第三单元焊接结构的备料及成形加工

第三单元焊接结构的备料及成形加工1第三单元焊接结构的备料及成形加工（课本习题）模块一一、填空题（将正确答案填在横线上）1．对钢材表面进行净化工作，才能进行后续工序的加工，这对保证产品质量、缩短生产周期是相当重要的，常用的净化方法有和。2．钢材经常采用的矫正方法有、、及四种。二、判断题（在题末括号内，对画√，错画×）1．手工矫正由于矫正力小，劳动强度大，效率低，所以适用于任何钢材。（）2．机械矫正是利用三点弯曲使构件产生一个与变形方向相反的变形，使结构件恢复平直。（）3．火焰矫正法是利用钢材的局部加热，热胀冷缩的原理来矫正的。（）4．火焰加热的位置应选择在金属纤维较长的部位或者凹下部位。（）三、选择题（将正确答案的序号写在横线上）1．低碳钢冲压零件的清理（如汽车制造厂）冲压零件焊前要清理油污。首先应在90oC以下中冲洗。a.Na2CO3b.Na2SO4c.NaOHd.NaNO32．热矫正是将钢材加热至进行的矫正，主要用于弯曲变形过大，塑性较差的钢材。a.800～900℃b.500～700℃c.700～800℃d.700～900℃四、简答1．什么是喷砂喷丸处理？2．试述铝合金的清理方法？3．简述钢材变形的原因？4．钢材矫正的方法？5．火焰加热的原理？及其步骤？模块二一、填空题（将正确答案填在横线上）1．制造冷作产品的划线可为和两种。2．放样方法是指将零件的形状最终划到平面钢板上的方法，主要有、和第三单元焊接结构的备料及成形加工2光学放样等。3．根据零件表面的展开性质，分为和两种。可展曲面的展开方法有、和三种。二、简答1．什么是放样、划线和号料？它们的区别是什么？2．简述划线的原则？3．简述平行线展开法的展开原理？4．什么是展开放样？钢材展开后板厚处理的一般原则？模块三一、填空题（将正确答案填在横线上）1．下料分为和。手工下料的方法主要有、、等。机械下料的方法有、等。2．机械切割通常是利用剪切的方法进行加工的。剪切一般在、和等专用机床上进行。3．热切割包括、、等。二、简答1．钢板下料有哪些方法？各适用于什么情况？2．金属气割应该具备什么条件？模块四一、填空题（将正确答案填在横线上）1．弯型时根据坯料温度可分为和；根据弯形的方法分和。2．钢材弯曲变形特点对弯曲加工的影响主要有、和。3．压弯成型时，材料的弯曲变形可以有、和三种方式。二、判断题（在题末括号内，对画√，错画×）1．弯曲过程中，材料的横截面形状也要发生变化，无论宽板、窄板，在变形区内材料的厚度均有变薄现象。（）2．若弯曲半径大于最小弯曲半径时，则应该分两次或多次弯曲，也可采用热弯或预先退火的方法，以提高材料的塑性。（）3．接触弯曲或校正弯曲多用于大批量生产中的中、小型零件的压弯。（）三、简答第三单元焊接结构的备料及成形加工31．钢板滚弯原理及卷板的工艺过程是什么？2．什么是最小弯曲半径？为什么型钢、钢板弯曲时，弯曲半径都应大于最小弯曲半径？3．什么是回弹？钢材在冷弯后都会产生回弹吗？怎样减小回弹？第三单元（课本习题答案）模块一一、填空题1．机械清理、化学清理；2．手工矫正、机械矫正、火焰矫正、高频热点矫正；3．点状加热、线状加热、三角形加热。二、判断题1．×2．√3．√4．×三、选择题1．a2．d四、简答1．答：喷砂喷丸是将干砂或铁丸由专门压缩空气装置中急速喷出，被轰击的金属表面氧化物、污物被打落。2．答：铝合金在氩弧焊前也要清理。清理步骤如下：①除油污，用磷酸钠（40～60g/l）、碳酸钠（40～50g/l）及水玻璃（25～30g/l）的溶液，在60～80oC温度下，清洗10～30分钟；②用40～60oC流动的热水洗3～5次；③用冷水洗3～5次；④用硝酸（250～400g/l）溶液在60～65oC下洗光（气焊时在室温下洗光）；⑤用流动冷水洗3～5次；⑥用苛性钠（50～60g/l）溶液在50～70oC下腐蚀0.5~3分钟；⑦用流动的40～60oC水洗3～5次；⑧用流动的冷水洗3～5次；⑨用④再一次进行光泽处理；⑩同⑧再一次冲洗，在60～70oC下干燥。清洗后5天内必须焊接。3．答：引起钢材变形的原因很多，从钢材的生产到零件加工的各个环节，都可能因各种原因而导致钢材的变形。钢材的变形主要来自以下几个方面：第一，钢材在轧制过程中可能产生残余应力而变形。第二，送到工厂或焊接结构车间的轧制钢材，由于冷却、存储及运输等环节组织不当使轧制材料发生所不希望的变形，如局部凸起，波浪、整体弯曲、板边折弯，局部折弯等。第三，钢材在划线以后，一般要经过气割、剪切、冲裁、等离子切割等工序。这些工序使钢材受热不均匀，必然会产生残余应力，进而导致钢材产生变形。第三单元焊接结构的备料及成形加工44．答：钢材的矫正可以分冷矫正和热矫正。冷矫正是在常温或局部加热条件下进行，矫正时，材料往往会出现冷硬现象，适用于矫正塑性好或变形不大的钢材。热矫正是将钢材加热至700～900℃进行的矫正，用于弯曲变形过大，塑性较差的钢材。经常采用的方法有手工矫正、机械矫正和火焰矫正及高频热点矫正四种。矫正方法的选用，与工件的形状、材料的性能和工件的变形程度有关，同时与制造厂拥有的设备有关。5．答：火焰矫正是采用火焰对钢材变形部位进行局部加热，利用钢材热胀冷缩的特性，使加热部分的纤维在四周较低温度部分的阻碍下膨胀，产生压缩塑性变形，冷却后纤维缩短，使纤维长度趋于一致，从而使变形得以矫正。火焰矫正的步骤：1）分析变形的原因和钢结构的内在联系。2）正确找出变形的部位3）确定加热方式、加热位置和冷却方式。4）矫正后检验。模块二：一、填空题1．平面划线、立体划线；2．实尺放样、展开放样；3．可展表面、不可展表面、平行线法、放射线法、三角形法二、简答1．答：划线是根据设计图样上的图形和尺寸，准确地按1:1在待下料的钢材表面上划出加工界线的过程。按构件设计图样的图形与尺寸1:1的比例划在划线平台上，以显示图样上的各图形相互关系，从中的得到构件的真实图形和实际尺寸，制作成样板或样杆的工序称为放样。采用样板或样杆在待下料的材料上划线的工序称为号料。2．答：划线的基本规则：1）垂线必须用作图法；2）用划针或石笔划线时，应紧抵直尺或样板的边沿；3）圆规在钢板上划圆、圆弧或分量尺寸时，应先打上样冲眼，以防圆规尖滑动；4）平面划线应遵循先画基准线，后按由外向内，从上到下，从左到右的顺序划线的原则。先画基准线，是为了保证加工余量的合理分布，划线之前应该在工件上选择一个或几个面或线作为划线的基准，以此来确定工件其它加工表面的相对位置。一般情况下，以底平面、侧面、轴线为基准。第三单元焊接结构的备料及成形加工53．答：平行线展开法的展开原理是将零件表面看成由无数条相互平行的素线组成，取两相临素线及两端线所围成的微小面积作为基本平面，再将每一个小平面的真实大小，依次顺序地画在平面上，就得到了立体表面的展开图，所以只要立体表面素线或棱线是互相平等的几何形体，如各种棱柱体、圆柱体等都可用平行线法展开。4．答：经过弯曲成形而制造的零件，在下料前将零件摊平在一个平面上画出几何图形的过程叫展开放样。钢材展开后板厚处理的一般原则为：1）曲线形展开长度计算，以中性层展开长度为准；2）折线形展开长度计算，以里皮尺寸为准；3）侧面倾斜的构件高度，以板厚中性层高度为准；4）相交构件的展开高度，以接触部分的尺寸为准。模块三一、填空题1．手工下料、机械下料、克切、锯切、气割、剪切、冲裁；2．斜口剪床、龙门剪床、圆盘剪床；3．数控气割、等离子弧切割、光电跟踪气割。二、简答1．答：下料就是用各种方法将毛坯或工件从原材料上分离下来的工序。下料分为手工下料和机械下料。手工下料的方法主要有克切、锯切、气割等。克切不受工作位置和零件形状的限制，并且操作简单，灵活。锯割可以分为手工锯割和机械锯割，手工锯割常用来切断规格较小的型钢或锯成切口。经手工锯割的零件用锉刀简单修整后可以获得表面整齐、精度较高的切断面。砂轮切割是利用高速旋转的薄片砂轮与钢材摩擦产生的热量，将切割处的钢材变成“钢花”喷出形成割缝的工艺。常用砂轮切割断面尺寸较小的圆钢、钢管、角钢等。气割主要适用于纯铁、低碳钢、中碳钢和普通低合金钢等。机械下料的方法有剪切、冲裁等。龙门剪床主要用于剪切直线，它的刀刃比其它剪切机的刀刃长，能剪切较宽的板料。圆盘剪床上的上下剪刀皆为圆盘状。剪切时上下圆盘刀以相同的速度旋转，被剪切的板料靠本身与刀刃之间的磨擦力而进入刀刃中完成剪切工作。采用圆盘剪可以非直线切口，切割板厚最大可达20～25mm，为切割规定宽度的毛坯，还可以采用双圆盘剪。圆盘剪床剪切一般适合于剪切较薄钢板的直线或曲线轮廓。热切割比剪床等机械切割的生产效率低，而且经常性费用如气体、燃料造成消耗高。但热切割可以用在各种不同厚度、各种直线、曲线外形的切割上，具有很高的通用性。热切割第三单元焊接结构的备料及成形加工6包括数控气割、等离子弧切割、光电跟踪气割等。2．答：金属气割应具备下列条件：1）金属的燃点必须低于其熔点，这是保证切割是在燃烧过程中进行的基本条件。否则，切割时便成了金属先熔化后燃烧的熔割过程，使割缝过宽，而且极不整齐。2）金属氧化物的熔点低于金属本身的熔点，同时流动性应好。否则，将在割缝表面形成固态熔渣，阻碍氧气流与下层金属接触，使气割不能进行。3）金属燃烧时应放出较多的热。满足这一条件，才能使上层金属燃烧产生的热量对下层金属起预热作用，使切割过程能连续进行。4）金属的导热性不应过高。否则，散热太快会使割缝金属温度急剧下降，达不到燃点，使气割中断。如果加大火焰能率，又会使割缝过宽。模块四一、填空题1．冷弯、热弯、手工弯型、机械弯型；2．弯力、回弹现象、最小弯曲半径；3．自由弯曲、接触弯曲、校正弯曲。二、判断题1．√2．×3．√三、简答1．答：通过旋转辊轴使毛料(钢板)弯曲成型的方法称滚弯，又称卷板。滚弯时，钢板置于卷板机的上、下辊轴之间，当上辊轴下降时，钢板便受到弯矩的作用而发生弯曲变形。由于上、下辊轴的转动，通过辊轴与钢板间的摩擦力带动钢板移动，使钢板受压位置连续不断地发生变化，从而形成平滑的曲面，完成滚弯成型工作。钢板卷板由预弯（压头）、对中、滚弯三个步骤组成。2．答：材料在不发生破坏的情况下所能弯曲的最小曲率半径，称为最小弯曲半径。材料的最小弯曲半径，是材料性能对弯曲加工的限制条件。采用适当的工艺措施，可以在一定程度上改变材料的最小弯曲半径。影响材料最小弯曲半径的因素有：1）材料的塑性越好，其允许变形程度越大，则最小弯曲半径可以越小．2）弯曲角α在相对于弯曲半径r/δ相同的条件下，弯曲角α越小，材料外层受拉伸的程度越小而不易弯裂，最小弯曲半径可以取较小值。反之，弯曲角α越大，最小弯曲半径也应增大。第三单元焊接结构的备料及成形加工73）材料的方向性，轧制的钢材形成各向异性的纤维组织，钢材平行于纤维方向的塑性指标大于垂直于纤维方向的塑性指标。因此，当弯曲线与纤维方向垂直时，材料不易断裂，弯曲半径可以小些。4）材料的表面质量和剪断面质量，当材料剪断面质量和表面质量较差时，弯曲时易造成应力集中使材料过早破坏，这种情况下应采用较大的弯曲半径。5）材料的厚度和宽度等因素也对最小弯曲半径有影响。如薄板可以取较小的弯曲半径，窄板料也可取较小的弯曲半径。在一般情况下，弯曲半径应大于最小弯曲半径。若由于结构要求等原因，弯曲半径必须小于或等于最小弯曲半径时，则应该分两次或多次弯曲，也可采用热弯或预先退火的方法，以提高材料的塑性。3．答：通常在材料发生塑性变形时，仍还有部分弹性变形存在。而弹性变形部分在卸载时（除去外弯矩）要恢复原态，使弯曲件的曲率和角度发生变化，这种现象叫做回弹。钢材在冷弯后会产生回弹。减小回弹的主要措施如下：1）将凸模角度减去一个回弹角，使板料弯曲程度加大，板料回弹后恰好等于所需要的角度。2）采取校正弯曲，在弯曲终了时进行校正，即减小凸模的接触面积或加大弯曲部件的压力。3）减小凸模与凹模的间隙。4）采用拉弯工艺。5）在必要时，如果条件允许可采用加热弯曲。第三单元焊接结构的备料及成形加工（补充习题）一、选择题（每题四个选项