过程装备制造与检测筒体成型.pptx

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1、第七章 成 形 加 工 钢材的成形就是金属材料在冷态或热态下借助外力产生塑性变形从而达到改变金属外部尺寸和形状的要求的过程。过程设备的制造都是将材料经过压力加工弯曲、弯卷、冲压等成形工艺后，才制造成所需要的零件的。第1页/共27页7.1 筒节的弯曲成型冷加工和热加工 冷加工和热加工的分界温度是材料的再结晶温度。材料被加热到再结晶温度以上进行加工，就叫热加工反之就是冷加工。第2页/共27页7.1 筒节的弯曲成型冷加工冷加工 金属材料在冷态塑性变形时会产生加工硬化现金属材料在冷态塑性变形时会产生加工硬化现象象:强度和硬度上升，塑性和韧性下降强度和硬度上升，塑性和韧性下降.产生内应力产生内应力.金属

2、临界变形率金属临界变形率0 0：金属材料在冷弯后产生粗大再结晶：金属材料在冷弯后产生粗大再结晶晶粒的变形率。晶粒的变形率。最小弯曲半径 在滚圆机上能得到的最小弯曲半径受两个因素限制：第一，内半径不可能比上辊轴半径小；第二，冷弯时，钢板的最大变形率不能接近材料的临界变形率 0 0，以免其后受热再结晶时晶粒粗大。第3页/共27页GB150.4 压力容器-制造、检验和验收8 热处理8.1 成形受压元件的恢复性能热处理8.1.1 钢板冷成形受压元件，当符合下列 a)e)中任意条件之一，且变形率超过表 4 的范围，应于成 形后进行相应热处理恢复材料的性能。a)盛装毒性为极度或高度危害介质的容器;b)图样

3、注明有应力腐蚀的容器;c)对碳钢、低合金钢，成形前厚度大于 16mm 者;d)对碳钢、低合金钢，成形后减薄量大于 10%者;e)对碳钢、低合金钢，材料要求做冲击试验者。表 4 冷成形件变形率控制指标（要注意封头的计算）第4页/共27页GB150.4 压力容器-制造、检验和验收第5页/共27页GB150.4 压力容器-制造、检验和验收第6页/共27页热加工 塑性变形引起的加工硬化现象，可以用金属的再结晶过程消除。金属的强度和硬度塑性变形引起的加工硬化现象，可以用金属的再结晶过程消除。金属的强度和硬度显著下降，塑性和韧性大为提高，内应力完全消除，金属恢复到原来状态。显著下降，塑性和韧性大为提高，内

4、应力完全消除，金属恢复到原来状态。金属开始再结晶的温度称为再结晶温度金属开始再结晶的温度称为再结晶温度:热加工时，材料的塑性好、易于成形，变形所需要的能量消耗少，但要注意加热温度和加热速度。第7页/共27页第8页/共27页热加工 过热：过热：坯料加热温度过高，在炉中停留时间过长，钢中的奥氏体晶粒显著长大，钢的机械性能变坏，尤其坯料加热温度过高，在炉中停留时间过长，钢中的奥氏体晶粒显著长大，钢的机械性能变坏，尤其是塑性明显下降。是塑性明显下降。过烧：过烧：过热以后温度进一步升高时，由于晶界的低熔点杂质和共晶物开始融化，气体会沿晶界渗入，使晶过热以后温度进一步升高时，由于晶界的低熔点杂质和共晶物开

5、始融化，气体会沿晶界渗入，使晶界氧化变脆，锻压时脆裂。界氧化变脆，锻压时脆裂。第9页/共27页a a、冷卷、冷卷 一般采用多次进给法卷圆，即调节上辊（在三辊卷板机上）或侧辊（在四辊卷板一般采用多次进给法卷圆，即调节上辊（在三辊卷板机上）或侧辊（在四辊卷板机上）的位置，使板坯来回摆动，产生一定的弯曲，随后逐步压下上辊或径向移动侧机上）的位置，使板坯来回摆动，产生一定的弯曲，随后逐步压下上辊或径向移动侧辊，使板坯的曲率半径逐渐减小，直至达到规定的要求。考虑到卷制板材的回弹，卷辊，使板坯的曲率半径逐渐减小，直至达到规定的要求。考虑到卷制板材的回弹，卷圆时必须有圆时必须有一定的过卷量；对于高强度钢，由

6、于回弹较大，最好在最终卷圆前时行一定的过卷量；对于高强度钢，由于回弹较大，最好在最终卷圆前时行退退火处理火处理，以便更容易减少或消除回弹量。，以便更容易减少或消除回弹量。卷圆过程中，应经常用样板检查卷圆件两端的曲率半径。卷圆过程中，应经常用样板检查卷圆件两端的曲率半径。第10页/共27页b b b b、热热卷卷 对对于于碳碳钢钢，由由于于冷冷卷卷使使材材料料的的冷冷作作硬硬化化严严重重，可可能能会会引引起起裂裂纹纹而而报报废废，所所以以应应采采用用加加热热卷卷圆圆。加加热热用用设设备备为为室室式式加加热热炉炉，加加热热温温度度沿沿用用材材料料的的始始锻锻温温度度90011009001100和终

7、锻温度和终锻温度800800。热热卷卷能能防防止止材材料料加加工工硬硬化化，并并减减少少卷卷板板机机所所需需功功率率；但但热热卷卷时时操操作作困困难难、严严重重氧氧化化、氧氧化化物物使使板板材材表表面产生麻点和压坑以及使材料较严重地变薄。面产生麻点和压坑以及使材料较严重地变薄。c c、温温卷卷 为为消消除除冷冷、热热卷卷的的缺缺点点，发发挥挥冷冷、热热卷卷的的优优点点，提提出出了了温温卷卷新新工工艺艺。该该工工艺艺实实质质上上是是将将板板坯坯加加热热至至（500600500600），其其优优点点是是由由于于加加热热至至再再结结晶晶温温度度，提提高高了了塑塑性性，并并消消除除了了冷冷作作硬硬化化

8、，使使之之易易于于卷卷圆圆；但但加加热热温温度度不不高高，使使金金属属材材料料的的氧氧化化不不严严重重而而易易于于保保证证卷制质量。卷制质量。第11页/共27页 一台设备的筒体往往由若干筒节拼接而成，筒节才是单位弯曲件。筒节滚弯习惯一台设备的筒体往往由若干筒节拼接而成，筒节才是单位弯曲件。筒节滚弯习惯称滚圆，也称卷板，是筒节的基本制造方法。称滚圆，也称卷板，是筒节的基本制造方法。(一一)滚圆原理滚圆原理 1 1、弯曲原理、弯曲原理 对钢板施以连续均匀的塑性弯曲就可以获得圆柱面。对钢板施以连续均匀的塑性弯曲就可以获得圆柱面。在对称三辊式滚圆机上实现这种连续均匀的塑性弯曲时，可将钢板看作简支板梁，

9、在对称三辊式滚圆机上实现这种连续均匀的塑性弯曲时，可将钢板看作简支板梁，如图如图6-20a6-20a。改变上辊的压下量。改变上辊的压下量(改变改变h)h)就可改变滚出的筒节的半径。就可改变滚出的筒节的半径。筒体成型第12页/共27页1.对称式三辊卷板机第13页/共27页1.对称式三辊卷板机（1）工作原理 第14页/共27页(2)直边的产生及处理 对称三辊滚圆机上钢板的最大塑性弯曲发生在上辊接触处，即两下辊支点的中央，因而在钢板两端约为两下辊距一半的长度上曲率不足，称之为直边。对称三辊机本身是无法解决的。第15页/共27页(2)直边的产生及处理第16页/共27页（2）直边的产生及处理第17页/共

10、27页2.其它卷板机的工作原理（1 1）下辊垂直移动三辊卷板机）下辊垂直移动三辊卷板机 第18页/共27页2.其它卷板机的工作原理（2 2）不对称式三辊卷板机）不对称式三辊卷板机 第19页/共27页2.其它卷板机的工作原理（3 3）对称式四辊卷板机）对称式四辊卷板机 第20页/共27页2.其它卷板机的工作原理（4）立式卷板机第21页/共27页3.板料弯曲时的注意事项（1 1）弯卷时，板料在上下辊之间必须放正，并使）弯卷时，板料在上下辊之间必须放正，并使其边缘与辊子中心严格保持平行。在升降卷板机其边缘与辊子中心严格保持平行。在升降卷板机的上辊（或下辊）时应与其它辊子严格保持平行。的上辊（或下辊）时应与其它辊子严格保持平行。第22页/共27页 第23页/共27页3.板料弯曲时的注意事项（2 2）板料的弯卷曲率与辊子中心距有直接关系。）板料的弯卷曲率与辊子中心距有直接关系。卷筒时若中心距控制不当，卷出的筒节就会出卷筒时若中心距控制不当，卷出的筒节就会出现曲率过大或过小的缺陷。现曲率过大或过小的缺陷。(3)(3)弯卷厚板时应避免发生鼓形变形。弯卷厚板时应避免发生鼓形变形。第24页/共27页第25页/共27页END第26页/共27页感谢您的观看。第27页/共27页