冷作基本知識、加工工序及裝備知識

冷作基本知識、加工工序及裝備知識冷作基本知識冷作就是將金屬板材、管材及型材在基本不改變其斷面特征的情況下加工成各種制品的綜合工藝（統(tǒng)稱金屬制作）。從事冷作工作的工人稱為冷作工。冷作是一種綜合性的金屬加工工藝，通常要與焊接、金屬切削、熱處理、檢驗等工藝結(jié)合，以形成完整的產(chǎn)品制造過程。冷作產(chǎn)品遍及各行各業(yè)，例如：應(yīng)用于電力方面的鍋爐、冷凝器、加熱器等。在機械工業(yè)、冶金工業(yè)、交通運輸業(yè)等行業(yè)各種機器的外殼、框架及其構(gòu)件都有冷作件存在。冷作加工用的板料，既有厚板也有薄板。通常把厚度在2mm以下的薄板加工稱為鈑金加工。冷作加工用的金屬板材、管材及型材統(tǒng)稱成形材料。冷作加工工序冷作加工的基本工序有：矯正、放樣、切割、彎曲、沖壓、裝配連接（脹接、鉚接及焊接）。矯正：由于材料在制造、運輸過程中不可避免地受到各種不同的外力作用，也就必然引起程度不同的變形。另外在制作產(chǎn)品過程中也會產(chǎn)生各種新的變形。矯正的目的就是通過外力或加熱產(chǎn)生的作用，使材料變得平、直或使斷面變回應(yīng)該有的形狀。矯正的原理就是調(diào)整金屬纖維長度，使之趨于平直。矯正的方法很多，根據(jù)矯正時鋼材的溫度不同可分為冷矯正和熱矯正。冷矯正是在常溫下進行，冷矯正時會產(chǎn)生冷加工硬化現(xiàn)象，因此，它只適用于塑性較好的材料。而熱矯正是在700~1000攝氏度左右的高溫下進行，它適用于材料變形、塑性差或設(shè)備能力不夠以及設(shè)備和人力用不上的情況下。它對操作者的技術(shù)要求較高。手工矯正只需簡單工具，操作靈活，但效率較低，勞動強度大。所以手工經(jīng)常用來矯正一些變形量不大，截面尺寸較小的零件或構(gòu)件。機械矯正的勞動強度低，技術(shù)要求較低。下圖是用于矯平鋼板的多輥矯平機。機械矯正不適用于矯正高彈性、高脆性的材料?；鹧娉C正不但適用于材料變形較大的矯正，更適用于結(jié)構(gòu)件在制造過程中和制造后期變形的矯正。用手工和機械矯正方法矯正的工件，也能使用火焰進行矯正，但它不適用于細小或薄形構(gòu)件的矯正。它對工人的技術(shù)要求較高，工作環(huán)境較差，效率不太高，一般不使用此方法。放樣：產(chǎn)品通過放樣以后才能進行下料。放樣是根據(jù)圖樣，按構(gòu)件的實際尺寸或一定比例畫出該構(gòu)件的輪廓，或?qū)⑶鏀偝善矫?，以便準確地定出構(gòu)件的尺寸，作為制造樣板、加工和裝配工作的依據(jù)，這一工作過程稱為放樣。當(dāng)然，如果使用了數(shù)控切割機，則此工序就可以直接在計算機上完成。一般的放樣劃線精度能達到0.25~0.5mm。常用的劃線工具和輔助工具有劃線平臺、劃針、樣沖、劃規(guī)、卷尺以及90°角尺等。下圖是幾種劃線工具及輔助工具示意圖。劃線平臺是劃線的主要工作地點，需要劃線放樣的工件就放在劃線平臺上。利用劃針可直接在工件上劃出加工線條。樣沖用硬質(zhì)材料做成，用于在工件所劃線條上沖眼，作為加工界限標志，或者把樣沖眼作為劃圓弧或圓的中心定位孔。90°角尺可以作為劃平行線或垂直線的導(dǎo)向工具。剪切：剪切具有切口光滑美觀的優(yōu)點。整齊切割分為火焰切割和金屬切割兩種。金屬切割設(shè)備主要有剪板機、聯(lián)合沖剪機、鋸床、砂輪切割機等。彎曲：將材料彎成一定角度或一定形狀的工藝方法稱為彎曲。彎曲時根據(jù)材料的溫度不同可分為冷彎與熱彎。熱彎又有自然熱彎和附加外力熱彎。附加外力熱彎主要是為了解決彎曲時外力不足、材料塑性不夠的問題；自然熱彎就是利用火焰矯正的原理，它主要在沒有設(shè)備、設(shè)備能力不足或有設(shè)備用不上的情況下才使用。對材料進行彎曲加工的設(shè)備有卷板機、彎管機等。卷板機可以將板材卷成筒體及錐體；小型彎管機經(jīng)常用來彎制小段簡單形狀的管子，復(fù)雜大段的管子（如蛇形管）可以在專用的大型彎管機流水線上加工。壓制成形：它是在壓力機上利用模具使板料成形的一種工藝方法。根據(jù)壓制材料的溫度不同可分為冷壓與熱壓。對于壓彎、壓延來說，板料的成形完全取決于模具的形狀與尺寸，對于壓延來說，模具一般都是專用的，對于旋壓和折邊來說，模具多為通用。壓延使用的設(shè)備有機械式壓力機、液壓式壓力機。壓彎使用的設(shè)備有各種壓力機、折邊機。旋壓使用的設(shè)備有旋壓機、收口機。旋壓：被加工的坯料在旋壓模具的操縱下，完成由點到線，由線到面的形變，從而使之成為人們需要形狀的這一工藝過程，稱為旋壓。它也分為熱旋壓和冷旋壓兩種。冷旋壓的加工厚度對于碳素鋼來說一般在1.5~2mm，對于有色金屬一般在3mm以下。板厚超出此范圍的，則必須采用熱旋壓。鉚接和脹接：利用鉚釘把兩個或兩個以上的零件或構(gòu)件（通常是金屬板或型鋼）連接為一個整體，這種連接方法稱為鉚接。鉚接時，使用工具連續(xù)錘擊或用壓力機壓縮鉚釘桿端，使釘桿充滿釘孔并形成鉚接頭，如下圖。鉚接的主要優(yōu)點是：工藝簡單、連接可靠、抗振和耐沖擊。但與焊接相比較，其缺點是：結(jié)構(gòu)笨重，鉚釘孔削弱了被連接件截面的強度，生產(chǎn)率低，連接的經(jīng)濟性和緊密性都不如焊接。由于焊接和髙強度螺栓連接的發(fā)展，鉚接的應(yīng)用已趨減少。脹接廣泛應(yīng)用于管子與管板的連接。它是利用管子和管板變形來達到密封和緊固的一種連接方法。下圖為單脹式脹接接頭形式。脹接時，在管子的內(nèi)壁均勻地施加壓力，對管子直徑進行擴脹。當(dāng)壓力超過管子材料的屈服點后，管子達到塑性變形狀態(tài)，使管子和管板之間的空隙脹合。此時，管子外壁亦對管板孔壁施加小于管子內(nèi)壁上的壓力，由于管板的孔間距遠大于管子的壁厚，因此，管板孔壁僅處于微擴的彈性變形狀態(tài)，管板孔壁的徑向回彈壓力就對管子外壁產(chǎn)生緊固作用，從而達到牢固的結(jié)合。冷作裝配實例下圖為一工字梁的裝配過程。它由兩塊翼板和一塊腹板裝配組合而成。首先對板料進行矯平。如果板料不夠長則必須在裝配之前進行拼焊，并做好焊接的各種準備工作，然后再將翼板（件1、件3）放在裝配平臺上（如果沒有足夠大的平臺可在較平坦的地面上），