焊接结构制造技术与装备教学宗培言第07讲-第3章-零件加工工艺②钢材准备

3.1钢材准备－②3.1.4划线、放样和号料

3.1.4划线、放样和号料

本讲内容提要：

1.划线、放样和号料的定义及三者的区别；

2.划线放样的目的和要求；

3.制作样板、样杆目的、种类及要求；

4.放样的主要方法；

5.展开作图时的板厚处理与断口选择；

6.划线放样时的余量；

7.一次号料和二次号料的区别。3.1.4划线、放样和号料

㈠划线、放样和号料的定义

⑴划线──根据施工图纸和工艺要求，正确地将待加工零件的坯料尺寸和形状按1:1的比例划在钢板上的加工工序。只适用于单件或零件数量较少的情况。划线是焊接结构生产过程中不可缺少的一个重要工序。它直接决定零件的尺寸和几何形状的精度，而且对以后的装配和焊接工序也有很大的影响。3.1.4划线、放样和号料

⑵放样──又称现图，是指在看清施工图样的基础上，根据施工图将其中的一部或全部，按1:1的比例，用制图的方法，准确地画在地板或放样平台上的工作过程。

⑶号料──用放样所取得的样板或样杆在待下料的材料上进行划线的工艺过程。3.1.4划线、放样和号料

㈡划线放样的目的和要求

⑴划线放样的目的

①通过放样可以校核设计图样的正确性；

因为：Ａ、在图样的绘制和临描过程中，因疏忽而出现差错；B、在设计过程中，因考虑不周或计算不当而出现错误，从而造成尺寸矛盾，结构不合理和制造困难。

②通过放样可求取零件的真实形状和尺寸，为后期在材料上号料打下基础。3.1.4划线、放样和号料

⑵放样图与施工图的区别

①比例不同

施工图的比例是不确定的,1:10,1:20,2:1,...;

放样图的比例一般只限于1:1。

②目的不同

施工图应是完善而意全；放样图应是简明而精确，在于准确地表达零件的尺寸和形状。3.1.4划线、放样和号料

③要求不同

施工图的线条粗细、比例大小、尺寸标注、公差精度、图面布置等均应符合制图标准绘制和书写，不能随意增减；

放样图可以不按规定进行，只要画出所需零件的尺寸、形状、位置关系即可，可根据需要增加辅助线或延长线，减少与放样无关的线条。3.1.4划线、放样和号料

⑶对划线工的要求

划线工作具有半脑力劳动的性质，是一项细致复杂、技术性很强的工作，所以要求划线工应具有：

①较高的文化知识水平、一定的几何和数学基础；②要有熟练的看图和绘图本领；③应熟悉和了解焊接结构的生产过程、加工工序的生产特点、加工方法、机械设备性能和工艺要求。3.1.4划线、放样和号料

⑷对划线场地的要求

①放样间应与生产车间隔离，有单独的工作地点；②与材料摆放场地和加工车间要近些；③要求放样间宽敞明亮、光线充足、地面平整、清洁；④应用平整的钢板铺设地面，并有一定规格的放样平台。3.1.4划线、放样和号料

㈢放样

放样──也叫放大样，就是制作样板和样杆。一般来说，用板材制作的零件多采用样板下料，而用型材制作的零件多采用样杆下料。3.1.4划线、放样和号料

⑴样板、样杆

①制作样板、样杆的目的★可以提高生产效率，减少不必要的重复性劳动；

通过放样展开零件的尺寸和形状，为保证零件尺寸和形状的准确性，一般不直接在钢板上号料。★用于批量生产，便于套材号料，合理利用材料；★便于对工件尺寸形状进行检查控制，保证零件的精确性和相互间的一致性。3.1.4划线、放样和号料

②样板的种类根据样板和样杆用途的不同，可分为：

★

号料样板(杆)──用于在钢板或型材上实地划线的样板(杆)。

★

加工样板(杆)──在变形加工中用来检查工件弯曲形状和角度是否达到要求用的样板或样杆。主要用于弯曲成形工序。也称为卡样板，它有内卡样板和外卡样板之分。★

检查样板(杆)──专门用来检查工件质量的样板。用的较少，制作次数不多。加工样板有时也可用来作检查样板。3.1.4划线、放样和号料

③样板(杆)的制作要求及材料

目前，国内工厂多用油毯纸和普通薄铁板(0.4～1.0mm)作为样板材料。为了保持样板平面刚性和形状准确，有时需要钉上木板架。个别有用镀锌薄钢板的──用于重要工件及作长期保存和反复使用的样板。在工件数量较少，短期使用，质量要求不高的情况下，也可采用黄纸板(俗称马粪纸)来制作样板。3.1.4划线、放样和号料

对样板的要求：

★

表面平整光洁，易于划线和标记，厚度一般不大于2mm；

★有一定强度而又易剪裁，且弹性应尽量低；★不受环境温度和湿度的影响，尺寸不易发生变化；★轻便易携带，经济便宜。★样板、样杆的尺寸公差应符合表3－8之规定。3.1.4划线、放样和号料

⑵放样方法

①直接放样法

根据施工图样直接在样板材料上划出零件实形，并标注产品合同号、图号、材质规格尺寸、等参数的作图方法。这种方法较简便，但易出错，尺寸不准，造成样板材料的浪费。3.1.4划线、放样和号料

②覆盖过样法

其放样步骤是：先将工件的实形按1:1的比例划在划线平台上，并作实形线条的延长线；再将大于工件的样板材料覆盖在已放样的实形图上，用划针或粉线将各条延长线过到样板材料上，然后按轮廓线剪出样板的方法。3.1.4划线、放样和号料

③展开放样法

展开──将具有某种曲面或立体表面的各种形体的零件的全部，按照一定的规律和次序，不重叠、不折皱地平铺到同一平面上的操作过程。展开是放样工作的一部分，所以也叫展开放样。其方法有计算法和作图法有计算法和作图法两种。在此简章介绍工厂里普遍使用的作图法。3.1.4划线、放样和号料

㈣展开作图在实际生产中，金属板材构件按其表面的性质不同，可分为可展开表面和不可展开表面两类。

★可展开表面的展开作图凡是构件的表面上相邻两条直线或素线能够构成一个平面，即由平行或相交的两条直线组成的表面，均属于可展开表面。如：所有的圆柱面、平面立体表面、圆锥面等。3.1.4划线、放样和号料

★不可展开表面

曲面立体的母线是曲线的，或相邻两素线是交叉直线的表面均属于不可展开表面。如：球面、螺旋面等，这种表面只能用近似的方法进行展开。

在此讲中，教师可选择某些图形让学生进行相应展开作图训练。3.1.4划线、放样和号料

⑴板厚处理

在划线号料时，为消除和减小板厚对所制工件尺寸和形状造成的影响，就必须采取相应的措施进行板厚的处理。当板厚≤1.5mm时，可以忽略板厚的影响。3.1.4划线、放样和号料

①筒体结构的板厚处理

设：筒体壁厚为S,弯曲半径为r,中性层半径为R,则:构件的展开长度按下式计算:

L＝π(D－S)＝π(D1

＋S)(里加外减)式中D──筒体外径;

D1──筒体内径。3.1.4划线、放样和号料

钢板的展开应以中性层的展开长度为准。中性层的展开长度会随着弯曲程度和厚度的不同而变化。即与弯曲系数K有关:K＝r／s

当K↓,中性层会向内层移动。中性层半径R与钢板弯曲半径r的关系为:R＝r＋XS式中X──中性层位移系数,与K值有关,见下表:3.1.4划线、放样和号料

由表中可知，当K＞5时,X＝0.5,此时中性层与几何中心层重合。3.1.4划线、放样和号料

②箱形结构的板厚处理

箱形结构的展开长度以内层表皮为准。当其折角为90°时，展开长度可按下式计算：L＝A＋B＋0.5S

3.1.4划线、放样和号料

③两构件交接处的板厚处理

a.两圆管形成90°接口(不开坡口):

内侧半圆按外表皮展开(外接触);外侧半圆按内表皮展开(内接触)。

b.两圆接管形成90°接口(开坡口)

对称无钝边X形坡口按中心层展开。3.1.4划线、放样和号料

c.两圆筒形构件相交形成接口(如三通管):

★垂直相交时，支管以里皮尺寸展开，主管孔以外皮尺寸展开。

★斜交时，按a、b两条规定处理。

3.1.4划线、放样和号料

⑵断口(展开材料的断开线或断开位置)的选择断口选择的是否合理，关系到用料的合理性，加工的可能性，焊缝位置布置的合理性。

①断开位置必须符合产品的有关标准及图纸设计要求。

如封头拼接焊缝位置：

e≤(1/4)Dg

(Dg──封头的公称直径)。3.1.4划线、放样和号料

②要综合考虑加工材料和加工工艺的可能性和经济性。

对压力容器的制作，从合理利用材料和布置焊缝来考虑，一般直径小于800mm的容器，由一块板卷制而成；800～1800mm的容器，其焊缝一般不超过两条，两纵缝间距不小于100mm，且对卧式容器来说，焊缝位置一般不应布置在以中心线为基准的下部140°范围内。3.1.4划线、放样和号料

③断口位置的选择应符合焊缝的设计原则：

即尽可能的减少焊缝数目，使焊缝的长度为最短，且应美观、对称。3.1.4划线、放样和号料

⑶可展开表面的展开

可展开表面的展开作图方法有三种：

①平行线法;②放射线法;③三角形法。3.1.4划线、放样和号料

⑷不可展开表面的近似展开

①近似柱面法;②近似锥面法;③三角形法。3.1.4划线、放样和号料

⑸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（是加工制成后的尺寸）；

★样板的形状和尺寸是零件加工前的坯料尺寸，是由零件的设计尺寸、工艺余量和加工余量组成的。

①工艺余量──零件加工过程中，由于工艺条件和工艺因素的影响而造成的尺寸变化和偏差。主要是焊缝收缩余量、成形后的修边余量。3.1.4划线、放样和号料

★焊缝收缩余量:见表3-10。

焊缝的收缩余量之大小与焊缝的数量、尺寸、形式及工件的厚度、尺寸形状、材料性质、焊接方法、焊接规范参数等许多因素有关。计算也比较麻烦，所以至今也没有统一的标准。在现场生产中，主要是依靠有关材料和生产经验而定。一般来说：3.1.4划线、放样和号料

a.焊缝纵向收缩余量约在(0.05～0.15)/1000之间;(注:工件截面尺寸和焊缝尺寸大者取小值;尺寸小者取大值)；

b.焊缝横向收缩余量：对接焊缝取1～2mm;特大厚度及电渣焊接口,则应更大些;

c.搭接焊缝取0.15～0.20mm;

d.肋板焊缝取0.5mm(当有装配间隙时，应考虑装配间隙的抵消作用。3.1.4划线、放样和号料

★修边余量:

在变形加工时，由于影响变形的因素很多，难以掌握工件的准确形状而预先加放一定余量，待工件成形后，再按正确的尺寸进行二次划线，予以割除。这个预留量的大小取决于设备的加工能力、工艺条件和生产技术水平。一般在20～50mm之间选取。3.1.4划线、放样和号料

②加工余量:

加工余量主要包括切割余量、边缘加工余量。

★切割余量──即切割时切口的宽度。它的大小取决于板厚和切割方法，一般可按表3-11。3.1.4划线、放样和号料

★边缘加工余量──切割后尚需边缘机械加工时(如刨边、端铣等)，一般留3～5mm余量。见表3-12。

工件长:≤500mm，留3mm;

510～1000mm,4mm;

1000～2000mm,6mm。3.1.4划线、放样和号料

㈤号料

号料是用放样所取得的样板或样杆在原材料或经粗加工的坯料上划下料、加工、检查线及各种位置线的工艺过程。号料是整个划线工序的最后一个工作内容和操作环节。3.1