本书共分8章,以钢结构为主,按钣金加工工艺流程及主要操作工序进行了阐述和介绍。第1章介绍了 针对各种板料、型材因受外力作用、焊接和不均匀加热等因素的影响而产生的变形,通过矫正恢复到技术规定 范围内的几何形状的工艺方法。第2、 3章介绍了展开放样与号料工序,它是制造金属结构的首道工序,对保 证产品质量、缩短生产周期、节约原材料等都有重要影响。第4章对备料中常用的下料方法进行了比较详细 的阐述。第5章详细地介绍了钣金的手工成形方法。第6~8章重点介绍了钣金件中板料的机械成形及模具成形。
本教材适用于飞行器制造技术专业的教学,也可供相关专业和从事钣金行业的工程技术人员及从业人 员学习参考。
随着中国从加工制造大国向制造强国不断迈进,钣金行业可谓发展迅猛。一 般来说,从飞机蒙皮、壁板到汽车引擎盖、车门,从导弹、航天火箭壳体到电器控制 箱体、柜体、机器外壳等,都是钣金件。随着我国不断向航空强国、航天强国迈进, 钣金加工设备水平、制造能力与水平也在不断提高。
钣金,简单讲就是板材金属加工。可将钣金(加工)定义为:是针对金属薄板、薄壁型材与薄壁管材(通常在6 mm以下)的一种综合冷加工工艺,是钣金制品成 形的重要工序,既包括传统的钣金件的切割下料、冲裁加工、弯压成形等方法及工艺,又包括钣金铆接、焊接及表面处理,还包括各种冷冲、压结工艺,以及钣金新模 具成形技术及新工艺。其显著的特征就是同一零件厚度一致。
钣金加工尤其指金属板材加工。钣金加工的一般流程为按图纸分析、图纸展 开(数控冲床( NCT)编程、激光切割机编程、工艺卡制作等)、下料(剪床下料、冲床 冲切、 NCT下料、氧气切割、等离子切割、激光自动切割下料以及手工下料等)、成 形加工及连接(冲孔、拉深、折弯、冲弯、卷弯、翻边、焊接、铆接等)、表面处理(烤 漆、电镀、喷丸、丝印等)和组装检验入库。
例如利用板材制作烟囱、铁桶、油箱油壶、通风管道、弯头大小头、天圆地方、 漏斗形管等,主要工序是剪切、折弯扣边、弯曲成形、焊接、铆接等,这些都需要有 一定几何知识。
钣金件就是薄壁五金件,也就是可以通过冲压、弯曲、拉伸等手段来加工的零 件,其一种定义是在加工过程中厚度不变的零件。现代制造中,金属结构产品遍及国民经济的各个部门,包括航天工业中的各种类型的导弹系统、运载火箭和空 间飞行器;冶金工业中的高炉炉壳、炼焦设备;机械工业中的制氧机、起重机、大型 压力机机架;电力工业中的锅炉、冷凝器、铁塔;交通运输业中的飞机、机车、汽车、 船体;建筑工业中的屋架、桥架;石化工业中的塔、器、罐等。金属结构产品在农 业、轻工业以及国防工业部门得到了广泛应用。
金属结构的主要形式有桁架结构、容器结构、箱体结构和一般构件。桁架结 构是以型材为主体制造的结构,如屋架、桥梁等;容器结构是以板材为主体制造的 结构,如油罐、锅炉等;箱体结构和一般构件是以板材和型材混合制造的结构,如 船舶、箱形梁、机架等。这些结构的生产工艺按工序性质可分为备料、放样、加工 成形和装配连接四大部分。
备料主要指原材料和零件坯料的准备,包括材料的矫正、检验和验收等。如果零件的坯料尺寸比原材料大,还需要进行拼接,此时备料工作还包括划线、切割等。
放样是根据产品的零件图画出放样图,再根据放样图确定的产品或零件的实 际形状和尺寸制作样板,利用样板在原材料上划出加工线和各种位置线。对简单 构件可直接进行放样。
加工成形就是沿加工线用割(气割或等离子切割)、剪、冲等方法,把坯料从原 材料上割下,然后将坯料加工成一定的形状。按零件成形的方法分弯曲、压制和 特种成形等。
装配连接是将成形的零件组装成部件或产品,并用适当的方法(焊接、铆接或 螺纹连接等)连成整体。
本教材在编写中主要参考了《冷作工艺学》《铆工工艺学》、国家职业资格培训 教程《冷作钣金工》《冲压工艺》《金属塑性成型原理》《飞行器钣金与铆接工艺》和 中国航天科技集团人力资源部组织编写的《高技能人才绝技绝招100例》等,将各 方面分门别类统一于钣金成形工艺应用之中,更专业、更具综合性,同时更紧密结 合实际,在传统制造技术基础上突出现代制造技术的应用,突出实践环节的实施, 相信这对高技能人才的培养有着较大的促进作用。
本次改版根据专业技术发展做了相应的增删,如修订了章节顺序,使之更合 理,一些方言性的措词作了规范等。在保留原教材特色的基础上,编者结合生产 实际又选编了一些典型的展开图案例,以增强教材的实用性,内容全面、丰富,足 以解决钣金零件展开与加工中的一些常见问题。同时,理论基础扎实,实践经验 丰富,既介绍了机械化生产方法,又介绍了手工加工方法。本教材的编写注重实 践,突出重点,简明扼要,坚持以实用为主,以表格和图解的方式介绍有关技术资 料,工艺性内容采用文字表达,力求做到科学性、系统性、图表化和简明化,尽可能 在有限的篇幅内包含更多的实用性内容。其中所引用的有关技术标准,均为最新 的国家标准或部颁标准,其内容比较全面,数据实用准确,有较强的直观性。本教 材适用于飞行器制造技术相关专业的教学,也可供相关专业和从事钣金铆接行业 的工程技术人员及从业人员学习参考。本书共分8章,以钢结构为主,按钣金加 工工艺流程及主要操作工序进行了阐述和介绍。第1章介绍了针对各种板料、型 材因受外力作用、焊接和不均匀加热等因素的影响而产生的变形,通过矫正恢复 到技术规定范围内的几何形状的工艺方法。第2、 3章介绍了展开放样与号料工 序,它是制造金属结构的第一道工序,对保证产品质量、缩短生产周期、节约原材 料等都有重要影响。本章以分析放样过程和号料方法为重点,同时择要介绍常用 量具、工具和几何作图方法。第4章对备料中常用的下料方法进行了比较详细的 阐述。第5章详细介绍了钣金的手工成形方法。第6~8章重点介绍了钣金件中 板料的机械成形及模具成形。
本教材所对应的课程具有实践性强、综合性强和灵活性强三大特点。学习时 不仅要重视实践性教学环节,如各种实习和实验,要注意理论与实践相结合,还应 重视本课程的综合练习和课程设计,这不仅有助于理解和掌握理论知识,更重要是有利于培养综合运用所学的知识,解决生产实际问题的能力。机械制造中的 生产实际问题往往会因生产的产品不同、批量不同、具体生产条件不同而千差万 别,因此,学习时要灵活运用所学的知识,根据具体情况来处理问题。切记不要死 记硬背、生搬硬套。
本教材由四川航天职业技术学院的钟展、刘清杰、董小磊任主编,重庆航天职 业技术学院的吴文以及四川航天职业技术学院的吴鸿涛、丁昌昆任副主编。本书 第1、 2、 4章由吴鸿涛、刘清杰编写,第3章由丁昌昆编写,第5章由吴文、钟展编 写,第6、 8章由董小磊、张婧如编写,第7章由董海编写。全书由四川航天职业技 术学院的胡文彬、刘增华任主审。
由于编者水平所限,书中难免存在不当之处,敬请广大读者批评指正。
编 者
2018年11
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