(1)划针。主要用于在钢板表面划出凹痕的线段。通常用直径为4—6mm,长150—250mm的弹簧钢丝和高速钢制成。划针的尖端淬火后磨锐,以保证有足够的强度、更度以及锋利性。
(2)圆规(划规)。用于在钢板上画圆、画弧或分量线段的长度等。常用的圆规用工具钢制成,两轨脚尖淬火后磨锐,以保证划出的线条清晰。
M(3)在第一条切线上取长度等于圆周长(1)画出基圆后,将基圆圆周分成任意等分,并将基圆圆周的展开长度(nf)也分成数目相同的等分(图中为12等分)。
(2)在圆周上各分点处,按同一方向作圆的切线。
(3)长杆圆规(划规)。专为画大圆、大圆弧或分量较长直线时使用。两杆脚可依照所需尺寸任意调整,画较大圆弧时,甚至需两人配合操作使用。
(4)直尺。即钢板尺,常用150mm、300mm、500mm、1000mm等规格和钢卷尺。
(5)直角尺。有扁平和宽座的两类。扁平的角尺主要用于划直线以及检验工件装配角度的正确性;使用宽座角尺时,可以将宽座内边靠在钢板的直边上,划出与直边垂直的线。这种角尺灵活方便,适用于各种型钢的划线。
(6)样冲。为使钢板上所划线段能保存下来,作为施工过程中的依据或检查标准,就得在划线后用样冲沿线冲出小眼作为标志。使用圆规划圆或在钻孔前,也要用样冲在圆心上冲一小孔做为圆轨定心脚尖或钻头定心定位之用。
(7)划线规。用作划与型钢边沿平行的直线。
(8)曲线尺。划线工作中,经常遇到需光滑地连接各曲线已知定点的工序,用曲线尺连接这些点可以提高工作效率和划线的精确度。
(9)小手锤。打样冲用,常用工具钢制成,头部经淬火处理。
除此以外经常用到的还有量角仪、粉线、划针盘、万能角度尺和各种不同长度的直尺等,均需根据施工图放样时的需要采用。
(3)选择放样基准
所谓放样基准,实际上是划线基准。即是放样划线时起点的基准线、基准面、基准点。基准的确定,通常情况下应选构件的对称面、底面、重要的端面以及回转体的轴线等。在板料放样划线中,基准一般只选择两个,具体可根据以下3种情况来选择。如图3—12所示为放样基准的选择。
(1)以两个互相垂直的平面或直线作为基准。
(2)以一个平面和一条中心对称轴线作为基准。
(3)以一个平面和两条中心对称轴线作为基准。
(4)划线的基本规则
为了保证划线质量和准确性,必须严格遵守以下规则:
(1)垂直线必须用作图法画,不能用量角器和直角尺画。
(2)用圆规在钢板上画圆、画弧或分度尺寸时,为防止圆规脚尖的滑移,必须先用样冲冲出脚眼。
(3)放样划线后要认真检查线条有无遗漏,尺寸是否正确。
(5)放样划线时的注意事项
(1)核对板材的型号规格是否与施工图要求相符;对于重要产品所用材料,应有合格检验证,板材的化学成分和力学性能应符合施工图规定的要求。
(2)划线前板材表面应干净、平整,如表面发现呈波浪形或凹凸不平过大时,会直接影响划线的准确性,应事先加以矫正。
(3)注意检查材料表面有无夹渣、麻点、裂纹等缺陷。如有时,应错开排料,以避免出现废品浪费材料。
(4)划线工具(如直尺、角度尺等计量工具)应定期检查矫正,尽可能采取高效率的工卡量具。
(5)划线前应在划线部位刷涂料,以便辨认线痕。
(6)放样操作
(1)首先划出所选择的基准线,对于图形对称的零件、构件,一般先划中心线和垂直线,作为划其他线的基准。对于非对称零件,对板料加工来说至少要划出两个方向的基准线。
(2)根据施工图上的要求,对应基准线划其他线:
a.按照基本几何作图法划出各部位的圆弧线。
b.对应基准线,由近到远,划出各段直线。在截取线段时,必须从划出的基准线有关部位开始截取。不能脱离基准线另划线段。
c.按施工图的要求和钣金放样要求,完成所有线条的划线。
(3)在放样图的重要部位打样冲眼。注意打样冲眼时:
a.直线少打,但两端部位必须打上。
b.曲线多打,要反映出曲线特征。
.重要线间的交点必须打上。
d.圆心部位必须打上。
至此,放样图全部工作完成。
(7)举例
作如图3—13所示的正圆锥台的施工图、放样图(不考虑板厚)。
其作图步骤如下:
(1)根据设计尺寸(施工图)外形,划出中心轴线,再划出中心轴线垂直的底边线。
(2)在中心轴线上取圆心0,以锥台底边为半径画出平面图(即俯视图)。
(3)在锥台底边上,以中心轴线交点为对称点,画出底边AB等于施工图底边。
(4)画出与底面平行线距离等于施工图立面图的高度。
(5)在平行线上截取与中心轴对称线的线段CD等于施工图上口宽度。
(6)连接AC、BD即为圆锥台立面图。
(7)把平面图的圆周12等分,交出等分点。
(8)延长AC、BD交于0点。
(9)在立面图上画出与12等分点相对应的素线。
至此,依施工图画的正圆锥台放样图完成。
三、线段实长的求法
在钣金作业放样与展开中,展开图就是钣金件表面铺平后的实际形状尺寸图。为了求得各表面的实形,就必须求得构成表面各线段的实长。在各种形体中,有一部分处于特殊位置即平行于投影面的线段可反映实长,但处于一般位置时却不能反映实长。这就必须通过作图法或计算法求得线段实长。常用的线段实长求法——作图法有直角三角形法、直角梯形法、旋转法和更换投影面法等,这里重点介绍常用的直角三角形法、直角梯形法和旋转法。
1.直角三角形法
直角三角形法就是作一个直角三角形,使这个直角三角形的一个直角边等于空间直线在某个视图中的边长,另一条直角边为该直线段在另一个视图中的空间距离(高度差),则斜边即为空间直线的实长。
如图3—14所示为用直角三角形法求线段实长,已知空间线段BC其两面投影为犫和投影中作图求得。因此,求BC实长的作图步骤为:
(1)作一直角三角形犔=犫为另一直角边。
(2)使犫的竖向距离(高度差从为另一直角边。
(3)斜边即为线段BC的实长。
2.直角梯形法
直角梯形法就是以空间直线段在某个视图中的投影长为直角梯形的一个腰,以空间直线段在另一个视图中的投影两端点到水平轴的垂直距离分别为直角梯形的两个底,则另一个腰即为空间直线实长。
已知空间一般位置线段AB和两投影犪、犪b,,求空间线段AB实长。
犫犮%求线段BC的实长。
由于BC倾斜于两投影面,所以其投影犮和犫犮,均不反映实长。这C时作一辅助线B0C//bc,得直角三角形BB0C。
在直角三角形BBoC中,只要知道两个直角边BB。和BoC,就可求出斜边BC,因BC等于BC,可以从水平投影中量得。又因BB。等于B点和B。点的高度差A,可以从正作图步骤如下:
(1)作一直线段,使其长等于化。
(2)过犪犫分别作犫的垂线,使其长度分别等于犪k和犫犫1。
(3)连接梯形两端点,即为AB实长。
3.旋转法
旋转法就是保持投影面不变,使倾斜直线绕垂直于某一投影面的直线为轴,旋转成与投影面相平行的直线,则直线在与其平行的投影面上的投影就反映它的实长。
如图3—16所示为用旋转法求线段实长,已知空间直线段犃犅的两投影犫和犪犫人求AB实长。
四、平面实形的求法
1.概述
作钣金制件的展开图,求作平面实形是关键。根据平面投影特性,只有平面平行于投影面时,其投影才能反映实形,平面倾斜投影面,其投影为类似形,不反映平面的实形。若根据投影图作平面实形,应先求出组成平面形各边的实长,再根据几何作图方法作出平面形的实形。
2.举例
已知如图3—17(a)所示的AABC的两面投影,求作AABC的实形。
(1)分析
从两面投影Ab:与AabV对应关系中,判断AABC为一般位置平面,两个投影都不反映实形。从aC对应a:,,AC为正平线,a:,为三角形AC边的实长,其他两边为斜线对应斜线(犫对应aV、bC对应bY),判断犃犅和BC两边为一般位置直线,两面投影都不反映实长,要求得其实长应用直角三角形法求作。有了三个边的实长,便能作出三角形的实形。
(2)作图
(4)根据已知三角形三个边长,作AABC的实形。
五、可展表面与不可展表面
—个钣金件的制作,必须在放样图的基础上,将其表面展开,才能依据展开图下料制作。所谓展开,就是将组成该零件的表面不遗漏、不重叠、不折皱地平铺在同一个平面内的工艺过程。掌握展开图的共同规律及其基本方法就成为钣金工作的特有技能。展开图就是在展开过程中所画出来的构件表面实形图,它是钣金下料工艺的依据。
钣金零件的表面形状是相当复杂的,根据形体的表面特征有平面、曲面以及曲面平面相结合的形体。那么在钣金展开放样中,究竟哪些形体是可以展开的表面,哪些形体是不可展表面呢?通过对几何形状分析,即可有一个明确的答案。
1.几何形状分析
在日常生活里,经常会遇到各种各样的钣金件,这些构件的形态虽然各不相同,但却可以说都是各种各样的简单几何体的组合。要掌握放样、展开及下料的技能,首先要掌握各种几何体的特性及其投影规律。
基本几何体分平面立体(图3—18)和曲面立体(图3—20)两种。钣金制品中,几乎所有构件都是这两种几何体的组合。
(1)平面立体
平面立体分为棱柱体、棱锥体和多面体。
(1)棱柱体。棱柱体的棱柱线彼此平行,有(2)棱锥体(图3—19)。棱锥体的棱面交于一点,它们分为三棱锥、四棱锥以及不同的多棱锥。
(3)多面体。有些多面体也由4个梯形平面所组成。从表面上看四棱锥,但若把它的4根棱柱延伸,并不能交于一点,得不到一个共同的锥顶。这种形体不属于棱锥体范畴,只能叫多面体。
综上所述,棱柱体、棱锥体及多面体虽形体各异,但有一个共同点,即它们的表面全部是两条直线所包容,即都是直线的轨迹。
(2)曲面立体
在曲面体中,有一部分是旋转体。由一条母线(素线转,形成旋转体。旋转体外侧的表面,称旋转面是旋转面。
棱柱、四棱柱及不同的多棱柱体。
—直线或曲线)绕一固定轴线旋圆柱、正圆柱、球等都是旋转体,其表面都从图中可看出,圆柱体是一条直线(母线)围绕着一条直线,始终保持平行和等距离旋转而成;正圆锥体是一条直线(母线)与轴线相交,始终保持一定的夹角旋转而成。球体则是一条半圆弧的母线,以直径为轴线旋转而成。
2.可展表面与不可展表面从钣金件的几何形体分析可以得出如下结论:
(1)钣金件中所有形体,包括复杂形体都是由一个或几个基本几何形体构成的。
(2)所有钣金件的形体都是由直线或曲线线条的运动轨迹形成的。
(3)凡直线的旋转或直线运动的轨迹形成的几何体及其组合,均是可展开表面。这些形体包括:棱柱体及其组合、棱锥体及其组合、多面体及其组合、圆锥体(包括斜圆锥体)及其组合以及这些形体中的相互组合,均为可展开表面。
(4)凡是曲线旋转或曲线扭转运动轨迹形成的几何形体均是不可展开表面。这些不可展开形体包括:球面、卵形面、椭圆球面、螺旋抛物面等各种异型曲面体。尽管这些形体不能展开,但在钣金件中又不时地遇到,所以对这些形体可以采用近似展开的方法。
六、平行线展开法
如果形体的表面是由一组互相平行的直素线所构成的,如棱柱面、圆柱面等,其表面的展开可以用平行线法。
1.平行线展开法原理
若形体表面是由无数条彼此平行的直素线所构成,那么其相邻的两条素线及其上下端曲线所围的微小面积,就可以近似地看成是梯形或长方形,当分成的面积较多的时候,各小平面面积的和就等于形体的表面面积。若把小平面面积按照原来的分割顺序和上下位置不遗漏、不重叠地铺开来时,则形体的表面就被展开了。由于素线在摊平前是互相平行的,所以铺平后仍互相平行。作图时充分利用这一特性,只要找出这些素线之间的距离,以及它们各自的长短,即可得到展开图。按这一原理和方法绘制展开图的方法称为平行线法。
2.平行线展开法应用用平行线法作直立四棱柱的展开图
从放样图可以看出,直立四棱柱四条棱边均是垂线,长度相等,上下底面互相平行,仅四个立面的宽度不同而已。所以展开图上下边必定是一条直线,作图步骤如下:
(1)分析:
从图中可看出,斜四棱柱的四条棱线I、n、m、仅正面投影为实长;上、下底面平行于犎面,底面各边是水平线,水平投影为实长。但因棱线与底面不垂直,因此,不宜直接作展开图。这时,假设在适当位置作一与棱柱的侧棱垂直的正垂面p,其正面投影积聚一直线犘狏用换面法将棱线变换成新投影面的垂直线,并求出正垂面犘与斜四棱柱的截断面实形。这四边形的各边与棱线垂直,可把斜四棱柱视为两节斜口直立四棱柱,从而可用该图示方法作图。
a.作正垂面犘的正面投影积聚斜线犘狏及定出各棱线与犘面交点a,犫和d,。再求(1)在上下底正面投影延长线上的适当位置依次截取长度AB=ab、BC=bc、CD=cd、DA=da,得到线段AB、BC、CD、DA即为四棱面上下棱边实长。
(2)过A、B、C、D各点作延长线的垂线分别与另一底边相交,得AA’BB’CC’DD,AA,即可得到直立四棱柱的展开图。
用平行线法作斜口直立四棱柱的展开图
(1)分析:
斜口直立四棱柱的前、后侧面为梯形正平面,正面投影为实形;左、右侧面为矩形侧平面,侧面投影为实形(图中未作出)。画展开图时,即把这些实形依次画出。由于四条侧棱都是铅垂线,正面投影反映实长;底面四边形各边是水平线,水平投影为实长。因棱线和底面垂直,展开后各侧棱必垂直对应的底边。
(2)作图:
过底面作一水平线(底边线),并依次截取In=a)(2)、nm=(2)(3)、mw=(3)⑷、WV=(1)。
b.过点I、n、m、W、I作垂线,截取各棱线实长(IAsfa’IIBsZV……)或由主视图引底边线的平行线(水平线),得点A、B、C、D、A。
顺序把A、B……各点连线,得斜口直立棱柱展开图。
得水平投影《6、C和A若顺序连线,得截断面四边形各顶点a、c、d的水平投影。
b.运用换面法(用与侧棱垂直新投影Hi面代替H面,图中无法画出新投影轴),求得点a:犫和犮、犱,并顺序连线得犪犫:犮犱四边形,它是截断面ABCD的新投影,各边反映相邻棱线的间距。
c.用图3—23所示作图方法画出四个棱面的展开图。先把八斜线延长,并截取DC:diC—CB—dbi……得点D、C、B、A、D;分别过这些点作垂线,并在各垂线上截取相应棱线的实长,如……或过棱线的端点公的平行线与相应棱线相交,得点I、H……把各点顺序连接,得斜四棱柱的展开图。
(4)用平行线法作圆柱管展开图