【文章內(nèi)容簡介】 焰切割通常稱為氣割，它是利用可燃氣體乙炔與氧氣混合燃燒產(chǎn)生的火焰流（通常被稱為預熱火焰），將被切割的金屬材料加熱到其燃燒溫度，然后噴射高速氧流（稱為切割氧），使割縫處被加熱到燃點的金屬發(fā)生劇烈燃燒，并吹除掉燃燒后產(chǎn)生的氧化物，從而把金屬分割開來。 氣割的主要特點是：設備簡單、生產(chǎn)率高、成本低。特別適用于切割厚度較大的或形狀較復雜的零件的坯料 。 采用的設備是 WKQ 型數(shù)控切割機 ，技術參數(shù)見表 23。 表 23 WKQ 型數(shù)控切 割機 技術參數(shù) 技術參數(shù) 型號 WKQ 跨距 /m 6m(有效跨距 4． 7 m) 軌道長 /m 20 m 割炬 2 只 (可對稱和同形切割 ) 切割厚度 /mm(通過調(diào)整割嘴和火焰來實現(xiàn) ) 6~100 mm 切割速度 /mm/min 50～ l 200 mm／ min 驅(qū)動方式 雙邊驅(qū)動 (使切割機運行平穩(wěn) ) 控制系統(tǒng) MTC— IM 控制機并配備了自動高度控制系統(tǒng) 和噴水冷卻系統(tǒng) 沈陽大學畢業(yè) 設計（論文） No 13 所謂邊緣加工是將工件的邊緣或端面加工成符合工藝要求的形狀和尺寸精度的加工工序。 對下料后的零件進行邊緣加工，主要是為了消 除前道工序加工所產(chǎn)生的加工硬化層和熱影響區(qū)；消除裝配、焊接工件邊緣或 自由邊 的各類缺陷，以提高結(jié)構的整體質(zhì)量；提高結(jié)構的表面質(zhì)量，也可為產(chǎn)品的后期制作創(chuàng)造條件 。常用邊緣加工的方法為刨削、銑削 和 車削等切削加工工藝。本設計選用 B8160A/1 型刨邊機進行邊緣加工 ，其技術參數(shù)見表 24。 表 24 B8160A/1 型刨邊機 技術參數(shù) 產(chǎn)品名稱 刨邊機 型號 B8160A/1 最大刨削尺寸長 寬 (mm) 600080 最大牽引力 (t) 6 刀架數(shù)及回轉(zhuǎn)角調(diào)整范圍 2 個 ,177。25186。 工作精度 直線度 (mm) 電機功率 (kw) 主電機功率 (交流 ) 凈重 30 外形尺寸 ： 長 寬 高 (mm) 1227537503690 殼體 的卷制 1） 卷板機的工作原理 卷制成形是將鋼板放在卷板機上進行滾卷成筒節(jié)，其優(yōu)點為 ： 成形連續(xù)、操作簡便、快速、均勻。 在焊接結(jié)構制造中，彎曲及成形加工占有相當大的比例。利用金屬材料的塑性變形、將毛坯彎曲成一定曲率、一定角度形成所需形狀工件的加工工藝稱為彎曲。 殼體 的彎卷過程是鋼板的彎曲塑性變形過程。在卷板過程中，鋼板產(chǎn)生的塑性變形沿鋼板厚度方向是變化的。其外 圓周 受拉應力 伸長，內(nèi)圓周 受壓應力 縮短，中間層 由于不受任何力 保持不變。 本設計 選用對稱式三輥卷板機 ，其型號為 Wn163200。其技術參數(shù)見下 沈陽大學畢業(yè) 設計（論文） No 14 表 25。 表 25 Wn163200 對稱式三輥卷板機 技術參數(shù) 產(chǎn)品名稱 對稱式三輥卷板機 型號 Wn— 163200 卷板最大規(guī)格時最小彎曲直徑 (mm) 850 電機功率 (KW) 44 重量 (t) 外形尺寸 ： 長 寬 高 (mm) 677017351940 對稱式三輥卷板機 其原理如圖 24 所示。 dRd 圖 24 三輥卷板機卷制鋼板 1上輥； 2下輥； 3鋼板 2） 卷制工藝 ① 預彎 a 預彎原理 ： 用對稱式三輥卷板機彎卷鋼板時，鋼板兩端各有一平直段長度，由于沒有接觸上輥不發(fā)生彎曲，稱為剩余直邊。工藝上把平板開始彎曲的最小臂叫做理論剩余直邊，其大小與設備及其彎曲形式有關。為了避免板料從輥筒間脫出，實際剩余直邊常比理論值大。 沈陽大學畢業(yè) 設計（論文） No 15 b 預彎 方法： 本產(chǎn)品鋼板厚度為 10mm，可采用卷板機預彎的方法進行預彎，利用卷板機預彎的工作原理如圖 25 所示，模板厚度一般取卷制鋼板厚度的兩倍或稍多些，其曲 率半徑應小于被彎曲鋼板的曲率半徑，這樣既可以不致增加卷板機的負擔，免于損壞機床，又可以保證鋼板的預彎曲率。預彎的長度一般應大于兩下輥中心距的一半，可取 (620)δ，通常為 140～ 200mm，本設計取 180mm。 工件胎板 圖 25 胎板預彎工作原理圖 ② 對中 板料預彎之后，放入卷板機上下輥之間進行滾卷前必須使板料的母線與輥的軸線平行，使板料的縱向中心線與輥的軸線保持相互垂直，也就是對中。其目的是防止鋼板在滾卷過程中產(chǎn)生扭斜。 本設計用傾斜進料對中的方法進行對中， 具體方法如圖 26 所示。 沈陽大學畢業(yè) 設計（論文） No 16 圖 26 傾斜進料 對 中方法 示意圖 ③ 卷圓 鋼板對中后，即可用上輥壓住板料并使之產(chǎn)生一定彎曲，開動機床進行滾卷。每滾卷一個行程，便適當下調(diào)上輥一次，這樣經(jīng)過多次滾卷就可將板料彎曲成所要求的曲率。可依據(jù)冷卷時不得超過材料允許的最大變形率，板料不致打滑，且不超過設備的額定功率兩個原則來確定上輥的調(diào)節(jié)次數(shù)和每次調(diào)節(jié)量的大小。 當卷制達到要求曲率時，還應在此曲率下多卷幾次，以使其變形均勻和釋放內(nèi)應力，減少回彈。 ④ 矯圓 工件進行點裝和縱縫焊接后，還要進行矯圓。矯圓是在原卷板機上進行的，矯圓可按以下三步進行 ： a 工件放入卷板機 上、下輥之間后，根據(jù)經(jīng)驗或計算將上輥調(diào)到所需的最大矯正曲率的位置，進行加載。 b 使工件在矯正曲率下多次滾卷，并著重于焊縫區(qū)的滾卷，使曲率均勻一致。經(jīng)測量 ，至符 合乎 尺寸 要求為止。 c 逐漸卸除載荷，并使工件在逐漸卸除載荷的過程中多次滾卷，至此整個鋼板的卷制過程結(jié)束。 3) 卷板的質(zhì)量控制 沈陽大學畢業(yè) 設計（論文） No 17 ① 筒體卷制質(zhì)量要求筒體卷制公差見表 26。 ② 卷制筒體常見缺陷及控制措施：在卷制接近曲率要求時，要逐漸調(diào)整下壓量使之逐步展開；當出現(xiàn)過卷時，可用大錘錘擊筒身的一側(cè)邊緣使直徑擴展，以消除過卷；當產(chǎn)生鼓腰時，增加下輥的剛性或在 鼓腰處加墊塊一起滾卷；檢查坯料尺寸和形狀、認真對中。 表 26 一般結(jié)構件筒體卷制公差 外徑 Dn /mm 外徑偏差 ΔDw /mm 圓度誤差 Dmax－ Dmin/mm 棱角度 Δc /mm 錯邊量 b /mm 壁厚 ≤30 壁厚＞ 30 ﹥ 2020～2500 177。11 17 11 5 不大于壁厚的 10%，且不超過 2mm 封頭的制作 工藝 封頭制作的鋼材復檢、預處理、邊緣加工工藝與筒節(jié)的鋼材復檢、預處理及邊緣加工工藝相同。下面介紹封頭的制作工藝。 封頭坯料的計算 在劃線下料前應先對封頭的坯料進 行計算。因為封頭在壓制成形過程中，封頭在曲率半徑最小處變薄，為了保證其最薄處與容器壁厚相同，所選的毛坯料厚度比容器壁厚度 厚約 10%，即 10mm 厚的毛坯料板。 封頭的展開公式： （ 22） K— 為 影響系數(shù) δ — 為容器壁厚（ mm） Dg— 為筒體內(nèi)徑（ mm） h— 為封頭直邊高度（ mm） 100— 二次切割余量 （ mm） 沈陽大學畢業(yè) 設計（論文） No 18 將數(shù)據(jù)帶入公式 22 得： DP=（ 1200+10） +2 495+100=2650mm。 根據(jù)以上計算，選擇制作筒節(jié)的板材為： 10mm1200mm2650mm= 兩 塊 . 坯料 展開圖如圖 27 所示 。 圖 27 封頭 展開圖 (注：圖中實線為選板尺寸，虛線為毛坯料尺寸。 ) 1）坯料加熱 在封頭沖壓過程中，板料的變形很大，若在冷態(tài)下沖壓，不僅需要較大功率的壓力機，而且會使成形后的封頭產(chǎn)生嚴重的冷作硬化，甚至形成裂紋。為保證封頭的質(zhì)量，提高材料的變形能力，多采用熱沖壓。熱沖壓時鋼板的加熱溫度在 950～ 1100℃ 之間，這取決于坯料出爐裝料過程的時間長短、壓 力機的能力大小、過高溫度對材料性能的影響等因素。 2）壓延力計算 沈陽大學畢業(yè) 設計（論文） No 19 tbsDgDpekF ?? )( ?? （ 23） 其中： e壓邊力影響系數(shù)，有壓邊時 e=； K封頭形狀影響系數(shù)，橢圓形封頭 K=； pD 坯料直徑 （ mm） tb? 材料的高溫抗拉強度 （ MPa） s坯料板厚 （ mm） Dg 公稱直徑 （ mm） 代入數(shù)據(jù)： F=（ 26501200） 10400＝ 26225280(t) 3） 沖壓設備 沖壓設備可采用大型四立柱式水壓機或油壓機。一般 300t 壓力機可沖壓直徑為 1m 左右的封頭； 500~800t 壓力機可沖壓直徑為 2m 以上的封頭； 1000t壓力機中、低壓容器所需封頭均可沖壓。根據(jù)沖壓力，本設計選用 300 噸四柱式油壓機來壓制封頭。 整體封頭的壓延過程，無論是否采用壓邊圈，一般在接近大曲率部位，封頭壁厚都要變薄。尤其本次是橢圓形封頭，它在曲率半 徑最小處變薄最大。 影響封頭壁厚變化的因素有：材料的性能、封頭的形狀 ； 下沖模圓角半徑越大，變薄量越小 ； 上下沖模之間的間隙小，則變薄嚴重。潤滑情況好，則減薄小 ； 加熱溫度高，變薄量大 ； 壓邊力大，則變薄嚴重。因此要控制熱壓封頭的減薄量，必須全面考慮上述各因素。 4） 壓邊圈的用途 從上述分析可知，壓制時如果不用壓力圈，而封頭毛坯壁較薄，則材料在切向應力的作用下，會失去穩(wěn)定，形成皺紋和鼓包，嚴重時會造成廢品。采用壓邊圈不僅增加了材料的穩(wěn)定性，而且在由壓邊圈產(chǎn)生的摩擦力的作用下 沈陽大學畢業(yè) 設計（論文） No 20 增加了徑向應力，從而使材料有較好的變形材料。 壓制時，影響封頭皺褶、鼓包的因素很多，主要有以下幾個方面：毛 坯直徑的大小及其壁厚 ； 加熱溫度的高低 ； 封頭材料在成形溫度下的塑性 ； 毛坯加熱的均勻性 ； 毛坯是否有拼焊錯的大小 ； 模具間隙的大小以及間隙的均勻性 ； 下沖環(huán)圓角半徑的大小及模具表面狀況和潤滑情況。 5）影響封頭成形質(zhì)量的主要因素 影響封頭壁厚變化的因素很多，歸納起來，大致有下列幾方面：材料的性能； 封頭的形狀；下沖模圓角半徑越大，變薄量越小；上下沖模間的間隙小，則變薄嚴重；潤滑情況好，則減薄??；加熱溫度越高，變薄量大；壓邊力大，則變薄嚴重。 封頭在制作過程中為了防止因壓偏而造成產(chǎn)品的報廢，在下料的 時候多留出一些余量，封頭沖壓完成之后需將多余部分切掉。把沖壓好的封頭放在焊接回轉(zhuǎn)臺上，找出封頭的中心，將封頭定位進行二次劃線，然后進行切割，并開出坡口。 制孔是焊接結(jié)構制造中，實現(xiàn)構件間螺栓連接及滿足制造工藝需要的輔助加