鈑金展開放樣技術(shù)

2021/5/91金工實訓系列課程一、展開放樣的基本原則與方法

1、展開放樣三原則

1.1、準確精確原則：展開方法必須正確，展開計算準確，求實長精確，展開圖作圖精確，樣板制作精確?？紤]到以后的切割下料還可能存在誤差，放樣工序的精確度要求更高，一般誤差≤0.25mm。

1.2、工藝可行原則：放樣必須熟悉工藝，工藝上必須通得過才行。也就是說，大樣畫得出來還要做的出來，而且要容易做，做起來方便，不能給后續(xù)制造添麻煩；中心線、彎曲線、組裝線預留線等以后工序所需的都要在樣板上標明。

2021/5/92金工實訓系列課程

1.3、經(jīng)濟實用原則：對一個具體的生產(chǎn)單位而言，理論上正確的并不一定是可操作的，先進的并不一定是可行的，最終的方案一定要根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)要求、工藝因素、設備條件、外協(xié)能力、生產(chǎn)成本、工時工期、人員素質(zhì)、經(jīng)費限制等等情況綜合考慮，具體問題具體分析，努力找到經(jīng)濟可行，簡便快捷、切合實際的經(jīng)濟實用方案，不能超現(xiàn)實，脫離現(xiàn)有工藝系統(tǒng)的制造能力。2021/5/93金工實訓系列課程2.展開三方法

要把展開圖在同一平面上畫出來，必須掌握替換面構(gòu)成各線的實際長度。求出這些實際長度，也就是求實長，有兩個途徑：一是通過計算，二是通過幾何作圖。其他宣稱的各種展開方法，如表格法、比例法等等，都是由此衍生出來的。由這兩個途徑產(chǎn)生了兩個方法，加上極具前景的計算機輔助展開和輔助切割，展開的方法可以歸納為三種：

1）幾何法展開

2）計算法展開

3）計算機輔助展開

2021/5/94金工實訓系列課程1）幾何法展開

幾何法展開，準確一點，應叫幾何作圖法展開。展開過程中，求實長和畫展開圖都是用幾何作圖的方式來完成的。幾何法展開又可細分為許多實用方法，常用的有三種：a、放射線法；b、平行線法；

c、三角形法2）計算法展開

計算法展開，顧名思義，要通過計算。其實在展開過程中，它只是用計算的方法求實長，畫展開圖還是用幾何作圖。幾何法與計算法2021/5/95金工實訓系列課程3）計算機輔助展開

計算機在鈑金設計制造中的應用之一即是計算機輔助展開和計算機輔助切割，在數(shù)控切割機上，二者甚至可以同時完成。計算機輔助展開的應用軟件不少，多以薄鈑件設計為主，兼有展開功能；方法上則分參數(shù)建模和特征造型兩大類；CAD&CAM2021/5/96金工實訓系列課程3.常用放樣三樣板1）樣板的應用與分類為了避免損傷鋼板，我們一般不在鋼板上直接放樣，而是通過放樣，制作樣板，再靠準樣板去鋼板上畫線。放樣時一般要做三個樣板：

a.下料用的展開樣板；

b.成形時檢測彎曲程度的成形樣板；

c.組裝時檢測相對角度、相互位置的組裝樣板。后兩個樣板俗稱卡樣板。2021/5/97金工實訓系列課程

制作樣板的材料常用的有厚紙板、油毛氈和薄鐵皮。這些材料各有其長，根據(jù)需要選用：厚紙板性價比小，適宜作小樣板；油毛氈拼接方便，適宜畫大的展開圖，應用廣泛，但不能多次使用；薄鐵皮做的樣板盡管價格偏高，但強度與剛度都好，精確耐用，便于保存，特別適于批量生產(chǎn)，更是作卡樣板的首選材料。4、樣板的材料與制作2021/5/98金工實訓系列課程二、大小頭的展開放樣

1.大小頭的表面特性

大小頭上下口平行，是圓管變徑時使用的連接件，有同心和偏心之分。同心大小頭表面是正圓錐面，偏心大小頭表面是斜圓錐面，它們都是直紋面。

所謂直紋面，指一條母線按某種特定的規(guī)則沿著一條基線運動時在空間劃出來的曲面。母線在基線各點都有一條位置線，這線叫該點的素線。顯然，曲面由素線構(gòu)成。立管變徑時，連接件常采用同心大小頭。水平管路變徑，要求嚴格時用90°偏心大小頭。2021/5/99金工實訓系列課程2.同心大小頭的展開1）已知條件：大頭中徑φD=120；小頭中徑φX=60；高h=100；大、小口平面互相平行，且小頭圓心在大頭平面的投影與大頭圓心重合。圖2-3-0同心大小頭的展開圖2021/5/910金工實訓系列課程2）展開步驟：（1）以水平面為大頭基面，根據(jù)已知條件作立面圖，即作HS⊥SA，其中HS=h，SA=φD/2；過H作HB∥SA，HB=φX/2；（2）將錐臺斜邊AB延長與中軸線HS的延長線交于O；以O為圓心,以OA、OB為半徑分別畫?。唬?）在OA弧上量取AD弧，使其弧長等于底圓周長（L=πφD）；（4）連OD，交OB弧與C；則扇形ABCD為所求展開圖形。展開步驟（1）2021/5/911金工實訓系列課程5）注意：不宜先在OB弧上量取小頭圓周長。因為OB上的量取誤差將在外?。∣A弧）上出現(xiàn)誤差放大,可能導致超出允許的公差范圍。6）也可以通過計算展開扇形的圓心角來確定OD。圓心角可按下式計算：

將本題已知條件代入，α=103.4°7）如圖2-3-0，在AA′下方拼畫半個俯視圖，將底圓6等分并過等分點畫出素線；對展開圖亦作同樣等分并過等分點畫出素線；展開步驟（2）2021/5/912金工實訓系列課程

1）已知條件：大頭中徑Φx。小頭中徑Φs，斜錐臺高h，偏心距e，斜錐臺上下口面平行且關(guān)于中面0S7對稱。2）展開分析⑴在△0S6中，0S是斜錐的高，06（粗線）是素線，S6（虛線）在俯視圖上的投影。因為0S垂直于底面，故△0S6是直角三角形；∠0S6為直角；而素線06是該直角三角形的斜邊。這就是我們求斜錐素線實長的依據(jù)。圖2-3-1a斜錐的已知條件與實長分析2.偏心大小頭的展開2021/5/913金工實訓系列課程

(2)錐臺實際上是以同一斜錐切掉上面小錐形成的，顯然，展開圖組成上也有同樣關(guān)系。展開時我們先處理大錐，后解決小錐。3）按已知條件畫立面圖、俯視圖。注意：畫立面圖時應以中徑為準。如果已知條件給定的是外徑或中徑，就必須根據(jù)板厚先求出中徑。4）利用∠OS7為90°，求實長。5）畫展開圖⑴以01為剖開線，在合適處垂直方向作中線07；⑵以S點為圓心，各分點素線實長為半徑畫得如圖1、2、3、4、5、6弧；展開分析2021/5/914金工實訓系列課程求實長圖2-3-1b斜錐展開---求實長⑶以7點為圓心，1/12底圓周長為半徑畫弧，交6弧于二個6點，再以兩6點為圓心，1/12底圓周長為半徑畫弧，交5弧于二個5點；如此下去，同法求至兩個1點；⑷檢查所得13個點的曲線長度，如與計算所得的底圓周長誤差大于3mm，應及時修正；

2021/5/915金工實訓系列課程

圖2-3-1c斜錐展開圖

畫展開圖⑸

圓滑連接各點得大口展開線；⑹如圖連接0點與各點，并在上述各線上由0點起量取小錐相應實長；圓滑連接所得各點即成小口展開線；⑺連接大、小口對應端點，完成整個展開圖。2021/5/916金工實訓系列課程三、彎頭的展開1.圓管焊接彎頭及其主要參數(shù)

彎頭是用于管路轉(zhuǎn)彎時的連接件。按口徑分類，彎頭可分為等徑彎頭和異徑彎頭；按制作方式分類，彎頭有彎制、壓制、擠制和焊制之分；按截面形狀分類，則可以分為圓管彎頭、方管彎頭、方圓管轉(zhuǎn)換彎頭、異徑彎頭、異形轉(zhuǎn)換彎頭等。我們這里講的彎頭展開，指的是一節(jié)節(jié)組焊而成的“蝦米彎”，主要包括等徑圓彎頭、異徑圓彎頭、方圓管轉(zhuǎn)換彎頭。2021/5/917金工實訓系列課程焊制彎頭的幾個主要參數(shù)：（參看圖2-3-2a）

彎頭角度：指彎頭兩個管口面間的夾角；

彎頭直徑：指彎頭管材的外徑、內(nèi)徑或中徑；

彎曲半徑：指管段軸線的內(nèi)切圓半徑。即管口中心到了兩管口面交線的距離；

彎頭節(jié)數(shù)：彎頭的端節(jié)是中間節(jié)的一半，兩個端節(jié)合起來是一節(jié)，再加上中間節(jié)數(shù)，合稱彎頭的節(jié)數(shù)；

焊制彎頭及其主要參數(shù)2021/5/918金工實訓系列課程1）彎頭展開的已知條件與要求⑴已知條件彎頭角度α=90°；管子外徑φW=60；彎曲半徑r=150

彎頭節(jié)數(shù)n=3；樣板厚度δ=0.5

圖2-3-2a彎頭的已知條件2.等徑彎頭的展開2021/5/919金工實訓系列課程

2）展開要求①用平行線法作外徑φ60管的外包全節(jié)樣板。②方法正確。③作圖精確：幾何作圖誤差≤0.25，展開長度誤差≤±1。

3）展開準備①求半節(jié)角度：按節(jié)數(shù)計算半節(jié)（端頭）截面傾斜角度；（αb=α/2n）。②展開三處理：按管徑、材料板厚、連接方式和制作工藝決定展開中徑、接口位置和余量。等徑彎頭的已知條件與展開要求2021/5/920金工實訓系列課程1.求實長：1）按已知條件先畫半節(jié)彎頭角度線∠BOK，進而畫出半節(jié)彎頭立面圖1′177′，其中OS=R：2）以立面圖管口線為俯視圖中心線，拼畫半個俯視圖；3）如圖，12等分俯視圖管口圓并過各等分點作OB的垂線，則各垂線夾在半節(jié)角兩邊線中間的線段長就是過各分點的素線之實長。

圖2-3-2b彎頭實長圖求實長2021/5/921金工實訓系列課程畫展開圖展開圖畫圖步驟：（1）計算展開長度：L=p（60+0.5）=190；（2）作平行素線組：在OS延長線上取AB=190，12等分AB，過各等分點作AB垂線；（3）求端口展開曲線：過各實長線上端點引AB平行線求出各展開點，圓滑連接各展開點；（4）畫全節(jié)展開圖圖3-2-2c彎頭展開圖2021/5/922金工實訓系列課程

彎頭制作時常用外包樣板直接在管子上下料；較大口徑的卷制彎頭也可以先卷成管后再在管上下料、切割作彎頭。這樣，直管下料就成了一項重要的操作。

1）首先要計算準直管管長；

2）下料時應先在管端圓周四等分處沿軸向畫出四條素線，作為外包樣板對位時的基準線，并按事先計算的數(shù)據(jù)標出定位點；

3）按基準點線用樣板畫線，有誤差要分析，及時調(diào)整糾正；

4）各基準線處也是彎頭組裝時的重要的對位點，為了防止工作中所畫線被檫掉，最好在基準線處打上幾點樣沖眼或作上其他標記。

直管下料2021/5/923金工實訓系列課程圖2-3-2d直管下料圖

直管下料圖2021/5/924金工實訓系列課程四、三通的展開1.三通及其主要參數(shù)三通是管路引出一個分支管時的連接件。支管與主管口徑相同時的三通叫等徑三通，口徑不同時則叫異徑三通；支管中心線與主管中心線相交，交角為90°叫正三通，否則叫斜三通；如果中心線不相交，那就叫偏三通；還有，支管與主管截面形狀都不同的三通叫異形三通。本次實訓的重點只能放在難度不大的圓管三通制作上

。圓管三通的主要參數(shù)有：三通的角度；主管、支管的直徑；支管對主管的偏心距；其他相關(guān)大小尺寸。圓管三通的展開與圓管彎頭一樣采用平行線法展開。

2021/5/925金工實訓系列課程2.等徑斜三通的展開1）已知條件如圖2-3-3a所示：主管外徑ψ88.5支管外徑ψ88.5中心線夾角45°樣板厚度0.5主、支管管端到開口的最短距離均為50。等徑斜三通2021/5/926金工實訓系列課程2）展開要求（1）求作支管的外包樣板和主管的開孔樣板；（2）方法正確，作圖精確。3）展開分析

(1)本題兩等徑管相貫，中心線相交；正因為等徑，故其相貫線不能偏向任何一方，因此在立面圖中相貫線只能是中心線夾角的平分線；

(2)從圖中∠A0C和∠A0D看支管，其實就是兩個不同角度彎頭里邊的一半，因此支管的展開跟彎頭的展開方法是一樣的；

(3)展開曲線應該是相位相差180°的兩個半波正弦曲線相連而成。

等徑斜三通展開分析2021/5/927金工實訓系列課程3.求實長（見圖2-3-3b）（1）按外包樣板卷筒中徑畫支管立面圖；（2）配畫支管半個截面園并6等分該半圓；（3）求支管各等分點處素線實長。4.畫支管展開圖（1）按展開長度（89π）和等份數(shù)（12）作平行線組；（2）按相應實長在對應平行線上取展開點；（3）圓滑連接各點并完成展開圖。5.畫主管開孔展開圖。（見圖2-3-3c）展開步驟2021/5/928金工實訓系列課程圖2-3-3b斜三通支管展開圖

支管展開圖2021/5/929金工實訓系列課程3.異徑斜三通的展開（見圖2-3-7）1）已知條件與要求（1）已知條件：支管外徑Φ70；主管外徑Φ80；軸線相交且夾角45°；中面上的相貫點到管端距離均為50；兩軸線所在面為對稱中面；異徑斜三通2021/5/930金工實訓系列課程（2）制作斜三通上插管的外包樣板和主管的開孔樣板；（3）分析：本題的關(guān)鍵是畫立面圖上兩管的相貫線。要畫相貫線，先求線上的關(guān)鍵點，然后連點成線。相貫點的求得，我們用前面學過的軌跡法或來解決，即通過畫出主管、支管表面距中面17等距離點的軌跡并求其交點的辦法進行。支管的展開和主管開孔的展開與等徑三通展開相同。2）求相貫點：3）插管展開：4）開孔展開圖：展開步驟2021