单元3-钢结构零部件加工制作.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单元3 钢结构零部件加工制作,【知 识 点】,钢结构零部件加工机具,钢结构零部件加工制作施工准备,钢结构零部件加工制作施工组织,钢结构零部件加工制作工艺,【教学目标】,知 识 目 标,能 力 目 标,了解各种钢结构零部件加工机具的性能和特点,具备选用常用钢结构零部件加工机具的能力,掌握钢结构零部件加工制作施工准备,具备钢结构零部件加工制作施工准备的能力,掌握钢结构零部件加工制作施工组织设计,具备钢结构零部件加工制作施工组织能力,理解钢结构零部件加工制作工艺,具备指导简单钢结构零部件加工制作的能力,具有钢结构零部件加工成型后的质量检查能力,3.1 钢结构加工机具,3.1.1 切割、小磨削机具,3.1.2 矫正、冲压机械,3.1.3 切削、锯割工具,3.1.4 测量、划线工具,3.1.1 切割、小磨削机具,图3-1 半自动切割机,1气割小车；2轨道；3切割嘴,图3-2 J3G400型材切割机,图3-3 风动砂轮机,图3-4 手提式电动砂轮机,1罩壳；2砂轮；3长端盖；4电动机；5开关；6手把,图3-5 QA34-25型联合冲剪机,1-型钢剪切头；2-冲头；3-剪切刃,图3-6 某大型龙门剪板机的外形,3-7 龙门式剪板机及剪切示意图,1-前挡板；2-床面；3-压料装置；5-刀架托板；6-上剪刀片,7-板料；8-后挡板；9-螺杆；10-床身；11-下剪刀片,3.1.1 切割、小磨削机具,3.1.2 矫正、冲压机械,图3-8 冲床,3.1.3 切削、锯割工具,图3-9 可调式锯弓,1-可调部分；2-固定部分；3-锯条,4-销子；5-活动拉杆；6-蝶形螺母,图3-10,弓锯床 图3-11 砂轮锯,3.1.3 切削、锯割工具,图3-12 锉 刀,1-锉刀面；2-锉刀边；3-底齿；4-锉刀尾5-手柄；6-舌；7-齿面；l-长度,图3-13 锉刀种类,(a)普通锉；(b)特种锉；(c)整形锉,图3-14 凿子,(a)扁凿；（b）狄凿,1-切削部分；2-切削刃；3-斜面；4-柄；5-头部,图3-15 凿子的刃磨,图3-16 凿子的握持方法,图3-17 凿削焊接坡口,1-工件；2-凿子刃,3.1.4 测量、划线工具,图3-18 直角尺及检验示意图,(a)直角尺；(b)检验,1-良好；2、3-不良,图3-19 卡钳,a)内卡钳；(b)外卡钳,图3-20 划针划线示意图,(a)不正确；(b)正确；(c)表示正确用尺划线方向；(d)划线时应倾斜角度,3.1.4 测量、划线工具,图3-21 划规示意图,(a)划规；(b)地规,1-弧片；2-制动螺栓；3-淬火处,图3-22 勒子和划线盘示意图 图3-23 样冲,(a)勒子；(b)划线盘,3.2 施工准备,3.2.1 施工前的技术准备,3.2.2 施工前的主要机具准备,3.2.3 施工前的作业条件的准备,3.2.1 施工前的技术准备,3.2.2 施工前的主要机具准备,3.2.3 施工前的作业条件的准备,3.3 施工组织,3.3.1 单项钢结构工程的加工制作顺序,3.3.2 审查图纸,3.3.3 钢材的提取与核对,3.3.4 钢材及连接材料复检,3.3.1 单项钢结构工程的加工制作顺序,3.3.2 审查图纸,3.3.3 钢材的提取与核对,编 号,材料名称,规 格（mm）,损耗率（%）,1,2,3,4,钢板,15,612,1325,2660,2.00,4.50,6.50,11.00,平均：6.00,5,6,7,8,角钢,7575以下,8080100100,120120150150,180180200200,2.20,3.50,4.30,4.80,平均：3.70,9,10,11,12,工字钢,14a以下,24a以下,36a以下,60a以下,3.20,4.50,5.30,6.00,平均：3.75,13,14,15,16,槽钢,14a以下,24a以下,36a以下,40a以下,3.00,4.200,4.80,5.20,平均：4.30,注：不等边角钢按长边计，其损耗率与等边角钢相同。,钢板、角钢、工字钢和槽钢的损耗率,表3-1,3.3.4 钢材及连接材料复检,螺栓直径（mm）,16,20,22,24,紧固预拉应力,平均值P(kN),99120,154186,191231,222270,标准偏差 p,10.1,15.7,19.5,22.7,扭剪型高强度螺栓连接紧固预拉应力平均值和标准偏差 表3-2,3.4 加工制作工艺,3.4.1 一般钢结构工程制作工艺流程,3.4.2 钢材放样与号料,3.4.3 钢材切割,3.4.4 钢材冲裁,3.4.5 钢材成型加工,3.4.6 制孔,3.4.7 矫正,3.4.8 管、球加工制作,原 材 料,图纸审核,材料矫直,表面预处理,放样,编制工艺文件,材料检查,号 料,切割下料,划线钻孔,坡口加工,组 装,焊 接,施工放样,矫正与加工,无损检测,总 装,焊 接,矫正与加工,无损检测,精度检验,除 锈,涂 装,检 验,编 号,包装发送,顶 装,3.4.2 钢材放样与号料,1.样板与样杆的制作,2.钢材放样,3.钢材的提取与核对,4.钢材号料（亦称下料）,1.样板与样杆的制作,常用样板的种类,样板的制作方法,样板加工裕量,样板、样杆制作工艺,样板、样杆允许偏差,常用样板的种类,序号,样板名称,用 途,1,平面样板,在板料及型钢平面进行划线下料,2,弧形样板,检查各种圆弧及圆的曲率大小,3,切口样板,各种角钢、槽钢切口弯曲的划线标准,4,展开样板,各种板料及型材展开零件的实际长度及形状,5,覆盖样板,按照放样图上（或实物上）图形，用覆盖方法所放出的实样（用于连接构件）,6,号孔样板,以此为依据决定零件的孔心位置,7,弯曲样板,各种压型件及制作胎模零件的检查标准,样板的制作方法,(a)(b),图3-25 覆盖过样法,样板加工裕量,样板、样杆制作工艺,样板、样杆允许偏差,项 目,允许偏差（mm）,项 目,允许偏差（mm）,样 板,长 度,0，0.5,同组内相邻两孔中心线距离,0.5,宽 度,5.0，0.5,相邻两组端孔间中心线距离,1.0,两对角线长度差,1.0,加工样板的角度,20,样 杆,长 度,1.0,两最外排孔中心线距离,1.0,2.钢材放样,钢材放样平台,钢材放样操作,钢材放样平台,钢材放样操作,3.钢材的提取与核对,编 号,材料名称,规 格,损耗率（%）,1,2,3,4,钢 板,15mm,612mm,1325mm,2660mm,2.00,4.50,6.50,11.00,平均：6.00,5,6,7,8,角 钢,7575以下,8080100100,120120150150,180180200200,2.20,3.50,4.30,4.80,平均：3.700,9,10,11,12,工字钢,14a以下,24a以下,36a以下,60a以下,3.20,4.50,5.30,6.00,平均：4.75,13,14,15,16,槽 钢,14a以下,24a以下,36a以下,60a以下,3.00,4.20,4.80,5.20,注：不等边角钢按长边计，其损耗率与等边角钢相同。,平均：4.30,钢板、角钢、工字钢、槽钢损耗率 表3-5,4.钢材号料（亦称下料）,钢材号料准备,焊接收缩量,直角零件下料长度与切口,钢材号料操作,下料加工符号,钢材号料准备,焊接收缩量,结构形式,收缩余量（mm）,实腹结构H型钢,H,1000 长度方向每米收缩,板厚25,H,收缩,每对加劲板 h,1,收缩,0.6,1.0,0.8,H,1000 长度方向每米收缩,板厚25,H,收缩,每对加劲板 h,1,收缩,0.4,1.0,0.5,H,1000 长度方向每米收缩,各种,板厚,H,收缩,每对加劲板 h,1,收缩,0.2,1.0,0.5,对接焊缝,L,方向每米收缩,H,方向收缩,0.7,1.0,格构式结构,轻型桁架：接头焊缝每个接口收缩,搭接焊接每米收缩,重型桁架：搭接角焊缝每米收缩,1.0,0.5,0.25,圆筒形结构,板厚16 直焊缝一条缝周长收缩,环焊缝一条缝长度收缩,1.0,1.0,板厚16 直焊缝一条缝周长收缩,环焊缝一条缝长度收缩,21.0,2.0,直角零件下料长度与切口,1)当把角钢、槽钢揻成直角零件时，号料前应计算号料长度,2)角钢、槽钢内揻直角切口计算，包括角钢切口、槽钢切口计算,1)当把角钢、槽钢揻成直角零件时，号料前应计算号料长度,(a)(b),图3-26 角钢内、外揻直零件,(a)外揻框；(b)内揻直角件,(a)(b)(c),图3-27 槽钢内揻90直角零件,(a)尺寸为里皮标注；(b)尺寸为外皮标注；(c)槽钢揻前标注,2)角钢、槽钢内揻直角切口计算，包括角钢切口、槽钢切口计算,图3-28 角钢内揻正五边形切口,钢材号料操作,图 形,正多边形边数,内 角,切口宽L(mm),3,60,3.464（b-t）,4(或矩形),90,2(b-t),5,108,1.452(b-t),6,120,1.154(b-t),7,128,0.974(b-t),8,135,0.826(b-t),内弯正多边形角钢框切口宽 表3-7,下料加工符号,序 号,名 称,符 号,序 号,名 称,符 号,1,板缝线,5,余料切割线,（被划斜线面为余料）,2,中心线,6,弯曲线,3,R,曲线,7,结构线,4,切割线,8,刨边符号,3.4.3 钢材切割,1.钢材切割余量,2.钢材切割方法,3.钢材切割面,4.机械切割,5.钢材气割,6.钢材切割后的质量检查,1.钢材切割余量,加工余量,锯 切,剪 切,手工切割,半自动切割,精密切割,切割缝,1,45,34,23,刨 边,23,23,34,1,1,铣 平,34,23,45,23,23,钢材的切割余量(mm),表3-9,2.钢材切割方法,类别,使用设备,特点及适用范围,机械切割,剪板机型钢冲剪机,切割速度快，切口整齐，效率高；适用薄钢板、压型钢板、冷弯檀条的切削。,无齿锯,切割速度快，可切割不同形状、不同对的各类型钢、管刚和钢板，切口不光洁，噪声大。适用于锯切精度要求较低的构件或下料留有余量，最后尚需精加工的构件。,砂轮锯,切口光滑，生刺较薄以清除，噪声大，粉尘多，适用于切割薄壁型钢及小型钢管，切割材料的厚度不宜超过4mm。,锯 床,切割精度高，适用于切割各类型钢及梁、柱等型钢构件。,气 割,自动切割,切割精度高，速度快，在其数控气割时可省去放样、划线等工序而直接切割适用于钢板切割。,手工切割,设备简单、操作方便、费用低、切口精度差，能够切割各种厚度的钢材。,等离子,切 割,等离子切割机,切割温度高，冲刷力大，切割边质量好，变形小，可以切割任何高熔点金属，特别是不锈钢、铝、铜及其合金等。,各种切削方法分类比较,表3-10,3.钢材切割面,图3-29 钢材切割面平面度示意图,图3-30 切割面割纹深度示意图,图3-31 机械剪切面的边缘缺棱示意图 图3-32 剪切面的垂直度示意图,4.机械切割,项 目,允许偏差,检查数量,检查方法,零件宽度、长度,3.0,按切割面数抽查10%，且不少于3个,观察检查或用钢尺、塞尺检查,边缘缺棱,1.0,型钢端部垂直度,2.0,机械剪切的允许偏差(mm),表3-11,5.钢材气割,切割准备,气割操作,气割允许偏差,切割准备,气割操作,（a）(b)(c)(d),图3-33 手工气割,(a)预热；（b）上提；（c）吹渣；（d）切割,气割允许偏差,项 目,允许偏差,检查数量,检查方法,零件宽度、长度,3.0,按切割面数抽查10%，,且不应少于3个,观察检查或用钢尺、,塞尺检查,切割面平面度,0.05,且不大于2.0,割纹深度,0.3,局部缺口深度,1.0,注：为切割面厚度。,6.钢材切割后的质量检查,3.4.4 钢材冲裁,图3-34 冲裁模具的间隙,3.4.4 钢材冲裁,图3-35 冲裁,1-凸模；2-板料；3-凹模；4-冲床工作台,3.4.5 钢材成型加工,1.钢材热加工,2.钢材冷加工,3.弯曲加工,4.卷板施工,5.边缘加工,6.折边加工,7.模具压制,1.钢材热加工,抗拉强度,b,(MPa),加热温度（）,600,700,800,900,1000,1100,1200,1300,常温时,b,400钢材,120,85,65,45,30,25,20,15,常温时,b,600钢材,250,150,110,75,55,35,25,20,高温时钢材抗拉强度的变化 表3-13,颜 色,温度（）,颜 色,温度（）,黑 色,470,亮樱红色,800830,暗褐色,520580,亮红色,830880,赤褐色,580650,黄赤色,8801050,暗樱红色,650750,暗黄色,10501150,深樱红色,750780,亮黄色,11501250,樱红色,780800,黄白色,12501300,钢材不同加热温度时呈现的颜色,表3-14,2.钢材冷加工,3.弯曲加工,弯曲分类,弯曲半径,弯曲角度,型钢冷弯曲施工,弯曲变形的回弹,弯曲分类,弯曲半径,弯曲角度,长度尺寸（mm）,36,618,1850,50120,120260,260500,材料厚度,（mm）,2,0.3,0.4,0.6,0.8,1.0,1.5,24,0.4,0.6,0.8,1.2,1.5,2.0,4,0.8,1.2,1.5,2.0,2.5,弯曲件未注公差的长度尺寸的极限偏差 表3-15,L(mm),6,610,1018,1830,3050,5080,80120,120180,18260,260360,3,230,2,130,115,1,50,40,30,25,弯曲件角度的自由公差 表3-16,型钢冷弯曲施工,弯曲变形的回弹,4.卷板施工,卷板机械,钢板剩余直边,钢板卷圆,圆柱面卷弯,矫圆,卷板机械,钢板剩余直边,设 备 类 型,卷 板 机,压 力 机,弯曲方式,对称弯曲,不对称弯曲,模具压弯,三辊,四辊,剩余直边,冷弯时,L,(1.52.0)t,(1.02.0)t,1.0t,热弯时,L,(1.01.5)t,(0.751.0)t,0.5t,注：L为侧辊中心距之半，t为板料厚度。实际上剩余直边要比理论值大。,钢板卷圆,圆柱面卷弯,矫圆,5.边缘加工,加工部位,边缘加工的方法,边缘加工质量检验,加工部位,边缘加工的方法,边缘加工质量检验,项 目,允许偏差,项 目,允许偏差,零件宽度、长度,1.0,加工面垂直度,0.025t，且不应大于0.5,加工边直线度,L/3000,且不应大于2.0,加工面表面粗糙度,相邻两边夹角,6,注：L为构件长度；t为构件厚度。,边缘加工的允许偏差（mm）表3-18,6.折边加工,7.模具压制,编 号,工 序,图 例,图 解,a,冲,裁,落,料,用模具沿封闭线冲切板料，冲下的部分为工件，其余部分为废料,冲,孔,用模具沿封闭线冲切板材，冲下的部分是废料,b,弯,曲,压,弯,用模具使材料弯曲成一定形状,卷圆,将板料端部弯曲,模具分类示意图 表3-19,c,拉伸,拉伸,将板料压制成空心工件，壁厚基本不变,变薄拉伸,用减少直径与壁厚增加工件高度的方法来改变空心件的尺寸，以得到要求的底厚、壁薄得工件,d,压延,压延,将拉伸或成形后的半成品边缘部分多余材料切掉；将一块圆形平板料压延成一面开口的圆筒,起伏,在板料或工件上压出筋条、花纹或文字，在起伏处的整个厚度上都有变薄,胀形,使空心件（或管料）的一部分沿径向扩张，呈凸肚形,施压,利用擀棒或滚轮板料毛坯擀压成一定形状（分変薄和不変薄两种,3.4.6 制孔,1.钻孔,2.冲孔,3.铰孔,4.扩孔,5.制孔质量检验,1.钻孔,2.冲孔,3.铰孔,铰孔直径,5,520,2132,3350,5170,铰削余量,0.10.2,0.20.3,0.3,0.5,0.8,铰削余量（mm）表3-20,工作材料,冷却液,各种钢材,水、肥皂水、机油,铜合金、镁合金、硬橡皮、胶木,可不加冷却液,纯铜,肥皂水、豆油,铝、铝合金,肥皂水、煤油,铸铁,煤油或不加冷却液,钻孔时各种材料常用冷却液 表2-21,4.扩孔,5.制孔质量检验,序 号,螺栓公称直径,螺栓孔直径,螺栓公称直径,允许偏差,螺栓孔直径,允许偏差,检查数量,检验方法,1,1018,0.00；-0.18,+0.18；0.00,按钢构件数量抽检10%，且不应少于3件,用游标深度尺或孔径量规检查,2,1830,0.00；-0.21,+0.21；0.00,3,3050,0.00；-0.25,+0.25；0.00,A、B级螺栓孔径的允许偏差（mm）表3-22,项 目,允许偏差（mm）,检查数量,检验方法,直 径,1.0；0.00,按钢构件数量抽查10%，,且不应少于3件,用游标深度尺或孔径量规检查,圆 度,2.00,垂直度,0.03t，且不应大于2.00,注：t为钻孔材料厚度。,C级螺栓孔径的允许偏差（mm）表3-23,螺栓孔孔距范围,500,5011200,12013000,3000,同一组内任意两孔间距离,1.0,1.5,相邻两组的端孔间距离,1.5,2.0,2.5,3.0,注:1.在节点中连接板与一根杆件相连的所有螺栓孔为一组；,2.对接接头在拼接板一侧的螺栓孔为一组；,3在两相邻节点或接头间的螺栓孔为一组，但不包括上述两款所规定的螺栓孔；,4.受弯构件翼缘上的连接螺栓孔，每米长度范围内的螺栓孔为一组。,检查数量:,按钢构件数量抽查10%，且不应少于3件,检验方法:,用钢尺检查,螺栓孔孔距的允许偏差(mm)表3-24,3.4.7 矫正,1.矫正的形式,2.找弯,3.手工矫正,4.机械矫正,5.半自动机械矫正,6.火焰矫正,7.矫正和成型质量检查,1.矫正的形式,2.找弯,3.手工矫正,4.机械矫正,(a)(b),图3-36 型钢的机械矫正,(a)撑直机矫正角钢；(b)撑直机(压力机矫正工字钢,1、2-支承；3-推撑；4-型钢；5-平台,5.半自动机械矫正,(a)(b),图3-37 手动机械矫直型钢,(a)扳弯器矫直型钢；(b)手扳压力机示意图,(a)（b）,图3-38 千斤顶矫正槽钢,(a)大小面上下弯曲的矫正；(b)大小面侧向弯曲的矫正,6.火焰矫正,7.矫正和成型质量检查,项 次,偏差名称,示 意 图,允许偏差,1,钢板、扁钢的局部挠曲矢高,在1m的范围内14，1.5mm；14,1.0,2,角钢、工字钢、槽钢挠曲矢高,长度的1/1000，但不大于5.0,3,角钢肢的垂直度,但对双肢铆接、螺栓连接角钢的角度不得大于90,4,槽钢翼缘,对腹板的垂直度,工字钢、H型钢翼缘,对腹板的垂直度,，且不大于2.0,钢材矫正后的允许偏差(mm)表3-25,3.4.8 管、球加工制作,1.螺栓球节点,2.焊接空心球节点,3.杆件制作,4.制作质量检查,1.螺栓球节点,节点构造,螺栓球加工,套筒加工,锥头、封板加工,节点构造,螺栓球加工,套筒加工,锥头、封板加工,2.焊接空心球节点,2.焊接空心球节点,图3-45 空心球节点连接,3.杆件制作,杆件长度,杆件下料,杆件焊接,杆件长度,杆件下料,杆件焊接,4.制作质量检查,项 目,允许偏差,检查方法,检查数量,直 径,0.005d,2.5,用卡尺和游标卡尺检查,每种规格抽查10%，且不应少于5个,圆 度,2.5,用卡尺和游标卡尺检查,壁厚减薄量,0.13t，且不应大于1.5,用卡尺和测厚仪检查,两半球对口错边,1.0,用套模和游标卡尺检查,注：d为螺栓球直径；t为壁厚。,焊接球加工的允许偏差(mm)表3-26,项 目,允许偏差,检查方法,检查数量,圆 度,d120,1.5,用卡尺和游标卡尺检查,每种规格抽查10%，且不应少于5个,d120,2.5,同一轴线上两铣平面平行度,d120,0.2,用百分表V形块检查,d120,0.3,铣平面距球中心距离,0.2,用游标卡尺检查,相邻两螺栓孔中心线夹角,30,用分度头检查,两铣平面与螺栓孔轴线垂直度,0.005r,用百分表检查,球毛坯直径,d120,0.2；-1.0,用卡尺和游标卡尺检查,d120,+3.0；-1.5,注：d为螺栓球直径。,螺栓球加工的允许偏差(mm)表3-27,项 目,允许偏差,检查方法,检查数量,长 度,1.0,用钢尺和百分表检查,每种规格抽查10%，且不应少于5个,端面对管轴的垂直度,0.005r,用百分表V形快检查,管口曲线,1.0,用套模和游标卡尺检查,钢网架（桁架）用钢管杆件加工的允许偏差(mm）表3-28,