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冷作工专业基础知识二〇一三年一月一、基本概念•将金属板材、管材及型材，在基本不改变断面特征的情况下加工成各种制品的综合工艺称为冷作（统称金属制作）。从事冷作工作的工人叫冷作工，又叫铆工。冷作工工作包括铆、放样、板金、冲压、煨曲（即加热弯曲）、装配等。冷作常与焊接、金属切削、热处理、检验等工艺结合，以形成完整的产品制造过程。•冷作加工的板料，既有厚板，又有薄板。厚度在2毫米以下的薄板加工，通常称为板金工作。•冷作加工用的金属板材、管材和型材统称为成型材料。•冷作加工的基本工序：有矫正、放样、下料、切割、弯曲、冲压、装配和铆接焊接等。按其性质可分为备料、放样、加工成形和装配联接四大部分．二、钢板变形的矫正钢板的变形有弯曲、扭曲、波浪、翘曲等，对下料、加工、装配都有影响，使工件的质量难以保证，因此，在下料、切割、成形之前，必须对钢板的变形加以矫正。1、矫正方法按矫正的方式分：有手工矫正和机械矫正按矫正时的工件温度分：冷矫正(常温)和热矫正（火焰加热）2、手工矫正工具及设备手工矫正用的主要工具有大锤、手锤和型锤，主要设备是平台3、薄板变形的矫正薄板的变形有中间凸起、边缘呈波浪形、弯曲等1）中间凸起2）边缘呈波浪形3）弯（扭）曲•划线的目的：标志出中心线、轮廓线、定位线等三、划线和下料•划线的要求：线条均匀清晰，最重要的是保证尺寸的准确•划线的种类：1、平面划线2、立体划线如相贯线•划线的目的：标志出中心线、轮廓线、定位线等三、划线和下料•划线的要求：线条均匀清晰，最重要的是保证尺寸的准确•划线的种类：1、平面划线2、立体划线如相贯线•划线常用工具划针、圆规、角尺、样冲、曲线尺等（15m盘尺、3m卷尺、1m长尺、300㎜钢尺、150㎜钢尺、150㎜宽座角尺、大三角板、吊坠、粉线、墨斗；）四、展开放样放样是冷作钣金工产品制造中的重要一环，一般冷作钣金结构的形状和尺寸较大，其设计的图样是按一定比例缩小绘制，但在实际制造中必须确定每个零件或构件的形状和尺寸，以作为制造和装配的依据，这就需要通过放样才能解决。•放样是按1：1的比例（或一定的比例）在放样台上画出构件的轮廓，准确地定出其尺寸，作为制造样板、加工和装配的依据，这一过程称为放样。•放样有实尺放样、光学放样、计算机放样，其中实体放样是最基本、应用最广泛的放样方法，实体放样比例是1：1，它不但能准确的反映结构实际形状和尺寸，帮助确定一些结构在图样上未标出的尺寸，为零件和样板的制造提供了依据，而且还确定了零件之间的相对位置，可作为装配的依据。•将构件的各个面，依次摊开在一个平面上，在平面上所得的展开图形，画展开图的过程为展开放样。•求作展开图的方法有二种：一种是作图法，一种是计算法，对于比较复杂的工件，广泛采用的是作图法，对于形状简单的工件，则用计算法就可以求得其展开尺寸而作出展开图。（一）、常用的计算公式：•1、常用三角函数公式如下：Sinα=a/cCosα=b/ctanα=a/bCotα=b/a2、圆的计算公式如下：周长L=2πR弧长=απR/180弦长=2RSin（α/2）表一圆管直径与圆周等分数的关系圆管直径d/mm圆周等分数n圆管直径d/mm圆周等分数n≧1008600～100024100～200121000～150032200～400161500～200040400～60020﹥200048（二）、展开的基础知识•1、可展与不可展表面的判断•工件表面根据其展开性质，可分为可展和不可展两类，若构件表面能全部平整地平摊在一个平面上，而不发生撕裂或皱折，这种表面称为可展表面，如圆柱体、多边平面立体、锥体，它们的素线均为直线，相邻两条素线构成一个平面或单向弯曲的曲面，因而能全部平整地摊在一个平面上，所以说是可展的。相反则为不可展的，如球体和环，球和环的素线均为曲线，而另一方向又是弯曲的，即双向弯曲，所以无法平整地摊在一个平面上，所以它们是不可展的。2、线段实长的判断和求作•求作线段实长是作展开图的重要环节，视图中有些线段能直接反映实长，有些则不能，这就需要先对其进行判断，再进行求作，通常以下列三种方法。1）、线段实长判定•空间直线在视图中的投影通常是以下三种情况：•前二种均能反映出实长，第三种当空间线段倾斜于所有投影面时，其投影均小于实际长度，即不反映实长，要求得其实长，则可用旋转法。1）、线段实长判定•空间直线在视图中的投影通常是以下三种情况：•前二种均能反映出实长，第三种当空间线段倾斜于所有投影面时，其投影均小于实际长度，即不反映实长，要求得其实长，则可用旋转法。2）、旋转法求实长•旋转法求实长就是把空间一般位置的直线，绕一定轴旋转到平行于某投影面进行投影，该投影即为实长。3）、直角三角形法求实长三、展开放样方法•冷作钣金工件的形状各种各样，无论何种种形状的表面，一般将其分成若干基本几何体，然后再展开，展开放样的方法有平行法、放射线法、三角形法三种。•展开放样时求实长，有两个途径：一是通过计算，二是通过几何作图。其他宣称的各种展开方法，如表格、比例法等等，都是由此衍生出来的。由这两个途径产生了两个方法，加上计算机辅助展开和辅助切割，展开的方法可以归纳为三种：1）几何法展开2）计算法展开3）计算机辅助展开1、平行法展开放样（圆柱、棱柱面的展开）•展开时将工件的表面看作由无数条相互平行的素线组成，取两条相邻素线及其两端线所围成的小面积作为平面，将每个小平面的真实大小依次画在平面上，即得到构件的展开图。该展开方法为平行线展开法，此法适用于素线相互平行的构件展开（如：上斜口圆管、上斜口四棱管、圆柱面等）。1、平行法展开放样（圆柱、棱柱面的展开）•展开时将工件的表面看作由无数条相互平行的素线组成，取两条相邻素线及其两端线所围成的小面积作为平面，将每个小平面的真实大小依次画在平面上，即得到构件的展开图。该展开方法为平行线展开法，此法适用于素线相互平行的构件展开（如：上斜口圆管、上斜口四棱管、圆柱面等）。用平行线法作斜切正四棱柱面的展开图用平行线法作斜切直立圆柱面的展开图2、放射线展开法（正圆锥面、正棱锥面的展开）•展开时将锥面看作由汇交锥顶的一系列素线和底线组成，素线和底线锥面分成若干个小三角形，每个三角形作为一个平面，将各个三角形依次画在平面上，即得到构件的展开图。该展开方法为放射线展开法，此法适用于素线或素线延长线汇交于一点的构件。用放射线展开法作正四棱锥台的放样展开图用放射线法作正圆锥面的放样展开图用放射线法作斜圆锥面的放样展开图3、三角形法（斜口矩形按管的展开）•展开时将其表面分成若干个三角形，求出各个三角形的边长，依次画出各个三角形的实形，即得到构件的展开图。该展开为三角形法，此法适用于素线或素线延长线不能交汇于一点的构件。4、简单弯曲件的展开料长计算•对于形状简单的工件或型钢的弯曲，可以通过计算求得展开尺寸。由于钢材弯曲时，内、外分别为受压和受拉影响，则一般以中间层为计算展开的依据，但不同的断面、不同的弯曲程度，中间层的位置也就不同。我们把L×b×δ的一块钢条弯曲成曲率为R的圆弧条时，发现上面(弧内侧)的长度变短了，下面（弧外侧）的长度变长了。根据连续原理，其中间一定存在一个既不伸长也不缩短的层面。这个层面我们叫它中性层.按中性层展开就是我们钣厚处理的基本原则。因此在计算展开前首先要确定中性层的位置，然后才能进行计算展开。计算展开的步骤为：1）、将构件的曲线部分和直线部分在切点处分段。2）、分别确定每段的中性层位置，并计算各段的展开长度。3）、求各段的总和得到整个构件的展开长。4）、根据加工要求和技术要求加放余量。中性层位置，可用下列经验公式计算。R0＝R＋X0δ式中X0按下表取值：表2-1中性层位移系数经验值（表中，中性层距里边的距离为X0δ，板厚为δ，X0=中性层位移系数）R/δ0.10.250.51.01.52.03.0＞4X00.280.320.370.420.440.4550.4750.5•对于圆钢、扁钢的弯曲，一般都是以中心线作为展开依据，扁钢在折角弯曲时，则是以内层作为展开的依据。•对于角钢的弯曲稍微复杂点，它分为开切口弯和不开切口弯二种，同时又有向外、向内方向弯曲，因此不同的弯曲方式，其中性层的位置也就不同，通常不开切口的弯曲，是以其重心（Z0≈0.3b，其中b为角钢翼边宽），开切口的弯曲，若是圆角弯曲，则以角钢边厚1/2作为展开依据，折角弯曲，则是以内层作为展开依据。(四)、复杂构件的展开•对于形状复杂的工件，一般采用作图法1、开孔圆锥管的展开展开时用放射线法，先作出圆锥管的展开图，然后在展开图的相应位置上开孔。•2、斜圆锥管的展开•如果圆锥的轴线与底面不垂直，则该圆锥称为斜圆锥，其展开是采用放射线法展开。由于斜圆锥的顶点至底圆的距离（即斜圆锥表面各素线的长度）都不相等，故展开图时必须分别求出各素线的实长。斜圆锥管的展开，应先画出整个圆锥面的展开，再画截去顶部即可得到展开图。•3、上圆下方（即天圆地方）接管展开•它是用于连接方管和圆管的过渡管，一般采用三角形展开法展开。前面讲过，三角形展开法的原理是将构件的表面分成一组开者多组三角形，然后求出各组三角形每边实长，并把它们依次画在平面上而得到展开图。•方圆接管展开时，只要将局部锥面分成若干个小三角形，求出平面和锥面的小三角形的各边实长，并依次画出三角形实形而得到展开图。A′（在立面图圆口线下方拼接半个俯视图）B′B″A″L1L2L31）画立面图2）画俯视图3）求实长4）画展开图•展开步骤展开图A′B′B″B″″