钳工工艺学第八章

钳工工艺学教学目标第八章矫正与弯形明确金属材料变形的性质和种类，了解利用金属材料塑性变形的特性进行矫正和弯形的工作原理；掌握矫正的基本方法及弯形前毛坯长度的计算；熟悉手工矫正和弯形所用的工具。第八章矫正与弯形第八章矫正与弯形第一节矫正一、矫正的工作原理通过外力的作用，消除金属材料或工件的不直、不平、扭曲或翘曲等缺陷的加工方法，称为矫正。矫正的实质就是使金属材料产生新的塑性变形。来消除原有的不应存在的塑性变形。所以，只有塑性好的工件材料，才能进行矫正。金属材料的变形弹性变形塑性变形矫正后，金属材料表面硬度增加，性质变脆，这种现象称为冷作硬化（即冷硬现象）。冷硬后的材料给进一步的矫正或其他冷加工带来困难。必要时，可对工件进行退火处理，使材料恢复到原来的机械性能。第八章矫正与弯形第一节矫正二、手工矫正的工具1.平板、铁砧2.硬、软锤子3.抽条、拍板4.螺旋压力机5.检验工具三、矫正的基本方法扭转法弯曲法延展法伸张法用来矫正条形工件或条形材料的扭曲变形的，一般是把工件一端夹持牢固，以扭曲变形的反方向扭转另一端，使工件恢复平直。用来矫正棒料、轴类零件和条形工件的弯曲变形。它是设法使工件产生反向弯曲，消除原来的弯曲。用来矫正各种型钢和板料的翘曲等变形。操作的方法是，用手锤敲击材料，使它延展、伸长而达到矫正目的。这种方法用于矫正细长的线材，矫正时将弯曲线材一头固定，使钢材在拉力作用下伸张，得到矫直。第八章矫正与弯形第一节矫正四、典型工件的矫正方法1.条料和角钢的校直条料和角钢常产生扭曲和弯曲等变形。条料扭曲变形时，可将工件一端夹在台虎钳上，用扳手一类的工具，夹住工件的另一端，向工件扭转的相反方向施力，直到工件矫平，如图8—1所示。图8—1用扭转法矫正扁钢和角钢第八章矫正与弯形第一节矫正当条料（如扁钢）在宽度方向上弯曲时，说明内层的材料短而厚，此时可用锤子锤击条料内侧，使内层材料延展达到平直的要求如图8—3所示。图8—2在台虎上矫直条料图8—3延展法矫正条料第八章矫正与弯形第一节矫正对扭曲的角钢还可用锤击的方法矫正。当角钢扭曲时，应将平直的部分放在铁砧上，锤击上翘的一面，如图8—4所示。a)角钢里翘b）角钢外翘c）矫正里翘d）矫正外翘图8—5在铁砧上矫正角钢翘曲图8—4在铁砧上用锤击法矫正角钢扭曲角钢的翘曲，一种是向里翘，一种是向外翘，（图9—5a、b）不论怎样翘曲，矫正时将角钢高起处向上平放在铁砧上。如果是向里翘曲，应锤击角钢立边的凸起处（图9—5c）。注意角钢的立边必须与砧面垂直。如果是向外翘，矫正时也要锤击立边，如图9—5d所示。第八章矫正与弯形第一节矫正2.轴类零件和棒料的矫直直径较小的棒料弯曲后，可以用锤击法进行矫直。在矫正前应先检查，棒料的弯曲程度和弯曲部位，并用粉笔作好记号。然后把棒料凸起部位向上放在平板上，如图8—6所示。用锤子连续锤击凸起处，图8—6锤击法矫直棒料第八章矫正与弯形第一节矫正细长卷曲的线材（如钢丝）的矫直，可将线材的一头夹持在台虎钳上，从钳口处把线材在圆木上绕一圈，握住圆木向后拉，使线材伸张而矫直，如图8—8所示。图8—8伸张法矫直线材3.板料的矫平板料的不平形式大致有中间凸起、边缘呈波纹形及对角翘曲等。第八章矫正与弯形板料中间凸起，是由于变形后中间材料变薄引起的，矫正时可锤击板料边缘，使边缘材料延展变薄，厚度与凸起部位的厚度越趋近则越平整。锤击时应按如图8—9a中箭头所示方向，由外向里，锤击力度逐渐由重到轻，锤击点由密到稀。图8—9中凸板料的矫平第一节矫正第八章矫正与弯形如果板料边缘呈波浪形而中间较平，说明板料四周变薄而增长了。矫平时应按图8—10中箭头所示方向，从中间四周锤打，锤击点密度逐渐变稀，力量逐渐减小，经过多次反复锤击，可使板料逐渐达到平整。第一节矫正图8—10边缘呈波浪形板料的矫平如果板料发生对角翘曲时，就应沿另外没有翘曲的对角线锤击，使其延展而矫平，如图8—11所示。图8—11对角翘曲板料的矫平图8—12用抽条抽平薄板第八章矫正与弯形第一节矫正五、矫正时注意事项１．矫正时要看准变形的部位，注意锤击的部位和顺序，轻重、疏密，不可弄反。2.对已加工工件进行矫正时，要注意工件表面质量，不能有明显的锤击痕迹。3.矫正时，要注意材料的冷作硬化现象，不能超过材料的变形极限，防止工件产生裂纹甚至断裂。第八章矫正与弯形第二节弯形一、弯形概述将原来平直的板料或型材弯曲成所需形状的工件，这种操作方法称为弯形。变形是使材料产生塑性变形。因此，只有塑性好的材料才能进行弯形。可以作一个实验，如图8—13所示，在一块钢板上划出许多相等的矩形方格，（图8—13a）然后使它弯曲变形，（图8—13b）可见钢板弯曲后，它的外层材料伸长（图中e—e和d—d），内层材料缩短（图中a—a和b—b），中间有一层材料（图中c—c）在变形前后长度不变，称为中性层。材料弯曲部分虽然发生了拉伸和压缩，外层减薄而内层加厚，但其截面积保持不变。图8—13钢板弯曲前后情况a)弯曲前b)弯曲后第八章矫正与弯形第二节弯形二、弯形前毛坯长度的计算中性层的实际位置与材料的弯形半径r和材料厚度δ有关。当材料厚度不变，弯形半径越大，变形越小，中性层越接近材料厚度的中间。如果弯形半径不变，材料厚度越小，变形越小，中性层也越接近材料厚度的中间。图8—14弯形时中性层的位置第八章矫正与弯形第二节弯形表８—1弯形中性层位置系数x0r/δ0.250.50.812345678101216x00.20.250.30.350.370.40.410.430.440.450.460.470.480.5图８—15圆弧弯形参数圆弧部分中性层长度，可按下列公式计算：00180)(xrA式中A——圆弧部分中性层长度，mmX0——中性层位置系数r——弯形半径，mmδ——材料厚度，mmα——弯曲中心角（也叫弯曲角），弯整圆时α=3600,弯直角α=900。第八章矫正与弯形第二节弯形00180)(xrAmmL93.186180120)441.016(14.31005000例1.已知图9—16c所示工件的弯曲中心角α=1200，弯形半径r=16mm，材料厚度δ=4mm，边长l1=50mm，l2=100mm，求毛坯总长度L。解：L=l1+l2+Ar/δ=16/4=4查表9—1X0=0.41第八章矫正与弯形第二节弯形例2.如图9—16d所示工件，它内边是不带圆弧的直角，已知l1=55mm，l2=80mm，δ=3mm，求毛坯长度L。解：L=l1+l2+AA=0.5δL=l1+l2+0.5δ=55+80+0.5×3=136.5mm图８—16常见的弯形工件第八章矫正与弯形第二节弯形三、弯形方法弯形方法有冷弯和热弯两种。在常温下进行的弯曲是冷弯；当弯形板料的厚度大于5mm及直径较大的棒料和管子等工件，常需要将材料加热。这种情况属于热弯。1.板料弯形图８—17板料在台虎钳上弯形图８—18大面积板料在平板上弯形第八章矫正与弯形弯制各种多直角工件时，可用木垫或金属块作辅助工具进行弯形。如图８—19所示的工件，其弯形顺序为：先将板料按划线夹入角铁衬垫弯成A角（图８—19a）；再用衬垫①弯成B角（图８—19b），最后用衬垫②弯成两边c角（图８—19c）。第二节弯形图８—19弯多角形工件方法第八章矫正与弯形第二节弯形四、弯形中产生的问题1.工作表面留有锤击的痕迹，是由于锤击时锤子歪斜或锤子锤面不光滑；对已加工表面及软金属材料使用硬锤子锤击而造成的。2.工件断裂，是因为弯形材料塑性较差，r/δ比值过小，材料发生过大变形造成的。3.工件弯斜或尺寸不准确，是由于夹持不正或夹持不紧，锤击力过重或击偏，或是使用了不正确的模具。4.材料长度不够，多是因为弯曲前毛坯长度计算有误。5.管子弯瘪或使焊缝开裂，其原因是砂未灌满，或弯形半径偏小；管子焊缝没有放在中性层的位置上进行弯曲。6.管子熔化或表面严重氧化。这是管子在热弯时加热温度过高造成的。本章小结第八章矫正与弯形矫正和弯形是一种非切削加工方法，是依靠金属材料的塑性变形来加工工件的。本章叙述的主要内容有：什么是矫正、矫正的基本方法、矫正过程中材料产生的冷硬现象及弯形时的特性与弯形前毛坯长度的计算，并对一些典型型材的矫正操作做了介绍，对各种材料从变形现象到矫正方法通过图示进行了讲解。对上述知识或技能点可通过结合日常的生活体验来启发学生进行分析和讨论。复习思考题第八章矫正与弯形1.什么是矫正？矫正的工作原理是什么？3.矫正的基本方法有哪几种？5.金属材料弯形后，会产生哪些变形？变形大小与哪些因素有关？7.用φ6mm圆钢弯成外径为φ150mm的圆环，求圆钢展开长度？8.用扁钢弯成题图9—1所示制件，设a=100mm、b=150mm、c=300mm、r=48mm、δ=16mm，a、b、c相互垂直，求该制件弯形前毛坯长度。题图８—1