展开放样关键技术.doc
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1、第三节 几何法展开三个基本办法与典型实例一、几何作图1. 惯用几何划线工具说起画线,人们没有不明白.然而提到划线,能精确表述人就不多了。此处所说划线是专业术语,它也是一种画线,只但是用工具和画对象不同。划线是用高硬度划线工具,如划针、划规、中心冲,直接在材料上精准刻划和冲点,划出线条很细。为了凸显它,往往还要沿线打上样冲眼;为清晰起见,必要时金属材料表面还应当专门涂色。显然,划针划线比铅笔画线要精准得多。展开放样和样板制作材料普通采用薄钢板、厚纸板和油毛毡,在这些材料上精准作图,以划为主;固然,需要时也还是要用色笔画,只要能保证精度规定,什么便当,就用什么画。如下简介,是钣金冷作工以划为主惯用
2、划线工具。1) 15m盘尺、3m卷尺、1m长尺、300钢尺、150钢尺、150宽座角尺、大三角板、吊坠2) 划规、分规、地规、划针、划针盘、石笔、粉线、墨斗3) 中心冲、手锤4) 展开平台2. 惯用几何画线对展开放样来说,如下惯用某些几何画线是必要掌握。因时间关系,这里只提出基本规定,详细画法就不多讲了。不清晰地方,请自己复习工程制图中有关内容。1) 长直线、大圆弧画法2) 特殊角度、普通角度画法3) 直线、圆弧、角度等分4) 直线曲线吻接5) 常用曲线画法(正弦曲线、椭圆、四心圆、摆线、渐开线、阿基米德螺线)二、大小头与放射线法 1.大小头表面特性大小头上下口平行,是圆管变径时使用连接件,有
3、同心和偏心之分。同心大小头表面是正圆锥面,偏心大小头表面是斜圆锥面。立管变径时,连接件常采用同心大小头。水平管路变径,规定严格时用同心大小头就不适当了。这是由于介质为液体时水平管路需要排除内部产生、妨碍运营气体,因而连接处规定管道顶平,以利于排尽不需要气体;相反,气管则需要排除积液,管路规定底平,以利于排尽不需要液体。90偏心大小头,它可以在水平敷设管路变径时使管道顶平或者是底平,因而在水平管路变径中大显身手。前面说过,同心大小头是正圆锥面,偏心大小头是斜圆锥面,它们有什么共同点呢?咱们不妨设想一下:水平面上有一种圆D(圆心为O),水平面外有一种点A,有一条直线L通过该点和圆上一点。当前让这条
4、直线一端固定在A点不动,另一端沿着圆轨迹向同一种方向转动一周,于是这条线在空间将划出了一种曲面,这个曲面就是锥面。如果固定点在通过圆心铅垂线上,形成锥面就是正圆锥面;如果固定点不在通过圆心铅垂线上,则所形成锥面是斜圆锥面。形成锥面那条线叫母线,母线运动轨迹圆叫基线,基线所在水平面叫基面。母线在转动中通过每个位置都形成一条特定直线,这些线,咱们称之为素线。如果母线不通过固定点,而是保持与基面某一轴向成一固定角度,也沿某一给定基线运动,那么划出来曲面就是柱面。其中母线垂直于基面、基线为圆时特别例子,就是咱们非常之熟悉正圆柱面。这种母线是直线而形成曲面,就是所谓直纹面。直纹面由无数素线构成。锥面素线
5、相交,柱面素线平行。就展开而言,这个认知很重要,前者引申出了展开放射线法,后者引申出了展开平行线法。直纹面展开比较好解决,成形时大多是绕素线弯曲,因而制造起来比较容易。从以便制造、经济合理方面考虑,普通壳体设计,大都选取各种直纹面组合。 2.同心大小头展开同心大小头展开其实在小学数学课本就已经讲过,只是当前印象淡漠了。用得太少,记不住是正常。当前咱们静下心来,仔细看看图2-3-0,慢慢回忆起它展开过程。1) 已知条件:大头中径 D=120; 小头中径 X=60; 高 h=100; 大、小口平面互相平行,且小头圆心在大头平面投影与大头圆心重叠。2) 展开环节: 以水平面为大头基面,依照已知条件作
6、立面图,即作HSSA,其中HS=h, SA=D /2;过H作HBSA,HB=X/2; 将锥台斜边AB延长与中轴线HS延长线交于O;以O为圆心,以OA、OB为半径分别画弧; 在OA弧上量取AD弧,使其弧长等于底圆周长(L=D); 连OD,交OB弧与C;则扇形ABCD为所求展开图形。3) 注意:不适当先在OB弧上量取小头圆周长。由于OB弧上量取误差将在外弧(OA弧)上浮现误差放大,也许导致超过容许公差范畴。4) 也可以通过计算展开扇形圆心角来拟定OD。圆心角可按下式计算:将本题已知条件代入,=103.45) 如图2-3-0,在AA下方拼画半个俯视图,将底圆6等分并过等分点画出素线;对展开图亦作同样
7、等分并过等分点画出素线;不难看出,她们之间存在着曲面元和平面元、曲面弧长和平面弧长之间一一相应、等量转换关系。这种解决办法,咱们在后来展开中将时惯用到。 图-3-0 同心大小头展开图 3.偏心大小头展开 偏心大小头展开稍许复杂点,但与同心大小头同样,它也可以通过大头斜锥削掉小头斜锥而得出来,因而,偏心大小头展开问题实质上是斜锥展开问题。斜锥展开程序,一方面是按已知条件画出立面图,然后拟定底圆等分点,再求各等分点素线实长。怎么求?请看图2-3-1a: 图2-3-1a 斜锥已知条件与实长分析 1) 已知条件: 大头中径 X 小头中径 S斜锥台高 h 偏心距 e 斜锥台上下口面平行且关于中面0S7对
8、称2) 展开分析: 在0S6中,0S(点划线)是斜锥高,S6(虚线)是素线06(粗线)在俯视图上投影。由于0S垂直于底面,故0S6是直角三角形;0S6为直角;而素线06是该直角三角形斜边。这就是咱们求斜锥素线实长根据。 锥台事实上是以同一斜锥切掉上面小锥形成,显然,展开图构成上也有同样关系。展开时咱们先解决大锥,后解决小锥。当前着手斜锥展开第一步,求斜锥底圆各等分点上素线实长。请看图2-3-1b。 图2-3-1b 斜锥展开第一步-求实长3) 按已知条件画立面图、俯视图。注意:画立面图时,应以中径为准。如果已知条件给定是外径或中径,就必要依照板厚先求出中径。 画水平线L1并在其上取点O1,E,使
9、O1E=e;然后以O1为圆心,X /2为半径画半圆,交水平线L1于1、7二点; 过E作水平线L1垂线L3并在其上取O2,使O2E=h;过O2作水平线L2;以O2为圆心,S/2为半径画弧,交L2于1、7二点; 连1、1,7、7并延长相交于O点;过O点作L1垂线,垂足为S;过S作半圆切线。S7、切线与半圆O1事实上构成斜锥半个俯视图,因此这一步又叫做“拼接半个俯视图”。4) 运用OS7为90,求实长。为了以便展开,后来咱们画图时经常几种视图叠合画在一起,这样,点标号也许会重复浮现,绘图者自己固然清晰它们所在视图;在对称状况下,作图普通只画一半,遇到全图展开时,对称点点号都按同号对称布置。理解这种解
10、决方式,反而好寻找相应点。 六等分下口半圆; 以锥顶垂足S为圆心,其到各等分点长度为半径画弧,将各分点素线投影长度等量转移究竟边,得点1、2、3、4、5、6、7;连接各转移点与锥顶,则各转移点与锥顶距离就是各分点素线实长。 上述实长线被小口线所截上边线段即是小锥相应实长。如下进行斜锥展开第二步,画展开图。请看图2-3-1c。 图2-3-1c 斜锥展开图5) 画展开图 以01为剖开线,在适当处垂直方向作中线07; 以0点为圆心,各分点素线实长为半径画得如图1、2、3、4、5、6弧; 以7点为圆心,1/12底圆周长为半径画弧,交6弧于二个6点,再以两6点为圆心,1/12底圆周长为半径画弧,交5弧于
11、二个5点;如此下去,同法求至两个1点; 检查所得13个点曲线长度,如与计算所得底圆周长误差不不大于3mm,应及时修正; 圆滑连接各点得大口展开线; 如图连接0点与各点,并在上述各线上由0点起量取小锥相应实长;圆滑连接所得各点即成小口展开线; 连接大、小口相应端点,完毕整个展开图。斜锥台展开全过程可参照图2-3-1。4.放射线展开法按上述环节展开办法叫放射线展开法。放射线法惯用于锥形曲面展开,其展开基本过程是:1) 针对素线有同一顶点锥面,依照其构造,依照一定规则,将该曲面划分为N个共一顶点、彼此相连三角微面元;对每个三角曲面元,都用其三顶点构成平面三角形逐个代替,即用N个三角形代替整个曲面,其
12、代替误差随着N增长而减小;2) 在同一平面上按同样构造和连接规则组合画出这些呈放射状分布三角形组,逐渐得到模仿整个曲面近似展开图形;因为共一顶点这些三角形边形成一组放射线;3) 运用这一组放射线咱们可以将其她相似展开曲线、开孔线等画出来;4) 拟定代替元数量N是很重要实际问题,N过大,增大工作量和劳动时间;N太小,精度达不到规定;N普通依照误差大小、加工工艺和材料性质等因素通过实践选取。三、弯头展开与平行线法1.圆管弯头及其重要参数弯头是用于管路转弯时连接件。按口径,分为等径弯头和异径弯头;按制作方式,则有弯制、压制、挤制和焊制之分;按截面形状,可以分为圆管弯头、方管弯头、方圆管转换弯头、异径
13、弯头(在转弯过程中截面大小变化而形状不发生变化)、异形转换弯头(截面形状在转弯过程中步发生变化)等第。咱们这里讲弯头展开,指是一节节组焊而成“虾米弯”,重要涉及等径圆弯头、异径圆弯头、方圆管转换弯头;其她形状弯头并不常用,由于没有特殊需要,谁也不会设计这种展开复杂,加工困难玩意儿来增长成本、自找麻烦。焊制弯头几种重要参数:(参看图2-3-2a)1. 弯头角度:指弯头两个管口面间夹角;2. 弯头直径:指弯头管材外径、内径或中径;3. 弯曲半径:指管段轴线内切圆半径。即管口中心到了两管口面交线距离;4. 弯头节数:弯头端节是中间节一半,两个端节合起来是一节,再加上中间节数,合称弯头节数; 关于弯头
14、节数,当前没有统一规定。有把中间节数量称为节数,有把构成弯头段数称为节数。如图2-3-2a所示弯头,前者叫二节弯,后者叫四节弯,咱们钣金冷作工则叫三节弯。称三节弯合理之处,一是便于半节角度计算;二是弯头节数等于焊接接口数量,非常之明了;三是对两个半节构成一节弯,前者就纳不入自己系列,要换着名儿叫,后者则主线不存在一节弯头概念。2.平行线法当前简介展开时惯用另一种办法-平行线法。平行线展开法惯用于素线互相平行柱形曲面展开,其展开基本过程如下:1) 针对曲面构造特点,依照设定规则,将该曲面划分为N个彼此相连梯形微面域(微面域如下称面元);梯形平行边普通选在曲面素线处;N普通依照误差大小、加工工艺和
15、材料性质等因素通过实践选取;2) 对每个梯形微面元,都用其四顶点构成平面梯形逐个代替,即用N个梯形代替整个曲面,其代替误差随着N增长而减小;3) 依照视图尺寸、位置相应关系,即:“长对正、高平齐、宽相等”三等关系和上下、左右、先后方位关系,用与各视图有关平行线求取相贯点位置、每个梯形各边实际长度;4) 在同一平面上按同样构造和连接规则组合画出这些梯形,于是得到模仿曲面近似展开图形。弯头、三通等柱形表面展开放样都是平行线展开法典型例子。3.等径弯头展开请看图2-3-2a。图2-3-2a 弯头已知条件1.弯头展开已知条件与规定1) 已知条件弯头角度 =90; 管子外径 W=60; 弯曲半径 r=1
16、5弯头节数 n=3; 样板厚度 =0.52) 展开规定 用平行线法作外径60管外包全节样板。 办法对的:(展开办法不是唯一,本题规定按教师指定办法做) 作图精准:几何作图误差0.25,展开长度误差1。3) 展开准备 求半节角度:按节数计算半节(端头)截面倾斜角度;(bb应为下标?是!但是转成下标字又太小了。 =/2n) 展开三解决:按管径、材料板厚、连接方式和制作工艺决定展开中径、接口位置和余量。由于是外包样板,画立面图时,管口直径应当选取包在管外样板卷筒中径。本题已知条件中给出了管子外径,事实上就是给出了样板卷筒内径。故样板卷筒中径=60+0.5=60.5。2.求实长:见图2-3-2b。 图
17、2-3-2b 弯头实长图1) 画半节弯头端面角度线: 先计算半节弯头端面角度;b=/2n=90/(23)=15 作水平直线OB,在OB上取OS=150;分别以O、S为圆心,OS为半径画弧交于R; 4等份弧SR,得等分点K,连OK并适度延长。2) 画半节弯头立面图: 先计算外包样板筒半径 R=f/2=(60+0.5)/2=30.25(可通过四等分长度为121线段获取); 在OB线S点两侧取1、7两点,使S1=S7=30.25 过1、7作OB垂线11、77,交OK于1、7;梯形(1177)即是半节弯头立面图。3) 求实长: 以S为圆心,S1为半径在下方画半圆并6等分之; 过各等分点作OB垂线,交O
18、B为1、2、3、4、5、6、7;交OK为1、2、3、4、5、6、7;则11、22、33、44、55、66、77为半节弯头管口各分点上素线实长。3.画展开图: 见图2-3-2c。 计算展开长度:L=p(60+0.5)=190 作平行素线组:在OB上取AB=190(注意误差控制在%p1以内),12等分AB;过各分点作AB垂线组,上下长度略超过77;以11为切开线,依次标明各分点; 求端口展开曲线:从17引SB平行线,与相应垂线交于1、2、3、45、6、7,圆滑连接这13个点,此即半节端口展开曲线;曲线梯形(AB171)为半节(端节)展开图形。 画全节展开图:以AB线为中轴线画出上述展开曲线对称曲线
19、。这两条关于AB对称展开曲线及其相应端点连线所围成区域就是展开图。实际操作时,普通用划规量取各点实长值,尺寸大时则直接用尺量量尺?用尺量其长度。取。再以AB上各相应分点为中心上下划弧或量取实长,以求展开点;然后将这些展开点圆滑连接成展开曲线。连线时可以用曲线板或弯曲钢尺,也可以手工描。用曲线板或弯曲钢尺时,一次画线至少要通过三点;手工描时,可以先把各点用直线连成折线,然后折线基本上依照曲线凹凸方向适度修描;为避免接缝处产生尖角,此处曲线要修描到其切线与接缝垂直。必要时,下料钢板上还须画出折弯线,作为成型时弯曲加工位置。这些线就是平行素线组。因而平行素线组在样板上还应当保存下来。图2-3-2c
20、弯头展开图4、直管号料小口径弯头普通直接用小口径管制作,不需要卷管,因此样板要做成外包式,包着管子画线。至于大口径管,市面没有现成管材供应,只能卷制。但是由于单节弯头宽度尺寸变化大,上机卷制时弧度弯曲不均匀,因而工艺上常采用先卷管后割端节做法,这也需要制作外包样板。样板制作好了后来,如何要它去号料呢?1) 一方面要计算准直管管长三节弯头由两个全节和两个半节构成,画线时不要数量不符,少则误工,多则挥霍。特别是,不要忘掉了留切割和修整余量。由图中量得半节中心高为41.2,则直管长度L=641.23k。(k为切割与修整余量,其值依照精度规定、切割办法和操作水平综合选用)2) 下料时应先在管端圆周四等
21、分处沿轴向画出四条素线,作为外包样板对位时基准线,并按事先计算数据标出定位点;3) 按基准点线用样板画线,有误差要分析,及时调节纠正;4) 各基准线处也是弯头组装时重要对位点,为了防止工作中所画线被檫掉,最佳在基准线处打上几点样冲眼或作上其她标记。 图2-3-2d 直管号料图等径三节弯头展开全过程可参照图2-3-2。四、相贯线1. 相贯线概念相贯线是空间曲面之交,是两个面方程公共解。相贯线是空间曲线,由于实际应用中都采用视图来传递设计加工信息,因而图纸上显示相贯线普通是它投影曲线。后来,咱们常说相贯线,指都是空间相贯线对某个面投影线,而其自身反倒很少提及,一旦提起,还特别点明。由于投影是二维平
22、面曲线,它垂直于投影面方向上特性因取定值而被忽视,但它反映在其她视图上,依照三视图长、宽、高方面尺寸关系和先后、上下、左右方面位置关系咱们可以把它找回来;其她二向所具备关系和特性则不因其为投影而完全丧失,研究其平面特性正是咱们展开放样必经之路。研究相贯线作用。归纳起来有二点:.设计、绘图需要;.用于展开放样。(重要是通过展开点求实长和借助相贯线求实长)2. 相贯线画法 要画相贯线先找相贯线上点,这些点咱们称之为相贯点,将相贯点圆滑连接成线,并把这线当作相贯线。显然,这里存在误差,但是咱们有办法使误差足够小,小到你容许范畴以内,这就不失为一种实用好办法。这种核心相贯点找越多,画线精度越高。因而可
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