搜索
授课单元第六章钢材预处理和号料第一节钢材的矫正第二节预处理工艺流程及设备第三节钢材预处理流水线课时4主讲教师于雯分院（部）机电教研室船舶教材《船舶修造工艺》，王鸿斌主编，P126-P139授课班级12船舶工程技术教学目标知识目标能力目标素质目标1、能讲述钢材预处理和号料的基本概念2、能讲述钢材预处理和号料的内容和方法1、能进行手工套料钢材预处理和号料过程中的安全问题教学内容1、钢材的矫正2、预处理工艺流程及设备3、钢材预处理流水线教学重点钢材的矫正预处理工艺流程及设备教学难点钢材预处理流水线教学方法与手段讲授法，多媒体形象教学法工具与材料多媒体教室，多媒体课件，视频教学过程第六章钢材的与处理和号料第一部分：复习、总结前一节内容（5分钟）1、三角样板的制作2、草图的作用第一部分：引入新课题（5分钟）钢材矫正的原因、后果和方法。第二部分：课堂教学内容第一节钢材的矫正1、钢材的矫正（45分钟）（1）板材的矫正1）变形的实质钢板的变形都是由于其中纤维受外力作用压缩变短或拉伸变长所致2）矫正原理对钢板施以交变小曲率弯曲，通过反复震荡将较长的纤维缩短或将较短的纤维拉长，使钢板的纤维长度趋向一致，从而消除局部不平。3）矫正设备①主要设备：多辊矫平机②其他设备：三辊矫平机液压机水火矫正手槌中厚板的矫正：薄板的矫正（2）板材的矫正视频（3）型材的矫正1）主要设备：型材矫直机2）其他设备：液压机水火矫正（4）型材矫正视频第二节钢材表面清理与防护2、钢材表面清理方法（25分钟）（1）手工除锈除锈效率很低、质量较差操作工具主要是钢丝刷、刮刀、榔头、铲刀、榔头等对人体呼吸系统造成严重影响用途：对局部缺陷的修补对于机械除锈难以达到的部位，如狭小舱室、型钢反面角隅边缘等作业困难区域（2）手工机械除锈除锈效率较高、质量较好（与手工除锈比）角向磨光机、电动钢丝刷、风动针束除锈器、风动敲锈锤、齿型旋转除锈器等粉尘更大，对人体危害大（3）干喷（抛）砂（丸）除锈除锈效率高、质量好，能较为彻底地清除金属表面所有的杂质主要分为立式抛丸机和卧式抛丸机粉尘大,对人体危害大（4）湿喷（抛）砂（丸）除锈利用高压水夹砂进行喷砂（丸）除锈，减少粉尘湿喷砂（丸）系统除锈后还需要防止钢材表面返锈除锈完毕后必须立刻进行表面干燥处理，再马上涂装防锈底漆来保护其已处理的表面（5）回收式干喷（抛）砂（丸）除锈在干喷砂（丸）除锈方法的基础上进行了改进可回收氧化皮、铁锈和砂（丸）子装置复杂，相应降低了除锈效率，施工对设备的要求较高（6）化学除锈流程喷砂（丸）除锈时，砂粒的冲击容易使薄板变形。4mm以下的钢板可用化学除锈法，化学除锈法指多工序酸洗法，经酸洗后的钢材需要磷化处理。可用于薄板、管子、舾装件和形状复杂零部件的除锈处理，作为抛丸除锈法的补充手段。4、钢材表面清理视频（15分钟）5、几种除污工艺的比较（10分钟）第三节：钢材预处理流水线6、板材预处理流水线的工艺流程（15分钟）7、型材预处理流水线的工艺流程（10分钟）8、预处理流水线的特点（10分钟）1）生产效率高.大型流水线每小时处理钢板面积达800平方米2）劳动条件好.除锈过程密闭，全自动控制3）除锈质量理想，表面粗糙度均匀4）底漆附着牢固9、钢材预处理流水线视频（10分钟）第三部分：本节课引入素质教育（5分钟）钢材预处理和号料涉及到及相关机械的使用和操作规程，在实际工作过程当中要按照规定操作，注意安全。在钢板除锈的过程当中，有大量的粉尘，所以要学会如何保护自己。第四部分：小结、学生提问(5分钟)考核方式：评价内容：课堂回答问题积极性评价课堂掌握知识评价评价方式：教师评价学生评价课外任务或作业P139:1、2、3、5、6学习方法指导1、《船舶建造工艺》，徐兆康主编2、学生提前预习相关内容3、课后及时答疑授课单元第七章船体构件加工第一节：船体构件的边缘加工课时3主讲教师于雯分院（部）机电教研室船舶教材《船舶修造工艺》，王鸿斌主编，P143-P152授课班级12船舶工程技术教学目标知识目标能力目标素质目标1、熟悉机械剪切和气割原理、设备、方法。2、熟悉金属能进行气割的条件。3、了解数控气割的优点。4、了解几种高效能的物理切割方法。5、熟悉用割炬组开坡口的方法。1、能识别钢机械剪切的设备和使用方法。2、熟悉手工气割、半自动气割和数控气割的操作方法。3、能制定用割炬组开坡口的工艺方案。船体构件加工有不同的工艺方法，根据不同方法的特点选择合适的工艺，首先要清楚各种工艺的区别，在平时的学习过程中要善于总结教学内容1、钢材的矫正2、预处理工艺流程及设备3、钢材预处理流水线教学重点钢材的矫正预处理工艺流程及设备教学难点钢材预处理流水线教学方法与手段讲授法，多媒体形象教学法工具与材料多媒体教室，多媒体课件，视频教学过程第七章船体钢料加工第一部分：复习、总结前一节内容（5分钟）1、钢材预处理流程2、钢材变形的原因和矫正工艺第一部分：引入新课题（5分钟）钢材经过预处理和号料划线以后，要按照要求制造成各种各样的船体结构构件，这个过程就是船体钢料加工部分常用的船体构件的形状特征分分类第二部分：课堂教学内容第一节：船体构件的边缘加工1、船体构件的边缘加工定义和方法（5分钟）（1）定义：边缘加工：边缘的切割和开焊接坡口。（2）边缘加工方法：机械切割法：剪切，冲孔，刨边，铣边等。化学切割法：气割。物理切割法：等离子切割，激光切割。2、机械剪切（35分钟）（1）剪切原理被切割金属受到剪刀给予的超过材料极限强度的机械剪切力的挤压而发生变形并断裂分离。机械剪切的过程可分为三个连续发生的阶段：①弹性变形阶段：材料受上、下剪刀作用力，发生弹性变形，应力没有超过屈服极限。②塑性变形阶段：上、下剪刀继续作用，应力超过屈服极限并继续上升，直到相当于材料抗剪强度的最大值，塑性剪变形从剪刀的刃边开始，变形方向沿着滑移面发生。剪刀挤入被剪金属的深度随着材料性质的不同可达其厚度的20～50％。③断裂阶段：随着塑性变形的增加，由于剪刃间有一定间隙使金属纤维弯曲拉伸，沿着滑移面的方向逐渐形成裂隙并迅速扩大，直到材料的一部分与另一部分完全脱离，材料即被剪断。断口变形情况（2）常用的机械剪切加工机床1）斜刃龙门剪床——剪切长直边构件的专用设备①工作部分如图所示：γ＝2°～3°，α＝75°～80°，φ=1.5°～5°S——刀口间隙剪刀长度：1.5～8.3m②剪刀刀口间隙调整曲线③剪切过程剪床的下剪刀固定，离合器合上，上剪刀做一次下剪动作。完成一次剪切动作后上剪刀回到原来位置时，离合器自行脱开，工作部分停止运动。这样有充分时间进行下一次剪切的各项准备工作。同时，在上剪刀下剪以前，剪床的压紧装置将板料自动压紧，以免钢板产生移动或翻转。④剪切板厚：最大可达20～50mm。⑤优点：剪切长直线时，可获得比较高的精度；加工效率高；经济。2）压力剪切机——常见的是剪切与冲孔两用的联合机床①作用：既可以剪切板材和型材，又可以进行冲孔。②剪切刀片有效工作长度：剪切刀片较短，一般在300-600mm范围内。③刀片的有效工作长度一般是250-300mm。④适用情况：适宜于剪切短直线，也可以剪切较长直线及曲度较小的外弯曲线，但剪切的质量不够理想。⑤两种类型：根据剪刀装置的方向，压力剪分纵向和横向两种。横向式压力剪喉深一般为600—1000mm，板材剪切的宽度受到喉深的限制。而纵向式压力剪却无喉深的限制。3）圆盘剪切机①工作部分如图示：剪刀由两个轴线平行或倾斜安装的锥形圆盘组成。剪切时，上刀盘为主动盘，下刀盘为从动盘。②适用情况：对于厚度较小，具有任意曲线边缘的船体构件，可用圆盘剪切机进行剪切。由于这种机床操作复杂，劳动强度大，所以在船体构件的边缘加工中应用较少，主要用于薄板和有色金属构件的曲线边缘切割。3、气割（20分钟）气割：氧—乙炔气割或氧—丙烷气割（1）气割的原理气割示意图：气割的实质：金属在氧气中燃烧。气割的过程：预热→燃烧→去渣。首先用调节好的预热火焰加热金属，使割缝起点的温度逐步上升，直到达到被割材料的燃点；然后，放出高压的纯氧气流，使金属燃烧(即剧烈氧化)，并将燃烧生成的熔渣(金属氧化物)迅速吹掉。连续不断地进行上述过程，就能在被割金属上形成一条光洁的割缝从而将材料分离开来。（2）氧炔焰中性焰：氧气和乙炔完全燃烧，适合作为预热火焰；氧化焰：氧气燃烧不完全，燃烧温度低，对金属产生氧化作用。碳化焰：乙炔燃烧不完全，燃烧弯度低，对金属产生渗碳作用。（3）金属能进行气割的条件①被割金属的燃点应低于其熔点；②氧化物的熔点应低于金属熔点，并且具有良好的流动性。③金属在氧气中燃烧时应能放出较多的热量。④金属的导热率不应过高。⑤金属中不应含有使气割过程恶化的杂质。（4）提高气割速度的主要途径提高切割速度是船厂气割技术发展的重要方向。主要途径：强化对切口处的预热；提高切割氧气流的流速和动量；提高并保持切口区内氧气的纯度。这要求：一方面提高供氧的质量，一方面改进割嘴的结构。国内外都从这几方面出发，研制出一些新型割嘴，如扩散型割嘴和具有氧气屏的割嘴等。（5）船厂常用的气割设备①手工气割炬割嘴的运动轨迹由操作者手工控制。事先应在钢板上经号料画出切割线迹，操作者控制割嘴沿切割线迹运动。切割精度主要取决于操作的平稳程度。②半自动气割机组成：切割部分(包括割嘴、气体管路及其调节装置等)、动力部分(行走电动机和减速装置等)、辅助设备(直线轨道和割圆圆规等)。切割能力：气割机由电动机驱动，沿直线轨道作匀速直线运动而实现构件直线边缘的切割。割嘴可以处于垂直位置，也可以倾斜一定的角度以便切割出V型或X型坡口。小车的行走速度就是切割速度，能进行无极调速，速度范围为50～50mm／min，切割钢板的厚度为5-60mm，切割圆弧的直径为200～2000mm。优点：与自动气割机相比，它还具有设备简单、便于移动、容易操作、适应性强、投资少、易于扩大施工面等③门式自动气割机组成：在两根固定导轨上设置一座坚固的“门”形支架，在支架上装置一套或数套切割装置。切割过程：由电动机驱动门式支架以一定的速度沿导轨作直线运动(运动速度等于切割装置的切割速度)，切割装置随门式支架的运动而切出一条或数条精度很高的直线割缝。切割能力：一般，每套切割装置上都装有三个割嘴，除切割平直边缘外，尚可一次割出V型、X型、K型、Y型焊接坡口。优点：加工精度高、切割速度快；能将边缘切割和开坡口一次完成，以代替原来刨边机的全部工作内容，省去原来剪切和半自动气割中拼板构件的二次加工，缩短船体构件的加工周期，节省大量的劳动工时。④光电跟踪自动气割机组成：光电跟踪机构，气割执行机构。工作过程：光电跟踪系统自动跟踪图纸上的线条；气割执行机构按照一定的比例同步地切割出底图(或仿形图)上所绘制的船体构件。1：1光电跟踪气割机：其跟踪机构可直接跟踪构件底图上的线条，光电跟线切割机：一种小型自动切割机，它能自动跟踪钢板上的线条进行缓曲线零件的切割。⑤数控自动气割机组成：数字控制部分，气割执行部分。工作原理：把被切割构件的图形用图形处理语言编成构件程序，经过通用电子计算机进行处理、计算和对数控指令进行编码，得到数控切割程序(简单图形也可以手工编程序)，然后将其录入程序载体(纸带、磁盘等)，再输入到数字控制装置中，以控制气割执行机构进行切割。切割能力：执行部分的机架上安装有一套或数套切割装置。割炬在控制装置的控制下，除了能作平面移动外，还有自动升降和旋转等功能。能切割不同厚度和任意形状的构件；若切割装置为多割嘴割炬组，则可切割焊接坡口；若配置有划线装置，则还能在钢板上划安装线、加工线和各种符号。数控气割的优点：根据CAM提供的资料直接进行切割，可实现放样、切割过程自动化；切割精度高，其误差可控制在±0.5mm以下，使用磁盘能长期保存准确的数据；切割效率较之光电跟踪气割机高15%以上；可省去号料工序，不仅可以节省劳动力，改善劳动条件，还可消除各工序间的积累误差。应当指出，数控气割机必须和计算机辅助建造系统配套使用，否则不能发挥其优越性。4、高效能物理切割法（15分钟）氧炔气割速度