手工矫正
出处：按学科分类—工业技术 江苏科学技术出版社《铆工实用技术手册》第519页（10201字）
铆工所使用的大小工具，其原理不外乎杠杆原理、斜面原理和螺旋原理等，有很多人只会使用手中的工具，而不懂工具的原理，编者有意识地从原理上进行分析，使读者从实践中结合找到理论根据，从而举一反三地制作并合理使用工具。
本节对手工槽制、矫正圆锥台的基本原理进行了彻底详细的分析，使读者理论联系实践，明确槽制方法和矫正方法，从而使读者领悟出制作和矫正各种规格圆筒体、圆锥台和异形连接件(如方圆连接管、圆异口管和三通管等)的方法。
1．利用杠杆原理矫正的窍门
在铆工作业中，常进行各种矫正工作，为叙述方便起见，本文着重叙述小筒形构件的手工矫正方法，如小圆筒、小锥台、小天圆地方等。大型构件的矫正原理与小件基本相同，此从略。
(1)矫正的基本原理
矫正的基本原理是杠杆原理，如图8－8所示。A为力点，B为重点，C为支点，从支点C到力点A的距离叫力臂L2，从支点C到重点B的距离叫重臂L1，根据杠杆原理，P·L1=F·L2，即重臂乘重力为重力的力矩，力臂乘动力为动力的力矩，且重力矩等于动力矩。
图8－8 杠杆原理示意图
A－力点；B－重点；C－支点
另外一个原理是：根据牛顿第三运动定律，两个物体之间的作用力总是同时存在的，它们的大小相等，方向相反。以上两原理结合使用，便是以下所叙述矫正方法的具体实践。
(2)矫正方法
本文以小直径且较薄板小筒体为例叙述其各种缺陷的矫正方法，同样适用于小锥台、小天圆地方，也适用于大规格厚、薄板的机械矫正。
1)错边的矫正
①如图8－9所示，为用第三类杠杆(力点在中间)原理矫正错边的方法之一，A为力点，B为重点，C为支点，将错边的筒体套于固定的槽钢上，错边的原因是B部曲率大，为了使B部减小曲率，可一手握住筒体端部，另手用力猛击A处，B处便向外出，使曲率变小。根据杠杆原理，BC·P=AC·F，因BC＞AC，所以F＞P，故此第三类杠杆并不省力。但根据牛顿第三运动定健，A、B两点越接近，F和P相差越小。所以使用此类杠杆时，在允许的情况下，应尽量使A、B的距离缩短，达到最大程度省力。
图8－9 矫正错边方法之一
A－力点；B－重点；C－支点
②如图8－10所示，A为力点，B为重点，C为支点，为用第二类杠杆原理矫正错边的方法之二，为了防止用力后产生不平衡而使筒体转动，可在其下部塞以木楔以阻之。根据杠杆原理，由于力臂AC特大于重臂BC，报以F力特小于P力，矫正时特省力，所以说在处理B、C的距离时，应尽量使B、C的距离缩小，使AC的长度增加，既获得满意的矫正效果，又省了力。
图8－10 矫正错边方法之二
A－力点；B－重点；C－支点
③如图8－11所示，为用第三类杠杆原理矫正错边的方法之三，A为力点，B为重点，C为支点，造成错边的原因是B部内陷，用力猛击A部，B部便向外出，其原理同图8－9。此不重述。
图8－11 矫正错边方法之三
A－力点；B－重点；C－支点
④如图8－12所示，为用第三类杠杆原理矫正错边的方法之四，A为力点，B为重点；C为支点，造成内错边的原因是A处弧过，用力猛击A处，B处外出，A外曲率变大，错边得以矫正。其原理同图8－9。
图8－12 矫正错边方法之四
A－力点；B－重点；C支点
2)过掩或间隙小的矫正
如图8－13所示，为用第三类杠杆原理矫正过掩的方法，造成过掩的原因是B部范围曲率过小，为使曲率变大，在此范围内，内部一人衬锤，外部一人沿筒体素线方向锤击，为了得到较大的反作用力，A、B的距离应适当缩小(但不能对顶)，并按虚线锤所示多打几条素线，便可将过掩得以矫正。A为力点，B为重点，C为省略了的模糊支点。
图8－13 矫正过掩的方法
A－力点；B－重点；C－支点
根据杠杆原理，尽管A、B离得很近，因为BC＞AC，所以F力必大于P力，所以只能放弧而不会上弧。如果在C处再衬一把大锤，则矫正效果会更好。
有人为了省事，只用一把锤从外侧锤击，也能放弧，这时内侧的重点和支点全变为模糊重点和支点了，用筒体的自重代替了，矫正效果比以上两种情况要差一些。
间隙小的矫正，其原理同过掩矫正，放弧后间隙即扩大。
3)间隙大的矫正
如图8－14所示为矫正间隙大的方法，属第二类杠杆，A为力点，B为重点，C为支点，为了防止施力时筒体转动，可在筒体下方塞以木块，当杠杆压下时，间隙便会缩小。
图8－14 矫正间隙大的方法
A－力点；B－重点；C－支点
根据杠杆原理，AC＞BC，F力必小于P力，使用时应尽量缩小BC的长度，加大AB的长度，矫正效果好且省力。
4)错口、扭曲的矫正
①如图8－15所示，为用第三类杠杆原理矫正错口的方法，A为力点，B为重点，C为支点，此类杠杆并不省力。根据杠杆原理，因为BC＞AC，所以F力必大于P力，但若缩小AB两点的距离，F力和P力就越接近。所以使用时，螺栓A的位置应尽量靠近B点，才能最大程度提高矫正效果和最大程度省力。
图8－15 矫正错口的方法
A－力点；B－重点；C－支点
②如图8－16所示，为用第二类杠杆原理矫正扭曲和错口的方法，图(a)为矫正半锥台扭曲的方法，图(b)为矫正圆筒体错口的方法，A为力点，B为重点，C为支点，根据杠杆原理，AC＞BC，所以F＞P，此类杠杆是省力的，使用时，应尽量缩短BC的长度，加大AB的长度。
图8－16 矫正扭曲、错口的方法
(a)矫正半锥台扭曲；(b)矫正圆筒体错口
A－力点；B－重点；C－支点
这里主要说一说如图(a)扭曲的矫正方法，无论天圆地方的扭曲还是半(整)扇锥台的扭曲，是各种缺陷中最难使用锤击调整的缺陷，一旦产生调就难了，但有一简易方法，那就是图(a)所示的方法，使扭曲的最长两角置于压杠和地面之间(地面上较合适，不易滑动)，通过压杠施力后，神奇般地得以矫正。
2．利用斜面原理矫正的窍门
铆工在组装结构时，除采用杠杆原理矫正各种缺陷外，还采用斜面原理来矫正，常用的工具主要有斜铁、圆锥和斜角钢。
(1)矫正的基本原理
矫正的基本原理是斜面原理，如图8－17所示，为用斜铁矫正错边原理图，将龙门架焊于低的一边，斜铁的斜角为λ，在斜铁的端头施以F力，龙门架便有一处与斜铁接触，其抗力为P(P为垂直斜面)，此力可分解为两个分力：P1和P2，P1阻碍斜铁的打入，P2对斜铁不起阻碍作用，要想打入斜铁，使F力等于P1力便可以了(假设无摩擦力)，P1力的计算公式是：P1=P·sinλ，即F=P·sinλ。因λ角的正弦值总是小于1，故F力仅为P力的几分之几，使用斜铁总是省力的，在设计斜铁时，λ角的角度越小越省力。
图8－17 斜铁矫正错边原理图
(2)矫正方法
斜铁的使用主要用在球罐的调整纵环缝的错边和间隙、贮罐的纵环缝的错边和钢结构组对中的缩小间隙等。
①如图8－18所示，为日字形卡具立体图，它是一种使用范围较广的卡具，主要用在球罐的调整纵环缝的错边和间隙。将两个带孔方铁5焊于板的两侧，然后套入日字形框架2，圆锥销4调整错边，圆锥销3调整间隙；
图8－18 日字形卡具
1－球板A；2－日字形框架；3－调节圆锥销；4固定圆锥销；5－带孔方铁；6－球板B
②如图8－19和图8－20所示，为用斜角钢和斜铁矫正错边的情况，主要使用于筒体、封头、弯头的组对调错边。根据被矫构件的刚性决定使用角钢规格，一般从
63×6到
100×10不等。
图8－19 斜角钢矫正错边
图8－20 斜铁矫正错边
③如图8－21所示，为用圆锥销调整贮罐底层壁板与底板的组对线，用圆锥或斜铁皆可。
图8－21 圆锥调整位置线
④如图8－22所示，为用斜铁调整钢结构的贴合间隙的方法，图(a)为活动龙门架与斜铁配合使间隙缩小的方法；图(b)为用带斜度的鱼口铁使间隙缩小的方法。
图8－22 斜铁矫正钢结构
(3)焊疤位置和拆挡铁的施力方向
使用斜铁工具时，要将配合使用的挡铁，如日字形卡具的带孔方铁、短角钢、龙门架等点焊在被矫构件上，焊疤的位置和拆挡铁时的施力方向必须引起高度重视，如图8－23所示，按图示位置点焊施力后，焊疤不容易开裂；按图示方向拆除挡铁时，被矫件上留下焊疤，可用砂轮机磨掉而不损害母材；反之，按图示反方向点焊施力后，会将挡铁掀起而不能矫正；按图示反方向拆除挡铁时，不但要费较大的力(短角钢无力矩)，而且会将焊疤和母材一起带起而损及母材，这是绝对不允许的。
图8－23 焊疤位置和拆挡铁的施力方向
对于点焊位置要根据被矫件的刚性而灵活运用，刚性小时按图示位置，刚性大时可往后顺延，矫正力最大时可换用大规格挡铁并满焊方可满足矫正的需要。
3．利用螺旋原理矫正的窍门
铆工在组装钢结构时，除采用杠杆原理、斜铁原理来矫正各种缺陷外，还采用斜面原理中的螺旋原理。常用的工具有C形卡头、螺旋拉紧器、螺旋压紧器和螺旋推撑器等。
(1)矫正的基本原理
矫正的基本原理是斜面原理中的螺旋原理，如图8－24所示，为螺旋工作原理图，将被矫件放入顶头下，用F力往下旋紧丝杠，加在顶头上的力为P，从丝杠中心到加力杆端头的距离为L，因此，每当螺旋转一周时，动力F所做的功是F×2πL。
图8－24 螺旋工作原理图
另一方面，当螺旋转一周时，丝杠下降一个螺距h，因此螺旋每转一周时，克服压力P所做的功是Ph。
如果不考虑摩擦力，则根据功的原理得：
F×2πL=Ph
因为h总是比2πL小得多，所以P比F要大得多，即是说在加力杆上加一个很小的力，就可以把角钢压紧。加力杆越长越省力。
(2)应用举例
①如图8－25所示，为C形螺旋夹的几种普通形式，在铆工作业中常使用，如筒体、封头纵环缝的间隙过大，筒体的错口，型钢接触不严等，可用其徐徐压下而矫正。
图8－25 C形螺旋夹
②如图8－26所示，为螺旋拉紧器的几种普通形式，主要用在缩小结构的间隙，调错口错边、调长宽和调对角线等。
图8－26 螺旋拉紧器
(a)转动螺母的拉紧器；(b)转动丝杠的拉紧器；(c)简易拉紧器；(d)花篮螺栓
1－扁钢或角钢；2－螺母；3－丝杠及钩；4－双头丝杠；5－螺母；6－钢管；7－钩
③如图8－27所示，为螺旋压紧器的两种普通形式，主要用于调错边、错口和压紧固定结构。
图8－27 螺旋压紧器
④如图8－28所示，为螺旋推撑器的几种常见形式，主要用在圆筒内部调错边、错口，钢结构的调长、宽和对角线等，经改造还可用于砌炉固定耐火砖等。
图8－28 螺旋推撑器
4．矫正复合变形的窍门和捷径
最近我们组焊了再生塔的液体分布装置的分布盘，如图8－29所示，在槽形的薄板上焊接若干Φ108×6的无缝钢管，焊接后的变形情况如图8－30所示，既有大面的平弯，又有小面的立弯，还有整体的扭曲，多种形式的变形叠加在一起，给矫正增加了难度。我们按以下方法矫正后，取了满意效果，从而找出了矫正所有变形的规律。
图8－29 液体分布盘施工图
图8－30 管子根部焊后的多种变形
(1)矫正方法
1)粗矫扭曲的两种方法比较
①从根本上粗矫扭曲。上面已经说过，焊接后产生了如此多的变形，归根结底是由于焊接管子所造成，从这一根源着眼，矫正的胎具和方法便有了，如图8－31所示，用两根中间有一定空间的H钢平行并列，由于扭曲严重，不能同时紧贴H钢，可在两端各站一人压下锤击之，这样回弹小、见效快。按图中所示的锤击点击打，随着锤击的继续进行，大面平弯、小面立弯和整体扭曲便逐渐消失，打锤也更方便些了，待大面平弯完全消失时，小面立弯和扭曲也基本消失。
图8－31 矫正大面平弯和粗矫扭曲的方法
A－双脚站立位置
图8－32 矫正扭曲的方法
②从表面上粗矫扭曲。如图8－32所示，为用F型圆钢粗矫扭曲的方法，此法对矫正扭曲见效很快，但扭曲矫正后，大面平弯和小面立弯依然存在，然后再按相应的方法矫正之。矫正时，仍要用锤击管子根部的方法才能见效快。
两法比较，前法矫此利彼、相辅相成，后法矫此损彼、效率极低。
2)细矫小面立弯
大面平弯和扭曲粗矫后，还会有小面的立弯，图8－33为向大面凸起的立弯，图8－34为向大面凹下的立弯，其矫正方法是：将分布盘在H钢上放定后，用锤击打小面立弯，同时配以击打小面内侧根部以助之，是否达到平直，可从侧面观察小面翼沿和H钢上平面间的间隙确定。
图8－33 矫正小面立弯的方法之一
图8－34 矫正小面立弯的方法之二
3)细矫正扭曲
矫正大面平弯和粗矫正扭曲后，用手轻轻按动分布盘，若无撞击声，说明已经无扭曲；若有撞击声，说明还有微量扭曲存在，其矫正方法如图8－35所示，将扭曲的端头悬置于H钢外，在用锤击打翘高的一角的同时，用脚踏住其对角以配重，同法矫正另一端。将分布盘退回H钢，再检查，再矫正，直至无扭曲，此法叫做悬空法。
图8－35 矫正大面扭曲的方法
(2)找定的矫正规律
在矫正某一构件前，不管它有几种复杂变形叠加在一起，也不管它的断面形状有多复杂，应先找定引起变形的原因，这就是找根，根源找到，便可采用相应的措施进行矫正。
如本例的复杂变形，是由于管子根部的焊接这唯一原因引发的，找矫正方法就应从这里着手，想方设法将受热后收缩的根部延展伸长，所有变形便会基本消失，这就是矫正此构件的主矫方法。为了能容下管子，所以才采用了中间有一定距离的并列H钢形式作为矫正胎具，然后再配以其他手段矫正其他微小缺陷。
5．矫正扭曲的窍门
在铆工、钳工工作中，常遇到扭曲矫正，是矫正工作中难度最大的一种，以下分析总结出产生扭曲的基本原理和最佳矫正方法。
(1)产生扭曲的基本原理
如图8－36所示，为形成扭曲和矫正扭曲原理分析图。板条经在斜口剪床剪切后，由于受到一个斜方向的剪力，使剪后的扁钢条产生了扭曲。可以作这样一个试验：剪一块0．2 mm×50 mm×200mm的铝板条，以手作压力，沿A－A方向槽制后形成正圆，沿B－B或C－C方向槽制后分别得到以A－A为对称轴的不同方向的扭曲板。
图8－36 形成扭曲和矫正扭曲的基本原理
产生扭曲的基本原理是：以A－A为对称轴(或近似对称，此轴线范围未产生扭曲)，任一对称位置产生了宽度上的反方向的位移，如图中的M点，这就是扭曲的实质。
(2)矫正扭曲的方法
1)手工矫正
①低效方法。在台钳上或在两立限位铁中放置扭曲板条，用扳手反方向扳折，从端头往中间逐段进行；而后调头，也是由端头至中间。这种方法也能达到矫正目的，但效率很低。
②高效方法。如图8－37所示，为高效手工矫正扭曲扁钢条方法，将扁钢条的中部夹于台钳上，此夹力应紧些，以增加矫正效果。用扳手由中向外逐段扳扭，并遵循矫枉过正的原则进行，便可高效地得以矫正。
图8－37 手工矫正薄扁钢条扭曲的最高效方法
1、2、3、4－矫扭曲顺序
2)压力机矫正
如图8－38所示，为在卧式压力机上矫正扭曲H钢的方法。矫正H钢的扭曲就相当于矫正厚度等于翼板宽度的一条扭曲了的扁钢条，矫正前必先确定扭曲线方向，以免适得其反。
图8－38 在卧式压力机上矫正扭曲的方法
①确定扭曲线的方法。剪一小纸长条，按H钢扭曲方向进行扳折，便可很容易的确定扭曲线的方向；
②斜置胎具的角度。扭曲线方向确定后，矫正胎具的放置方向与扭曲线方向约呈90°，与水平线约呈40°～45°，矫正时以压力控制其矫正效果。
③矫正方法。本着宁欠勿过的原则，以较小压力从一端到另一端先压一遍，视矫正程度再增加压力压一遍，直至矫正。
立式压力机矫正同理，此略。
3)千斤顶龙门架矫正
如图8－39所示，为用千斤顶配龙门架矫正扭曲H钢的方法。
图8－39 千斤顶、龙门架矫正扭曲的方法
①胎具设计：
a．龙门架。龙门架的高度应比H钢的高度加出一个斜铁的厚度，以便用斜铁紧固；其两腿跨度应比翼板宽度加出一个斜铁厚度，使用时一侧靠龙门架腿，另侧用斜铁打紧。周向应尽量紧固，以增加矫正效果。
b．千斤顶支撑位置。应先将H钢放正，将千斤顶顶头缩至最低位置，根据千斤顶的总高度确定支撑位置。
c．限位铁。在千斤顶的对侧下翼沿位置设置限位铁，以使上下翼板产生反方向移动。
d．垫铁。大约以中部为界，在龙门架侧下垫以厚度为20～30mm钢板，千斤顶侧悬空，以利产生反方向扭曲。
②矫正方法：对于H钢的矫正，由于规格、板厚和焊肉大小等因素的不同，任何高明的人都没有一个确定的矫正参数，只能遵循宁欠勿过的原则由试验方法取得，然后才能批量矫正。
a．加热。由于H钢的刚性较大，冷矫回弹大，效果差。一般采用热矫，其加热宽度，为了提高加热速度并考虑到矫正效果，最窄不得低于30mm；其方向与扭曲线方向约呈90°，上下翼板和腹板皆要同方向加热；加热位置大约在中部；加热温度约600～700℃；为了提高工效，在将H钢放入胎具后便可开始加热，不必等到全部紧固后才加热。
b．矫正力的确定。在加热温度一定的前提下，矫正力的大小应以顶杆的伸出长度显示。本着宁欠勿过的原则，以较短的伸出长度先顶一次以试之，并记下顶杆的伸出长度，视矫正程度，可再增加一些伸出长度第二次试矫，也加热至同样温度，直到确定出最佳矫正效果的伸出长度。以此伸出长度为基本参数，根据每根H钢的扭曲程度适当加减。如扭曲程度最大时伸出长度为190mm，比之稍差时可减为180mm，稍微见出扭曲时也不能低于170mm。
c．施扭力位置。千斤顶顶于一端头的上翼板，龙门架紧固于另一端头，两者若设置于近端头会降低矫正效果。
d．撤去矫正力时间。当顶到确定的伸出长度后，为了巩固矫正效果，不要立刻撤去顶力，一般冷却10min后撤掉。
e．浇水。加热的目的是为了增加塑性减少回弹量而达到矫正目的的，而不是利用冷却后的收缩而达矫正目的的，所以冷却时不用浇水。