工艺技术_各种钣金件设计制作技术要点概述

! ! ! ! “ “ “ “ 第五篇 各种钣金件设计 制作技术要点 !“# 第五篇各种钣金件设计制作技术要点 第一章汽车钣金手工成型 设计制作技术要点 汽车钣金工经常要对有缺陷的钣金件进行整修复原或者配制各种钣金件。钣金成型 工艺是钣金工最基本的技能。在现代化大生产中， 绝大多数钣金成型工艺是在机器上完 成的， 手工方法只作为补充加工或修整。形状较复杂的钣金元件和单件生产的钣金件， 仍 然离不开手工操作。汽车钣金修理主要是手工操作。掌握最基本的手工成型工艺， 是汽 车钣金工必不可少的技艺。这些成型工艺包括弯曲、 放边与收边、 拔缘、 起拱、 卷边、 咬缝、 制筋和矫正。 第一节弯曲 手工弯曲是借助于工具夹和垫块， 通过手工操作弯曲板料。手工弯曲制件的主要断 面形式如图 ! “ ! 所示。其中图 ! “ !# $ 图 ! “ !% 属于角形件， 其余为圆形件。 图 ! “ !弯曲断面 一、 角形弯折操作要点 角形弯折是将金属板料弯折成一 定夹角的平面弯折， 尤以弯折成 $ 678.:*%)* 3 (!:+./77， 取 /;77， 则件 % 的下 料长度为 5/;77。 主梁要求有旁弯， 下料时不考虑， 在拼接、 焊接时再考虑如何造成旁弯。 （.） 件 . （腹板） 的尺寸确定。 腹板的图纸标注尺寸是 /# * / ! “# ) %# * /。下料尺寸要大于图纸尺寸。 /#77 是起重机沿车间纵向行走时两端行走轮距的尺寸， 这个尺寸关系到主梁与端梁装 配后的轮距尺寸。由于腹板的形状直接关系到主梁最终的上拱度， 腹板的长度方向焊接 变形预留量和上拱度预留量就显得很重要。 腹板的下料尺寸与焊接顺序和方向关系很大， 又与腹板高度、 是否横向拼接、 内部大 小隔板的尺寸、 起重吨位等有关， 各地的经验数据不甚相同。下面简要介绍通用的计算方 法。 腹板下料长度加长 #+%8桥架跨度， 本例的跨度是 /#77， #+%8是 +/77。即腹 ;5% 第六章起重机主梁设计制作技术要点 板的下料长度是： !“!#“$。 腹板的预制上拱度要比 %#&跨度大， 下料拱度大约为 ! “(% ) ! “%， 小吨位大跨度 用下限 ! *(%， 大吨位小跨度用上限 ! “%。由于制作工艺有别， 也有采用 ! “% ) ! *+“% 的。 单个主梁装配焊接后的上拱度值和公差见表 + , &。 腹板的预制上拱度也可参考表 + , !。 表 + , & 单个主梁装配焊接后的交检拱度值 （#%） $ !- “&%&“ ) !%(%“% &%#“&“ . &“ . &“ . &“ . &“ . & &(#“!/ . !/ . !/ . !( . !( . ! &+#“(! . !(! . !(% . !0 . !0 . ! &0#“/% . !/% . !(0 . !(+ . !(+ . ! !#“/ . !/ . !/! . !/% . !/% . ! !“#“( . !“( . !/0 . !/ . !/ . ! !1#“0 . !“0 . !“/ . !“& . !“& . ! (&#“+ . !+ . !+% . !“2 . !“2 . ! 表中： !- 跨度， $； $ 吨位； 表中数据为 $。 表 + , ! 腹板下料拱度值 （#%） $ !- “&%&“ ) !%(%“ 2#“ &%#“!&!&!&!&!& &(#“(/(/(/(%(% &+#“/&/&(+(2(2 &0#“+“+/(0(0 !#“+/+/“+“%“% !“#“2(2(+/“2“2 !1#“1&1&2&+/+/ (&#“0%0%202%2% 表中： !- 跨度， $。 $ 起重吨位， 3。#% 腹板下料上拱度， $。 由图 + , & 得， 本例的起重量是 &“*( 吨， 是分别为 (3 和 &“3 的双钩吊车， 跨度是 !#“$。查表 + , ! 得， 腹板下料的上拱度是 +/$。即 #%4 +/$。 图 + , !主梁下料尺寸确定 腹板的上拱曲线是抛物线， 是较复杂的曲线， 实用中用简化公式 + , ( 如下： 10& 第五篇各种钣金件设计制作技术要点 !“ !#（$ % &“# $%） “ !#&（( % )） 式中 !* 任意分点处的高度， 见图 ( % ； !# 腹板下料上拱度； 任意分点距中 心点的距离； $+ 起重机跨度； & 主梁下料拱度系数， 见表 ( % )。 表 ( % ) 主梁腹板上拱高计算系数 $+ #$)&,-,- $#,-$#,.(&#,/-&#,(0#,&$/#,#(#,#.% #,$ $),-$#,.0/#,.$)#,/#)#,(&.#,-(#,&-$#,)( $(,-$#,./-#,.&$#,/(/#,00#,0#,()#,-( $.,-$#,#,.-/#,.#-#,/)#,0.#,0)0#,(/ ,-$#,#,.(/#,./#,/0#,/&#,/#,0#$ -,-$#,&#,.0-#,.&0#,.#$#,/0-#,/&(#,/$& /,-$#,-#,./#,.-(#,.$#,.#,/00#,/-$ )$,-$#,(#,./&#,.(&#,.)(#,.$/#,/#,/0! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! / $+ (,-00,-/,-. $),-#,$#,#0)% #,#/ $(,-#,&0#,)/#,0#,$0#,#( $.,-#,($#,-(#,&/-#,&#/#,)0#,&#,$&/ ,-#,0$#,(#,(#)#,-(#,&/#,&.#,)( -,-#,00/#,0$#,(./#,(-&#,(#(#,-(#,-# /,-#,/)#,0.#,0-.#,0)#,(/-#,(&#,(#$ ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! )$,-#,/-#,/)#,/#,00)#,0&#,0#.#,(0( $+ $#$)$&$-$( ,-#,$#,#&% #,$& -,-#,)0(#,-#,$& /,-#,-#/#,&#-#,.#,$(.#,#)- )$,-#,-.0#,-$#,&$.#,)$/#,#.#,#.#,#) 表中： $+跨度； 分点距中心米数。 因为 !#“ (&11， 由 !“ !#2 &， 设画腹板时的左右方向分点距离为 $1。可计算出： $“ (& 2 #, “ (),- “ (& 2 #,.(/ “ ( )“ (& 2 #,./ “ -.,& &“ (& 2 #,/0 “ -,/ -“ (& 2 #,/ “ -$, (“ (& 2 #,0$ “ &-,( 0“ (& 2 #,(#) “ )/,( /“ (& 2 #,&/ “ )$, $ 第六章起重机主梁设计制作技术要点 !“ #$ % &(# “ )( !*&“ #$ % &)* “ *($ !*“ #$ % &$ “ )+ !*)“ #$ % （ , &*$） “ , +!# 可依此画出腹板的下料图， 见图 # , (。 图 # , ()-. 起重机主梁腹板下料尺寸 （拱度示意图） （(） 下盖板尺寸确定。 下盖板不与隔板焊接， 下盖板与腹板的连续焊缝会造成下盖板缩短， 长度预留量一般 为跨度的 */* &。 下盖板的下料长度可以放样或计算得出。计算方法如下： 在!“#$ 中， #$ “ ($ % 012)&3“ ($ % &($) “ *$)； 4 %& “ * !&) , *$) % ) “ * #5(#。 6 %& %# “ 780)&3； 4 %# “ %& /780)&3“ * #5(#/&!(!5 “ * 5+*。 求 #( 弧长可以用角度乘半径： ) “ ($ % )& %!/*+& “ *# 所以腹板展开长为： ) % （* 5+* 9 ) % *# 9 -)&） 9 *5#-# “ )5)$。 再加上跨度的 &*:， 即 )-， 实际下盖板下料的尺寸为： )5)$ 9 )- “ )5$#! !)5$5。 件 $、 件 -、 件 # 的尺寸确定比较简单， 大小隔板的尺寸精度要求较高， 隔板边与边的 垂直精度会影响到整个主梁的形状。 $ 对主梁的技术要求 （*） 主梁应保证桥架总装后的 )-9 #)- 的上拱值。 （)） 旁弯不大于 *)-。 （(） 盖板水平倾斜度不大于 )-。 （$） 腹板与垂直面的不垂直偏差不大于 #-。 （-） 腹板的局部波浪每米内离上盖板 $( 以内区域不大于 (， 其余不大于 #。 （#） 盖板与腹板焊接接头不允许在同一截面上， 其间距不小于 )&。 （5） 上盖板宽度中线两侧各 #& 处焊缝需磨平。 （+） 主梁两头与端梁之插口公差为 #-&9 $, #-&9 )。 &)* 第五篇各种钣金件设计制作技术要点 图 ! “ #下盖板的计算 第二节腹板、 盖板和隔板的下料 $% 腹板的下料 腹板常采用划线后气割的下料方法， 大型靠模气割法比较麻烦， 采用的厂家不多。 图 ! “ &腹板的靠模气割下料 图 ! “ & 是靠模气割下料简图， 件 $ 是靠板弧度调节螺栓， 件 是弧形靠板， 件 ( 是磁 性靠轮， 具有磁性， 可以沿模板移动。磁轮靠直流电动机转动。件 # 是钢板。件 & 是气割 割嘴。件 ! 是腹板。 $)$ 第六章起重机主梁设计制作技术要点 腹板的弧度很小， 有的工厂也采用直接剪切的方法下料， 边剪切边转动钢板。 腹板的拼接可以在下料前进行， 也可以先剪切或气割后再拼接。拼接钢板时， 为了减 少焊接缺陷， 应该在接口两端加接引入板和引出板。如图 ! “ ! 所示。 图 ! “ !腹板拼接时加焊工艺板 焊接时最好采用埋弧自动焊， 焊接时起头和结尾处容易产生焊接缺陷， 应该加焊引入 板和引出板， 引弧和收尾时， 焊缝应伸入工艺板 #$ % &$。拼接腹板时， 可以调节接缝间 隙以调节上拱度。 () 上下盖板的拼接 把盖板的分段料按顺序排好， 可以用大号火焰烤枪调直单块板的旁弯， 画出每块板的 中心线， 用粉线调直每块板的方向后， 点固、 焊接。焊接后， 再次用火焰调节变形， 矫正整 个盖板的旁弯。 #) 隔板的拼接 对隔板的几何形状要求较高， 一方面是要求长度、 宽度方向的尺寸要一致， 另一方面 要求边与边的垂直度要好。为了节约原料， 要采用剪切方法下料， 然后进行拼接。拼接时 要加固定挡铁， 控制角度和方向。如果条件允许， 最好拼焊后， 用铣床铣切隔板的四个边。 第三节主梁的装配、 焊接顺序 *) 上盖板与大小隔板的装配 首先装配大小隔板与上盖板， 在上盖板上打出粉线， 偏差应小于*。装配后的焊接 工序要注意焊接方向。焊接方向与变形方向的规律见图 ! “ +。 图 ! “ +隔板的焊接方向与焊接变形的关系 焊接时， 如果向同一方向焊接， 会产生图示的变形。原因是： 在无约束的条件下， 先焊 处的变形大。焊缝的横向收缩不同产生了图示的变形。调节同向焊缝的数量可以调节主 梁旁弯的程度。主梁的旁弯值 ! , “-.*/$ % “-.(/$。见图 ! “ 0。件 * 是端梁， 件 ( 是 ($(* 第五篇各种钣金件设计制作技术要点 主梁。主梁的外弯要求值是 !。 图 ! “ #主梁的旁弯 本例的起重机跨度是 $%&， 取 ! 值为 “ ( $)* +%$&。即主梁向走台侧弯曲 +， 当 焊完走台后， 旁弯会减少。最终， 小车轨道向走台 侧弯曲 ,。 $% 腹板与大小隔板的装配 腹板较长， 为了便于吊运和保证上拱度， 应采 用专用吊具。吊具的结构可以参考图 ! “ - 的结 构。夹紧螺杆有三个位置， 可根据夹紧点的位置挪动。 如图 ! “ +) （.） 所示， 采用双钩吊车或用两台吊车， 用多个夹具夹紧腹板， 将上盖板的 两端垫起后装配腹板与大小隔板。大小隔板与腹板间的夹紧可以制作专门的夹紧器， 如 图 ! “ +) （/） 所示。如果梁的尺寸较大， 可以采用两面夹紧的方式。夹紧器的主体可以用 较大尺寸的槽钢焊接而成。 图 ! “ -腹板的专用吊具 图 ! “ +)腹板的吊装与夹紧 ,% 大小隔板与腹板的焊接 大小隔板的焊接方向与顺序对主梁的变形影响很大。如图 ! “ + 所示， 如果每个筋 板的焊缝的焊接方向都是由外向内焊， 就会产生图示的变形， 增加主梁的上拱度。调节焊 接方向就可以调节主梁的上拱度。 0% 下盖板的装配 下盖板的装配也很重要， 下盖板装配前是门形梁， 门形梁刚度小， 怎样矫形都很容易， 所以， 装配下盖板很关键。装配前， 要测定上拱度， 测量方法如图 ! “ +$ 所示。 ,)$+ 第六章起重机主梁设计制作技术要点 图 ! “ #同向焊接引起拱度变化 图 ! “ #$主梁上拱度的测量 测量主梁的上拱度时， 在主梁的两端固定两个钢丝绳支架， 采用!%&( ) %&*$+ 的细 钢丝绳， 钢丝绳一端固定， 另一端挂一个金属重砣， 以拉直钢丝绳。重砣为 #*,-。测量钢 丝绳两端距上盖板的高度和钢丝绳中点距上盖板的高度， 求其差， 再扣除钢丝下沉等数 值， 得到主梁上拱度的数值。 影响测量数据的因素如下。 （#） 由于钢丝绳的自重产生下沉的数值修正量见表 ! “ 。 表 ! “ 钢绳自重扣除值 跨度#%&*#.&*#!&*#(&*$&*$*&*$/&*.#&* 扣除#&*$&*.&*&*!/#%#$ 注： 跨度单位： +； 扣除单位： +。（$） 日照对上拱度数值的影响。 大型结构件的制造往往在室外进行， 在阳光很强时， 主梁的上下表面温度不同， 上盖 板在上面时， 会加大上拱度。而桥式起重机的工作环境一般在厂房内， 有日照时测量上拱 度， 拱度值要减几 + 到十几 +。当起重机的跨度为 $&*+ 时， 参考数据如表 ! “ * 所 示。 表 ! “ * 跨度为 $&*+ 主梁的日照影响上拱扣除值 “ #0$0.00*0!010/0(0#%0 !%&/#&!$&.&$&%&/*&!&1&$/&% 注： “ 上下盖板的温差； ! 上拱度扣除值。 测量主梁的跨度时， 用盘尺代替钢丝绳， 也用重砣拉紧。盘尺下沉的数值修正量见表 ! “ !。 %$# 第五篇各种钣金件设计制作技术要点 表 ! “ ! 盘尺测得数据的修正量 # !$ %& ( )%&* ( +%& ( +,%& ( +*%&* ( +* +%&*,+% +,&*,+% +!&*-+ +)&*-, &*)!*- *&*)!- .&*+%/!- ,+&*+/!-, 注： !$跨度； “ 盘尺截面尺寸。 表中 ! “ ! 中： 跨度为 +%&* 0 +)&*1 时， 拉直盘尺的重砣重 +%23； 跨度为 &* 0 ,+&*1 时， 重砣重 +*23。 如果测得的上拱度过大， 可以根据情况选择 - 0 * 处， 用大号螺栓加垫板向下压， 合适 后再装配下盖板。如果上拱度不足， 可以在主梁的中段加垫铁， 利用主梁的自重提高上拱 度。 第四节主梁变形的矫正 +& 上拱度的矫正 用大号焊枪加热梁的上、 下部分矫正上拱度。加热高度不允许超过腹板高度的 +4-。 采用三角形加热， 烤下面增加上拱度， 烤上面减少上拱度。加热时， 要两面一起加热， 以免 造成新的变形。矫正时要考虑后面工序将要产生的变形。例如： 主梁上部要焊接钢轨垫 板、 走台与主梁的焊接等的变形都应该在矫正时给予考虑。如果整个梁的上拱度都不足 时， 可以在下盖板大隔板处横向进行几处带状加热， 随后在其两侧腹板下侧进进行三角