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4.06 钢零部件加工工艺标准


4.6 钢零部件加工施工工艺标准
1 适用范围 本工艺标准适用于钢结构制作安装中钢零件及钢部件加工工程。 2 施工准备 2.1 材料: 2.1.1 钢材:钢材、钢铸件的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。 进口钢材产品的质量应符合设计和合同规定标准的要求,全数检查质量合格证明文件、 中文标志及检验报告等。 2.1.2 对属于下列情况之一的钢材,应进行抽样

复验,其复验结果应符合现行国家 产品标准和设计要求,全数检查复验报告。 2.1.2.1 国外进口钢材; 2.1.2.2 钢材混批; 2.1.2.3 板厚等于或大于40mm,且设计有Z 向性能要求的厚板; 2.1.2.4 建筑结构安全等级为一级,大跨度钢结构中主要受力构件所采用的钢材; 2.1.2.5 设计有复验要求的钢材; 2.1.2.6 对质量有疑义的钢材。。 2.1.3 钢板厚度及允许偏差应符合其产品标准的要求。 2.1.4 型钢的规格尺寸及允许偏差符合其产品标准的要求。 2.1.5钢材的表面外观质量除应符合国家现行有关标准的规定外,尚应符合下列规 定: 2.1.5.1 当钢材的表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时,其深度不得大于该钢材厚度负 允许偏差值的1/2; 2.1.5.2 钢材表面的锈蚀等级应符合现行国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈 等级》GB 8923 规定的C 级及C 级以上; 2.1.5.3 钢材端边或断口处不应有分层、夹渣等缺陷。 2.2 主要机具:卷板机、剪切机、型钢矫正机、钻床、电钻、扩孔钻;半自动切割机、 砂轮切割机、等离子切割机、电焊、气焊、电弧气刨设备;钢板平台等。 工具:钢尺、角尺、卡尺、划针、划线规、大锤、凿子、样冲、撬杠、扳手、调直 器、夹紧器、钻子、千斤顶等。 2.3 作业条件: 2.3.1 制作前根据设计单位提供的设计文件绘制钢结构施工详图,图纸修改时应与设计 单位办理洽商手续。

2.3.2 按照设计文件和施工详图的要求编制制造工艺文件(工艺规程)。 2.3.3 制作、检查、验收所用钢尺,其精度应一致,并经法定计量检测部门检定取得证 明。 2.3.4 合适的作业场地。 2.4 作业人员:铆工、钳工、气焊、机械工。 3 操作工艺 3.1 工艺流程:
放样、 号料 切割下料 矫正和成型 边缘加工 管、 球加工 制孔 检查验收

3.2 放样和号料: 3.2.1 按照施工图技术要求及说明,逐个核对图纸之间的尺寸和方向等,注意各部件之 间的连接点、连接方式和尺寸是否一一对应。 3.2.2 准备好薄铁皮和小扁钢等做样板、样杆,以1∶1的比例在样板台上弹出大样,当 尺寸过大时可分段弹出。根据放样作样板(样杆) 3.2.3 先以构件的某一水平线和垂直线为基准,弹出十字线,二线必须垂直。然后依据 此十字线逐一划出其他各个点及线,并在节点旁注上尺寸,以备复查及自检。 3.2.4 划线、号料前首先根据料单检查清点样板与样杆。按号料要求整理好样板。熟悉 样板、样杆上 标注的符号和文字含义。 3.2.5 准备并检查各种使用的工具,磨好石笔,保持样冲、圆规、划针的尖锐及凿子的 锋利。号料前必须了解原材料的钢号及规格,检查原材料的质量,如有疤痕、裂缝、夹 灰、厚度不足等现象应调换材料。 3.2.6 号料的钢材必须摆放平稳,不得弯曲,不同规格、钢号的零件应分别号料。 3.2.7 在号料过程中应随时在样板、 样杆上记录下已号料的数量, 号料完毕则应在样板、 样杆上记下实际数量,写上“完”或“全”字样和号料日期。并妥善保管好样板及样杆。 3.3 切割下料 3.3.1氧气切割:下料前检查确认设备和工具运转正常,选择正确的割嘴型号、氧气压 力、气割速度、预热火焰能率等参数,钢材切割区域内的铁锈、污物应清理干净。切割 后断口边缘熔瘤、飞溅物应清除。 3.3.2机械剪切面不得有裂纹及大于lmm 的缺楞,并应清除毛刺。对重要的结构件和焊 缝接口位置,由于剪切过程引起的冷硬化,要用铣、刨或砂轮磨削的方法将硬化表面加 工清除。 3.4 矫正和成型

3.4.1 钢材矫正:钢材下料前必须先进行矫正,矫正后的偏差值不应超过规范规定的允 许偏差值,以保证下料的质量。 3.4.2 手工矫正 3.4.2.1 钢板手工矫平:薄板中间突起,把薄板凸处朝上放在平台上,用锤由凸起周围 逐渐向边缘进行锤击,越往边上锤击力越重,并增加锤击密度;薄板四周呈波浪型,用 锤由四周逐渐向中间进行锤击,越往中间锤击力越重,并增加锤击密度;薄板扭曲,一 般沿起翘的对角线进行锤击,经多次翻身锤击才能凑效;对于平整度要求不高或初步矫 正薄板,可用拍板拍打;对于中板,可直接用大锤锤击凸处,但要避免在中板表面留下 明显锤痕。 3.4.2.2 角钢矫正:一般先矫扭曲,后矫角变形及弯曲变形: (1) 角钢扭曲矫正:小型角钢可用扳手扳扭矫正;较大角钢可放在平台边缘用锤 在反扭转方向击角钢翼缘边。 (2) 角钢角变形矫正:对于拢尺,将拢尺部位脊线处放在平台上,平锤垫在里面, 再用锤击平锤劈开角度,或将角钢两翼边缘放置在平台上锤击拢尺部位脊线处;对于开 尺,将此部位一翼与平台成45°放置,用锤击上边翼。 (3) 角钢弯曲矫正:对于角钢内弯,采取锤击凸处、扩展凹处等方法;对于角钢 外弯,将凹处防在钢圈(或平台)上,锤击翼线凸起处。 3.4.2.3 扁钢矫正:扁钢扭曲,可采用扳手扭转或锤击方法矫正;扁钢大、小面弯曲, 均采取锤击凸处的方法。 3.4.3 火焰矫正 3.4.3.1 了解矫正件材质、塑性,结构特性、刚性,技术条件及装配关系,明确变形原 因; 3.4.3.2 用目测或直尺、粉线等决定变形大小,分析变形类别:压缩、拉伸、弯曲、扭 曲,角变形、波浪形,均匀整体变形、不均匀整体变形等。 3.4.3.3 确定加热方法、位置、顺序、范围、深度、温度等: (1) 点状加热: 一般选择加热温度300~800℃之间, 圆点直径为板厚的6倍加10mm, 加热后采用锤击或浇水冷却。 (2) 线状加热:用于矫正中厚板的圆弧弯曲及构件角变形,一般加热线长度等于 工件长度;根据板厚和变形程度的不同,采用直线形、环线形、摆动曲线形等加热。 (3) 三角形加热:用于刚性较大的型钢、钢结构件弯曲变形矫正,加热温度700~ 800℃之间,三角形顶点一般在中心线上,边长可取材料厚度两倍以上,厚板火焰矫正 不要用水冷却,中碳钢禁止用水冷却。 (4)考虑是否需要加外力

(5) 一般先矫刚性大的方向,然后再矫刚性小的方向,先矫变形大的局部,然后 再矫变形小的部位。 3.4.3.4 矫正复查。 3.4.4 钢构件弯曲:选择适当的压力设备,先固定好胎模,使模具重心与压力头的中心 在一条直线上,在固定下模,上下模平面必须吻合,间隙均匀;上模有足够的行程。试 压合格后,连续压制。 3.4.5 钢构件滚圆:采用卷板机滚圆,必须对板料进行预弯(压头),否则应留有端部 直边余量。卷板机必须保持干净,轴辊表面不得有锈皮、毛刺、棱角或其他硬性颗粒。 3.5 边缘加工 3.5.1 对于加工质量要求不高,并且工作量不大的边缘,可以采用铲边。 3.5.2 对于要求较高的构件边缘或端部可分别采用刨边或铣边。 3.6 管、球加工 3.6.1球加工及检验 3.6.1.1 焊接球材加热到600~900℃之间的适当温度,加热应均匀一致,加热炉最好是 煤气炉加热。 3.6.1.2 加热后的钢材放到半圆胎架内,逐步压制成半圆形球,压制过程中应尽量减少 压薄区与压薄量,采取措施是加热均匀,压制时氧化铁皮应及时清理,半圆球在胎位内 能变换位置。 3.6.1.3 半圆球出胎冷却后,对半圆球用样板修正弧度,然后切割半圆球的平面,注意 按半径切割,但应留出拼圆余量。 3.6.1.4 半圆球修正、切割以后应该打坡口,坡口角度与形式应符合设计要求。 3.6.1.5 加肋半圆球与空心焊接球受力情况不同,故对钢网架重要节点一般均安排加肋 焊接球,加肋形式有多种,有加单助的,还有垂直双肋球等等,所以圆球拼装前,还应 加肋、焊接。注意加肋高度不应超出圆周半径,以免影响拼装。 3.6.1.6 球拼装时,应有胎位,保证拼装质量,球的拼装应保持球的拼装直径尺寸、球 的圆度一致。 3.6.1.7 拼好的球放在焊接胎架上, 两边各打一小孔固定圆球, 并能随着机床慢慢旋转, 旋转一圈,调整焊道,调整焊丝高度,调整各项焊接参数,然后用半自动埋弧焊机(也 可以用气体保护焊机)对圆球进行多层多道焊接,直至焊道焊平为止,不要余高。 3.6.1.8 焊缝外观检查,合格后应在24h之后对钢球焊缝进行超声波探伤检查。 3.6.2 杆加工及检验: 3.6.2.1 钢管杆件下料前的质量检验:外观尺寸、品种、规格应符合设计要求。杆件下 料应考虑到拼装后的长度变化。尤其是作传球的杆件尺寸更要考虑到多方面的因素,如

球的偏差带来杆件尺寸的细微变化,季节变化带来杆的偏差。因此杆件下料应慎重调整 尺寸,防止下料以后带来批量性误差。 3.6.2.2 杆件下料后应检查是否弯曲,如有弯曲应加以校正。杆件下料后应开坡口,焊 接球杆件壁厚在5mm 以下,可不开坡口。螺栓球杆件必须开坡口。 3.6.2.3 钢管杆件与封板拼装要求:杆件与封板拼装必须有定位胎具,保证拼装杆件长 度一致性。杆件与封板定位后点固,检查焊道深度与宽度,杆件与封板双边应各开30° 坡口,并有2~5mm 间隙,保证封板焊接质量。封板焊接应在旋转焊接支架上进行,焊 缝应焊透、饱满、均匀一致,不咬肉。 3.6.2.4 钢管杆件与锥头拼装要求:杆件与锥头拼装必须有定位胎具,保持拼装杆件长 度一致,杆件与锥头定位点固后,检查焊道宽度与深度,杆件与锥头应双边各开30°坡 口,并有2~5mm 间隙,保证焊缝焊透。锥头焊接应在旋转焊接支架上进行,焊缝应焊 透、饱满、均匀一致,不咬肉。 3.6.2.5 螺栓球网架用杆件在小拼前应将相应的高强度螺栓埋入,埋入前对高强度螺栓 逐条进行硬度试验和外观质量检查,有疑义的高强度螺栓不能埋入。 3.6.2.6 杆件焊接时会对已埋入的高强度螺栓产生损伤,如打火、飞溅等现象,所以在 钢杆件拼装和焊接前,应对埋入的高强度螺栓作好保护,防止通电打火起弧,防止飞溅 溅入丝扣,故一般在埋入后即加上包裹加以保护。 3.6.2.7 钢网架杆件成品保护:钢杆件应涂刷防锈漆,高强度螺栓应加以保护,防止锈 蚀,同一品种、规格的钢杆件应码放整齐。 3.7 制孔 3.7.1 钻孔 3.7.1.1 划线钻孔:先在构件上划出孔的中心和直径,在孔的圆周上(90°位置)打四 只冲眼,作钻孔后检查用;孔中心的冲眼应大而深,作为钻头定心用;厚板和重叠板钻 孔时要检查平台的水平度,以防止孔的中心倾斜。 3.7.1.2 钻模板钻孔:当孔群中孔的数量较多,位置要求较高,批量小时采用;做钻模 板的钢板多用硬度较高的低合金钢板和16Mn钢板等;模板上的孔用较高精度的设备加 工。 3.7.1.2 当批量大、孔距要求较高时采用钻模钻孔或多轴与自动数控钻床钻孔。 3.7.2 冲孔:一般在较薄的钢板和型钢上冲孔,且孔径一般不小于钢材的厚度,用于不 重要的节点板、垫板、加强板、角钢拉撑等小件加工。 4 质量标准 4.1 切割 4.1.1 主控项目

4.1.1.1 钢材切割面或剪切面应无裂纹、夹渣、分层和大于1mm 的缺棱。 检查数量:全数检查。 检验方法:观察或用放大镜及百分尺检查,有疑义时作渗透、磁粉或超声波探伤检 查。 4.1.2 一般项目 4.1.2.1 气割的允许偏差应符合表1 的规定。 表1
项目 零件宽度、长度 切割面平面度 割纹深度 局部缺口深度 注:t 为切割面厚度。

气割的允许偏差(mm)
允许偏差 ±3.0 0.05t,且不应大于2.0 0.3 1.0

检查数量:按切割面数抽查10%,且不应少于3 个。 检验方法:观察检查或用钢尺、塞尺检查。 4.1.2.2 机械剪切的允许偏差应符合表2 的规定。 表2
项目 零件宽度、长度 边缘缺棱 型钢端部垂直度

机械剪切的允许偏差(mm)
允许偏差 ±3.0 1.0 2.0

检查数量:按切割面数抽查10%,且不应少于3 个。 检验方法:观察检查或用钢尺、塞尺检查。 4.2 矫正和成型 4.2.1 主控项目 4.2.1.1 碳素结构钢在环境温度低于-16℃、低合金结构钢在环境温度低于-12℃时,不 应进行冷矫正和冷弯曲。碳素结构钢和低合金结构钢在加热矫正时,加热温度不应超过 900℃。低合金结构钢在加热矫正后应自然冷却。 检查数量:全数检查。 检验方法:检查制作工艺报告和施工记录。 4.2.1.2 当零件采用热加工成型时,加热温度应控制在900~1000℃;碳素结构钢和低 合金结构钢在温度分别下降到700℃和800℃之前,应结束加工;低合金结构钢应自然冷 却。

检查数量:全数检查。 检验方法:检查制作工艺报告和施工记录。 4.2.2 一般项目 4.2.2.1 矫正后的钢材表面,不应有明显的凹面或损伤,划痕深度不得大于0.5mm, 且不应大于该钢材厚度负允许偏差的1/2。 检查数量:全数检查。 检验方法:观察检查和实测检查。 4.2.2.2 冷矫正和冷弯曲的最小曲率半径和最大弯曲矢高应符合表3 的规定。 表3 冷矫正和冷弯曲的最小曲率半径和最大弯曲矢高(mm)
钢材 类别 图例 对应轴 矫正 弯曲

r x –x 50t 100b
2

f
l /400t l /800b
2

r 25t 50b
2

f
l /200t l /400b
2

钢板 扁钢

y-y(仅对
扁钢轴线)

角钢

x –x

90b

l /720b

2

45b

l /360b

2

x –x
槽钢

50h

l /400h
2

2

25h

l /200h
2

2

y - y x –x y - y

90b 50h 50b

l /720b l /400h
2 2

45b 25h 25b

l /360b l /200h
2 2

工 字 钢

l /400b

l /200b

注:r 为曲率半径;f 为弯曲矢高;l 为弯曲弦长;t 为钢板厚度。

检查数量:按冷矫正和冷弯曲的件数抽查10%,且不应少于3 个。 检验方法:观察检查和实测检查。 4.2.2.3 钢材矫正后的允许偏差,应符合表4(见下页)的规定。 检查数量:按矫正件数抽查10%,且不应少于3 件。 4.3 边缘加工 4.3.1 主控项目 4.3.1.1 气割或机械剪切的零件,需要进行边缘加工时,其刨削量不应小于2.0mm。 检查数量:全数检查。

检验方法:检查工艺报告和施工记录。 4.3.2 一般项目 4.3.2.1 边缘加工允许偏差应符合表5 的规定。 检查数量:按加工面数抽查10%,且不应少于3 件。 检验方法:观察检查和实测检查。 4.4 管、球加工 4.4.1 主控项目 表4
项目 钢板的局 部平面度 型钢弯曲矢高 角钢肢的垂直度

钢材矫正后的允许偏差(mm)
允许偏差 t≤14 t>14 1.5 1.0 l/1000 且不应大于5.0 b/100 双肢栓接角钢 的角度不得大于90° 图例

槽钢翼缘对腹板的垂直度

b/80

工字钢、H 型钢翼缘对 腹板的垂直度

b/100, 且不大于2.0

表5
项目 零件宽度、长度 加工边直线度 相邻两边夹角 加工面垂直度 加工面表面粗糙度

边缘加工的允许偏差(mm)
允许偏差 ±1.0

I/3000,且不应大于2.0
±6′ 0.025t,且不应大于0.5 50

4.4.1.1 螺栓球成型后,不应有裂纹、褶皱、过烧。 检查数量:每种规格抽查10%,且不应少于5 个。

检验方法:10 倍放大镜观察检查或表面探伤。 4.4.1.1 钢板压成半圆球后,表面不应有裂纹、褶皱;焊接球其对接坡口应采用机械 加工,对接焊缝表面应打磨平整。 检查数量:每种规格抽查10%,且不应少于5 个。 检验方法:10 倍放大镜观察检查或表面探伤。 4.4.2 一般项目 4.4.2.1 螺栓球加工的允许偏差应符合表6 的规定。 表6
项目 圆度 同一轴线上两铣平面平 行度 铣平面距球中心距离 相邻两螺栓孔中心线夹角 两铣平面与螺栓孔轴线垂直度

螺栓球加工的允许偏差(mm)
允许偏差 检验方法 用卡尺和游标卡尺检查

d≤120 d>120 d≤120 d>120

1.5 2.5 0.2 0.3 ±0.2 ±30′ 0.005r

用百分表V 形块检查 用游标卡尺检查 用分度头检查 用百分表检查

d≤120
球毛坯直径

+2.0 -1.0 +3.0 -1.5 用卡尺和游标卡尺检查

d>120

检查数量:每种规格抽查10%,且不应少于5 个。 检验方法:见表6。 4.4.2.2 焊接球加工的允许偏差应符合表7 的规定。 检查数量:每种规格抽查10%,且不应少于5 个。 检验方法:见表7。 表7
项目 直径 圆度 壁厚减薄量 两半球对口错边

焊接球加工的允许偏差(mm)
允许偏差 ±0.005d ±2.5 2.5 0.13t,且不应大于1.5 1.0 检验方法 用卡尺和游标卡尺检查 用卡尺和游标卡尺检查 用卡尺和测厚仪检查 用套模和游标卡尺检查

4.4.2.3 钢网架(桁架)用钢管杆件加工的允许偏差应符合表八的规定。

表8
项目 长度

钢网架(桁架)用钢管杆件加工的允许偏差(mm)
允许偏差 ±1.0 0.005r 1.0 检验方法 用钢尺和百分表检查 用百分表V 形块检查 用套模和游标卡尺检查

端面对管轴的垂直度 管口曲线

检查数量:每种规格抽查10%,且不应少于5 根。 检验方法:见表8。 4.5 制孔 4.5.1主控项目 4.5.1.1 A、B 级螺栓孔(I 类孔)应具有H12 的精度,孔壁表面粗糙度Ra 不应大于12.5 μ m。其孔径的允许偏差应符合表9 的规定。 C 级螺栓孔(Ⅱ类孔),孔壁表面粗糙度Ra 不应大于25μ m,其允许偏差应符合表10的规 定。 检查数量:按钢构件数量抽查10%,且不应少于3 件。 检验方法:用游标卡尺或孔径量规检查。 表9
序号 1

A、B 级螺栓孔径的允许偏差(mm)
螺栓公称直径、螺栓孔直径 10~18 螺栓公称直径允许偏差 0.00 -0.21 0.00 18~30 -0.21 0.00 30~50 -0.25 螺栓孔直径允许偏差 +0.18 0.00 +0.21 0.00 +0.25 0.00

2

3

表10
项目 直径 圆度 垂直度

C 级螺栓孔的允许偏差(mm)
允许偏差 +1.0 0.0 2.0 0.03t,且不应大于2.0

4.5.2 一般项目 4.5.2.1 螺栓孔孔距的允许偏差应符合表11(见下页)的规定。

检查数量:按钢构件数量抽查10%,且不应少于3 件。 检验方法:用钢尺检查。 4.5.2.2 螺栓孔孔距的允许偏差超过表11规定的允许偏差时,应采用与母材 材质相匹配的焊条补焊后重新制孔。 表11
螺栓孔孔距范围 同一组内任意两孔间距 离 相邻两组的端孔间距离

螺栓孔孔距允许偏差(mm)
≤500 ±1.0 ±1.5 501~1200 ±1.5 ±2.0 1201~3000 - ±2.5 >3000 - ±3.0

注:1 在节点中连接板与一根杆件相连的所有螺栓孔为一组; 2 对接接头在拼接板一侧的螺栓孔为一组; 3 在两相邻节点或接头间的螺栓孔为一组,但不包括上述两款所规定的螺栓孔; 4 受弯构件冀缘上的连接螺栓孔,每米长度范围内的螺栓孔为一组。

4.6 质量记录 4.6.1 钢材的规格、品种应有材质证明和复试报告。 4.6.2 焊接材料材质证明、出厂合格证。 4.6.3 设计变更、洽商记录 4.6.4 施工检查记录。 4.6.5 焊工合格证,有相应工位项目,有相应焊接材料的项目。 4.6.6 焊缝超声波探伤报告与记录。 4.6.7 钢结构(零件及加工)分项工程检验批质量验收记录 4.7 质量控制点: 4.4.1 原材料检验 4.4.2 重要构件下料或加工前检验 4.4.3 构件质量检验 5 应注意的质量问题 5.1 放样和号料时要预留焊接收缩量和加工余量,经检验人员复验后办理预检手续。 5.2 材料剪切后,发现断面粗糙或带有毛刺,必须修磨光洁;剪切后的弯扭变形,必须 进行矫正。 5.3 长构件翻身时由于刚度不足有可能产生变形,这时应事先进行临时加固。 5.4 对于弯曲变形的回弹,必须在理论计算下结合实践,采取相应的措施,掌握回弹规 律,减小或基本消除回弹,或使回弹后恰能达到设计要求,具体因素主要有: 5.4.1 材料的机械性能:屈服强度越高,其回弹就越大;

5.4.2 变形程度:弯曲半径和材料厚度之比的数值越大,回弹越大; 5.4.3 摩擦情况: 材料表面和模具表面的摩擦, 大多数情况下会增大弯曲变形的拉应力, 则回弹减小。 5.4.4 变形区域:变形区域越大,回弹越大。 5.5 拼装好的钢球和杆件应编好号码,作好标记,防止使用时混用。钢球还应有中心线 标志,特别带肋钢球使用方向有严格规定,故其带助方向应该有明显标识。 6 成品保护 6.1 构件堆放构件时,地面必须垫平,避免支点受力不均,垫点要合理,上、下垫木在 一条垂直线上,宜立放,以防止由于侧面刚度差而产生下挠或扭曲。 6.2 钢结构构件应涂防锈底漆,编号不得损坏。 6.3 网架半成品球等应码放在干净的地方,防上粘染油污,防止损坏螺扣。 7 安全健康与环境管理 7.1 施工过程危害辩识评价及控制措施见表 12。 表 12
序号 主要来源 电动机械、 1 工具

施工过程危害辩识评价及控制措施
可能发生的事故或影响 风险级别 控制措施 1、 机械设备完好,安全保险装 机械伤害 大 置齐全有效。 2、 危险部位按规定进行防护。 1. 检查安全附件齐全

2

气瓶

火灾、爆炸



2. 检查作业环境安全 3. 放置合理,符合安全距离要求

7.2 环境因素辩识评价及控制措施见附表 13。 表 13
序号 1 主要来源 噪声

环境因素辩识评价及控制措施
可能的环境影响 扰民, 损伤听 影响 力, 人体内分 泌而引 发各种疾病,影响语 言交流 影响程度 一般 控制措施 必要时采取隔音措施


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