制作胎具的研究论文

胎具即外形轮廓用的专用工具

《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》公布以来，对门式刚架钢结构工程的发展《规程》起了很大的推动作用，但也有一些令人不安的情况发生。近几年来，冬天雪水较多，春、秋两季雨水大，特别是有的地方雪特别大，使得其结构压坏，但有些地方雨水、雪水并不是很大，可结构也不稳定有的垮掉了，漏水的更多。另外，也看到一些工程框架梁太细、框架柱立起来摇摇幌幌，更有的施工单位为降低造价擅至把钢柱改为钢筋混凝土柱，至使结构变为钢筋混凝土柱、轻钢梁、其结构不合理，出现一些人为的安全质量事故。构件的加工制作门式刚架所用的钢板均很薄，最薄的可用到4mm。薄板的下料应首选剪切而避免用火焰切割。因为用火焰切割会使板边产生很大的波浪变形。目前H型钢的焊接多采用埋弧自动焊或半自动焊。如果控制不好宜发生焊接变形，使构件弯曲或扭曲。解决方法：在切割过程中为了保证钢板不侧弯或减少侧弯的变形，采用跳割法对钢板进行切割，其方法为：例1柱子翼缘宽度为300mm，在下料时将板的两端留出20~30mm不切割，切1m后再留出20~30mm连体，循环往复，总长度切割完成后，待钢板冷至室温后，再将余留部分切断：例2屋面梁翼缘宽度为180mm，在下料时将板的两端留出30mm不切割，切2m后再留出30mm连体，循环往复，总长度切割完成后，待钢板冷至室温后，再将余留部分切断。这样也就减少变形或不会变形了。柱脚安装问题预埋件（锚栓）问题现象；整体或布局偏移；标高有误；丝扣未采取保护措施。直接造成钢柱底板螺栓孔不对位，造成丝扣长度不够。措施：钢结构施工单位协同土建施工单位一起完成预埋件工作，混凝土浇捣之前必须复核相关尺寸并加以固定。锚栓不垂直现象；框架柱柱脚底板水平度差，锚栓不垂直，基础施工后预埋锚栓水平误差大。柱子安装后不在一条直线上，东倒西歪，外观很难看，给柱子安装带来误差，结构受力受到影响，不符合施工验收规范要求。措施：锚栓安装应坚持先将底板用下部调整螺栓调平，再用无收缩砂浆二次灌浆填实，锚栓施工时，可采用钢筋或角钢等固定锚栓。焊成笼状，完善支撑，或采取其他一些有效措施避免浇灌基础混凝土时锚栓移位。锚栓连接问题现象：柱脚锚栓未拧紧，垫板未与底板焊接；部分未露2~3个丝扣的锚栓。措施：应采取焊接锚杆与螺帽。连接问题高强螺栓连接螺栓装备面不符合要求，造成螺栓不好安装，或者螺栓紧固的程度不符合设计要求。原因分析：①表面有浮锈、油污等杂质，螺栓孔璧有毛刺、焊瘤等。②螺栓安装面虽经处理仍有缺陷。解决方法：①高强螺栓表面浮锈、油污、孔璧毛病，应逐个清理干净。使用前必须经防锈处理，预拼装用的螺栓，不得在正式拼装时使用。②处理装配面应考虑施工安装顺序，防止重复进行，并尽量在吊装之前处理。螺栓丝扣损伤，螺杆不能自由旋入螺母，影响螺栓的装配。原因分析：丝扣严重锈蚀。解决方法：①使用前螺栓应进行挑选，清洗除锈后作预配。②丝扣损伤的螺栓不能做临时螺栓使用，严禁强行打进螺孔。③预先选配的螺栓组件应按套存放，使用时不得互换。现场焊缝现象：质量难以保证；设计要求全焊透的一、二级焊缝未采用超声波探伤；屋面主梁与柱未施焊；未采用引弧板施焊。解决方法：钢结构施焊前，对焊条的合格证进行检查，按设计要求选用焊条，按说明书的操作规程要求使用焊条，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤，一、二级焊缝不得有气孔、夹渣、弧坑裂纹，一级焊缝不得有咬边、未满焊等缺陷，一、二级焊缝按要求进行无损检测，在规定的焊缝及部位要检查焊工的钢印。不合格的焊缝不得擅自处理，定出修改工艺后再处理，同一部位的焊缝返修次数不宜超过两次。构件的变形问题构件在运输时发生变形，出现死弯或缓弯，造成构件无法进行安装。原因分析：①构件制作时因焊接产生的变形，一般呈现缓弯。②构件待运时，支垫点不合理，如上、下垫木不垂直等或堆放场地发生沉陷，使构件产生死弯或缓变形。③构件运输中因碰撞而产生变形，一般呈现死弯。预防措施：①构件制作时，采用减小焊接变形的措施。②组装焊接中，采用反方向变形的措施，组装顺序应服从焊接顺序，使用组装胎具，设置足够的支架，防止变形。③待运及运输中，注意垫点的合理配置。解决方法：①构件死弯变形，一般采用机械矫正法治理。即用千斤顶或其他工具矫正，辅以氧气乙炔火焰烤后矫正。②构件发生缓弯变形时，采用氧气乙炔火焰加热矫正。钢梁构件拼装后全长扭曲超过允许值，造成钢梁的安装质量不良。原因分析：①拼装工艺不合理。②拼装节点尺寸不符合设计要求。解决方法：①构件拼装要设拼装工作台，定位焊时要将构件底面找平，防止翘曲。拼装工作台应各支点水平，组焊中要防止出现焊接变形。尤其是梁段或梯道的最后组装，要在定位焊后调整变形，注意节点尺寸要符合设计要求，否则易造成构件扭曲。②自身刚性较差的构件，翻身施焊前要进行加固，构件翻身后也应进行找平，否则构件焊后无法矫正。③构件起拱，数值大于设计数值时，易产生挤面标高超标；数值小于设计数值时，安装后梁下挠。原因分析：①构件尺寸不符合设计要求。②架设过程中，未根据实测值与设计值的误差进行修正。③跨度小的梁，起拱度较小，拼装时易忽视。解决方法：①严格按钢结构构件制作允许偏差进行各部检验。②在架设过程中，杆件安装完毕，以及工地接头施工结束后，必须进行上拱度测量，并在施工中对其他进行调整。③在拼装过程中，应严格控制累计偏差，注意采取措施，消除焊接收缩量的影响。钢结构的安装问题钢柱底脚有空隙预防措施：钢柱吊装前，应严格控制基础标高，测量准确，并按其测量值对基础表面仔细找平；如采用二次灌浆法，在柱脚底板开浇灌孔（兼作排气孔），利用钢垫板将钢柱底部不平处垫平，并预先按设计标高安置好柱脚支座钢板，然后采取二次灌浆。钢柱位移预防措施：浇筑混凝土基础前，应用定型卡盘预埋螺栓按设计位置卡住，以防浇灌混凝土时发生位移；柱底钢板预留孔应放大样，确定孔位后再作预留孔。柱垂直偏差过大预防措施：钢柱应按计算的吊挂点吊装就位，且必须采用二点以上的吊装方法，吊装时应进行临时固定，以防吊装变形；柱就位后应及时增设临时支撑；对垂直偏差，应在固定前予以修正。

胎具是为加工零件专门制作的工具。一般是零件的反版。

我国考古发现，早在2000多年前，我国已有冲压模具被用于制造铜器，证明了中国古代冲压成型和冲压模具方面的成就就在世界领先。1953年，长春第一汽车制造厂在中国首次建立了冲模车间，该厂于1958年开始制造汽车覆盖件模具。我国于20世纪60年代开始生产精冲模具。在走过了温长的发展道路之后，目前我国已形成了300多亿元（未包括港、澳、台的统计数字，下同。）各类冲压模具的生产能力。 一、冲压模具市场情况 我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国发经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竟争激烈。 现将2004年我国冲压模具市场情况简介如下： 据中国模具工业协会发布的统计材料，2004年我国冲压模具总产出约为220亿元，其中出口亿美元,约合亿元. 根据我国海关统计资料,2004年我国共进口冲压模具亿美联社元,约合亿元.从上述数字可以得出2004年我国冲压模具市场总规模约为亿元.其中国内市场需求为亿元,总供应约为亿元,市场满足率为82%.在上述供求总体情况中,有几个具体情况必须说明:一是进口模具大部分是技术含量高的大型精密模具,而出口模具大部分是技术含量较低中的中低档模具,因此技术含量高的中高档模具市场满足率低于冲压模具总体满足率,这些模具的发展已滞后于冲压件生产,而技术含量低的中低档模具市场满足率要高于冲压模具市场总体满足率;二是由于我国的模具价格要比国际市场低格低许多,具有一定的竟争力,因此其在国际市场前景看好,2005年冲压模具出口达到亿美元,比2004年增长就可说明这一点;三是近年来港资、台资、外资企业在我国发展迅速，这些企业中大量的自产自用的冲压模具无确切的统计资料，因此未能计入上述数字之中。 二、冲压模具水平状况 近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具内也能生产了。精度达到1~2μm，寿命2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到Ra≤μm的精冲模，大尺寸（φ≥300mm）精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。 1、 模具CAD/CAM技术状况 我国模具CAD/CAM技术的发展已有20多年历史。由原华中工学院和武汉733厂于1984年共同完成的精神模CAD/CAM系统是我国第一个自行开发的模具CAD/CAM系统。由华中工学院和北京模具厂等于1986年共同完成的冷冲模CAD/CAM系统是我国自行开发的第一个冲裁模CAD/CAM系统。上海交通大学开发的冷冲模CAD/CAM系统也于同年完成。20世纪90年代以来，国内汽车行业的模具设计制造中开始采用CAD/CAM技术。国家科委863计划将东风汽车公司作为CIMS应用示范工厂，由华中理工大学作为技术依托单位，开发的汽车车身与覆盖模具CAD/CAPP/CAM集成系统于1996年初通过鉴定。在此期间，一汽和成飞汽车模具中心引进了工作站和CAD/CAM软件系统，并在模具设计制造中实际应用，取得了显著效益。1997年一汽引进了板料成型过程计算机模拟CAE软件并开始用于生产。 21世纪开始CAD/CAM技术逐渐普及，现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了CAD/CAM技术。其中部分骨干重点企业还具备各CAE能力。 模具CAD/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，已成为人们的共识。在“八五”、九五“期间，已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术，数控加工的使用率也越来越高，并陆续引进了相当数量CAD/CAM系统。如美国EDS的UG，美国Parametric Technology公司 Pro/Engineer，美国CV公司的CADSS，英国DELCAM公司的DOCT5，日本HZS公司的CRADE及space-E, 以色列公司的Cimatron 还引进了AutoCAD CATIA 等软件及法国Marta-Daravision公司用于汽车及覆盖件模具的Euclid-IS等专用软件。国内汽车覆盖件模具生产企业普遍采用了CAD/CAM技术/DL图的设计和模具结构图的设计均已实现二维CAD，多数企业已经向三维过渡，总图生产逐步代替零件图生产。且模具的参数化设计也开始走向少数模具厂家技术开发的领域。 在冲压成型CAE软件方面，除了引进的软件外，华中科技术大学、吉林大学、湖南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件，并已在生实践中得到成功应用，产生了良好的效益。 快速原型（RP）传统的快速经济模具相结合，快速制造大型汽车覆盖件模具，解决了原来低熔点合金模具靠样件浇铸模具，模具精度低、制件精度低，样样制作难等问题，实现了以三维CAD模型作为制模依据的快速模具制造，它标志着RPM应用于汽车身大型覆盖件试制模具已取得了成功。 围绕着汽车车身试制、大型覆盖件模具的快速制造，近年来也涌现出一些新的快速成型方法，例如目前已开始在生产中应用的无模多点成型及激光冲击和电磁成型等技术。它们都表现出了降低成本、提高效率等优点。 2、模具设计与制造能力状况 在国家产业政策的正确引导下，经过几十年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平，包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用。 虽然如此，我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这一些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距。轿车覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方面基本达到了国际水平，模具结构周期等方面，与国外相比还存在一定的差距。 标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具，已基本达到国际水平。 但总体上和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距。 汽车覆盖件模具制造技术正在不断地提高和完美，高精度、高效益加工设备的使用越来越广泛。高性能的五轴高速铣床和三轴的高速铣床的应用已越来越多。NC、DNC技术的应用越来越成熟，可以进行倾角加工超精加工。这些都提高了模具面加工精度，提高了模具的质量，缩短了模具的制造周期。 模具表面强化技术也得到广泛应用。工艺成熟、无污染、成本适中的离子渗氮技术越来越被认可，碳化物被覆处理（TD处理）及许多镀（涂）层技术在冲压模具上的应用日益增多。真空处理技术、实型铸造技术、刃口堆焊技术等日趋成熟。激光切割和激光焊技术也得到了应用。