鈑金展開放樣技術(shù)

管件制作培訓(xùn)2/1/20231金工實(shí)訓(xùn)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(zhǔn)確精確原則：展開方法必須正確，展開計(jì)算準(zhǔn)確，求實(shí)長(zhǎng)精確，展開圖作圖精確，樣板制作精確。考慮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(guò)才行。也就是說(shuō)，大樣畫得出來(lái)還要做的出來(lái)，而且要容易做，做起來(lái)方便，不能給后續(xù)制造添麻煩；中心線、彎曲線、組裝線預(yù)留線等以后工序所需的都要在樣板上標(biāo)明。

2/1/20232金工實(shí)訓(xùn)系列課程

1.3、經(jīng)濟(jì)實(shí)用原則：對(duì)一個(gè)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(jìn)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(shè)備條件、外協(xié)能力、生產(chǎn)成本、工時(shí)工期、人員素質(zhì)、經(jīng)費(fèi)限制等等情況綜合考慮，具體問(wèn)題具體分析，努力找到經(jīng)濟(jì)可行，簡(jiǎn)便快捷、切合實(shí)際的經(jīng)濟(jì)實(shí)用方案，不能超現(xiàn)實(shí)，脫離現(xiàn)有工藝系統(tǒng)的制造能力。2/1/20233金工實(shí)訓(xùn)系列課程2.展開三方法要把展開圖在同一平面上畫出來(lái)，必須掌握替換面構(gòu)成各線的實(shí)際長(zhǎng)度。求出這些實(shí)際長(zhǎng)度，也就是求實(shí)長(zhǎng)，有兩個(gè)途徑：一是通過(guò)計(jì)算，二是通過(guò)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(lái)的。由這兩個(gè)途徑產(chǎn)生了兩個(gè)方法，加上極具前景的計(jì)算機(jī)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(jì)算法展開3）計(jì)算機(jī)輔助展開

2/1/20234金工實(shí)訓(xùn)系列課程1）幾何法展開

幾何法展開，準(zhǔn)確一點(diǎn)，應(yīng)叫幾何作圖法展開。展開過(guò)程中，求實(shí)長(zhǎng)和畫展開圖都是用幾何作圖的方式來(lái)完成的。幾何法展開又可細(xì)分為許多實(shí)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(jì)算法展開

計(jì)算法展開，顧名思義，要通過(guò)計(jì)算。其實(shí)在展開過(guò)程中，它只是用計(jì)算的方法求實(shí)長(zhǎng)，畫展開圖還是用幾何作圖。幾何法與計(jì)算法2/1/20235金工實(shí)訓(xùn)系列課程3）計(jì)算機(jī)輔助展開

計(jì)算機(jī)在鈑金設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用之一即是計(jì)算機(jī)輔助展開和計(jì)算機(jī)輔助切割，在數(shù)控切割機(jī)上，二者甚至可以同時(shí)完成。計(jì)算機(jī)輔助展開的應(yīng)用軟件不少，多以薄鈑件設(shè)計(jì)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&CAM2/1/20236金工實(shí)訓(xùn)系列課程3.常用放樣三樣板1）樣板的應(yīng)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(guò)放樣，制作樣板，再靠準(zhǔn)樣板去鋼板上畫線。放樣時(shí)一般要做三個(gè)樣板：a.下料用的展開樣板；b.成形時(shí)檢測(cè)彎曲程度的成形樣板；c.組裝時(shí)檢測(cè)相對(duì)角度、相互位置的組裝樣板。后兩個(gè)樣板俗稱卡樣板。2/1/20237金工實(shí)訓(xùn)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(zhǎng)，根據(jù)需要選用：厚紙板性價(jià)比小，適宜作小樣板；油毛氈拼接方便，適宜畫大的展開圖，應(yīng)用廣泛，但不能多次使用；薄鐵皮做的樣板盡管價(jià)格偏高，但強(qiáng)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2/1/20238金工實(shí)訓(xùn)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(shí)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(yùn)動(dòng)時(shí)在空間劃出來(lái)的曲面。母線在基線各點(diǎn)都有一條位置線，這線叫該點(diǎn)的素線。顯然，曲面由素線構(gòu)成。立管變徑時(shí)，連接件常采用同心大小頭。水平管路變徑，要求嚴(yán)格時(shí)用90°偏心大小頭。2/1/20239金工實(shí)訓(xùn)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(yuǎn)=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2/1/202310金工實(shí)訓(xùn)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(guò)H作HB∥SA，HB=φX/2；（2）將錐臺(tái)斜邊AB延長(zhǎng)與中軸線HS的延長(zhǎng)線交于O；以O(shè)為圓心,以O(shè)A、OB為半徑分別畫??；（3）在OA弧上量取AD弧，使其弧長(zhǎng)等于底圓周長(zhǎng)（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）2/1/202311金工實(shí)訓(xùn)系列課程5）注意：不宜先在OB弧上量取小頭圓周長(zhǎng)。因?yàn)镺B上的量取誤差將在外弧（OA?。┥铣霈F(xiàn)誤差放大,可能導(dǎo)致超出允許的公差范圍。6）也可以通過(guò)計(jì)算展開扇形的圓心角來(lái)確定OD。圓心角可按下式計(jì)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(gè)俯視圖，將底圓6等分并過(guò)等分點(diǎn)畫出素線；對(duì)展開圖亦作同樣等分并過(guò)等分點(diǎn)畫出素線；展開步驟（2）2/1/202312金工實(shí)訓(xùn)系列課程

1）已知條件：大頭中徑Φx。小頭中徑Φs，斜錐臺(tái)高h(yuǎn)，偏心距e，斜錐臺(tái)上下口面平行且關(guān)于中面0S7對(duì)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?yàn)?S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(shí)長(zhǎng)的依據(jù)。圖2-3-1a斜錐的已知條件與實(shí)長(zhǎng)分析2.偏心大小頭的展開2/1/202313金工實(shí)訓(xùn)系列課程

(2)錐臺(tái)實(shí)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(shí)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(shí)應(yīng)以中徑為準(zhǔn)。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(shí)長(zhǎng)。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(diǎn)為圓心，各分點(diǎn)素線實(shí)長(zhǎng)為半徑畫得如圖1、2、3、4、5、6弧；展開分析2/1/202314金工實(shí)訓(xùn)系列課程求實(shí)長(zhǎng)圖2-3-1b斜錐展開---求實(shí)長(zhǎng)⑶以7點(diǎn)為圓心，1/12底圓周長(zhǎng)為半徑畫弧，交6弧于二個(gè)6點(diǎn)，再以兩6點(diǎn)為圓心，1/12底圓周長(zhǎng)為半徑畫弧，交5弧于二個(gè)5點(diǎn)；如此下去，同法求至兩個(gè)1點(diǎn)；⑷檢查所得13個(gè)點(diǎn)的曲線長(zhǎng)度，如與計(jì)算所得的底圓周長(zhǎng)誤差大于3mm，應(yīng)及時(shí)修正；

2/1/202315金工實(shí)訓(xùn)系列課程

圖2-3-1c斜錐展開圖

畫展開圖⑸圓滑連接各點(diǎn)得大口展開線；⑹如圖連接0點(diǎn)與各點(diǎn)，并在上述各線上由0點(diǎn)起量取小錐相應(yīng)實(shí)長(zhǎng)；圓滑連接所得各點(diǎn)即成小口展開線；⑺連接大、小口對(duì)應(yīng)端點(diǎn)，完成整個(gè)展開圖。2/1/202316金工實(shí)訓(xùn)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(shí)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。2/1/202317金工實(shí)訓(xùn)系列課程焊制彎頭的幾個(gè)主要參數(shù)：（參看圖2-3-2a）

彎頭角度：指彎頭兩個(gè)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(gè)端節(jié)合起來(lái)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)2/1/202318金工實(shí)訓(xùn)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2/1/202319金工實(shí)訓(xùn)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(zhǎng)度誤差≤±1。3）展開準(zhǔn)備①求半節(jié)角度：按節(jié)數(shù)計(jì)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2/1/202320金工實(shí)訓(xùn)系列課程1.求實(shí)長(zhǎng)：1）按已知條件先畫半節(jié)彎頭角度線∠BOK，進(jìn)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(gè)俯視圖；3）如圖，12等分俯視圖管口圓并過(guò)各等分點(diǎn)作OB的垂線，則各垂線夾在半節(jié)角兩邊線中間的線段長(zhǎng)就是過(guò)各分點(diǎn)的素線之實(shí)長(zhǎng)。

圖2-3-2b彎頭實(shí)長(zhǎng)圖求實(shí)長(zhǎng)2/1/202321金工實(shí)訓(xùn)系列課程畫展開圖展開圖畫圖步驟：（1）計(jì)算展開長(zhǎng)度：L=p（60+0.5）=190；（2）作平行素線組：在OS延長(zhǎng)線上取AB=190，12等分AB，過(guò)各等分點(diǎn)作AB垂線；（3）求端口展開曲線：過(guò)各實(shí)長(zhǎng)線上端點(diǎn)引AB平行線求出各展開點(diǎn)，圓滑連接各展開點(diǎn)；（4）畫全節(jié)展開圖圖3-2-2c彎頭展開圖2/1/202322金工實(shí)訓(xùn)系列課程

彎頭制作時(shí)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(xiàng)重要的操作。1）首先要計(jì)算準(zhǔn)直管管長(zhǎng)；2）下料時(shí)應(yīng)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(duì)位時(shí)的基準(zhǔn)線，并按事先計(jì)算的數(shù)據(jù)標(biāo)出定位點(diǎn)；3）按基準(zhǔn)點(diǎn)線用樣板畫線，有誤差要分析，及時(shí)調(diào)整糾正；4）各基準(zhǔn)線處也是彎頭組裝時(shí)的重要的對(duì)位點(diǎn)，為了防止工作中所畫線被檫掉，最好在基準(zhǔn)線處打上幾點(diǎn)樣沖眼或作上其他標(biāo)記。

直管下料2/1/202323金工實(shí)訓(xùn)系列課程圖2-3-2d直管下料圖

直管下料圖2/1/202324金工實(shí)訓(xùn)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(gè)分支管時(shí)的連接件。支管與主管口徑相同時(shí)的三通叫等徑三通，口徑不同時(shí)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(shí)訓(xùn)的重點(diǎn)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(duì)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。

2/1/202325金工實(shí)訓(xùn)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2/1/202326金工實(shí)訓(xùn)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?yàn)榈葟剑势湎嘭灳€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(shí)就是兩個(gè)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(yīng)該是相位相差180°的兩個(gè)半波正弦曲線相連而成。

等徑斜三通展開分析2/1/202327金工實(shí)訓(xùn)系列課程3.求實(shí)長(zhǎng)（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(gè)截面園并6等分該半圓；（3）求支管各等分點(diǎn)處素線實(shí)長(zhǎng)。4.畫支管展開圖（1）按展開長(zhǎng)度（89π）和等份數(shù)（12）作平行線組；（2）按相應(yīng)實(shí)長(zhǎng)在對(duì)應(yīng)平行線上取展開點(diǎn)；（3）圓滑連接各點(diǎn)并完成展開圖。5.畫主管開孔展開圖。（見圖2-3-3c）展開步驟2/1/202328金工實(shí)訓(xùn)系列課程圖2-3-3b斜三通支管展開圖

支管展開圖2/1/202329金工實(shí)訓(xùn)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(diǎn)到管端距離均為50；兩軸線所在面為對(duì)稱中面；異徑斜三通2/1/202330金工實(shí)訓(xùn)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(diǎn)，然后連點(diǎn)成線。相貫點(diǎn)的求得，我們用前面學(xué)過(guò)的軌跡法或來(lái)解決，即通過(guò)畫出主管、支管表面距中面17等距離點(diǎn)的軌跡并求其交點(diǎn)的辦法進(jìn)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(diǎn)：3）插管展開：4）開孔展