沈阳理工大学课程设计论文
第五章 主要零部件的加工工艺
5.1筒节的制造工艺
5.1.1钢材的准备
根据GB/T 709-2006《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》可以购买的单扎刚板厚度3~400mm，公称宽度600~4900mm，公称长度2000~20000mm。所需筒节的尺寸如图5.1
123图 5.1 筒节的尺寸
1.钢板的复检
钢板的复检对钢板进行复检，内容包括钢的化学成分、各种力学性能、表面缺陷及外形尺寸（主要是厚度）的检验。一般采用抽检法，抽检的百分比15%。
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2.钢材的表面预处理
工业生产中常用的机械除锈方法包括：风动或电动砂轮、钢丝刷、喷丸、喷砂等。本次表面预处理采用喷丸除锈法，因为已实现机械化操作，效率高，除锈效果好。它是高速喷出的压缩空气流带出来的高速运动砂粒冲击工件表面，打落铁锈，使金属表面形成均匀而较光洁的表层。钢材经此清理，并经喷涂保护底漆、烘干处理等工序后，既可保护钢材在生产或使用中不在生锈，又不影响加工和焊接质量。 3.钢材的矫正
当钢板有凹凸不平及弯曲变形时，不符合技术要求和加工工艺要求时，则需进行矫正。使用多辊矫平机，一般矫平辊数目越多，矫平质量越好。通常5~11辊用于矫平中、厚板；其矫平原理如图5.2所示，使板料通过矫平机的上下两列辊子之间，在辊子压力的作用下，受到多次反复弯曲，整个钢板得到均匀的伸长，使多种原始曲率逐步趋向一致变为单一，并不断减小，最终得到矫平。
图 5.2 中厚矫平机原理
4.放样、划线与号料
划线是根据设计图样及工艺上的要求，按1:1的比例，将待加工工件形状、尺寸及各种加工符号划在钢板或经初加工的坯料上的加工工序。
划线放样时的余量放样展开的形状和尺寸是零件的设计尺寸；样板的形状和尺寸是零件加工前的坯料尺寸，它是由零件的设计尺寸、工艺余量和加工余量组成的。根据《焊接结构制造技术与装备》表3.10和3.11加工余量和工艺余量取20mm。
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根据计算可知划线尺寸3张4170?8850的坯料如图5.3所示。
图 5.3 钢板坯料的尺寸
5.1.2钢材的下料
1.采用机械切割法进行下料，采用QC12Y6x4000剪板机按照图5.1进行剪切。 2.边缘加工采用刨边机进行钢板的直线边缘加工和开坡口，加工精度高，坡口尺寸准确。坡口形式及加工尺寸如图4.1。 5.1.3钢板的卷制
采用机械三辊对称式型号W11-6x3200卷板机对板材卷制。以下为钢板卷制的工艺过程。
1.预弯如前所述，用对称式三辊卷板机弯卷钢板时，钢板两端各有一平直段无法弯卷。为使钢板都能弯曲成同一曲率，在卷板前要先将其两端弯曲成所需要的曲率，称为预弯。
本次设计利用压力机预弯。受模具长度限制，板料的压弯需逐段进行，且在压制过程中需要随时用样板检查曲率半径的大小，以保证成形尺寸满足要求，如图5.4所示。
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图 5.4 利用压弯机预弯
2.对中板料预弯之后，将放入卷板机上下辊之间进行滚卷前必须使板料的母线与辊的轴线平行，使板料的纵向中心线与辊的轴线保持相互垂直，也就是对中。其目的是防止钢板在滚卷过程中产生扭斜。
3.卷圆钢板对中后，即可用上辊压住板料并使之产生一定弯曲，开动机床进行滚卷。使用机械三辊对称式型号W11-6x3200卷板机进行卷圆。
圆筒形工件的卷制每滚卷一次行程，便适当下调上辊一次，这样经过多次滚卷就可将板料弯曲成所要求的曲率。在滚卷过程中还应注意到：要随时用卡样板测量，看是否达到曲率要求，不可过卷量太多，因过卷要比曲率不足难以修复，且易使金属性能变坏。
当卷制达到要求曲率时，还应在此曲率下多卷几次，以使其变形均匀和释放内应力，减少回弹。高强钢的回弹量较大，为减少回弹，最好在最终成形前进行一次退火。卷板机辊子的位置关系如图5.5所示。
图 5.5 三辊对称式卷板机
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5.1.4点焊和纵缝装配
因为采用对接接头单面焊是焊缝为对接焊缝，焊接时只在焊件的一面焊，而另一面不焊的工艺方法。为了将焊件一次熔透和保证背面一次成形，焊接时使用的焊接电流比较大，且背面需要施加强制成形衬垫。由于这种工艺方法不需要翻转焊件，因此可以提高生产率，减轻劳动强度。但由于焊接热输入容易过大，焊接接头的韧度不易保证，因此主要使用在中、薄板焊接。该筒节的纵缝采用焊剂铜衬垫法。该法采用龙门压力架进行焊接，龙门压力架上有多个气缸，通入压缩空气后，气缸带动压紧装置将焊件压紧在焊剂铜衬垫上，利用铜衬垫的成型槽使焊缝强制成形。焊件通常不开坡口，但需要留一定的装配间隙，以使焊剂进入铜衬垫成形槽中。间隙中心线一定要对准成形槽的中心线，焊缝两端还要焊引弧板和收弧板。
筒节的装配一般在V形铁或焊接滚轮上进行。带Ⅱ铁的螺旋压紧器和斜楔式压紧器可以防止错边，螺旋拉紧器可以调整间隙。压紧装置如图5.5，铜衬垫的截面形状如图5.6。
a．带Ⅱ铁的螺旋压紧器b.螺旋拉紧器
c．斜契式压紧器
图 5.5 压紧装置
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