱ部分是一臺 小型專用計算機，根據輸入的程序和數字進行插補運算。從而控制第 Ⅲ部分（氣割機），使割炬按所需要的軌跡移動。 圖3-26 數控氣割機工作原理方框圖 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利用光電原理對切割線進行自動跟蹤移動的氣割機，它 適用于復雜形狀零件的切割，是一種高效率、多比例的自動化氣割設。 光電跟蹤原理有光量感應法和脈沖相位法兩種基本形式。光量感應法是將燈 光聚焦形成的光點投射到鋼板所劃線上（要求線粗一些，以便跟蹤），并使 光點的中心位于所劃線所示，若光點的中心位于線條的中 心時，白色線條會使反射光減少，光電感應電也相應減少，通過放大器后控 制和調節伺服電機，使光點中心恢復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有利于簡化工序和提高生產率。即用少和盡量簡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有利于提高減少廢品，保證產品質量的穩定性。 c有利于提高金屬材料的利用率。減少材料的品種和規格，盡可能降低材料的 消耗。 d有利于簡化模具結構和延長沖模的使用壽命。 e有利于沖壓操作，便于組織實現自動化生產。 f有利于產品的通用性和互換性。 ② 合理排樣 ? ? 在實際生產中，排樣方法可分為有廢料排樣、少廢料排樣和無廢料排樣三種， 如圖3—28所示。 排樣時，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，是用來補償工件在沖壓過程中的定位誤差的。同時，搭邊還可以保持坯 料的剛度，便于向前送料。生產中，搭邊及邊距的大小，對沖壓件質量和模 具壽命均有影響。搭邊及邊距若過大，材料的利用率會降低；若搭邊和邊距 太小，在沖壓時條料很容易被拉斷，并使工件產生毛刺，有時還會使搭邊拉 入模具間隙中。 圖3-28 合理排料 a)有廢料排樣； b)少廢料排樣； 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，形狀也簡單，這樣的零件質量容 易保證。反之，就易出現質量問題。 b材料的力學性能 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量和較高的尺寸 精度。間隙過大或過小，使沖壓件斷面出現毛刺或撕裂現象。 ④ 沖壓中材料的分離過程 ? ? ? 彈性變形階段是當凸模在壓力機滑塊的帶動下接觸板料后，板 料開始受壓。隨著凸模的下降，板料產生彈性壓縮并彎曲。凸 模繼續下降，壓入板料，材料的另一面也略擠入凹模刃口內。 這時，材料的應力達到了彈性極限，如圖3—30（a）所示。 塑性變形階段是凸模繼續下降，對板料的壓力增加，使板料內 應力加大。當內應力加大到屈服點時，材料的壓縮彎曲變形加 劇，凸模、凹模刃口分別繼續擠進板料，板料內部開始產生塑 性變形。此時，上下模具刃邊的應力急劇集中，板料貼近刃邊 部分產生微小裂紋，板料開始被破壞，塑性變形結束，如圖3— 30（b）所示。 隨著凸模繼續下降、板料上已形成的微小裂紋逐漸擴大，并向 材料內部發展，當上下裂紋重合時，材料便被剪裂分離，板料 的分離結束，如圖3—30（c）所示。 圖3-30 沖裁時板料的分離過程 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 ? ? ? 簡單沖裁模是在壓力機的一次行程下，只能完成一個沖裁 工序的沖模，其結構如圖3—31所示。簡單沖裁模的特點 是：結構簡單、制造成本低，但加工精度較差，生產效率 低。一般用于生產批量小、精度要求不高，外形較簡單的 工件。 帶導柱沖裁模與簡單沖模不同的是，上、下模的對應位置 依靠模具上的導柱、導套來保證，沖裁時，由于導套在導 柱上作上下滑動，從而保證了凸凹模間隙均勻，提高了沖 裁質量。帶導柱沖模的特點是：模具安裝方便，使用壽命 長，但模具制作較復雜。因而一般用于大批量的沖裁。 復合沖裁模是板料在一個位置上，壓力機的一次行程便可 同時實現多道工序的沖裁，如內孔和外形同時沖裁。復合 沖裁模的特點為：結構緊湊，一模多用，生產效率高，沖 裁件質量好。但該模具結構比較復雜，模具制作成本高周 期長，一般適用于大批量的沖裁件的生產。 圖3-31 簡單沖裁模 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，主要是指焊接結構件的坡口加工，常用 的方法有機械切割和氣割兩類。采用機械加工方法可加工 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。如用自動或半自動切割設，同時使 1～3把割炬，一次可切割出I、V和X型坡口。關于氣割前 面已有論述，這時只介紹機械切割。 ? 機械加工坡口常用的設有：刨邊機、坡口加工機和銑床、 車床等各種通用機床。刨邊機可加工各種形式的直線坡口， 尺寸準確，不會出現加工硬化和熱切割中出現的那種淬硬 組織與熔渣等，適合低合金高強度鋼、高合金鋼以及復合 鋼板、不銹鋼的加工，缺點是機器外廓尺寸大、價格較貴。 如圖3—32所示為刨邊機。 ? 坡口加工機體積小，結構簡單、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、長度、寬度的限制。缺點是受銑刀結構的限制，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。 ? 圖3-32 刨邊機的結構示意圖 1-立柱；2-壓緊裝置；3-橫梁；4-刀架；5-進給箱；6-電動機；7-床身；8-導軌 圖3-33 坡口加工機 1-控制柜； 2-導向裝置； 3-床身； 4-壓緊和防翹裝置； 5-銑刀； 6-工作臺 5 碳弧氣刨 ? ? 用碳弧氣刨挑焊根，比采用風鑿生產率高，特別適用于仰位和 立位的刨切，噪音又比風鑿小，并能減輕勞動強度。采用碳弧 氣刨返修有焊接缺陷的焊縫時，容易發現焊縫中各種細小的缺 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產生一些煙霧，對操作者 的健康有影響，所以碳弧氣刨的現場應具良好的通風條件。 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， 與被刨金屬間產生電弧，電弧的高溫把金屬加熱到熔化狀態， 碳棒燒損會使低碳鋼增碳，降低其熔點并提高流動性，用壓縮 空氣氣流把熔化金屬吹掉，達到刨削金屬的目的。 圖3-34 碳弧氣刨示意圖
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