第4章 船體鋼料加工

1、第四章 船體鋼料加工4.1 構(gòu)件的成組分類方法船體鋼料加工的基本概念：船體鋼料加工的基本概念：船體鋼料加工：船體鋼料加工：鋼材預(yù)處理鋼材預(yù)處理矯平、表面清理、防護(hù)矯平、表面清理、防護(hù)邊緣加工邊緣加工邊緣切割、焊接坡口邊緣切割、焊接坡口成形加工成形加工加工成船體需要的折角、加工成船體需要的折角、 折邊、曲面形狀折邊、曲面形狀4-1構(gòu)件的成組分類方法 一、成組技術(shù)的概念： 以零件的結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)特征（形狀、尺寸）、加工方法加工方法工藝流程工藝流程的相似性為基礎(chǔ)，打破產(chǎn)品界限，將生產(chǎn)的全部零件進(jìn)行編碼，然后將相似零件匯集成若干不同的零件組，使生產(chǎn)批量增大；在此基礎(chǔ)上，按照每一零件組的加工要求，制定最佳

2、工藝路線；有目的的選擇生產(chǎn)人員設(shè)備，建立成組生產(chǎn)單元或生產(chǎn)線；進(jìn)而采取合理的計(jì)劃方式、組織方式嚴(yán)密的控制手段，確保均衡的、高效的完成生產(chǎn)任務(wù)。成組技術(shù)的實(shí)質(zhì)：以數(shù)字或符號(hào)對(duì)船舶零件的形狀及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工裝配方法、安裝階段及區(qū)域等特征進(jìn)行描述的一套特定的規(guī)則，作為組織生產(chǎn)進(jìn)行管理的依據(jù)二、對(duì)船體構(gòu)件進(jìn)行分類成組的方法對(duì)船體構(gòu)件分組： 邊緣形狀各邊均為直邊構(gòu)件至少一邊為曲線邊緣有開口或內(nèi)部有開口尺寸大件小件2）剖面類型1）形狀特征板材型材肘板？肘板？縱桁？縱桁？3）制造工藝）制造工藝 對(duì)于船體構(gòu)件的分類成組，只要根據(jù)構(gòu)件的形狀特征、對(duì)于船體構(gòu)件的分類成組，只要根據(jù)構(gòu)件的形狀特征、尺寸規(guī)律和材料剖面

3、類型等因素建立分類方法，就可以相應(yīng)尺寸規(guī)律和材料剖面類型等因素建立分類方法，就可以相應(yīng)地反映工藝特性的相似性要求。地反映工藝特性的相似性要求。4）設(shè)備條件）設(shè)備條件 船體車間的加工設(shè)備條件（如設(shè)備類型、數(shù)量、技術(shù)參數(shù)船體車間的加工設(shè)備條件（如設(shè)備類型、數(shù)量、技術(shù)參數(shù)等等 ）、加工方法和工藝習(xí)慣等，對(duì)確立分類成組方法也有著一）、加工方法和工藝習(xí)慣等，對(duì)確立分類成組方法也有著一定的影響。定的影響。11111122222233333344444455_直邊扁平直邊扁平曲邊扁平曲邊扁平曲邊折邊彎曲件曲邊折邊彎曲件型材型材直邊折邊彎曲件直邊折邊彎曲件表表4-2分組方法的不足之處：分組方法的不足之處：1）

4、各組構(gòu)件數(shù)量過少，不能形成較大批量生產(chǎn)）各組構(gòu)件數(shù)量過少，不能形成較大批量生產(chǎn) 2）分組太細(xì)，專業(yè)性太強(qiáng)，成組生產(chǎn)單元適應(yīng)產(chǎn)品變化）分組太細(xì)，專業(yè)性太強(qiáng)，成組生產(chǎn)單元適應(yīng)產(chǎn)品變化 的應(yīng)變能力差的應(yīng)變能力差 3）組數(shù)過多，車間的場(chǎng)地和設(shè)備難以滿足城組布置的要求）組數(shù)過多，車間的場(chǎng)地和設(shè)備難以滿足城組布置的要求 4）對(duì)于板材構(gòu)件邊緣加工前的）對(duì)于板材構(gòu)件邊緣加工前的套料套料工作帶來一定的不利工作帶來一定的不利 因素？因素？ 這是因?yàn)?，不是以大件和小件的搭配套料，板材的利用率較低；這是因?yàn)?，不是以大件和小件的搭配套料，板材的利用率較低； 但若按大、小件搭配套料，勢(shì)必會(huì)使一塊套料板材要由多個(gè)成但若按大

5、、小件搭配套料，勢(shì)必會(huì)使一塊套料板材要由多個(gè)成組生產(chǎn)單元來完成邊緣加工工作，這又失去了成組技術(shù)的意義組生產(chǎn)單元來完成邊緣加工工作，這又失去了成組技術(shù)的意義 預(yù)處理預(yù)處理號(hào)料及套料號(hào)料及套料邊緣切割邊緣切割割孔割孔刨邊刨邊折邊折邊冷彎輥彎、壓彎冷彎輥彎、壓彎熱彎熱彎4-2 鋼材預(yù)處理鋼材的預(yù)處理鋼材的預(yù)處理 ：從鋼材倉庫里領(lǐng)取出來的鋼板和型從鋼材倉庫里領(lǐng)取出來的鋼板和型鋼，需要經(jīng)過矯正和表面清理與防護(hù)后，才能進(jìn)行船體零件鋼，需要經(jīng)過矯正和表面清理與防護(hù)后，才能進(jìn)行船體零件的號(hào)料工作，然后根據(jù)號(hào)料時(shí)所畫的有關(guān)線條，依次進(jìn)行切的號(hào)料工作，然后根據(jù)號(hào)料時(shí)所畫的有關(guān)線條，依次進(jìn)行切割割(機(jī)械剪切或氧炔氣

6、割機(jī)械剪切或氧炔氣割)和彎制成所需要的船體構(gòu)件。和彎制成所需要的船體構(gòu)件。因此，號(hào)料前的因此，號(hào)料前的鋼材矯正鋼材矯正和和表面清理與防護(hù)表面清理與防護(hù)為鋼材預(yù)處理為鋼材預(yù)處理 。一、鋼材的矯正1、鋼材變形的原因： 造船使用的鋼板和型材，由于造船使用的鋼板和型材，由于受軋時(shí)壓延不均受軋時(shí)壓延不均、軋制后冷軋制后冷卻收縮不均卻收縮不均以及以及運(yùn)輸、貯存運(yùn)輸、貯存過程中各種因素影響，常常產(chǎn)生過程中各種因素影響，常常產(chǎn)生波浪形、局部凹凸和各種扭曲變形。波浪形、局部凹凸和各種扭曲變形。2、鋼材變形的影響：、鋼材變形的影響：（1）影響號(hào)料、氣割及其他加工工序的正常進(jìn)行，降低加）影響號(hào)料、氣割及其他加工工序

7、的正常進(jìn)行，降低加 工精度；工精度；（2）在焊接時(shí)還會(huì)產(chǎn)生附加應(yīng)力或構(gòu)件失穩(wěn)而影響構(gòu)件的）在焊接時(shí)還會(huì)產(chǎn)生附加應(yīng)力或構(gòu)件失穩(wěn)而影響構(gòu)件的 強(qiáng)度。強(qiáng)度。鋼材矯正的方法：鋼材矯正的方法：一般用多錕矯平機(jī)矯正鋼板的變形，用型材矯直機(jī)矯正型一般用多錕矯平機(jī)矯正鋼板的變形，用型材矯直機(jī)矯正型材的變形。材的變形。3、鋼板的矯正原理、鋼板的矯正原理（1）、矯平機(jī)的結(jié)構(gòu)：）、矯平機(jī)的結(jié)構(gòu)： 上下輥列平行且軸輥可以調(diào)節(jié)的矯平機(jī)上下輥列平行且軸輥可以調(diào)節(jié)的矯平機(jī)適合于厚板適合于厚板 （2）上下輥列不平行的矯平機(jī)）上下輥列不平行的矯平機(jī)適合于薄板適合于薄板（厚度在（厚度在3mm以下的鋼板）以下的鋼板） （3）扁鋼或

8、小塊板材，也可在矯正機(jī)上矯正，只要將相）扁鋼或小塊板材，也可在矯正機(jī)上矯正，只要將相同厚度的扁鋼或小塊板材放在一塊用作襯墊的鋼板上，然同厚度的扁鋼或小塊板材放在一塊用作襯墊的鋼板上，然后使之通過矯正機(jī)，便能矯平（有時(shí)也需來回若干次）。后使之通過矯正機(jī)，便能矯平（有時(shí)也需來回若干次）。小塊板材在矯平機(jī)上矯正小塊板材在矯平機(jī)上矯正 4、鋼板的平整要求、鋼板的平整要求 對(duì)于已矯正的鋼板，應(yīng)根據(jù)規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。對(duì)于已矯正的鋼板，應(yīng)根據(jù)規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。矯矯正后鋼板允許翹曲度如下表：正后鋼板允許翹曲度如下表：鋼板厚度（mm)356891112以上允許翹曲度（mm/m)3.02.52.01.

9、55、型鋼的矯正工藝、型鋼的矯正工藝 型鋼主要是用型材矯直機(jī)（撐床）進(jìn)行矯正的。機(jī)床型鋼主要是用型材矯直機(jī)（撐床）進(jìn)行矯正的。機(jī)床的工作部分是兩個(gè)支撐和一個(gè)推撐的工作部分是兩個(gè)支撐和一個(gè)推撐,支撐沒有動(dòng)力傳動(dòng)，支撐沒有動(dòng)力傳動(dòng)，但兩個(gè)支撐之間的間距可以按照需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。推撐裝但兩個(gè)支撐之間的間距可以按照需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。推撐裝在一個(gè)能作水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)的滑塊上，由電動(dòng)機(jī)通過減速在一個(gè)能作水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)的滑塊上，由電動(dòng)機(jī)通過減速器或由氣動(dòng)裝置來帶動(dòng)著作水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)。器或由氣動(dòng)裝置來帶動(dòng)著作水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 在矯正型鋼在矯正型鋼時(shí)，將型鋼靠在兩個(gè)支撐上，支撐之間的型鋼受到推撐時(shí)，將型鋼靠在兩個(gè)支撐上，支撐之間

10、的型鋼受到推撐作用力的作用而產(chǎn)生變形，以實(shí)現(xiàn)矯正型鋼的目的。作用力的作用而產(chǎn)生變形，以實(shí)現(xiàn)矯正型鋼的目的。 二、鋼材的表面清理防護(hù)二、鋼材的表面清理防護(hù) 所謂表面清理所謂表面清理系指清除鋼材表面的氧化皮和鐵銹，俗稱除系指清除鋼材表面的氧化皮和鐵銹，俗稱除銹。船用鋼材在鋼廠熱軋時(shí)，會(huì)跟空氣中的氧氣直接起氧化銹。船用鋼材在鋼廠熱軋時(shí)，會(huì)跟空氣中的氧氣直接起氧化反應(yīng)，在表面形成一層完整的，致密的反應(yīng)，在表面形成一層完整的，致密的氧化皮氧化皮。在以后的運(yùn)。在以后的運(yùn)輸貯存中，鋼材表面會(huì)吸附空氣中的水分，由于鋼中含有一輸貯存中，鋼材表面會(huì)吸附空氣中的水分，由于鋼中含有一定比例的碳和其它元素，因而在鋼材的

11、表面會(huì)形成無數(shù)的微定比例的碳和其它元素，因而在鋼材的表面會(huì)形成無數(shù)的微電池而發(fā)生電化銹蝕，使鋼材表面產(chǎn)生電池而發(fā)生電化銹蝕，使鋼材表面產(chǎn)生銹斑銹斑。 所謂防護(hù)所謂防護(hù)指航行中的船舶受到大自然中大氣、水及海水、指航行中的船舶受到大自然中大氣、水及海水、鹽霧等的腐蝕，海船還要受到海洋附著生物的侵害。根據(jù)介鹽霧等的腐蝕，海船還要受到海洋附著生物的侵害。根據(jù)介質(zhì)的種類，腐蝕過程可以分為質(zhì)的種類，腐蝕過程可以分為化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕和和電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕兩大類。兩大類。 用于鋼材預(yù)處理的拋丸法和酸洗法；用于鋼材預(yù)處理的拋丸法和酸洗法；用于二次除銹的分段噴丸法和帶銹底漆；用于二次除銹的分段噴丸法和帶銹底漆；

12、用于修船的水力除銹法用于修船的水力除銹法手工敲鏟法等。手工敲鏟法等。鋼材的表面防護(hù)鋼材的表面防護(hù)是指經(jīng)除銹后的原材料表面涂刷防銹底漆的是指經(jīng)除銹后的原材料表面涂刷防銹底漆的工藝過程。工藝過程。1、目前船廠中采用的鋼材表面清理方式：、目前船廠中采用的鋼材表面清理方式：（一）、原材料拋丸法（一）、原材料拋丸法 經(jīng)過拋丸清理后的鋼材應(yīng)及時(shí)進(jìn)行防護(hù)處理，一般根經(jīng)過拋丸清理后的鋼材應(yīng)及時(shí)進(jìn)行防護(hù)處理，一般根據(jù)濕度的不同，拋丸清理與防護(hù)處理之間的允許間隔時(shí)據(jù)濕度的不同，拋丸清理與防護(hù)處理之間的允許間隔時(shí)間為間為1020min。因此，在此間隔時(shí)間內(nèi)必須對(duì)清理好。因此，在此間隔時(shí)間內(nèi)必須對(duì)清理好的鋼材進(jìn)行防護(hù)

13、處理。步驟如下：的鋼材進(jìn)行防護(hù)處理。步驟如下： 1）用經(jīng)過驅(qū)除水分油脂的壓縮空氣，把除銹后的鋼）用經(jīng)過驅(qū)除水分油脂的壓縮空氣，把除銹后的鋼材表面吹凈；材表面吹凈； 2）涂刷防護(hù)底漆）涂刷防護(hù)底漆。效率高，可達(dá)效率高，可達(dá)800平方米平方米/小時(shí)，但不適合小時(shí)，但不適合清理厚度在清理厚度在5mm以下的薄板，因其易引起變形以下的薄板，因其易引起變形（二）、化學(xué)除銹法（二）、化學(xué)除銹法 化學(xué)除銹法通常是指多工序的酸洗法，一般船體結(jié)構(gòu)鋼化學(xué)除銹法通常是指多工序的酸洗法，一般船體結(jié)構(gòu)鋼材的酸洗除銹鱗化防護(hù)的工藝流程如下：材的酸洗除銹鱗化防護(hù)的工藝流程如下： 酸洗除銹酸洗除銹冷水沖洗冷水沖洗中和處理中和處

14、理冷水沖洗冷水沖洗鱗化處鱗化處理理熱水沖洗熱水沖洗自然干燥自然干燥 酸液溶度與處理溫度、時(shí)間關(guān)系曲線用于薄板，處理管子、舾裝件形狀復(fù)雜的零部件，作為拋丸除銹的補(bǔ)充（三）、分段噴丸法三）、分段噴丸法 分段除銹多用于分段表面銹斑的清理，屬于分段除銹多用于分段表面銹斑的清理，屬于二次除銹二次除銹。它是利用風(fēng)管中高速流動(dòng)的壓縮空氣將鐵丸噴射到鋼板它是利用風(fēng)管中高速流動(dòng)的壓縮空氣將鐵丸噴射到鋼板表面上，使銹層和氧化皮剝離下來，從而達(dá)到除銹的目表面上，使銹層和氧化皮剝離下來，從而達(dá)到除銹的目的。的。 （四）、帶銹底漆（四）、帶銹底漆 帶銹底漆又稱反應(yīng)底漆，它涂刷在生銹鋼材表面上后帶銹底漆又稱反應(yīng)底漆，它涂

15、刷在生銹鋼材表面上后能與鐵銹發(fā)生反應(yīng)，生成一層具有保護(hù)能力的薄膜，并成能與鐵銹發(fā)生反應(yīng)，生成一層具有保護(hù)能力的薄膜，并成為底漆，不僅可作二次除銹用，還可作整船涂裝用。為底漆，不僅可作二次除銹用，還可作整船涂裝用。2、船體除銹方法的比較（1）除銹質(zhì)量）除銹質(zhì)量拋丸法：能全部除去氧化皮銹層，但薄板易變形酸洗法：鋼板發(fā)白，表面光滑，油漆附著力較拋丸差，操作控制不當(dāng)會(huì)造成鋼板過蝕除銹質(zhì)量不能很好滿足新型底漆的要求分段拋丸：能全部除去氧化皮銹層，清理后的鋼板表面呈暗灰色、粗糙度均勻，能增強(qiáng)油漆的附著力但薄板易變形手工除銹：質(zhì)量差，很難除掉氧化皮（2）、設(shè)備、成本及效率）、設(shè)備、成本及效率 拋丸法：設(shè)備復(fù)

16、雜，成本很低，效率很高，一般為60200m2/h，最高達(dá)800m2/h酸洗法： 設(shè)備較大，成本與拋丸相近；40100m2/h分段噴丸： 設(shè)備簡(jiǎn)單，成本與手工除銹相近效率為615m2/h手工除銹：工具簡(jiǎn)單，成本低，效率為0.50.75m2/h（3）、工藝特點(diǎn)拋丸法：1）生產(chǎn)過程短，可自動(dòng)控制；2）從原材料處理開始，組成矯正、除銹、涂底漆、烘干流水線，可與號(hào)料、切割、加工的流水線銜接，形成整個(gè)船體制造生產(chǎn)線；3）利于鋼材的保養(yǎng)集中管理酸洗法：1）工序繁多，且工藝過程不連續(xù)，不便于組成生產(chǎn)流水線；2）處理鋼材的尺寸受槽池尺度限制；3）需對(duì)廢酸進(jìn)行處理分段噴丸：1）工藝過程不連續(xù)，分段尺寸受噴丸房限制

17、，不能適應(yīng)大型船舶的需要，更不能適合建立自動(dòng)流水線2）艙內(nèi)噴丸不易清理三、鋼材預(yù)處理流水線三、鋼材預(yù)處理流水線 由鋼材的矯正、除銹、噴漆、烘干等工序形成的自動(dòng)作業(yè)由鋼材的矯正、除銹、噴漆、烘干等工序形成的自動(dòng)作業(yè)流水線。流水線。四、習(xí)題四、習(xí)題1、船體構(gòu)件的分類成組方法主要取決于那些因素？、船體構(gòu)件的分類成組方法主要取決于那些因素？2、船體構(gòu)件分類成組對(duì)套料的影響是怎樣的？如何解決？、船體構(gòu)件分類成組對(duì)套料的影響是怎樣的？如何解決？3、船材在水中腐蝕形式有哪幾種？、船材在水中腐蝕形式有哪幾種？4、鋼材預(yù)處理是、鋼材預(yù)處理是 和和 與與 ；5、鋼材表面有、鋼材表面有 、 、 和和 等缺陷；等缺陷

18、；6、簡(jiǎn)述鋼材矯正原理；、簡(jiǎn)述鋼材矯正原理；7、簡(jiǎn)述鋼材腐蝕原理；、簡(jiǎn)述鋼材腐蝕原理；8、鋼材變形的主要原因是什么？、鋼材變形的主要原因是什么？9、鋼材表面除銹的方法有哪幾種？各有什么特點(diǎn)？、鋼材表面除銹的方法有哪幾種？各有什么特點(diǎn)？10、什么叫鋼材的預(yù)處理？、什么叫鋼材的預(yù)處理？4-3 船體構(gòu)件的邊緣加工邊緣加工邊緣加工 鋼材經(jīng)過預(yù)處理號(hào)料畫線后，按其要求制造成各種船體構(gòu)件的邊緣鋼材經(jīng)過預(yù)處理號(hào)料畫線后，按其要求制造成各種船體構(gòu)件的邊緣切割過程切割過程邊緣加工：邊緣加工：邊緣的切割和開焊接坡口，船體構(gòu)件的邊緣可分為直線邊緣邊緣的切割和開焊接坡口，船體構(gòu)件的邊緣可分為直線邊緣和曲線邊緣，較厚的

19、船體構(gòu)件焊接前需在邊緣開坡口，其坡口形式按和曲線邊緣，較厚的船體構(gòu)件焊接前需在邊緣開坡口，其坡口形式按焊接規(guī)范要求可分為焊接規(guī)范要求可分為I型、型、V型、型、K型、型、X型和型和U型等。型等。 邊緣加工方法：邊緣加工方法：機(jī)械切割法：剪切，沖孔，刨邊，銑邊等。機(jī)械切割法：剪切，沖孔，刨邊，銑邊等?；瘜W(xué)切割法：氣割?；瘜W(xué)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。機(jī)械剪切原理：機(jī)械剪切原理： 剪切工件的過程是將材料放在剪刃之間，由外力（人工、剪切工件的過程是將材料放在剪刃之間，由外力（人工、機(jī)械、液壓等）帶動(dòng)兩刃作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)材料施加一定的機(jī)械、液壓

20、等）帶動(dòng)兩刃作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)材料施加一定的剪力，當(dāng)剪力超過材料的強(qiáng)度極限時(shí)，材料就發(fā)生變形，最終剪力，當(dāng)剪力超過材料的強(qiáng)度極限時(shí)，材料就發(fā)生變形，最終沿刃口斷裂分離。沿刃口斷裂分離。 機(jī)械剪切的變形過程：彈性變形階段塑性變形階段斷裂階段機(jī)械剪切的特點(diǎn)： 適應(yīng)性強(qiáng)適應(yīng)性強(qiáng)(適應(yīng)中、低碳鋼、鋁、銅、不銹鋼適應(yīng)中、低碳鋼、鋁、銅、不銹鋼)； 加工經(jīng)濟(jì)、損耗??；加工經(jīng)濟(jì)、損耗??； 加工速度快、成本低；加工速度快、成本低； 加工時(shí)有扭轉(zhuǎn)、彎曲變形；加工時(shí)有扭轉(zhuǎn)、彎曲變形； 剪切曲線時(shí)效率低；剪切曲線時(shí)效率低； 噪音大，勞動(dòng)強(qiáng)度大。噪音大，勞動(dòng)強(qiáng)度大。 幾種常用的機(jī)械剪切機(jī)床：1、斜刃龍門剪床：、斜刃龍

21、門剪床：剪切的主要工藝要求：1）剪切前應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的尺度和邊緣特征選擇合適的剪切機(jī)選擇合適的剪切機(jī)床床，并核對(duì)機(jī)床的工作能力是否滿足所剪材料的要求，同時(shí)還應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的厚度調(diào)整上下刀片的間隙，并使其沿整個(gè)刀片長(zhǎng)度內(nèi)保持一致； 2）當(dāng)一張鋼板上排列多個(gè)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)根據(jù)其排列情況預(yù)先確定剪切順序確定剪切順序，以便能順利地進(jìn)行操作。 3）剪切時(shí)，應(yīng)使構(gòu)件的剪切線與下刀口邊緣嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)剪切線與下刀口邊緣嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)，以保證剪切邊緣不發(fā)生偏差；對(duì)邊緣不再加工的構(gòu)件（如肘板），其剪斷位置與劃線位置的偏移應(yīng)不超過1.0mm，端面不垂直度應(yīng)不超過5。剪切順序 氣割：指氧氣割：指氧乙炔切割或氧乙炔切割或氧丙烷切割。丙烷切割

22、。實(shí)質(zhì)：金屬在氧氣中燃燒。實(shí)質(zhì)：金屬在氧氣中燃燒。過程：預(yù)熱過程：預(yù)熱燃燒燃燒去渣三個(gè)階段。去渣三個(gè)階段。 金屬能夠進(jìn)行氣割的條件： 被割金屬的燃點(diǎn)應(yīng)低于其熔點(diǎn)。這是最基本的可割條件被割金屬的燃點(diǎn)應(yīng)低于其熔點(diǎn)。這是最基本的可割條件 氧化物的熔點(diǎn)應(yīng)低于金屬熔點(diǎn)，并且具有良好的流動(dòng)性。氧化物的熔點(diǎn)應(yīng)低于金屬熔點(diǎn)，并且具有良好的流動(dòng)性。 金屬在氧氣中的燃燒是放熱反應(yīng)，且應(yīng)能放出較大的熱量。金屬在氧氣中的燃燒是放熱反應(yīng)，且應(yīng)能放出較大的熱量。 金屬的導(dǎo)熱率不應(yīng)過高。金屬的導(dǎo)熱率不應(yīng)過高。 金屬中不應(yīng)含有使氣割過程惡化的雜質(zhì)。金屬中不應(yīng)含有使氣割過程惡化的雜質(zhì)。 氣割的主要工藝要求 （1）割前應(yīng)根據(jù)工件

23、厚度選擇合適的割嘴。）割前應(yīng)根據(jù)工件厚度選擇合適的割嘴。（2）切割薄板的割嘴宜后傾）切割薄板的割嘴宜后傾3045，切割厚板時(shí)割，切割厚板時(shí)割嘴宜前傾嘴宜前傾1020。（3）為了減小零件在氣割時(shí)的熱變形，操作中應(yīng)遵循：）為了減小零件在氣割時(shí)的熱變形，操作中應(yīng)遵循：大型零件的切割，應(yīng)先從短邊開始；在同一張鋼板上切大型零件的切割，應(yīng)先從短邊開始；在同一張鋼板上切割不同尺寸的零件時(shí)，應(yīng)先割小件，后割大件；切割不割不同尺寸的零件時(shí)，應(yīng)先割小件，后割大件；切割不同形狀的零件時(shí)，應(yīng)先割較復(fù)雜的零件，后割較簡(jiǎn)單的同形狀的零件時(shí)，應(yīng)先割較復(fù)雜的零件，后割較簡(jiǎn)單的零件。零件。常用氣割方法 1、直線邊緣構(gòu)件的氣割：

24、、直線邊緣構(gòu)件的氣割：2、曲線邊緣構(gòu)件的氣割：、曲線邊緣構(gòu)件的氣割：等離子切割的優(yōu)點(diǎn)習(xí)題1、氣割的三個(gè)階段指、氣割的三個(gè)階段指 、 和和 ；2、除了激光切割法之外，船廠已經(jīng)較廣泛采用的能切割、除了激光切割法之外，船廠已經(jīng)較廣泛采用的能切割銅、鋁、不銹鋼和各種高溫難熔金屬的切割技術(shù)銅、鋁、不銹鋼和各種高溫難熔金屬的切割技術(shù)是是 。 3、氣割的原理是什么？氣割是怎樣達(dá)到切割金屬的目的、氣割的原理是什么？氣割是怎樣達(dá)到切割金屬的目的的？的？4、簡(jiǎn)述金屬氧割的幾個(gè)條件；、簡(jiǎn)述金屬氧割的幾個(gè)條件；4-4 船體型材構(gòu)件的成形加工成形加工：板材型材成形加工兩種成形加工：板材型材成形加工兩種常用型材種類常用型

25、材種類扁鋼、角鋼、球扁鋼、扁鋼、角鋼、球扁鋼、T型鋼型鋼型材構(gòu)件型材構(gòu)件肋骨，橫梁，縱骨等。（其中：肋骨彎肋骨，橫梁，縱骨等。（其中：肋骨彎曲工作量最大）曲工作量最大） 直形型鋼直形型鋼 如圍壁加強(qiáng)筋、平臺(tái)橫梁、甲板縱骨、如圍壁加強(qiáng)筋、平臺(tái)橫梁、甲板縱骨、平行中體舷側(cè)肋骨和艙壁加強(qiáng)筋等。平行中體舷側(cè)肋骨和艙壁加強(qiáng)筋等。 曲形型鋼曲形型鋼 如普通肋骨、甲板橫梁、斜橫梁和底部如普通肋骨、甲板橫梁、斜橫梁和底部縱骨等。縱骨等。 扭曲型鋼扭曲型鋼 如扭曲的底部和舷側(cè)縱骨等。如扭曲的底部和舷側(cè)縱骨等。型鋼彎曲加工的特點(diǎn)型鋼彎曲加工的特點(diǎn) 型材彎曲加工屬于塑性彎曲。塑性彎曲時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變狀型材彎曲加工屬于塑

26、性彎曲。塑性彎曲時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)是復(fù)雜的，同時(shí)由于材料強(qiáng)化，數(shù)學(xué)分析比較困難，在過態(tài)是復(fù)雜的，同時(shí)由于材料強(qiáng)化，數(shù)學(xué)分析比較困難，在過去的理論研究和公式推導(dǎo)中，大都作過這樣或那樣假設(shè)，忽去的理論研究和公式推導(dǎo)中，大都作過這樣或那樣假設(shè)，忽略了一些因素，所得的結(jié)論和公式是略了一些因素，所得的結(jié)論和公式是近似的近似的。因此，在解決。因此，在解決生產(chǎn)實(shí)際問題時(shí)，需視工況加以具體分析，合理運(yùn)用其結(jié)論生產(chǎn)實(shí)際問題時(shí)，需視工況加以具體分析，合理運(yùn)用其結(jié)論與公式。與公式。 型材彎曲加工復(fù)雜現(xiàn)象：1.由于實(shí)際材料是不均勻的，故即使其它影響因素不考慮，這一不均勻因素也將導(dǎo)致彎曲回彈的復(fù)雜性，使預(yù)計(jì)回彈量困難。2

27、.肋骨常用球扁鋼和不等邊角鋼等制成，由于這類型材的截面不對(duì)稱，彎曲加工時(shí)，往往產(chǎn)生“旁彎”的有害變形，使矯正工作量增大。3.由于船用型材的腹板腹板高度相對(duì)較大，而板厚較小，在反彎時(shí)腹板邊緣處受壓應(yīng)力作用，常會(huì)因剛性不足而發(fā)生失穩(wěn)，產(chǎn)生皺折。4.對(duì)于面板較薄的角鋼等，在彎曲加工時(shí)由于面板中的切向應(yīng)力作用，不論角鋼在正彎和反彎情況下，均會(huì)形成“倒邊”的合力，使面板與腹板間的夾角變小。 這些都是在研究設(shè)計(jì)型材彎曲機(jī)時(shí)所必須注意的問題。一、肋骨成形方法及其分類（一）典型的肋骨彎曲成形的方法 型材矯直機(jī)冷彎； 三輪滾彎?rùn)C(jī)滾彎； 多模頭一次成形數(shù)控肋骨拉彎?rùn)C(jī)冷彎； 三支點(diǎn)肋骨冷彎?rùn)C(jī)冷彎； 純彎曲原理肋骨冷

28、彎?rùn)C(jī)冷彎； 手工熱彎； 中頻加熱肋骨彎曲淬火機(jī)熱彎冷彎成形方法的分類 1、按是否預(yù)熱分類冷彎加工：冷彎加工：常溫下直接施加外力。如。熱彎加工：熱彎加工：將型材加熱使其塑性增加再施加外力。如、2、按型鋼進(jìn)給方式分類連續(xù)進(jìn)給連續(xù)進(jìn)給：適合加工圓弧形肋骨，但對(duì)加工任意曲線形狀肋骨時(shí)，操作復(fù)雜。如、。逐段進(jìn)給：逐段進(jìn)給：進(jìn)給一段彎曲一段。優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。如、。國(guó)內(nèi)最常見的方法。一次成形：一次成形：整根肋骨一次成形。優(yōu)點(diǎn)：自動(dòng)化程度高；缺點(diǎn)：設(shè)備龐大、投資多，不易預(yù)計(jì)回彈量，如3、按型鋼受力狀況分類拉彎原理拉彎原理：比較少見，如數(shù)控肋骨拉彎?rùn)C(jī)，適合加工低腹板型鋼。容易使型材受到破壞。集中

29、力彎曲集中力彎曲原理；傳統(tǒng)方法，有3個(gè)支點(diǎn)，又稱三支點(diǎn)彎曲，多數(shù)肋骨冷彎?rùn)C(jī)應(yīng)用這種原理。純彎曲純彎曲原理：梁的斷面上只受彎矩而不受剪力作用產(chǎn)生平面彎曲。二、型材構(gòu)件的冷彎成形1、三支點(diǎn)逐段進(jìn)給式肋骨冷彎?rùn)C(jī)工作原理：三支點(diǎn)集中力彎曲。優(yōu)缺點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單、使用較普遍。肋骨上壓痕大，加工效率不高。2、純彎曲原理肋骨冷彎?rùn)C(jī)工作原理：四支點(diǎn)純彎曲。優(yōu)點(diǎn)：加工質(zhì)量好：用不同曲率的圓弧段擬合肋骨曲線，光順性較好；載荷作用在型材上的壓痕減少。加工效率高：型材塑性變形區(qū)較大，可增多每次進(jìn)給長(zhǎng)度。進(jìn)床性能比較完善：既可成對(duì)加工也可單根加工；能矯正旁彎變形；型材進(jìn)給操作靈活。三、肋骨冷彎成形中的控制與檢測(cè)型材彎曲的要

30、求：型材彎曲的要求： 使其腹板邊緣曲型與要求的肋骨曲線一致，在加工過程中反復(fù)檢查和測(cè)量。 在未實(shí)現(xiàn)數(shù)控的肋骨冷彎的情況下，有以下幾種控制成形的方法：1、用鐵樣（或樣板）人工對(duì)樣 事先按放樣臺(tái)上的肋骨型線彎制好鐵樣或制作好樣板，在肋骨加工過程中，用它反復(fù)的檢查（校對(duì)）所彎曲肋骨的腹板邊緣，看其是否與鐵樣（或樣板）的型線一致。缺點(diǎn)：制作鐵樣（樣板）費(fèi)工費(fèi)料，操作相當(dāng)繁復(fù)。2、逆直線法逆直線：逆直線：一根特殊的直線，如圖所示，在彎曲前的平直型材上是一根曲線，當(dāng)型材彎曲到其腹板邊緣與肋骨型線吻合后，該曲線正好變?yōu)橐桓本€。逆直曲線的求取逆直曲線的求?。菏止ぷ鲌D法或計(jì)算機(jī)計(jì)算。對(duì)較長(zhǎng)且曲度較大的肋骨，需

31、分段設(shè)置多根逆直線。適用情況：腹板較高、曲度較小的肋骨。優(yōu)點(diǎn)：省去樣板。缺點(diǎn)：需作逆直線；加工時(shí)檢測(cè)繁復(fù)。3、仿形控制法 國(guó)內(nèi)針對(duì)數(shù)控肋骨冷彎?rùn)C(jī)尚未普及的現(xiàn)狀，為解決肋骨冷彎中人工對(duì)樣的困難而研究的一種實(shí)用的成形控制方法。 所謂仿形控制，就是在肋骨冷彎?rùn)C(jī)上安裝一套如圖所示仿形裝置。彎曲肋骨時(shí)，使肋骨和鐵樣同步進(jìn)給，肋骨逐段彎曲，只要保證每段肋骨邊緣和鐵樣邊緣在y方向上的距離為一定值，則該肋骨就彎成了與鐵樣一樣的形狀。旁彎變形及其消除措施旁彎變形及其消除措施旁彎變形：腹板厚度方向上的彎曲變形。消除措施：1）采用預(yù)置反變形措施2）用垂直彎曲方法將已產(chǎn)生的旁彎變形消除型材冷彎過程中的回彈處理型材冷彎

32、過程中的回彈處理1）用理論計(jì)算的方法預(yù)先算出可能出現(xiàn)的回彈量，將它疊加到彎曲量上使型材過量彎曲，待回彈后即能準(zhǔn)確成形2）實(shí)測(cè)出每一次彎曲后的實(shí)際回彈量，再以它的大小對(duì)型材作過量彎曲四、型材數(shù)控冷彎的控制方法1、用端點(diǎn)測(cè)量法控制肋骨冷彎成形的原理2、用適應(yīng)控制法控制肋骨冷彎成形的原理3、弦線測(cè)量法 1）控制原理 2）控制量的計(jì)算 3）回彈問題的處理逐步逼近法s0弦線控制法控制原理示意12ii+1Li甩頭s0s0Li+1LiL3L2OOYXi肋骨型線f（x）34-5 鋼板構(gòu)件得成形加工 船體非平直鋼板構(gòu)件較多，彎曲加工工作量較大。主要的成形加工方法有機(jī)械冷彎法和水火彎板法。一般單向曲度板都采用機(jī)械

33、冷彎法加工,而復(fù)雜曲度板則先用冷彎?rùn)C(jī)械加工出一個(gè)方向的曲度（該方向曲度較大），然后再用水火彎板法加工出其它方向的曲度；若批量較大，則可在壓力機(jī)上安裝專用壓模壓制成形。本節(jié)主要介紹機(jī)械冷彎法和水火彎板法。 主要的成形加工方法：機(jī)械冷彎法：包括輥彎、壓彎、折彎等水火彎板法 單向曲度板：采用機(jī)械冷彎法加工 復(fù)雜曲度板： 先用機(jī)械冷彎加工一個(gè)方向（曲度較大的方向）的曲度，然后用水火彎板法加工出其他方向的曲度。 若批量較大，則可在壓力機(jī)上安裝專用壓模壓制成形。一、船體板材的冷彎加工一、船體板材的冷彎加工1.簡(jiǎn)單曲度板的冷彎成形簡(jiǎn)單曲度板的冷彎成形 具有園柱形或園錐形的單向曲度板（如平行中體處的舭部列板等

34、）具有園柱形或園錐形的單向曲度板（如平行中體處的舭部列板等）稱為簡(jiǎn)單曲度板，可用三輥彎板機(jī)加工成形。稱為簡(jiǎn)單曲度板，可用三輥彎板機(jī)加工成形。 3、普通三輥彎板機(jī)彎板功能的缺點(diǎn) 只有上軸輥可作上下調(diào)節(jié)外，不能作其他調(diào)節(jié)，使其彎板功能受到很大的限制。 如在彎制圓柱形或圓錐形板件時(shí)，板的邊緣有一段無法進(jìn)行輥壓，只好采用既浪費(fèi)工時(shí)又浪費(fèi)材料的工藝措施（如加墊塊先輥彎好板邊部分）4、幾種新型得輥式彎板機(jī)三根軸輥均可上下升降調(diào)節(jié)的三輥彎板機(jī)；適合簡(jiǎn)單曲度板的成形加工軸輥可作橫向調(diào)節(jié)的三輥彎板機(jī)；彎制出構(gòu)件邊緣部分的曲度四輥彎板機(jī)；能進(jìn)行矯平的四輥彎板機(jī)。2、圓柱形鋼板構(gòu)件的輥彎成形過程 在鋼板兩邊中間劃出

35、圓柱面的素線；對(duì)彎板機(jī)各軸輥進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其軸線互相平行； 板材送入上、下軸輥之間，使鋼板上所劃出的素線平行的對(duì)準(zhǔn)下軸輥上的縱向槽； 降下上軸輥，部分板材受集中力作用，造成很大的塑性彎曲變形； 軸輥轉(zhuǎn)動(dòng)，板材連續(xù)卷入，順次通過最大塑性變形區(qū)，獲得均勻殘余變形，達(dá)到彎曲的目的； 注意鋼板上所劃素線與下軸輥上縱向槽是否平行，并用內(nèi)卡樣板檢查鋼板彎制曲度，以便調(diào)節(jié)上軸輥的升降，直至彎曲成形到與樣板型線相符合為止。5、用一般通用彎板機(jī)彎制錐形板的工藝措施 為了獲得錐形板兩端的不同曲率，上輥必須相對(duì)下輥呈傾斜狀態(tài)，使錐形板曲率大的一端處的上、下輥間距小于另一端； 將錐形板作如圖所示的35等分的劃分，并分別

36、對(duì)其進(jìn)行輥彎。分區(qū)輥彎時(shí)，應(yīng)使每一分區(qū)的中心線（也是一根索線）與上輥平行；各分區(qū)變形之間有一定的重疊，使錐形板的小曲率端呈均勻弧形。（二）復(fù)雜曲度板的冷彎成形復(fù)雜曲度板：雙向曲度或多向曲度板。主要設(shè)備：液壓機(jī)，萬能彎板機(jī)、輥彎?rùn)C(jī)等。1、冷彎方法： 液壓機(jī)彎制：裝設(shè)壓模 三輥彎板機(jī)冷彎雙向曲度不大的構(gòu)件。 萬能彎板機(jī)彎制：要求操作技術(shù)高度熟練，成形質(zhì)量不易控制，勞動(dòng)強(qiáng)度大。說明：（1）壓模壓模的形式精度是影響構(gòu)件成形加工質(zhì)量的關(guān)鍵之一。 通用壓模：能彎制各種曲度的鋼板。 專用壓模：適合彎制形狀特殊、批量較大的構(gòu)件；（2）消除回彈的方法設(shè)計(jì)壓模時(shí)適當(dāng)改變工作部分的形狀，憑經(jīng)驗(yàn)將工件壓過頭一點(diǎn)，使其

37、回彈后剛好符合所要求的形狀。2、板材冷彎加工線的作法在號(hào)料時(shí)劃在板材上，是影響板材冷彎質(zhì)量重要因素之一。單向曲度板：冷彎加工線是展開后的素線。一般船體外板：可用三角樣板確定冷彎加工線。如圖所示：（三）數(shù)控彎板簡(jiǎn)介1、應(yīng)用數(shù)控技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)化彎板的優(yōu)點(diǎn) 大幅度提高彎板工作效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度； 提供彎板精度，從而減少裝配校正工作量； 同其它數(shù)控加工裝置一起使用，則能實(shí)現(xiàn)船體加工車間綜合機(jī)械化、自動(dòng)化，提高綜合生產(chǎn)能力。2、典型數(shù)控彎板機(jī)樣機(jī)：多壓頭式數(shù)控彎板機(jī) 船體板材的水火彎板法 水火彎板工藝是熱加工的一種。熱加工有兩種基本工藝方式。一種是氧乙炔焰對(duì)工件進(jìn)行局部加熱，利用鋼材熱脹冷縮的原理，使工件

38、產(chǎn)生殘余塑性變形來達(dá)到彎曲成行的目的，水火彎板即屬此類。這種熱加工工藝俗稱小火。另一種方法是將工件放在爐灶內(nèi)進(jìn)行整體或局部加熱，利用鋼材加熱后塑性增大的特性，施加外力強(qiáng)迫工件彎曲成形，俗稱大火。它是過去外板、肋骨熱彎加工的主要方法。隨著水火彎板工藝的出現(xiàn)，大火熱彎工藝已極少應(yīng)用。 水火彎板：水火彎板：是用氧乙炔焰對(duì)板材（或型材）進(jìn)行局部線狀線狀加熱，并用水進(jìn)行跟蹤冷卻，使板材產(chǎn)生局部塑性變形，從而將工件彎成所要求的曲面形狀的一種熱加工方法。 由于水火彎板時(shí)，加熱火焰的移動(dòng)速度較快，故在加熱處工件的厚度方向存在較大的溫差，加熱面的溫度高于背面的溫度，這種熱場(chǎng)的局部性，使加熱面金屬在膨脹時(shí)受到周圍

39、冷金屬的限制，因而在加熱區(qū)產(chǎn)生壓縮塑性變形；熱源移除后，在板厚方向產(chǎn)生收縮變形的同時(shí)，鋼板加熱面產(chǎn)生拉應(yīng)力，這相當(dāng)于作用在平板上的外加彎矩，結(jié)果使板件產(chǎn)生彎曲變形。水火彎板就是利用板材在局部加熱冷卻過程中會(huì)產(chǎn)生角變角變形和橫向收縮變形形和橫向收縮變形這一特點(diǎn)來達(dá)到彎曲成形的目的。用水跟蹤冷卻的作用在于加大這種變形，增加其成形效果。水火彎板原理 2、各種工藝因素對(duì)成形效果的影響（1）加熱線對(duì)成形效果的影響加熱線的位置、疏密長(zhǎng)短對(duì)板材成形效果影響極大。加熱線的位置正確與否直接關(guān)系到板材能否正確成形 加熱線的位置取決于構(gòu)件所要求的形狀； 對(duì)相同的板在不同的位置進(jìn)行線狀加熱，成形形狀會(huì)完全不同；加熱線

40、的長(zhǎng)短、疏密影響構(gòu)件的成形效果 加熱線愈密、愈長(zhǎng)，則產(chǎn)生的變形愈大，成形效果愈好 加熱線長(zhǎng)度不能跨越加熱線所在剖面中和軸，否則會(huì)使成形效果惡化。例：帆形板和鞍形板的彎制第一步：冷彎?rùn)M向曲度（其曲率比縱向的大）；第二步：確定加熱線的位置帆形板：加熱線在橫向彎曲的一面位于板的兩側(cè)鞍形板：加熱線在橫向彎曲的背面位于板的中間第三步：水火彎制（2）冷卻方式對(duì)成形效果的影響冷卻方式有：自然冷卻、正面跟蹤水冷卻、背面跟蹤水冷卻。 自然冷卻：自然冷卻：讓構(gòu)件在空氣中自然冷卻，簡(jiǎn)稱空冷。優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：成形速度慢，在產(chǎn)生角變形的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生加工所不需要的縱向繞度正面跟蹤水冷法：正面跟蹤水冷法：在加熱面用冷水

41、噴射正在冷卻的金屬，加快它們收縮，從而強(qiáng)化對(duì)正在加熱金屬的壓縮作用，使其產(chǎn)生較大的附加塑性變形。優(yōu)點(diǎn)：收縮較快，其橫向收縮變形比空冷法大，成形加工所不需要的加熱線縱向收縮變形遠(yuǎn)比空冷法小。缺點(diǎn)：角變形效果不如空冷。由于加熱面被水強(qiáng)制冷卻，溫度急劇降低，甚至使正面溫度低于背面溫度，出現(xiàn)負(fù)溫差。正在冷卻過程中的金屬受附加拉伸作用而抵消部分收縮變形。背面跟蹤水冷法：背面跟蹤水冷法：在構(gòu)件的正面用烘炬加熱，在其背面用冷水跟蹤熱源進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。優(yōu)點(diǎn)：增大了板材正反面的溫度差，角變形大，成形效率高。缺點(diǎn)：需要在板下操作，比較麻煩。三種冷卻方式成形效果的比較：角變形以背面跟蹤水冷法最大，空冷法次之，正面跟蹤水冷法最小；橫向收縮變形以背面跟蹤水冷法最大，正面跟蹤水冷法次之，空冷法最?。槐趁娓櫵浞ǖ某尚涡首罡?。正面跟蹤水冷法最常用。