鈑金零件及表面展開(kāi)圖

1、第十章 鈑金零件及表面展開(kāi)圖將機(jī)件表面按其實(shí)際形狀和大小，攤平在一個(gè)平面上，稱為機(jī)件表面展開(kāi)。展開(kāi)后所得到的平面圖形，稱為該機(jī)件表面的展開(kāi)圖。畫(huà)展開(kāi)圖的實(shí)質(zhì)就是根據(jù)立體的投影圖，求出立體表面展開(kāi)后的實(shí)形。求立體表面展開(kāi)后實(shí)形的方法有圖解法和計(jì)算法兩種。圖解法是根據(jù)展開(kāi)原理得到的，關(guān)鍵是求線段的實(shí)長(zhǎng)和曲線的展開(kāi)長(zhǎng)度，而計(jì)算法是用解析計(jì)算代替圖解法中的展開(kāi)作圖過(guò)程。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中，也可以通過(guò)展開(kāi)程序展開(kāi)設(shè)計(jì)的零件。第一節(jié) 平面立體表面展開(kāi)圖 展開(kāi)平面立體時(shí)，應(yīng)根據(jù)平面立體的視圖所表達(dá)的投影關(guān)系，求出平面立體各表面的真實(shí)形狀和大小，并依次地畫(huà)出在同一平面上。一、棱柱的表面展開(kāi) 棱柱管的各條棱線相

2、互平行，如果從某棱線處斷開(kāi)，然后將棱面沿著與棱線垂直的方向打開(kāi)并依次攤平在一個(gè)平面內(nèi)，就得到了棱柱管的展開(kāi)圖。這種繪制展開(kāi)圖的方法稱為平行線法。 作圖時(shí)應(yīng)當(dāng)求出各條棱線之間的距離和棱線的各自實(shí)長(zhǎng)，并且展開(kāi)后各棱線仍然保持互相平行的關(guān)系。 例101 求作斜口直立四棱柱管的展開(kāi)圖（圖101）。分析：從圖101可以看出，四棱柱的四條棱線均為鉛垂線，其正面投影反映了棱線的實(shí)長(zhǎng)；下底面ABCD為水平面，其水平投影反映了實(shí)形。因?yàn)槔饩€垂直于下底面，所以棱線必然垂直于下底面的四條邊，則棱線之間的距離就是下底面四邊形的邊長(zhǎng)，并且展開(kāi)后下底面的四條邊成一直線。作圖方法與步驟如圖101所示：1選棱線AE為基準(zhǔn)棱線

3、，確定AE在展開(kāi)圖中的位置，且取AE = ae。 ab = ab=10。2過(guò)A點(diǎn)作棱線AE的垂直線，且在該垂直線上截取線段AB = ab、BC = bc、CD = cd、DA = da，得B、C、D、A點(diǎn)。3 過(guò)B、C、D、A點(diǎn)分別作直線平行于棱線AE，并分別截取線段BF = b f 、CG = c g、DH=d h、AE=a e，得F、G、H、E點(diǎn)。4 依次連接E、F、G、H、E各點(diǎn)，即得到斜口直立四棱柱管的展開(kāi)圖，如圖101（b）所示。 （a） （b）圖101 斜口直立四棱柱管的展開(kāi)圖圖102 四棱棱管的展開(kāi)圖二、棱錐的表面展開(kāi)棱錐管的所有棱線匯交于錐頂，因此在求作棱錐管的展開(kāi)圖時(shí)，首先應(yīng)

4、確定各條棱線的實(shí)長(zhǎng)及其相互之間的夾角，或者求出底面多邊形每邊的實(shí)長(zhǎng)，即得各棱面的實(shí)形，依次將其展開(kāi)在一個(gè)平面內(nèi)。由于各條棱線匯交于一點(diǎn)，這種求作展開(kāi)圖的方法稱為放射線法。 例102 求作四棱錐管的展開(kāi)圖（圖102）。分析：該機(jī)件可以看成是由四棱錐截割而成的四棱錐臺(tái)。其上下底面為水平面，其水平投影反映底面多邊形各邊的實(shí)長(zhǎng)，而四條棱線的實(shí)長(zhǎng)可以利用直角三角形法或旋轉(zhuǎn)法求得，因而可以求出各棱面的實(shí)形，然后依次將棱面展開(kāi)在一個(gè)平面內(nèi)，即得到其展開(kāi)圖。作圖方法與步驟如圖102所示：1在主視圖上求出棱線交點(diǎn)的投影s 及其水平投影s，在b c 的延長(zhǎng)線上量取OA1 = sa，由O點(diǎn)作垂直線與過(guò)s 的水平線交

5、于S1 ，S1 A1 即為四棱錐棱線的實(shí)長(zhǎng)。2由e 作水平線交S1 A1 于E1 ，則A1 E1即為四棱錐管的棱線的實(shí)長(zhǎng)。3以S點(diǎn)為圓心，以S1 A1為半徑作圓弧，在該圓弧上截取弦長(zhǎng)AB = ab、BC = bc、CD = cd、DA = da ，并將A、B、C、D、A各點(diǎn)與S點(diǎn)連線，得到四棱錐的展開(kāi)圖。4以S為圓心，S1 E1為半徑作圓弧交棱錐各棱線于E、F、G、H、E各點(diǎn)，依次連各點(diǎn)，即得四棱錐管的展開(kāi)圖，如圖102（b）所示。第二節(jié) 圓柱面的表面展開(kāi)圖圓柱管是使用最多的管件，它的相鄰兩條素線相互平行，可以用平行線法作出其展開(kāi)圖。它的展開(kāi)圖是一個(gè)矩形，矩形的一直角邊是圓面的展開(kāi)線，即長(zhǎng)度等

6、于圓面周長(zhǎng)的直線；另一直角邊是圓柱管面上的某一素線，其長(zhǎng)度等于圓柱管的高。正圓柱管的展開(kāi)圖如圖103所示。圖103 圓柱管的展開(kāi)圖例103 求作斜截正圓柱管的展開(kāi)圖（圖104）。分析：正圓柱管斜截后，使得圓柱面上的各條素線的長(zhǎng)度不相等。作展開(kāi)圖時(shí)應(yīng)根據(jù)視圖的投影關(guān)系求出若干素線的實(shí)長(zhǎng)，然后光滑連接這些素線的端點(diǎn)，即可得到展開(kāi)圖。作圖方法與步驟如圖104所示： 1將圓柱管的底圓周長(zhǎng)分成若干等分（例如在本圖中分為12等分），得到若干等分點(diǎn)，例如2點(diǎn)；求出等分點(diǎn)的正面投影，例如點(diǎn)2 ；過(guò)等分點(diǎn)的正面投影作相應(yīng)的素線，即得到素線的實(shí)長(zhǎng)，例如2 c 。2將圓周長(zhǎng)展開(kāi)成直線，其長(zhǎng)度為D，并取同樣的等分（例

7、如在本圖中的12等分），得到等分點(diǎn)，例如2點(diǎn)；過(guò)這些等分點(diǎn)作該直線的垂直線，得到圓柱面展開(kāi)后的各素線的位置線，例如2C。3把斜截正圓柱管的正面投影上各素線的實(shí)長(zhǎng)移至展開(kāi)圖上，得到相應(yīng)素線的端點(diǎn)，例如素線2C的端點(diǎn)C。4依次光滑連接各素線的端點(diǎn)，即得到斜截正圓柱管的展開(kāi)圖。圖104 斜截正圓柱管的展開(kāi)圖 例104 求作等徑三通管的展開(kāi)圖（圖105）。分析：等徑三通管實(shí)際上為相貫體，畫(huà)等徑三通管的展開(kāi)圖，應(yīng)該首先確定相貫線，然后以相貫線為界限，將它劃分為兩個(gè)圓柱管的切割體，再按基本體的展開(kāi)方法作出各自的展開(kāi)圖。由于兩個(gè)圓柱管的軸線都平行于正面，它們的表面素線的正面投影都反映實(shí)長(zhǎng)，所以可以按照?qǐng)D10

8、4的方法畫(huà)出它們的展開(kāi)圖。作圖方法與步驟如圖105所示：1求出相貫線的投影。兩圓柱管垂直正交且直徑相等，因此，相貫線的正面投影為互相垂直的兩線段。2作正立圓柱管的展開(kāi)圖，方法同例103的作圖原理。3作水平圓柱管的展開(kāi)圖，方法同圖103所示。然后求出相貫線點(diǎn)的位置，依次光滑地將各相貫線點(diǎn)連線，就可以得到相貫線所圍成的孔的展開(kāi)圖。 圖105 等徑三通管的展開(kāi)圖第三節(jié) 圓錐面的展開(kāi)由于圓錐面上所有素線匯交于錐頂，所以可用放射線法求作圓錐管件的展開(kāi)圖。正圓錐面展開(kāi)后為扇形，用計(jì)算方法可求出該扇形的直線邊等于圓錐素線的實(shí)長(zhǎng)，扇形的弧長(zhǎng)等于底圓的周長(zhǎng)D，中心角為180° ，如圖106所示。 圖1

9、06 正圓錐管的展開(kāi)圖例105 求作斜截圓錐管的展開(kāi)圖（圖107）。 分析： 斜截圓錐管的展開(kāi)圖為正圓錐展開(kāi)圖的一部分。因此，應(yīng)該首先作出正圓錐的展開(kāi)圖，然后求出切口平面與正圓錐面各素線的交點(diǎn)，再確定這些點(diǎn)在相應(yīng)素線實(shí)長(zhǎng)上的真實(shí)位置，得到被截素線的實(shí)長(zhǎng)，依次連接這些素線的端點(diǎn)，即可得到所要求作的展開(kāi)圖。作圖方法與步驟如圖107所示：1求出錐頂?shù)恼嫱队癝 ，作出正圓錐面的展開(kāi)圖。2用旋轉(zhuǎn)法求出被截去素線的實(shí)長(zhǎng)，例如素線S被截去的素線長(zhǎng)度為SB。3以S 為圓心，以被截去素線的實(shí)長(zhǎng)為半徑畫(huà)圓弧，與相應(yīng)的正圓錐素線相交可得到若干交點(diǎn)，例如A、B、C····&#

10、183;· ，依次光滑連接這些交點(diǎn)，即可得到斜截正圓錐管的展開(kāi)圖。圖107 斜截圓錐管的展開(kāi)圖例106 求作變形接頭的展開(kāi)圖（圖108）。 分析：該變形接頭為一個(gè)上圓下方的變形接頭，它的表面由四個(gè)等腰三角形和四個(gè)相等的傾斜橢圓錐面組成，其軸側(cè)圖如圖108（b）所示。它的下底面ABCD為水平面，水平投影反映了下底面多邊形的實(shí)形，每條為實(shí)長(zhǎng)的邊即為等腰三角形的底邊，只要求出腰的實(shí)長(zhǎng)就可以得到等腰三角形的實(shí)形；對(duì)于變形接頭的橢圓錐面可將其分成若干個(gè)三角形，用棱錐面近似代替橢圓錐面，然后求出三角形的實(shí)形。最后將變形接頭的全部組成部分的實(shí)形依次畫(huà)在同一個(gè)平面內(nèi)，就得到變形接頭的展開(kāi)圖。作圖方法

11、與步驟如圖108所示： 1在變形接頭的水平投影上，將頂圓的每14周長(zhǎng)分為三等分，得點(diǎn)1、2、3、4，并求出其正面投影1 、2 、3 、4 ，再將它們與A點(diǎn)的同面投影連線，得到橢圓錐面的四條素線A、A、A、A的兩面投影，如圖108（a）所示。2取素線的水平投影和其正面投影兩端點(diǎn)的z坐標(biāo)差（即變形接頭的高）為兩直角邊作直角三角形，求出素線的實(shí)長(zhǎng)為A、A、A、A，且AA，AA，同為等腰三角形腰的實(shí)長(zhǎng)；用同樣方法求得等腰三角形高的實(shí)長(zhǎng)E，如圖107（a）所示。3作等腰三角形AB的實(shí)形：取ABab，分別以A、B點(diǎn)為圓心，以腰長(zhǎng)A為半徑作圓弧得到交點(diǎn)，AB為實(shí)形，如圖108（b）所示。4作橢圓圓錐的實(shí)形：

12、分別以、A點(diǎn)為圓心，以線段43、A為半徑作圓弧得交點(diǎn)，則A為橢圓錐面的13實(shí)形。用相同方法依次做出橢圓錐面的其余部分的實(shí)形A和A。光滑連接、點(diǎn)，得到一個(gè)橢圓錐面的實(shí)形，如圖108（b）所示。5以A、為圓心，分別AD、E為半徑作圓弧得到交點(diǎn)E ，則A E為等腰三角形AD一半的實(shí)形，E為變形接頭展開(kāi)圖切口的結(jié)合邊。6重復(fù)上述的作圖步驟，依次作出變形接頭其余組成部分的實(shí)形，并且畫(huà)在同一個(gè)平面內(nèi)，從而得到整個(gè)變形接頭的展開(kāi)圖，如圖108（b）所示。（a） （b）圖108 變形接頭的展開(kāi)圖第四節(jié)、鈑金零件的造型、投影與展開(kāi)許多三維設(shè)計(jì)軟件都具有搬進(jìn)造型的功能，鈑金零件是有金屬板通過(guò)彎折、拉壓延伸形成的零

13、件。Solid edge軟件的鈑金功能也很強(qiáng)。啟動(dòng)Solid edge的搬進(jìn)模塊與其他的模塊相同。它的模板為normal.psm，以它為模板新建文件即可進(jìn)入搬進(jìn)造型環(huán)境。一、 鈑金造型1、鈑金造型工具欄圖10-9 鈑金造型工具欄2、參數(shù)選擇：選擇“工具-選項(xiàng)-部件屬性”，改變板厚選項(xiàng)中數(shù)據(jù)。 圖 10-10 板厚等參數(shù)選擇3、平板造型選擇平板圖標(biāo)在任意參考平面上，畫(huà)出一個(gè)封閉的平面圖形，標(biāo)注相應(yīng)的尺寸，完成草圖，選擇增加板厚的方向，完成這一造型。如圖10-11所示。 (a) 板的形狀草圖 （b） 平板造型圖10-11 平板造型注意：平板造型的草圖可以包含任何圖線，如圓弧、樣條曲線，但是只能有一

14、個(gè)封閉輪廓（這一點(diǎn)和零件環(huán)境中的拉伸造型有所不同，拉伸造型可有多個(gè)封閉輪廓線組成），如板的中間有孔則需要用除料造型特征。4、輪廓凸緣顧名思義，輪廓折彎就是使用平面草圖輪廓（帶折線的圖形）完成金屬板的彎折造型。與平板的造型相似，輪廓折彎也要先畫(huà)出輪廓，選擇輪廓折彎圖標(biāo)，選擇任意參考平面，畫(huà)出板的形狀，完成草圖，然后指定辦的長(zhǎng)度即可。如圖10-12所示（a） (b)圖10-12 輪廓折彎注意：輪廓折彎造型不能使用樣條曲線作為草圖的一部分，可是使用圓弧，直線，作圖時(shí)直線和圓弧應(yīng)當(dāng)相切，直線的圖形不要求相切，也不用家圓弧，造型后自動(dòng)生成彎折圓弧。如圖10-12。輪廓圖緣也可以在已經(jīng)生成的模型的邊線上使

15、用，首先選定增加圖緣的邊線，選擇該邊線的一端（選擇那端參考平面就在那一端），垂直于選定邊線該端的平面為繪圖平面繪制草圖輪廓。如圖10-13a所示。 參考平面的方向可用選擇垂直于參考平面的已知平面選擇。采用輪廓圖緣還可以生成卷邊，草圖與原有邊線重合即可。如圖10-13（b）所示。（a）(b) 圖10-13 在平板的一邊上增加圖緣4、放樣凸緣與零件造型一樣，鈑金造型也可以使用放樣造型。需要繪制兩個(gè)平面草圖，圖中不用添加圓弧，可以自動(dòng)添加造型后的圓弧。如圖10-14所示。圖10-14 放樣造型5、圖緣延邊線彎折這一造型特征，不需要繪制草圖。選擇凸緣圖標(biāo)，選擇已有造型中的邊線，給出凸緣的長(zhǎng)度即可生成9

16、0°的彎折邊。通過(guò)修改圖中的角度也可以生成任意角度的彎折邊（圖緣）。如圖10-15所示。如果希望生成的折彎邊為非矩形的形狀，在生成特征以后也可以修改草圖輪廓（和編輯零件中的特征草圖一樣），如圖10-16所示。圖10-15 圖緣（邊線彎折）圖10-16 圖緣（修改自動(dòng)生成的矩形草圖）圖10-17 選擇彎折邊線后的動(dòng)態(tài)工具欄圖10-17 所示為選擇彎折邊線后的動(dòng)態(tài)工具欄，其中左側(cè)的三個(gè)圖標(biāo)為選定生成的彎折邊與原有邊線相對(duì)位置的工具，圖表上的豎線為選定邊線的位置。右側(cè)的4個(gè)圖標(biāo)為生成與選定邊線不等長(zhǎng)完這邊的選項(xiàng)。圖標(biāo)中給出了定位的方式，其中的紅點(diǎn)表示定位基準(zhǔn)點(diǎn)，尺寸線表示需要輸入的定位尺寸

17、。紅圖標(biāo)中紅點(diǎn)操作時(shí)需要用鼠標(biāo)來(lái)選擇。尺寸在圖中直接輸入。圖10-18為選擇內(nèi)側(cè)彎折（圖10-17 最左一個(gè)圖標(biāo),新生成特征完全位于邊線以內(nèi)），選擇一段定位生成的圖緣特征。 (a) 左側(cè)定位，內(nèi)側(cè) （b）左側(cè)定位，外側(cè) (c) 完全位于外側(cè)圖10-18 與選定邊不等長(zhǎng)的圖緣從圖10-17可以看出,采用內(nèi)側(cè)和外側(cè)時(shí),彎折后自動(dòng)生成一個(gè)工藝缺口。6、插入折彎插入折彎是在已經(jīng)生成的板上畫(huà)出一條彎折線，原有板上一側(cè)的材料延改線彎折的方法。彎折特征的輪廓必須是單一線性元素。圖10-19 插入折彎7、二次折彎二次折彎與插入折彎的方法基本相似，如圖10-20 所示，不同的是向下彎折的長(zhǎng)度可以自定，原有的尺寸不變，如圖10-20種的長(zhǎng)度。圖10-20 二次折彎8、除料、孔這些特征與零件中的造型特征完全相同，這里不再介紹。9、其他特征鈑金造型還包括了：閉合邊角、沖壓除料、壓延、氣窗、展平等造型方法，在制圖教學(xué)中不再進(jìn)行介紹，有興趣的同學(xué)可以查閱有關(guān)的資料，上機(jī)進(jìn)行練習(xí)。10、鈑金投影與展開(kāi)鈑金零件的投影與一般零件的