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第1部分　冷作钣金工基本知识篇1

1　钣金工识图与绘图基本知识1

1.1　正投影法和三视图1

1.1.1　正投影的概念1

1.1.2　直线段和平面图形正投影的特性1

1.1.2.1　真实性1

1.1.2.2　积聚性2

1.1.2.3　收缩性2

1.1.3　三视图的形成和名称2

1.1.4　三视图的投影规律3

1.1.4.1　位置关系3

1.1.4.2　尺寸关系3

1.1.4.3　方位关系5

1.2　点、直线、平面的投影5

1.2.1　点的三面投影5

1.2.2　各种位置直线的投影6

1.2.2.1　直线的三面投影6

1.2.2.2　各种空间位置直线的投影7

1.2.3　求一般位置直线段的实长和与投影面的夹角8

1.2.3.1　用旋转法求一般位置直线段的实长8

1.2.3.2　用更换投影面法求一般位置直线段的实长12

1.2.3.3　用直角三角形法求一般位置直线段的实长13

1.2.4　各种位置平面的投影14

1.2.4.1　投影面的平行面14

1.2.4.2　投影面的垂直面14

1.2.4.3　一般位置平面19

1.3　基本体的投影19

1.3.1　棱柱体的投影19

1.3.2　棱柱体表面上点的投影20

1.3.3　棱锥体的投影20

1.3.4　棱锥体表面上点的投影21

1.3.5　圆柱体的投影22

1.3.6　圆柱体表面上点的投影23

1.3.7　圆锥体和圆锥台的投影23

1.3.7.1　圆锥体的投影23

1.3.7.2　圆锥台的投影24

1.3.8　圆锥体和圆锥台表面上点的投影24

1.3.8.1　辅助素线法25

1.3.8.2　辅助圆法26

1.3.9　圆球的投影26

1.3.10　圆球面上点的投影27

1.3.11　圆环的投影27

1.3.12　圆环面上点的投影28

1.3.13　基本体的尺寸标注28

1.3.13.1　平面体尺寸标注28

1.3.13.2　回转体尺寸标注29

1.4　常用几何图形的画法30

1.4.1　等分直线段30

1.4.1.1　二等分直线30

1.4.1.2　分直线为任意等份31

1.4.2　等分圆周及作正多边形32

1.4.2.1　用圆规作圆周的三、六、十二等份及作正多边形32

1.4.2.2　圆周的五等份及作正五边形33

1.4.2.3　任意等分圆周33

1.4.3　圆弧连接34

1.4.3.1　两直线间的圆弧连接34

1.4.3.2　直线与圆弧间的圆弧连接34

1.4.3.3　两圆弧间的圆弧连接34

1.4.4　椭圆的画法34

1.4.4.1　四心近似画法34

1.4.4.2　同心圆法34

1.4.5　斜度与锥度39

1.4.5.1　斜度39

1.4.5.2　锥度40

2　公差与配合基本知识41

2.1　公差与配合41

2.1.1　公差与配合的基本概念41

2.1.1.1　公差与配合的基本术语及定义41

2.1.1.2　配合43

2.1.2　标准公差与基本偏差45

2.1.2.1　标准公差（IT）45

2.1.2.2　基本偏差46

2.1.3　基孔制与基轴制配合48

2.1.3.1　基孔制配合48

2.1.3.2　基轴制配合49

2.1.3.3　配合制度的选择51

2.1.4　极限与配合的标注与读识51

2.1.4.1　在装配图上的标注51

2.1.4.2　在零件图上的标注56

2.2　形状和位置公差57

2.2.1　形状和位置公差的特征项目及符号57

2.2.1.1　形状和位置公差的基本术语及定义57

2.2.1.2　形状和位置公差特征项目的规定符号57

2.2.2　形状和位置公差的标注与识读58

2.2.2.1　公差框格及其内容58

2.2.2.2　被测要素的标注59

2.2.2.3　基准要素的标注61

2.2.2.4　形位公差标注示例62

2.3　表面粗糙度63

2.3.1　表面粗糙度的概念63

2.3.2　表面粗糙度的标注与识读64

2.3.2.1　表面粗糙度的图形符号64

2.3.2.2　表面粗糙度完整图形符号的组成64

2.3.2.3　表面粗糙度在图样上的标注67

3　常用钣金金属材料及热处理基本知识73

3.1　常用钣金金属材料73

3.1.1　钢的分类和牌号73

3.1.1.1　按化学成分分类73

3.1.1.2　按用途分类73

3.1.1.3　按质量优劣分类74

3.1.1.4　钢的牌号74

3.1.2　钢的技术性能77

3.1.2.1　钢的物理性能指标77

3.1.2.2　钢的化学性能指标78

3.1.2.3　钢的力学性能指标78

3.1.2.4　钢的工艺性能82

3.1.3　常用钣金钢材82

3.1.3.1　低碳钢薄板82

3.1.3.2　低合金高强度结构钢84

3.1.3.3　不锈钢和耐热钢84

3.1.4　常用有色金属材料86

3.1.4.1　铝及铝合金87

3.1.4.2　铜及铜合金87

3.2　钢的热处理基本知识91

3.2.1　钢的常见组织91

3.2.1.1　钢的晶体结构91

3.2.1.2　钢的常见组织92

3.2.2　钢的铁碳平衡状态图和钢的热处理94

3.2.2.1　铁-碳平衡状态图94

3.2.2.2　钢的热处理95

4　简单构件的展开图97

4.1　展开图的基本作法97

4.1.1　放样图和断面图97

4.1.1.1　放样图97

4.1.1.2　断面图98

4.1.2　平行线展开法102

4.1.2.1　棱柱体表面的展开图102

4.1.2.2　圆柱体表面的展开图104

4.1.3　放射线展开法108

4.1.3.1　棱锥体表面的展开图108

4.1.3.2　圆锥体表面的展开图111

4.1.3.3　斜圆锥体表面的展开图114

4.1.4　三角形展开法116

4.1.5　其他展开法121

4.1.5.1　用辅助圆法展开斜截圆管构件121

4.1.5.2　用系数法展开斜截圆管构件122

4.1.6　各种展开法的比较和选择124

4.2　不可展曲面的近似展开方法126

4.2.1　经线分割法126

4.2.2 纬线分割法128

4.2.3　用三角形展开法近似展开不可展曲面131

5　相交构件的结合线和求结合线的方法134

5.1　结合线的概念和分类134

5.1.1　结合线的概念134

5.1.2　结合线的分类135

5.1.2.1　必然结合线135

5.1.2.2　人为结合线136

5.2　直线型结合线的确定137

5.2.1　相交旋转体轴线重合时的结合线138

5.2.2　相交旋转体轴线相交时的结合线139

5.2.3　相交旋转体有公切面且轴线相交时的结合线146

5.2.4　锥形、柱形体相交其底面同时重合于同一圆周时的结合线148

5.2.5　相交旋转体对称于某一平面且在该对称平面上相交的结合线151

5.3　求作结合线的方法153

5.3.1　用素线法求结合线154

5.3.1.1　用素线法求结合线的原理154

5.3.1.2　用素线法求结合线的实例155

5.3.2　用纬线法求结合线160

5.3.2.1　用纬线法求结合线的原理160

5.3.2.2　用纬线法求结合线的实例161

5.3.3　用辅助平面法求结合线165

5.3.3.1　用辅助平面法求结合线的原理165

5.3.3.2　用辅助平面法求结合线的实例168

5.3.4　用辅助球面法求结合线175

5.3.4.1　用辅助球面法求结合线的原理175

5.3.4.2　用辅助球面法求结合线的实例177

5.4　人为结合线181

5.4.1　人为结合线的概念181

5.4.2　人为结合线的实例181

第2部分　冷作钣金工技能篇184

6　钣金下料实例184

6.1　板厚处理和加工余量184

6.1.1　板厚处理184

6.1.1.1　根据构件形状的不同进行板厚处理184

6.1.1.2　根据构件接口处的情况不同进行板厚处理186

6.1.1.3　板厚处理的基本原则190

6.1.2　加工余量190

6.1.2.1　焊接时的加工余量191

6.1.2.2　铆接时的加工余量192

6.1.2.3　咬口时的加工余量193

6.1.2.4　对加工余量两点补充说明195

6.2　直圆管和直圆管相交构件195

6.2.1　任意角度的两节等径圆管弯头195

6.2.1.1　不铲坡口的一定板厚、任意角度的二节等径圆管弯头195

6.2.1.2　板厚处理采用双面X形坡口、任意角度的二节等径圆管弯头196

6.2.2　等径四节90°圆管弯头197

6.2.3　等径圆管斜T形三通198

6.2.4　不等径圆管斜T形三通201

6.2.5　支管中心轴线与主管中心轴线不相交时不等径圆管斜T形三通203

6.2.6　等径两节圆管弯头外侧斜接一小圆管的三通构件204

6.3　圆管和正圆锥管或斜圆锥管相交构件206

6.3.1　正圆锥管连接大小直径圆管的裤形三通构件206

6.3.2　圆管和正圆锥管组成的两节弯头构件208

6.3.3　主管为直圆管、支管为正圆锥管的构件210

6.3.4　直圆管斜插正圆锥管的构件212

6.3.5　主管为直圆管、支管为斜圆锥管的构件213

6.4　圆锥管相交构件215

6.4.1　圆锥管任意角度两节弯头215

6.4.2　支管和主管均为正圆锥管的三通构件217

6.4.3　中心线不相交的正圆锥管相交构件219

6.4.4　斜圆锥管和斜圆锥管相交的三通构件221

6.4.5　斜圆锥管裤形三通构件224

6.5　多面体相交构件225

6.5.1　矩形管三节90°弯头225

6.5.2　支管斜接主管的矩形管三通构件226

6.5.3　端口扭转90°的方管两节弯头227

6.5.4　对称的斜四棱锥构成的三通构件229

6.5.5　由两个正四棱锥台构成的三通构件230

6.5.6　正四棱锥接方管的三通构件233

6.6　直圆管或圆锥管与多面体相交构件235

6.6.1 由直圆管和棱锥构成的扩散两节任意角度弯头235

6.6.2　方管与圆管相交的任意角度两节弯头236

6.6.3　圆管平行直插正四棱锥构件238

6.6.4　正圆锥斜接方管的三通构件239

6.6.5　斜圆锥斜接方管的三通构件240

6.7　球面与其他形体相交的构件242

6.7.1　矩形管平接球面的构件242

6.7.2　圆管斜插球面的构件242

7　裁料245

7.1　剪裁245

7.1.1　手工剪裁245

7.1.1.1　手工剪裁工具245

7.1.1.2　手工剪切方法247

7.1.2　剪裁设备250

7.1.2.1　剪板机251

7.1.2.2　滚剪机256

7.1.2.3　振动剪板机259

7.1.3　剪裁过程及其受力分析261

7.1.3.1　剪切过程261

7.1.3.2　剪裁的受力分析262

7.1.3.3　剪切力的计算262

7.1.4　剪刃间隙及角度的确定263

7.1.5　剪裁质量分析264

7.1.5.1　拱曲和扭曲变形264

7.1.5.2　过剪和超差264

7.2　冲裁265

7.2.1　冲裁设备266

7.2.1.1　典型冲床的结构和工作原理266

7.2.1.2　冲床的主要技术参数267

7.2.1.3　冲床的使用和维护保养268

7.2.2　冲裁模269

7.2.2.1　单工序冲裁模的基本结构269

7.2.2.2　冲裁模的安装和调整270

7.2.3　冲裁过程273

7.2.4　冲裁模刃口间隙的确定275

7.2.5　冲裁模刃口尺寸的计算279

7.2.5.1　确定冲裁模刃口尺寸的原则279

7.2.5.2　冲裁模刃口尺寸的计算方法280

7.2.6　冲床吨位的选择283

7.2.6.1　冲裁力、卸料力、推件力和顶件力的计算284

7.2.6.2　冲床吨位的选择287

7.2.7　影响冲裁质量的主要因素288

7.2.7.1　冲裁件尺寸精度的影响因素288

7.2.7.2　冲裁件断面质量的影响因素288

7.2.7.3　材质与板厚对冲裁件的影响289

7.3　割裁290

7.3.1　气割的基本原理和特点290

7.3.1.1　被切割金属的燃点低于其熔点290

7.3.1.2　金属的熔点应高于其氧化物的熔点291

7.3.1.3　金属氧化物黏度、燃烧时放出的热量、导热性等应符合要求291

7.3.2　割炬和割嘴292

7.3.2.1　割炬292

7.3.2.2　割嘴294

7.3.3　气割薄钢板的工艺参数295

7.3.3.1　割炬型号和切割氧压力295

7.3.3.2　气割速度296

7.3.3.3　预热火焰能率296

7.3.3.4　割嘴与工件间的倾角297

7.3.3.5　割嘴离工件表面的距离297

7.3.4　手工气割操作技术298

7.3.4.1　射吸式割炬的使用298

7.3.4.2　乙炔气瓶和乙炔减压器的使用299

7.3.4.3　氧气瓶和氧气减压器的使用301

7.3.4.4　气割前的准备303

7.3.4.5　手工气割操作技术304

7.4　其他裁料方法307

7.4.1　锯削307

7.4.1.1　手工锯削307

7.4.1.2　机械锯削311

7.4.2　錾切311

7.4.2.1　錾切工具及用途311

7.4.2.2　錾刃的几何角度和刃磨313

7.4.2.3　常用錾削方法314

7.4.2.4　錾子的热处理315

7.4.3　砂轮切割316

7.4.4　等离子弧切割317

7.4.5　激光切割318

7.4.6　电火花线切割319

7.4.7　铣切320

7.4.8 碳弧气刨320

7.5　裁料方法的选择322

7.5.1　根据零件的尺寸和几何形状选择裁料方法322

7.5.2　根据零件的厚度选择裁料方法325

7.5.3　根据零件的材质选择裁料方法325

8　钣金成形工艺327

8.1　手工成形327

8.1.1　手工成形的工具、夹具和量具327

8.1.1.1　手工成形的常用工具327

8.1.1.2　常用机具332

8.1.1.3　常用夹具334

8.1.1.4　常用量具335

8.1.2　手工弯曲板料335

8.1.2.1　折边335

8.1.2.2　弯卷338

8.1.2.3　凹凸形工件的手工弯压341

8.1.3　手工弯曲型钢341

8.1.4　钢管的弯曲工艺343

8.1.4.1 手工装砂弯管343

8.1.4.2　使用弯管器具弯管344

8.1.5　卷边346

8.1.6　放边与收边348

8.1.6.1　放边的操作348

8.1.6.2　收边的操作349

8.1.7　拔缘350

8.1.7.1 自由拔缘350

8.1.7.2　型胎拔缘352

8.1.8　拱曲353

8.1.8.1　冷拱曲353

8.1.8.2　热拱曲355

8.1.8.3　拱曲零件的下料355

8.2　大型弯曲件的机械成形357

8.2.1　滚弯357

8.2.1.1　滚弯机的主要技术规格、构造原理及使用维护358

8.2.1.2　滚弯计算360

8.2.1.3　滚卷过程和滚弯工艺363

8.2.1.4　滚弯质量分析369

8.2.2　折边机弯曲371

8.2.2.1　折边机的作用和主要技术参数371

8.2.2.2　折边机的构造和工作原理371

8.2.2.3　折边机的使用规则及维护保养373

8.2.3　闸压机弯曲373

8.2.4　水压机弯曲375

8.3　冲压弯曲375

8.3.1　冲压弯曲模375

8.3.1.1　弯曲模的结构375

8.3.1.2　冲压弯曲模具工作部分尺寸377

8.3.1.3　冲压弯曲模凸模、凹模材料及热处理硬度381

8.3.2　对冲压弯曲件的工艺性要求381

8.3.2.1　表面质量381

8.3.2.2　弯曲线方向381

8.3.2.3　最小弯曲半径Rmin382

8.3.2.4　最小直边高度H383

8.3.2.5　孔边距离383

8.3.2.6　止裂孔和止裂槽383

8.3.2.7　避让斜边384

8.3.2.8　限制滑移384

8.3.2.9　连接带和定位工艺孔384

8.3.2.10　退火385

8.3.3　冲压弯曲时压力机的选用385

8.3.3.1　公称压力385

8.3.3.2　行程长度386

8.3.3.3　封闭高度和工作台尺寸386

8.4　其他成形方法387

8.4.1　拉深成形387

8.4.1.1　拉深成形的特点387

8.4.1.2　拉深系数388

8.4.1.3　拉深件的工艺计算390

8.4.1.4　拉深模393

8.4.1.5　拉深力和压边力的计算395

8.4.1.6　锅炉和压力容器封头的热拉深加工397

8.4.2　旋压成形400

8.4.2.1　旋压工艺401

8.4.2.2　胎模（旋压芯模）与旋压头402

8.4.2.3　强力旋压403

8.4.3　翻边切口403

8.4.3.1　圆孔翻边404

8.4.3.2　非圆孔翻边406

8.4.4　胀形409

8.4.4.1　胀形系数409

8.4.4.2　胀形的方法410

8.4.4.3　胀形力的计算412

8.4.5　落压成形412

8.4.6　橡胶成形413

8.4.7　拉形成形413

8.4.8　爆炸成形414

8.4.9　水火成形415

9　钣金装配与连接417

9.1　钣金装配417

9.1.1　钣金装配的特点417

9.1.1.1　对手工操作技术要求高417

9.1.1.2　确定合适的装配调整余量的位置和大小418

9.1.1.3　必须确定合理的装配连接顺序418

9.1.1.4　总体装配路线较长、刚性较差，容易产生变形419

9.1.2　钣金装配的基本条件419

9.1.3　钣金构件的装配顺序419

9.1.3.1　确定装配顺序的基本方法419

9.1.3.2　典型钣金构件的连接装配顺序419

9.2　钣金构件的焊接436

9.2.1　焊接的方法及其适用范围436

9.2.2　焊条电弧焊438

9.2.2.1　焊条电弧焊设备的使用438

9.2.2.2　焊条446

9.2.2.3　焊接接头和焊接坡口452

9.2.2.4　焊条电弧焊工艺459

9.2.2.5　焊条电弧焊的基本操作技术463

9.2.2.6　定位焊缝的焊接469

9.2.2.7　薄板焊接操作技术470

9.2.2.8　焊条电弧焊安全操作技术471

9.2.3　CO2气体保护焊473

9.2.3.1　CO2气体保护焊工艺473

9.2.3.2　CO2气体保护焊的基本操作技术479

9.2.4　氩弧焊焊接薄壁不锈钢板和铝板483

9.2.4.1　手工钨极氩弧焊484

9.2.4.2　熔化极氩弧焊496

9.2.5　各种金属薄板的气焊507

9.2.5.1　气焊的基本原理和特点507

9.2.5.2　焊炬511

9.2.5.3　气焊工艺511

9.2.5.4　低碳钢薄板的气焊517

9.2.5.5　铝和铝合金薄板的气焊520

9.2.5.6　紫铜板的气焊523

9.2.6　锡焊523

9.2.6.1　锡焊的特点523

9.2.6.2　锡焊常用的工具524

9.2.6.3　焊料和焊剂524

9.2.6.4　锡焊的操作方法525

9.2.6.5　挂锡的基本知识及操作方法528

9.2.6.6　锡焊铝制件528

9.3　钣金构件的铆接529

9.3.1　铆钉的种类、规格和铆接工具529

9.3.1.1　铆钉的种类和规格529

9.3.1.2　铆接工具531

9.3.2　铆接的类型和铆接接头的形式533

9.3.2.1　铆接的类型533

9.3.2.2　铆接的形式535

9.3.3　铆接工艺536

9.3.3.1　铆接的方法536

9.3.3.2　铆钉直径和铆钉长度的确定536

9.3.3.3　铆钉的布置537

9.3.3.4　铆接的方法538

9.3.3.5　有色金属薄板的铆接方法542

9.3.3.6　液压铆接543

9.3.3.7　铆接缺陷及其质量分析543

9.4　薄板钣金构件的咬接546

9.4.1　咬接的形式546

9.4.2　手工咬接547

9.4.2.1　手工咬接工具547

9.4.2.2　咬口宽度和咬接加工余量547

9.4.2.3　手工咬接的操作方法548

9.5　钣金构件的其他连接方法553

9.5.1　法兰连接553

9.5.2　胀接555

9.5.2.1　胀接的结构形式及其特点556

9.5.2.2　胀接工艺557

9.5.3　套接559

9.5.4　卡箍连接560

9.6　钣金构件的矫正561

9.6.1　机械矫正561

9.6.1.1　钢板变形的机械矫正561

9.6.1.2　型钢变形的机械矫正564

9.6.2　手工矫正566

9.6.2.1　手工矫正的工具566

9.6.2.2　手工矫正的方法567

9.6.3　火焰矫正570

9.6.3.1　点状加热570

9.6.3.2　线状加热572

9.6.3.3　三角形加热574

9.6.3.4　加热操作中的注意事项576

9.6.4　控制焊接变形的方法577

9.6.4.1　利用装焊顺序和焊接顺序控制焊接变形577

9.6.4.2　反变形法578

9.6.4.3　刚性固定法578

9.6.4.4　散热法580

9.6.4.5　锤击焊缝法580

10　钣金构件的质量检验581

10.1　钣金构件尺寸、形状和位置的质量检验581

10.1.1　放样、样板和号料的质量检查581

10.1.2　切割和剪切的质量检查583

10.1.2.1　火焰切割的质量指标583

10.1.2.2　机械剪切的质量指标586

10.1.3　钣金构件的形位检测587

10.1.3.1　钢材矫正后的允许偏差587

10.1.3.2　板材冷弯的允许偏差588

10.1.3.3　钢板卷圆弯曲时的允许偏差值589

10.1.3.4　管子弯曲的允许偏差591

10.1.3.5　焊接件的形位检测593

10.1.3.6　构件预拼装的允许偏差和螺栓联接多层叠板的检验596

10.2　钣金构件焊缝的质量检验597

10.2.1　焊接过程的检验597

10.2.1.1　原材料的检验598

10.2.1.2　焊接设备的检查598

10.2.1.3　装配质量的检查598

10.2.1.4　焊接工艺和焊接规范的检查598

10.2.1.5　焊接过程中的质量控制599

10.2.2　常见的焊接缺陷599

10.2.2.1　焊接缺陷的分类599

10.2.2.2　焊接缺陷的产生原因、危害和防止措施600

10.2.3　焊接质量检验613

10.2.3.1　非破坏性检验614

10.2.3.2　破坏性检验626