第4讲-第3章 零件的加工工艺③钢材的下料.ppt

3.2　钢材的下料 本节主要内容： 　3.2.1 机械切割 　3.2.2 热切割 　　㈠ 气体火焰切割 　　㈡ 等离子弧切割 　3.2.3 边缘加工与制孔 3.2　钢材的下料－① 本讲内容提要： 　1.机械切割下料的原理、特点及主要下料设备； 　2.气割的原理、特点、实现条件、影响气割的主 要因素。 3.2.1 钢板的剪裁（机械切割） ㈠ 锯切 　锯切──是一种以切削的方法将各种型材和一定 规格的钢板实施切断的加工方法。 　锯切的切口平滑、尺寸准确、精度高；但切割速 度慢、效率低，只能切割在一定尺寸范围内较小截 面的型材、管材、棒材或板材。所以在结构制造生 产中应用较少。锯切又分为：有齿锯切；无齿锯 切；砂轮锯切三种方式。 3.2.1 钢板的剪裁（机械切割） 无齿锯切──又称为线切割，它是以高速旋转磨擦生热来加热软化金属，同时以强力推进磨削而切断金属材料。属于小型型材精密切割。 砂轮锯切──用厚为2.5～5mm的高强度砂轮片为切削刃具，高速旋转(可达5000r／min)，对金属进行快速磨削加工而切断金属。主要用于切断小截面的管材、棒材和小规格型材。 3.2.1 钢板的剪裁（机械切割） ㈡ 剪切 (剪裁) 　⑴ 剪切原理 　在专用剪切机床上，通过剪刃对钢材的剪切部位 施加一定的剪切力，使剪刃压入钢材表面，当其内 产生的内应力达到和超过金属的抗剪强度时，便会 使金属产生断裂和分离。 　⑵ 剪切特点 　切口光洁平齐质量高，操作方便条件好，节省人 力效率高。 3.2.1 钢板的剪裁（机械切割） ⑶ 常用剪切设备及其应用范围 　① 联合冲剪机 　──属多功能剪床，即可剪 钢材，又可剪型材，还可进行 冲孔。图3-17。 　在焊接结构生产中，主要用 于冲孔和剪切中小型材。 3.2.1 钢板的剪裁（机械切割） 　② 圆盘剪切机（图3－18） 　主要用于剪切曲线形状的坯料和薄而长的板料。 3.2.1 钢板的剪裁（机械切割） 　③ 振动剪床 　用于剪切4mm以下钢板的直线或曲线工件(包括 圆孔)。图3-19。 3.2.1 钢板的剪裁（机械切割） 　④ 龙门式剪切机 （图3-14） 3.2.1 钢板的剪裁（机械切割） 　★分类 　按刀刃装配位置不同分： 　平口剪板机(两刀刃上下平行)； 　斜口剪板机(两刀刃成一定角度)； 　按传动方式的不同分： 　机械传动剪板机(≤10mm); 　液压传动剪板机(＞10mm)。 3.2.1 钢板的剪裁（机械切割） 说明： 　这种剪切不是纯剪切，伴有弯曲，在剪断线近旁 约有2～3mm的区域内因受挤压而产生变形,出现加 工硬化现象。为保证加工质量，对于具有裂纹敏感 性的材料，该硬化层应予以消除。 3.2.1 钢板的剪裁（机械切割） 　★剪切力的计算 　斜剪：　 式中 P—剪切力; 　　　S—被剪板厚; 　　　φ─上剪刀倾角; 　　　τ─钢板的极限剪应力。 　平剪: P＝S.L.τ 式中 L──板长。 3.2.1 钢板的剪裁（机械切割） 　已知剪切力，便可确定剪切板厚。由于材质不 同，在同一剪切力下，所剪板厚有所不同，一般不 锈钢为碳钢的1/3板厚。 3.2.2　热切割 ㈠ 气体火焰切割 (简称气割) 　⑴ 气割原理 　气割的实质是金属在氧中的燃烧过程。它利用可燃 气体和氧气混合燃烧形成的预热火焰，将被切割金属 材料加热到其燃烧温度，由于很多金属材料能在氧气 中燃烧并放出大量的热，被加热到燃点的金属材料在 高速喷射的氧气流作用下，就会发生剧烈燃烧，产生 氧化物，放出热量，同时氧化物熔渣被氧气流从切口 处吹掉，使金属分割开来，达到切割的目的。 3.2.2　热切割 　气割过程包括三步： 　Ａ、火焰预热──使金属表面达到燃点； 　Ｂ、喷氧燃烧──氧化、放热(上部金属燃烧放 出的热量加热下部金属到燃点)； 　Ｃ、吹除熔渣──金属分离。 3.2.2　热切割 　⑵ 气割的特点 　设备简单、使用方便；切割速度快、生产效率 高；成本低、适用范围广。可切割各种形状的金属 零件，厚度达1000mm,可切碳钢、低合金钢；可用 于毛坯，亦可用于开坡口或割孔。 3.2.2　热切割 　⑶ 实现气割的条件 　气割也不是能用于所有金属的下料，因为实现气割的金属应满足以下条件： 　① 金属的燃点应低于其熔点；(1350-1500) 　② 燃烧后形成的金属流动性要好，粘度要小； 　③ 金属燃烧时应能放出大量的热，以便预热下层金属是实现连续切割的条件； 　④ 金属应有较低的导热系数μ。 3.2.2　热切割 根据上述条件可以看出： 　a.低、中碳钢和普通低合金钢可用气割下料。但随着含碳量的增加，熔点↓，燃点↑，切割越 难实现；随着含碳量的增加，切割边缘产生淬火裂 纹的倾向性增加，所以要切割碳的质量分数高