过程装备制造工艺学(共4页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上1压力容器制造过程中主要的工序包括哪些? 隙压边法；带坎拉深法和反拉深法。钢材的预处理，矫形，备料（划线，下料） 15随着装备制造的大型化，大型封头的制成形加工，组对装配，焊接，检验 造问题迫切需要解决。而仍采用冲压成形法2钢材的预处理是指对钢板、管子和型钢等 ，需要大吨位、在工作台面的水压机，大吨材料的净化处理、矫形的涂保护底漆。 位的冲压模具，成本高。采用分片冲压拼焊3净化处理的作用：除锈；保证焊接质 法也需要制作冲压瓣片模具，组焊工作量大量；提高下道工序的配合质量。 、工序多，工期长、成本高、质量不易保证4金属表面的化学净化处理主要是对材料表 、焊缝常与封头上开孔有矛盾。目前采用旋面进行除锈、除污物和氧化、磷化及钝化处 压成形法已成为主要方法。理。 16封头的旋压成形分为两种方法，即：联5备料阶段主要完成制造压力容器所需材料 机旋压（两步成形法）；单机旋压（一步成的准备，是压力容器制造的第一步，主要包 形法）；括了以下的工序：展开计算；号料； 17根据模具使用情况单机旋压可分为：有打标记；下料。 模旋压法；无模旋压法；冲旋联合法；6卷制成形是单层卷焊式压力容器筒节成形 18焊接接头的组织形式及其性能是由焊缝区制造的主要工艺手段，是将钢板放在卷板机 和热影响区所决定的，焊缝区金属由熔池的上进行滚卷成筒节，实际生产中筒节的弯卷 液态金属凝固而成，热影响区的金属受焊接基本上可分为冷卷和热卷。 热源影响而造成与母材有较大的变化。焊接7筒节卷制工作通常是在卷板机上进行的， 接头较薄弱的部位在热影响区，而热影响区常见的卷板机有三辊卷板机、四辊卷板机 中的过热区又是焊接接头中最薄弱的区域和立式卷板机。 。焊接接头由焊缝区、熔合面（截面为熔8在卷板过程中需要控制的工艺参数为变 化线）、热影响区和基本母材四部分组成。形率或最小冷弯半径。 19压力容器产品对焊接工艺要求比较细，9筒节冷卷时，回弹量较大，钢材的强度 包括以下几种基本要素：焊接材料、焊接越大，回弹量越大。为了尽量控制回弹量 工艺评定、焊接技术、焊前准备、焊接方，冷卷时要过卷。同时，在最终成形前进 法、焊后处理、无损检测等。行一次退火的热处理。 20焊接压力容器的焊接材料包括焊条、10因此，为了获得完整的圆筒形，在弯卷 焊丝、钢带、焊剂、气体、电极和衬垫。前，必须先将钢板的两端预制成所需弯曲 21焊接材料选用的原则：根据母材的化半径的弧形，此项工作称为预弯。预弯的 学成分、力学性能、焊接性能，并结合方法如图所示。消除直边的措施：液压机 压力容器的结构特点、使用条件、焊接方上预弯、三辊卷板机上预弯、逐一压弯法 法、制造工艺综合选用焊接材料。预弯、预留直边，弯后切除。 等强性原则；等韧性原则；耐腐蚀11封头的成形方法主要有:冲压成形、旋 性原则；相同钢号相焊的焊缝金属；压成形和爆炸成形。 不同钢号材料焊接的焊缝金属。12各自的适用范围：冲压成形适合制造 22焊接工艺规范参数：焊接时，为保证焊小、批量大、中厚的封头；旋压成形适 接质量而选定的参数，称为焊接工艺参数合制造尺寸大、壁薄的大型封头；爆炸 ，简称为焊接参数。在焊接工艺过程所选成形用于制造成批生产和形状复杂的封头 择的各个焊接参数的综合，一般称为焊接13按冲压前毛坯是否预先加热分为冷冲压 规范。焊接方法不同，焊接规范所包含和热冲压，其选择的主要依据如下：材 的焊接参数也不完全相同，基本的焊接参料的性能；依据毛坯的厚度与毛坯料直 数包括：焊条直径、焊接电流、焊接电压径之比即相对厚度来选择冷、热冲压。 、焊接速度、电源种类与极性等。14薄壁封头：多次冲压成形法；有间 23在过程装备制造过程中，常用的焊接方法主要有手工电弧焊、埋弧自动焊、气 的射线强度不同，冲洗后可明显地反映体保护电弧焊、电渣焊、堆焊、窄间隙焊 出黑度差不同，根据黑度差部位，即能等。 辨别出缺陷的形态、位置等。24手工电弧焊是压力容器制造应用最广 32超声波检测的原理：从反射率计算公泛的焊接方法，适用于焊接单件或小批产 式可以看出，两介质声阻抗相差越大，品、短的和不规则的、各种空间位置的以 反射率越大。及其他不容易实现机械化焊接的焊缝。 33磁粉检测的原理：当一被磁化的工件埋弧自动焊主要用于中厚板的焊接；气 表面和内部存在缺陷时，缺陷的导磁率体保护焊主要用于薄板的焊接和有色金属 远小于工件材料，磁阻大，阻碍磁力线、不锈钢的焊接。电渣焊适用于大厚部 顺利通过，造成磁力线弯曲，如果工件件的焊接；窄间隙焊集中了埋弧自动焊 表面、存在缺陷（没有裸露出表面也可和电渣焊的优点，适合特厚板的焊接，焊 以），则磁力线在缺陷下会逸出表面进接接头质量优良，效率高。 入空气中，形成漏磁场。此时若工件表25钢材的焊接性是说明钢材对焊接加工的 面撒上导磁率很高的磁性铁粉，在漏磁适应性，是指该钢种在一定的焊接工艺条 处就会有磁粉被吸附，聚集形成磁痕，件下（包括焊接方法、焊接材料、焊接工 通过对磁痕的分析即可评价缺陷。艺参数和结构形式等），能否获得优质焊 34渗透检测的原理：当被检工件表面存接接头的难易程度和该焊接接头能否在使 在细微的肉眼难以观察到的裸露开口缺用条件下可靠运行。焊接性的具体内容可 陷时，将含有有色染料或荧光物质的渗分为工艺焊接性和使用焊接性。 透剂，用浸、喷或刷涂方法涂覆在被检26所谓工艺焊接性是指在一定焊接工艺条 工件表面，保持一段时间后，渗透剂在件下，能否获得优质致密、无缺陷焊接接 存在缺陷处的毛细作用下渗入表面开口头的能力，它不是金属本身固有的性能， 缺陷的内部，然后用清洗剂除去表面上而是随着新的焊接方法、焊接材料和工艺 滞留的多余渗透剂，再用浸、喷或刷涂措施的不断出现和完善，某些原来不能焊 方法在工件表面上涂覆薄薄一层显像剂接的金属材料或不易焊接的金属材料，也 。经过一段时间后，渗入缺陷内部的渗会变成能够焊接或易于焊接。 透剂又将在毛细作用下被吸附到工件表27使用焊接性是指焊接接头或整体结构满 面上来，若渗透剂与显像剂颜色反差明足技术条件所规定的各种使用性能的程度 显（如前者多为红色，后者多为白色）。包括常规的力学性能及特定条件下的性 或者渗透剂中配制有荧光材料，则在白能，如抗脆性断裂性能，蠕变、疲劳性能 光下或者黑光灯下，很容易观察到放大，持久强度，耐腐蚀性能等。 的缺陷显示。28焊后热处理的目的：松弛焊接残余应 35压力容器制造时编制的主要工艺文件力；稳定结构形状和尺寸；改善母材 包括：工艺方案；工艺路线卡；、焊接接头和结构的性能。 工艺流程图；工艺装备清单；焊接29焊后热处理规范：加热温度；保温 工艺说明书；热处理工艺卡。时间；升温速度；冷却速度；进、 36机械加工工艺是指产品的制造（加出炉温度。 工和装配）的方法和手段。30压力容器的无损检测包括射线检测、超 37机械加工工艺过程由若干工序组成，声波检测、磁粉检测和渗透检测等。 机械加工中的每一个工序又可依次细分31射线检测原理：利用射线检测时，若被 为安装、工位、工步和走刀。检工件内存在缺陷，缺陷与工件材料不同， 38工序是指同一个或一组工人、同一其对射线的衰减程度不同，且透过厚度不 台机床或同一场所、同一个或同时对几同，透过后的射线强度则不同。胶片接受 个工件所连续完成的那一部分工艺过程。即“三同一，一连续”。 基准一般不得重复使用的原则。39工作地、工人、零件和连续作业是构成 49精基准选择时主要考虑是如何保证加工序的四个要素，若其中任一要素的变更 工质量减少定位误差。一般遵循以下五即构成新的工序。连续作业是指该工序内 条原则：基准重合原则；基准统一的全部工作要不间断地连续完成。 原则；互为基准的原则；自为基准40一个工艺过程需要包括那些工序，是由 的原则；便于装夹的原则；被加工零件结构复杂的程度，加工要求及 50在零件加工时，要将工件正确地装夹生产类型来决定。 在机床或夹具中，有两个含义：即定位41机械制造工艺系统的物质分系统是由工 和夹紧。定位是指确定工件在机床（工件、机床、夹具和工具组成。 作台）上或夹具中占有正确位置的过程42机械加工工艺规程是规定零件制造工艺 ，通常可以理解为工件相对于切削刀具过程和操作方法等的技术文件，一般包括 或磨具的一定位置，以保证加工尺寸和下列内容：零件的加工基准、加工工艺路 和形位精度的要求。夹紧是指工件在定线、各工序具体加工内容及精度，切削用 位后将其固定，使其在加工过程中能承量、时间定额及所用的设备和工艺装备等。 受重力、切削力等而保持定位位置不变43原始资料和步骤：零件的工艺分析； 的操作。毛坯的确定；拟定加工工艺路线； 51根据工件加工时被加工面的尺寸和形选择加工设备；确定刀具、夹具、量具 位要求，有的需要限制6个自由度，有和必需的辅助设备；确定各工序的加工 的不需要将6个自由度均限制住。完余量，计算工序尺寸及其偏差；确定关 全定位，限制6个自由度；不完全定键工序的技术要求及检验方法；确定切 位，仅限制1-5个自由度；附加自由削用量及时间定额；填写有关工艺文件。 度。44零件的技术要求：加工表面的尺寸精 52在加工时根据加工面的尺寸、形状和度主要加工表面的形状精度主要加工 位置要求，应限制的自由度未被限制，表面的相互位置精度加工表面的粗糙度、 即约束点不足，这样的情况称为欠定位力学性能、物理性能热处理及其他要求 。欠定位的情况下是不能保证加工要求45零件的结构工艺性，是指其在不同的生 的，因此是绝对不允许的。值得注意的产类型的具体生产条件下，从毛坯的制造、 是：不完全定位时不一定就是欠定位，零件加工到产品的装配和维修，在保证制 只是不完全定位时应注意可能会有欠定造的使用要求的前提下，能被经济方便 位。地制造出来。 53工件定位时，一个自由度同时被两个46工艺人员应根据零件的结构特点和使用 或两个以上的约束点（夹具定位元件）要求正确选择毛坯类型及其制造方法，设 所限制，称为过定位，或重复定位，也计出毛坯的结构并制订有关技术要求。 称之为定位干涉。 由于过定位可能会破47基准和概念及其分类：所谓基准就是零 坏定位，因此一般也是不允许的。但如件上用以确定其他点、线、面的位置所依 果工件定位面的尺寸、形状和位置精度据的点、线、面。分为：设计基准； 高，表面粗糙度值小，而夹具的定位元工艺基准：工序基准、定位基准、测量基 件制造质量又高，则这时不但不会影响准、装配基准。 定位，而且还会提高加工时工件的刚度48粗基准的选择将影响到加工面与不加工 在这种情况下过定位是允许的。面的相互位置，影响到加工余量的分配。 54所谓加工经济精度是指在正常加工条选择粗基准时，一般应遵循下列原则： 件下（采用符合质量标准的设备、工艺保证相互位置要求的原则；保证余量合 装备和标准技术等级的工人，不延长加理分配的原则；便于装夹的原则；粗 工时间）所能保证的加工精度和表面粗糙度。 工表面质量两方面的指标来表示。55工艺顺序的安排原则：先加工基准面 62机械加工精度是指零件在机械加工后，再加工其他表面；一般情况下，先加 的几何参数（尺寸、几何形状及相互位工平面，后加工孔；先加工主要表面， 置）与零件理想几何参数的符合程度。后加工次要表面；先安排粗加工工序， 63影响机械加工精度的因素：工艺系后安排精加工工序。 统的几何误差；工艺系统力效应产生56热处理工序及表面处理工序安排原则： 的误差；工艺系统热变形产生的误差改善切削性能的热处理（如退火、正火 内应力引起的变形误差；测量误差；、调质等），应安排在切削加工之前； 64工艺系统的几何误差主要指机床、夹消除内应力的热处理（如人工时效、退火 具和刀具在制造时产生的误差，以及使、正火等），最好安排在粗加工之后改 用中的调整和磨损误差等。加工方法的善材料的力学物理性质，半精加工之后， 原理误差也常列其中。精加工之前安排淬火、渗碳等工序高精 65原理误差是由于在机械加工中，采用度精密零件，淬火后安排冷处理以稳定零 了近似的加工运动或采用了形状近似的件的尺寸表面耐磨、耐腐蚀的零件表面 刀具来加工所产生的误差。处理工序放在最后。 66减小工艺系统受力变形对加工精度影57在零件加工或机器装配过程中，由相互 响的措施：提高工艺系统的刚度联系的尺寸形成的封闭尺寸组，称为尺寸 合理的结构设计；链。根据尺寸链的使用场合，可分为： 提高联接表面的接触刚度：工艺尺寸链：在零件加工过程中，由同一 提高机床部件中零件间接合表面的质零件有关工序尺寸形成的尺寸链。装配 量；给机床部件以予加载荷；提高尺寸链：在机器设计和装配过程中，由若 工件定位基准面的精度和减小它的表面干零件的有关设计尺寸形成的尺寸链。 粗糙度值；58组成尺寸链的每一尺寸称为尺寸链的环 采用合理的装夹和加工方法；。可分为封闭环和组成环两种。封闭环： 减小载荷及其变化。在零件加工中间接保证的或在机器装配中 67要减少残余应力，一般可采取下列措最后形成的尺寸称为封闭环。显然，封闭 施：增加消除内应力的热处理工序；环只有一个。组成环：尺寸链中除封闭 合理安排工艺过程；改善零件结构环以外的环为组成环。 ，提高零件刚性，使壁厚均匀等。59根据对封闭环尺寸大小变化的影响，组 68加工表面质量包括两个方面的内容，成环可分为增环和减环。增环：凡该环变 即：表面几何形状；表面层的物理动（增大或减小）引起封闭环同向变动（增 机械性能；大或减小）的环称为增环；减环：凡该环 69表面几何形状：表面粗糙度；变动（增大或减小）引起封闭环反向变动 波度；纹理方向；表面缺陷；（增大或减小）的环称为减环； 70表面层的物理机械性能：表面层通常一个尺寸链由一个封闭环和至少两个组 的冷作硬化；表面层的残余应力；成环构成，其中可能只有增环或减环或两者 表面层的金相组织变化；都有。 60直线尺寸链在工艺过程中的应用：测量 基准与设计基准不重合；定位基准与设计 基准不重合；一次加工满足多个设计尺寸 要求的工艺尺寸计算；表面淬火、渗碳层 深度、涂层厚度工艺尺寸链。 61机械零件的加工质量一般用加工精度和加 专心-专注-专业