船體構件的邊緣加工課件VIP

1、船體構件的邊緣加工邊緣加工：邊緣的切割和開焊接坡口。邊緣加工：邊緣的切割和開焊接坡口。邊緣加工方法邊緣加工方法機械切割法：剪切，沖孔，機械切割法：剪切，沖孔， 刨邊，刨邊， 銑邊等。銑邊等。化學切割法：氣割。化學切割法：氣割。物理切割法：等離子切割，激光切割等。物理切割法：等離子切割，激光切割等。 第二節(jié)第二節(jié) 船體構件的邊緣加工船體構件的邊緣加工船體構件的邊緣加工1 1、剪切原理、剪切原理被切割金屬受到剪刀給予的超過材料極限強度的機械剪切力的擠壓而發(fā)生變形并斷裂分離。 機械剪切的過程可分為三個連續(xù)發(fā)生的階段：彈性變形階段：彈性變形階段：材料受上、下剪刀作用發(fā)生彈性變形,材料內(nèi)的應力沒有超過屈

2、服極限； 塑性變形階段塑性變形階段：上、下剪刀繼續(xù)作用，應力超過屈服極限并繼續(xù)上升，直到相當于材料抗剪強度的最大值。這時最大剪切變形從剪刀的刃邊部分開始，變形沿著滑移面發(fā)生一、一、 機械剪切機械剪切船體構件的邊緣加工斷裂階段：斷裂階段：隨著塑性變形的增加，由于剪刃間有一定間隙使金屬纖維彎曲拉伸，沿著滑移面的方向逐漸形成裂隙并迅速擴大，直到材料的一部分與另一部分完全脫離。船體構件的邊緣加工2 2、常用的機械剪切加工機床、常用的機械剪切加工機床 （1 1） 斜刃龍門剪床斜刃龍門剪床剪切長直邊構件的專用設備。剪切長直邊構件的專用設備。 工作部分示意圖工作部分示意圖237580=1.55S剪刀平面之間

3、的間隙 剪刀長度：1.58.3m船體構件的邊緣加工 剪刀刀口間隙調整曲線剪刀刀口間隙調整曲線船體構件的邊緣加工 剪切過程剪切過程剪床的下剪刀固定，上剪刀由離合器與機床運動部分相連。當離合器脫開時，即使機床飛輪轉動，上剪刀也不作上下往復運動。需要剪切時啟動剪切機構，使上剪刀的離合器合上，上剪刀才做一次下剪動作。完成一次剪切動作后上剪刀回到原來位置時，離合器自行脫開，工作部分停止運動。這樣有充分時間進行下一次剪切的各項準備工作。同時，在上剪刀下剪以前，剪床的壓緊裝置將板料自動壓緊，以免鋼板產(chǎn)生移動或翻轉。 剪切板厚剪切板厚 最大可達2050mm。 優(yōu)點優(yōu)點 剪切長直線時，可獲得比較高的精度； 加工

4、效率高；經(jīng)濟。 船體構件的邊緣加工（2）壓力剪切機）壓力剪切機常見的剪切與沖孔兩用聯(lián)合機床常見的剪切與沖孔兩用聯(lián)合機床 作用：既可以剪切板材和型材，又可以進行沖孔。 剪切刀片有效工作長度：剪切刀片較短，一般在300-600mm范圍內(nèi)。 刀片的有效工作長度一般是250-300mm。 適用情況：適宜于剪切短直線， 也可以剪切較長直線及曲度較小的外彎曲線，但剪切的質量不夠理想。 兩種類型：根據(jù)剪刀裝置的方 向，壓力剪分縱向和橫向兩種。橫 向式壓力剪喉深一般為600 1000mm，板材剪切的寬度受到喉深 的限制。而縱向式壓力剪卻無喉深 的限制。 船體構件的邊緣加工（3 3）圓盤剪切機）圓盤剪切機 工作

5、部分工作部分剪刀由兩個軸線平行或傾斜安裝的錐形圓盤組成。剪切時，上刀盤為主動盤，下刀盤為從動盤。 適用情況：適用情況：對于厚度較小，具有任意曲線邊緣的船體構件，可用圓盤剪切機進行剪切。由于這種機床操作復雜，勞動強度大，所以在船體構件的邊緣加工中應用較少，主要用于薄板和有色金屬構件的曲線邊緣切割。 船體構件的邊緣加工1 1、氣割的原理、氣割的原理氣割的實質：金屬在氧氣中燃燒。氣割的過程：預熱燃燒去渣。 首先用調節(jié)好的預熱火焰加熱金屬，使割縫起點的溫度逐步上升，直到達到被割材料的燃點；然后，放出高壓的純氧氣流，使金屬燃燒(即劇烈氧化)，并將燃燒生成的熔渣(金屬氧化物)迅速吹掉。連續(xù)不斷地進行上述過

6、程，就能在被割金屬上形成一條光潔的割縫從而將材料分離開來。二、二、 氣割氣割氣割：氧乙炔氣割 或 氧丙烷氣割船體構件的邊緣加工2 2、氧炔焰、氧炔焰中性焰中性焰：氧氣和乙炔完全燃燒，適合作為預熱火焰；氧化焰氧化焰：氧氣燃燒不完全，燃燒溫度低，對金屬產(chǎn)生氧化作用。碳化焰碳化焰：乙炔燃燒不完全，燃燒溫度低，對金屬產(chǎn)生滲碳作用。船體構件的邊緣加工3 3、金屬能進行氣割的條件、金屬能進行氣割的條件被割金屬的燃點應低于其熔點；氧化物的熔點應低于金屬熔點，并且具有良好的流動性。金屬在氧氣中燃燒時應能放出較多的熱量。金屬的導熱率不應過高。金屬中不應含有使氣割過程惡化的雜質。 船體構件的邊緣加工 4 4、 提

7、高氣割速度的主要途徑提高氣割速度的主要途徑 提高切割速度是船廠氣割技術發(fā)展的重要方向。 主要途徑： 強化對切口處的預熱； 提高切割氧氣流的流速和動量； 提高并保持切口區(qū)內(nèi)氧氣的純度。 這要求：一方面提高供氧的質量，一方面改進割嘴的結構。國內(nèi)外都從這幾方面出發(fā)，研制出一些新型割嘴，如擴散型割嘴和具有氧氣屏的割嘴等。船體構件的邊緣加工5 5、船廠常用的氣割設備、船廠常用的氣割設備 手工氣割炬手工氣割炬割嘴的運動軌跡由操作者手工控制。事先應在鋼板上經(jīng)號料畫出切割線跡，操作者控制割嘴沿切割線跡運動。切割精度主要取決于操作的平穩(wěn)程度。船體構件的邊緣加工船體構件的邊緣加工半自動氣割機半自動氣割機組成組成：

8、切割部分(包括割嘴、氣體管路及其調節(jié)裝置等)、動力部分(行走電動機和減速裝置等)、輔助設備(直線軌道和割圓圓規(guī)等) 。切割能力切割能力：氣割機由電動機驅動，沿直線軌道作勻速直線運動而實現(xiàn)構件直線邊緣的切割。割嘴可以處于垂直位置，也可以傾斜一定的角度以便切割出V型或X型坡口。小車的行走速度就是切割速度，速度范圍為50750mmmin，切割鋼板的厚度為5-60mm，切割圓弧的直徑為2002000mm。優(yōu)點優(yōu)點：與自動氣割機相比，它還具有設備簡單、便于移動、容易操作、適應性強、投資少、易于擴大施工面等。船體構件的邊緣加工船體構件的邊緣加工 門式自動氣割機門式自動氣割機組成：組成：在兩根固定導軌上設置

9、一座堅固的“門”形支架，在支架上裝置一套或數(shù)套切割裝置。切割過程：切割過程：由電動機驅動門式支架以一定的速度沿導軌作直線運動(運動速度等于切割裝置的切割速度)，切割裝置隨門式支架的運動而切出一條或數(shù)條精度很高的直線割縫。切割能力：切割能力：一般，每套切割裝置上都裝有三個割嘴，除切割平直邊緣外，尚可一次割出V型、X型、K型、Y型焊接坡口。優(yōu)點：優(yōu)點：加工精度高、切割速度快；能將邊緣切割和開坡口一次完成。船體構件的邊緣加工船體構件的邊緣加工船體構件的邊緣加工船體構件的邊緣加工船體構件的邊緣加工 光電跟蹤自動氣割機光電跟蹤自動氣割機組成組成：光電跟蹤機構，氣割執(zhí)行機構。工作過程工作過程：光電跟蹤系統(tǒng)

10、自動跟蹤圖紙上的線條；氣割執(zhí)行機構按照一定的比例同步地切割出底圖(或仿形圖)上所繪制的船體構件。1 1：1 1光電跟蹤氣割機光電跟蹤氣割機：其跟蹤機構可直接跟蹤構件底圖上的線條光電跟線切割機光電跟線切割機：一種小型自動切割機，它能自動跟蹤鋼板上的線條進行緩曲線零件的切割。船體構件的邊緣加工 數(shù)控自動氣割機數(shù)控自動氣割機組成組成：數(shù)字控制部分，氣割執(zhí)行部分。工作原理工作原理：把被切割構件的圖形用圖形處理語言編成構件程序，經(jīng)過通用電子計算機進行處理、計算和對數(shù)控指令進行編碼，得到數(shù)控切割程序(簡單圖形也可以手工編程序)，然后將其錄入程序載體(紙帶、磁盤等)，再輸入到數(shù)字控制裝置中，以控制氣割執(zhí)行機

11、構進行切割。切割能力切割能力：執(zhí)行部分的機架上安裝有一套或數(shù)套切割裝置。割炬在控制裝置的控制下，除了能作平面移動外，還有自動升降和旋轉等功能。能切割不同厚度和任意形狀的構件；若切割裝置為多割嘴割炬組，則可切割焊接坡口；若配置有劃線裝置，則還能在鋼板上劃安裝線、加工線等。船體構件的邊緣加工船體構件的邊緣加工數(shù)控氣割的優(yōu)點數(shù)控氣割的優(yōu)點： 根據(jù)CAM提供的資料直接進行切割，可實現(xiàn)放樣、切割過程自動化； 切割精度高，其誤差可控制在0.5mm以下，使用磁盤能長期保存準確的數(shù)據(jù)； 切割效率較之光電跟蹤氣割機高15%以上； 可省去號料工序，不僅可以節(jié)省勞動力，改善勞動條件，還可消除各工序間的積累誤差。 應

12、當指出，數(shù)控氣割機必須和計算機輔助建造系統(tǒng)配套使用，否則不能發(fā)揮其優(yōu)越性。船體構件的邊緣加工三、高效能物理切割法三、高效能物理切割法 氧炔氣割速度較低、切割范圍狹窄，研究發(fā)展高效能物理切割法以提高切割速度、擴大切割范圍。船體構件的邊緣加工1 1、等離子切割、等離子切割“等離子體等離子體” 處于完全電離狀態(tài)的氣體便是所謂的“等離子”。這種已完全電離的氣體不再由原子、分子構成，而是由帶電的離子所組成，但其整體卻保持著電中性。它具有較強的導電能力，能受電場和磁場的作用。 等離子切割原理等離子切割原理使用一定的裝置，可獲得流速3001500m/s、溫度1500033000的高速高溫等離子弧及其焰流，利

13、用它可把割縫處的金屬熔化和蒸發(fā)并吹離基體，隨著割嘴的移動而形成割縫。 船體構件的邊緣加工 等離子切割的優(yōu)點等離子切割的優(yōu)點w 熱變形較??；w 切割速度快(是氧乙炔切割的36倍)；w 切割質量好；w 能切割的材料多（銅、鋁、不銹鋼和各種高溫難熔金屬）；w 切割成本低。w 將等離子切割設備裝到普通數(shù)控切割機上能提高數(shù)控切割效率。船體構件的邊緣加工2 2、激光切割、激光切割 原理原理w 激光器發(fā)出水平激光束經(jīng)過45全反射以及聚焦形成極小的光斑；w 被切割材料受激光光斑的照射產(chǎn)生局部高溫(高達10000以上)使材料瞬時熔化或氣化；w 一定壓力的輔助氣體將割縫處的熔渣吹除；w 隨著割嘴的移動，在材料上形

14、成割縫，從而使材料被切開。船體構件的邊緣加工 優(yōu)點優(yōu)點w 速度快，割縫窄(約0.20.3mm)，熱影響區(qū)小(寬度約0.1mm)；w 割縫邊緣垂直度好、光潔度高。w 應用范圍很廣（可切割各種高熔點材料、耐熱合金等特種金屬材料，硅、鍺等半導體材料和塑料、橡膠、石英、陶瓷、玻璃等非金屬材料）。w 尤其適合薄板的切割。 數(shù)控激光切割機以其高效率、高質量、高精度的特點，逐漸被國內(nèi)廠家所認識。但由于其一次性投資太高，尚阻礙著國內(nèi)船廠應用激光切割工藝的進程。 船體構件的邊緣加工四、氣割法加工各種焊接坡口四、氣割法加工各種焊接坡口 利用割炬組可以在構件邊緣切割的同時加工所要求的焊接坡口。 船體構件的邊緣加工1

15、 1、開、開V V型坡口（用二個割炬）型坡口（用二個割炬） 方案方案：所開坡口在板材的正面：所開坡口在板材的正面割炬1：在前，垂直，進行直角切斷；割炬2：在后，與加工表面成一傾斜 角，割出所需坡口；間距a：依板厚不同而變，不使熔渣粘著板邊的反面。間距b：取決于板的厚度、坡口角度和鈍邊的大小。方案方案和方案和方案I I比較比較 切除金屬的體積相同，切除金屬的體積相同， 方案方案的切割速度稍高的切割速度稍高( (因為間距因為間距b b減小了，傾斜割炬的預熱比方案減小了，傾斜割炬的預熱比方案I I好好) )，熔渣相應地減少，而且容易從板邊清除。熔渣相應地減少，而且容易從板邊清除。 方案方案的缺點是切割的板厚大于的缺點是切割的板厚大于40mm40mm時，時，其精度下降。割炬其精度下降。割炬2傾斜度稍有誤傾斜度稍有誤差即會導致背面坡口角產(chǎn)生較大的誤差。差即會導致背面坡口角產(chǎn)生較大的誤差。 方案方