手工槽制──天圆地方管的艺术工艺

天圆地方管是生产中经常遇见的钣金构件，在板料较薄而又不能用压力机压制时，普遍采用手工槽制成形。为了槽制和组对的方便，一般下料成两半槽制后组焊而成。当高度在100mm以下而又要求外观形象美观时，也可下成整料，然后经槽制、焊接成形。

1.胎模的制作

手工槽制天圆地方管，必须先制作胎模。手工槽制用胎模可以是直线形如槽钢，也可以是利用圆钢组成的放射形状，前者是在薄板、外形尺寸小及规格数量少的情况下凑合使用，易出现很多缺陷；后者是在批量生产的情况下使用，出现的缺陷较少，并可为组对提供方便。图4-13所示为手工槽制某小型天圆地方管的胎模形式。

图4-13 天圆地方管及其胎模

a）零件图 b）胎模的结构 c）胎模圆钢直径的计算原理

图4-13a所示为天圆地方管的零件图，图4-13b所示为制作的放射状胎模。胎模采用成放射状放置的圆钢制成，圆钢长度按天圆地方管最长过渡线长加100mm左右余量确定，由于该天圆地方管的八条过渡线的长度相等（即图4-13a中Aa=Ba=Bb=Cb=Cc=Dc=Dd=Ad=l），其长度（按钣金件内层计算，其中97为圆端内半径，147为方端内层长度的一半，150为零件的高度）；胎模大端的开口宽度为圆端1/4外弦长，其值按（200×sin45°）mm=141.42mm得出，考虑到板料较薄（板厚为3mm），两层为6mm，加上板厚的两倍余量6mm，故小端取12mm就足够了。图4-13c所示为胎模所用圆钢直径的计算原理图，由于该圆弧成形后圆钢顶端离成形件底部的距离h，考虑留出适当的成形间隙，故圆钢直径取ϕ40mm。

在生产操作中，手工槽制胎模的放置也可不进行上述计算，近似地按圆钢间的夹角为10°～15°，圆钢直径为ϕ25～ϕ60mm放置。

2.手工槽制的方法

对于小型天圆地方管，一般按1/2展开料或整料下料。图4-14所示为整料手工槽制的方法，其中图4-14a所示为槽制平面三角形与弧面三角形交线的凹模与板的位置关系；图4-14b所示为槽制弧面三角形时，凹模与板的位置关系。槽制过程必须遵循先两端后中间的原则，否则，由于弯折部分的翘起，会影响大锤的起落动作。

槽制时，每槽制一小段应利用样板检查弧度，使弧度与样板正吻合或稍过为好。

整料槽制和半料槽制方法完全相同，半料槽制完成后，对大规格厚板必须在平台放出外形实样，定位焊限位铁，按线组对焊接；小规格薄板可不放实样，直接组对焊接。

在组对和定位焊成形后会有各种组对缺陷，可采用以下方法进行矫正。

图4-14 小型天圆地方管手工槽制方法

a）槽制端头三角形时凹模与板的放置位置 b）槽制过渡线时凹模与板的放置位置

1—槽弧锤 2—大锤

（1）小端或大端有间隙 图4-15所示为大端有间隙的情况，此时应将对侧的端口先定位焊牢固，并将此侧的上端也定位焊住，在间隙大端定位焊带孔短角钢，且只准定位焊外侧，然后拧紧螺母将端口两侧的钢板拉近。定位焊上端口时应注意，既要牢固又不能焊缝太长，焊缝太短了强度不够，太长则会增加螺栓的拉力。拧紧螺栓时，应随时检查定位焊部位的变形情况，若有裂纹或氧化皮脱落，应及时处理。处理的方法是：先在待开裂纹近处定位焊一小点，全冷后再加强待开裂部位的焊缝。千万不要一开始就定位焊待开裂部位，这样会因焊疤受热韧性剧增，导致全部焊缝开裂。

（2）一对接端口上翘 图4-16所示为一对接端口正合适，而另一对接端口上翘的情况。组对时应先将另一侧的对接端口定位焊牢固，置于平台上。可采用以下方法处理：一是垫压法，即将未翘起端下垫一较厚钢板，目的是使翘起端压下后有容身之处，在上翘的最高点通过固定物和压杠将其压下，在两端都无错口时先定位焊一点固定，待全部缺陷处理完后再全部定位焊，注意下垫铁只能垫在未翘起端下方才不会影响翘起端的下移。二是螺旋拉近法，即通过一端带螺母的丝杆，下端钩住未翘起端口，上端通过带孔压板置于上翘端口，拧紧螺母，上翘处便徐徐下移，待两端口都不错口时，便可定位焊成形。

图4-15 小端或大端有间隙

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图4-16 一对接端口上翘

（3）圆端不为正圆 定位焊完成焊接之前，要对构件进行几何尺寸检查。利用样板检查圆端的圆度，若有不圆处，可采用衬锤法矫正。若素线方向不圆，施力锤、衬锤应左右放置，如图4-17a所示；若端口局部不是正圆，施力锤、衬锤应上下放置，如图4-17b所示。操作时，衬锤应衬于最高点附近，施力锤应击打最高点，衬锤和施力锤的距离越近，矫正力越大，但不能重合。

（4）方端对角线不等 组对完毕后，方端对角线不等是常见的缺陷。矫正方法如图4-18所示。图4-18a所示为用倒链（或倒正丝）矫正的情况，图4-18b所示为用压力机（或压杠）矫正的情况。若矫正力不大时，也可用大锤沿对角线方向进行手工矫正；若矫正力较大时，可用机械力如压力机、调直机等矫正。矫正过程中，应随时进行检测，以免矫过。

图4-17 圆端不圆的矫正方法

图4-18 方端对角线不等的矫正方法

a）倒链（或倒正丝）矫正 b）压力机（或压杠）矫正

3.槽制缺陷的矫正方法

对于槽制过程中出现的问题，可按以下方法进行矫正。

（1）对口边不直 图4-19a所示为对口边不直或局部有凸凹不平的立体图，图4-19b所示为衬锤矫正法。为了提高矫正效果，应注意衬锤需衬于被击点的附近，越近越好，但不能重合，距离越近矫正力越大。此外还应注意衬锤的接触面要尽量小，用锤棱接触要比全锤面接触矫正力大得多。图4-19c所示为平台悬空法。将不直或凸凹的板边放在平台上，用锤击打凸点，使缺陷得以矫正。

图4-19 对口边不直的矫正方法

a）对口边不直的立体图 b）衬锤法 c）平台悬空法

（2）外棱角 图4-20a所示为对接端口形成外棱角的立体形状。产生该缺陷的根本原因是上部弧形不够：一是棱线的折弯角度不够，二是弧形面的弧度不够。矫正方法为：重回胎模成形弧面，并随时用样板检查。

（3）内棱角 图4-20b所示为两对接直边形成内棱角的立体形状。产生该缺陷的根本原因是槽制时上部弧形过大造成：一是棱线部位的弧度过大。二是弧形面的弧度过大。矫正方法为：用锤子沿棱线或弧面部分从外侧锤击，锤击过程中应随时用样板检查，宁欠勿过，以免又形成外棱角的缺陷。

（4）对接端口上翘 图4-21所示为对接端口上翘的立体形状。出现此缺陷的根源在左端头处的棱线折弯角度不够，矫正时需要将其在胎模上加大折弯角度，并适当放大右端头棱线部位的弧形。

图4-20 产生棱角的立体图

图4-21 对接端口上翘