当构件表面的素线和棱线既不相互平行,又不能交汇于一点时,应采用三角形展开法。而对于由多面所围成的构件,用一种方法不好完全展开时,可以同时使用两种方法。
三角形法还可用于不可展表面的近似展开,这是平行线法和放射线法所不能相比的。
十、样板的特点和作用
当生产批量大时,不可能逐件放样展开划线;当构件较大时,也不可能在一块板料上进行划线;还有如形状较复杂或引圆弧太大时,也难以在小块材料上进行划线作业。这就需要有一种合理的方法进行放样、展开。在钣金作业中,最常用的方法就是制作样板。在钣金作业中,对于不适于单件放样展开的构件,按照放样展开规则画到适当的板面材料上,然后准确地剪切校正后制作的标准形体展开板面,称为样板。
1.样板的种类
样板的种类很多,按使用周期、使用材料及用途分类如下:
(1)按使用周期分类按使用周期分类,可分为:
(1)单件使用样板。一般用纸质制成。
(2)小批量使用样板。一般用胶板或普通金属材料制成。
(3)大批量使用样板。一般用优质钢板,经合理热处理后制成,有时还需要进行表面处理。
按用途分类
按用途可分为生产用样板和检验用样板。
(1)生产用样板。
a.划线样板,专供在板料上划线、排料使用。
b.下料样板,供生产中在下料时划线及比试裁料使用。
c.靠试样板,专供在构件生产中曲面或凸凹面成形使用,这种样板也可作检验用。
d.精密构件样板,制作精度较高,专供制作一些精密构件如精密凸轮等使用。
e.在钣金修理中还经常用实形样板,即先在纸上放样展开,然后紧铺在板料上划线或按线剪切后再行分解加工。
(2)检验用样板。可分为非标类样板和标准类样板。
a.非标类样板有:平面直线样板,供检验大型构件的平面用;形位样板,供检测构件各部位形状位置尺寸使用;外径尺寸样板,专供检验正圆柱、圆锥等旋转体外径用;内径尺寸样板,专供检验构件槽时使用。
b.国家标准类样板。它包括:靠试样板,这里主要指检测平面平直度垂直度的直尺、弯尺及刀口平尺等;中心样板,主要用来检测常用角度、刀样板等;螺纹样板,主要用来检测公、英制螺纹的螺距;圆弧样板,用来检测构件的圆弧连接部分,如外径规、内径规等;线规,主要用来检测各种标准线材直径。当然,严格地说,几种国家标准类样板实际均是靠试样板,均是用靠试的方法进行检测。
2.样板的特点
(1)样板是钣金工放样展开工艺的结晶。它完全是按照钣金工放样、展开的划线规则进行放样展开,然后按照展开图下料制作而成。
(2)样板具有通用性。它一旦制成,就成为钣金划线下料的依据,划线、下料数量多少均是一’样。
(3)样板具有准确性、标准性。它是构件展开的样板,划线下料后,构件是否合格,一般均应以样板为检测对比标准。
(4)样板还具有示范性。在批量生产之前,往往需通过制作样板来试验构件的成形情况,以判定板厚处理及成形中的意外变化因素。
3.样板的用途
样板在钣金作业中,占有很重要的地位,它的用途是不容置疑的。
(1)样板适用于大批量的钣金生产。在大批量生产中,使用样板划线可节省单件划线时间,省力省工。
(2)使用样板可以方便地在板料上合理排料。不但节省了放样展开时辅助划线的材料,而且排除了单件划线排料的不合理性和无数条线交错的混乱性,可节省大批原料。
(3)利用样板划线下料可以大幅度提高钣金件的质量,保证构件的一致性、通用性和互换性,易于实现构件的标准化,方便检测,减少质量问题的偶然性。
(4)利用样板试制构件,减少了批量生产中划线下料的盲目性,可及时根据构件的成形情况,发现存在的问题,准确无误后,再进行大批量生产。
4.样板的使用方法
(1)使用样板必须要首先爱护样板,做到轻拿轻放,不得敲、打、挤、压。
(2)使用样板划线时,应将划针与样板边缘向外,向前构成30。的倾斜角,以使划线既保证了按样板实形,又保证操作时划针颤动。
(3)使用样板检测时,不论哪种检测工具,均应把检测面与构件被检测部位贴紧,且必须保证检测样板整体与被检测面垂直。
(4)使用后应妥善保存样板,注意防锈、防腐、防变形。
(5)使用实形样板应把纸板与板料摊平,避免折皱变形引起下料不准。
5.样板的制作方法
样板的制作方法如下:
(1)按放样展开规则在样板材料上准确划线,划线后,删去不必要的线条或做好不必要线条的标记。
(2)用金属材料制作样板,应在展开线上打好中心冲眼。
(3)按照构件板厚要求和接口要求做好板厚处理,留好预加余量。
(4)按照划好的展开线条剪切裁料,对曲线部分特别注意避免过裁和裁伤。
(5)按一定金属加工方法进行切削精加工,并随时检查加工形状尺寸。
(6)加工完后应进行严格检验,或进行构件试制,最后确认样板准确无误后,才能投人使用。
任务实施
一、准备工作
根据工作台面积,可4名同学共用1个工作平台。学生每四人准备钣金锤1套,量具1套,划线工具1套,木锤及橡皮锤各1把,錾口锤1把,厚度为1mm薄钢板。实训场地准备剪板设备2套。
二、求作展开与放样图
作图方法与步骤所示:
(1)在天圆地方的水平投影上,将顶圆的每1/4周长分为三等分,得点1、2、3、4,并求出其正面投影1’、2’、3’、4’,再将它们与八点的同面投影连线,得到椭圆锥面的四条素线AI、An.Am.AF的两面投影。
(2)取素线的水平投影和其正面投影两端点的z坐标差(即天圆地方的高)为两直角边作直角三角形,求出素线的实长为ai、An、Am、Aw,且An=Am,Ai=a—,同为等腰三角形腰的实长;用同样方法求得等腰三角形高的实长,如图3—37(a)所示。
(3)作等腰三角形ABW的实形:取AB=d,分别以A、B点为圆心,以腰长AW为半径作圆弧得到交点仅,AABW为实形。
(4)作锥体的展开图:分别以w、a点为圆心,以线段43、An为半径作圆弧得交点m,则aamw为椭圆锥面i/3的展开图。用相同方法依次展开椭圆锥面的其余部分AAnm和Ain。光滑连接I、n、m、仅点,得到一个椭圆锥面的展开图。
(5)以A、I为圆心,分别以1/2AD、—I为半径作圆弧得到交点—,则AAEI为等腰三角形AID—半的实形,EI为天圆地方展开图切口的结合边。
(6)重复上述的作图步骤,依次作出天圆地方其余组成部分的实形和锥体的展开图,并且画在同一个平面内,从而得到整个天圆地方的展开图,如图3—37(b)所示。
三、制作样板
根据展开与放样图,采用1mm厚钢板制作样板。
(1)确定基准点、基准线。
(2)冲孔、划线。
(3)裁剪。
四、打磨修整
使用气动砂轮机打磨板件边缘以去除毛刺。
评价反惯
1.自我评价
(1)通过本学习任务的学习你是否已经掌握以下问题:
(1)常见几何图形的画法?
(2)线段实长的求法?
(3)平面图形实形的求法?
(4)平行线展开法?
(5)三角形展开法?
(6)放射线展开法?
⑵实训过程完成情况。
(3)工作着装是否规范?
评价:
(4)能否积极主动参与工作现场的清洁和整理工作?
(5)在完成本学习任务的过程中,你是否主动帮助过其他同学?并和其他同学探讨学习中的有关问题?具体问题是什么?结果是什么?(6)通过本学习任务的学习,你认为哪些方面还有待进一步改善—
学习任务4相贯体的展开与放样1.知道钣金件相贯体的概念。
2.掌握相贯线的求法。
3.正确使用放样工具。
4.能够独立完成相贯体的展开与放样作业。
任务描逋求作正圆锥斜交相贯体的展开图,并放样。
学习目标
相关知识—相贯体的概念—读图—确定求作相贯线的方法—求作相贯点—作相贯线—作每个单一形体展开图并放样—下料—手工成形(方法参见学习任务5)—装配与连接(方法参见学习任务6)。
相关知识
学习任务3叙述了构件为单一几何形体的展开方法,可直接作出展开图。但在日常使用的构件中,经常可以看到钣金件是由两个或两个以上多种形体所组合而成,这就出现各种不同形体的相交结合——立体相贯问题。由两个或两个以上形体所组合而成的形体构件称为相贯体。
由两个或两个以上的形体表面相交所形成的结合线称为表面相贯线。相贯线是相邻两形体表面的公有线,也是两形体表面的分界线,相贯线又是一条密封空间线,一些特殊形体的相贯线也可以是一条平面曲线或直线折线。
常见的形体构件组合——立体相贯,可分为棱柱体与棱柱体相交;棱柱体与棱锥体相交;棱柱体与圆柱体相交;圆柱体与圆柱体相交;圆柱体与圆锥体相交;棱锥体与棱锥体相交;圆锥体和圆锥体相交;以及各种形体和球面体相交、多种形体相交等等。
这些相贯形体虽然可以看作是单一形体的组合,但又有其特殊性,所以在展开方法上也有其特殊性,其关键就是相贯线的求法。能否正确绘制相贯体放样图的关键是能否正确求出相贯点,通过若干相贯点正确划出形体表面的相贯线。求出的相贯点越多,划出的相贯线越准确。
对于相贯体构件来讲,只需能正确地绘制出放样图的立体相贯线,就可以把相贯形体各个分解开,按单个形体的展开规则进行形体表面的展开了。常见的相贯线求法有:直线型相贯线法、素线法、纬线法、辅助平面法等。
一、直线型相贯线的展开
直线型相贯是指平面分布的相贯线(平面曲线或平面折线),在所在的平面垂直于投影面时,相贯线在该投影集聚为一条直线的情况,如圆锥和圆柱轴线重合的相贯体构件。因为此类构件的表面相贯线为一直线,所以很容易地可以把相贯两构件准确地分开,然后用平行线法展开圆柱体;用放射线法展开圆锥体,这里不再重述。
二、用素线法求形体相贯线及其形体展开
素线法是利用素线作为辅助线与两形体相交以求得相贯线的作图方法。
1.用素线法求相贯点的原理用素线法求相贯点的原理是:设想圆锥面是由许多素线所组成的,圆锥面上任一点必然在该点的素线上,只要求出该点的素线投影,即可求出该点的投影。
2.用素线法展开相关体
(1)异径圆柱三通管的展开
从主、左视图可知两圆柱轴线斜交,相贯线为前后对称封闭空间曲线,相贯线的主视图为曲线,左视图为一段圆段。展开时分为斜、横两圆柱管展开,作图方法用平行线法。
作图步骤:
(1)作斜圆柱管展开:画斜管端面圆,并等分为十二等分,得等分点1、过各等分点引斜圆柱轴线平行线,得斜圆柱面素线与已知相贯线相交点1’,2’……得各素线有效长度,延长a4z线,取AB等于端口圆周长,等分十二等分,过各等分点作AB垂线,与相贯线上点……所引ab平行线对应交点I、n、m、w……把各点连成光滑曲线,即得所求,如图4—1(b)所示。
(2)作横向圆柱管展开:延长线,先作出半个圆柱面展开图。用左视图上1’2’、2’3’、3’4’的弧长,在半个圆柱面展开图的边线,截得点1i、i、i……过这些引水平线与由主视图相贯线点1’、’……所引的垂线相交点i、n、m……并把这些点连成光滑曲线,即得横向圆柱管切口展开实形。
(2)圆锥台管与圆柱管正交的展开
从主、左视图可知圆锥管和圆柱管两轴线垂直相交,相贯线为前后、左右对称空间曲线,左视图相贯线为i’i’圆弧,主视图相贯线为曲线。求作展开图时,分为圆锥管和圆柱管展开,圆锥管用放射线,圆柱管用平行线法。
作图步骤:
(1)作圆锥管展开:在主视图上把圆锥台假想作为完整的圆锥体,即延长,4,与V4Z交于锥顶S,及在适当位置作出底圆端面投影(犱)画半个底圆和六等分,从各等分点向c犱z引垂线,得交点i,、,……分别与C连线,得圆锥素线与相贯线的相交点……及锥台上口相交点,从而获得圆锥台上各素线有效长度。以S为圆心,圆锥轮廓线Stz为半径画弧作完整圆锥面展开,然后在其上求得各素线有效长度,把端点i、n、按顺序连成圆滑曲线,即得所求,如图4—2(b)所示。
(2)作圆柱管展开:作圆柱管展开的关键是作切孔展开,作图时画一垂线,起点,用左视图上各段弧长2’、2’3’、3’4’在垂线截取2i’,3i’,4i’……过这些点作i’的垂线,用主视图相贯线对称点距离2’2’、33’、4’4’在该垂线截得各点光滑连线,即得切孔展开实形。
三、用纬线法(又叫纬圆法)求取形体相贯线及其展开图
一个形体如果被几个水平面截切,所得到的一系列水平截交线就叫做纬线,对于旋转体如果轴线垂直于水平面,则纬线一定为一个圆即称为纬圆。
1.用纬线法求相贯线的原理
用纬线法求相贯线的原理是:若过形体表面任一点作水平切面的截切形体,可得到一条纬线,那么该点必定在该纬线上,只要把该纬线投影到另一视图上,就可求出该点在另一视图上的投影。如在相贯体上作适当数量的纬圆,便可得许多相贯点,将相贯点圆滑相连即可得两形体的相贯线。
2.用纬线法求相贯线及其展开图的应用
作圆柱面侧面直交正圆锥面的展开图,如图4—3所示可知,该两曲面相交相贯线为一封闭空间曲线。圆柱面轴线垂直水平面,相贯线在俯视图中集聚成圆,过相贯体相交部分作适当截切纬圆,即可求出主视图的相贯线。
作图步骤:
(1)由已知尺寸画出形体放样图。
圆柱面与圆锥面相交最高点5’,最低点1’。将圆柱面半圆四等分并引垂线交圆锥面轮廓线于2’、3’、4’三点;过3’、3’、4’点作圆锥体纬线截切线,交锥面另一边于1’、2’、3’、4’、5’各点,并过这五点作垂线与俯视图水平中心线相交。
(2)分别以各截切纬线的实长为半径,以俯视圆为圆心作纬圆,交圆柱面投影于2’、3’、4’各点;过2’、3’、4’向主视图引垂线,对应交2’2’、3’3’、4’4’纬线于2’、3’、4’各点;圆滑连接12345’各点,即得到该形体在主视图上的相贯线。
(3)用平行线法画出斜截圆柱面展开图。
(4)用放射线法画出正圆锥展开图。
(5)在圆锥面展开图上画出相贯线展开图:
a.分别以《为圆心,为半径画弧,交锥面展开图中线。
b.以锥面中心线为轴线,分别过犫犮、犱各点,对应截取,圆柱四纬圆交点得六个端点;分别圆滑连接犪与犲间六点,即得到锥面展开图的相贯线。
四、用辅助平面法求形体相贯线及其展开图
1.用辅助平面法求相贯点的原理
辅助平面法就是用辅助平面同时截切两相贯体,找出截面与交线的交点——相贯点。如果把一个相贯体特别是在任何投影面上都不能反映实形的相贯线,用若干辅助平面同时截切相贯部分,就可以得到若干个相贯点,那么相贯线也就可以很容易地连接起来。
为了使作图简便,选择辅助平面应根据以下原则:(1)辅助平面必须同时过两形体和两形体的相贯处。
(2)截交线应是最简单的几何图形。