張占德

（唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305）

圓柱管偏心斜交圓錐管的展開畫法

張占德

（唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305）

采用輔助素線平面法求解出圓柱管偏心斜交圓錐管的相貫線，進(jìn)而將兩構(gòu)件放樣展開，并分析了影響展開準(zhǔn)確性的幾點(diǎn)因素。

圓柱管；圓錐管；偏心斜交；輔助素線平面法；展開

圓柱管偏心斜交圓錐管是一種比較少見的相貫體，我公司真空蒸餾項(xiàng)目中，第二閃發(fā)器的錐底即為此種結(jié)構(gòu)，流體經(jīng)圓柱形斜插管進(jìn)入錐底形成漩渦，從而促進(jìn)物料的物理、化學(xué)反應(yīng)。此類結(jié)構(gòu)屬于典型的鉚焊鈑金構(gòu)件，制作加工過程中首先要畫出兩個(gè)構(gòu)件的展開圖，進(jìn)而精準(zhǔn)的切割出圓柱管的切口及圓錐管的孔洞，保證組裝焊接質(zhì)量。由于結(jié)構(gòu)的特殊性，其展開過程繁瑣復(fù)雜，用常規(guī)的方法很難求出。

1 結(jié)構(gòu)分析

圖1為圓柱管偏心斜交圓錐管的主、俯視圖，從圖中可以看出，圓柱管與圓錐管外皮相切，兩管件軸線前后錯(cuò)開，圓柱管軸線與鉛垂面、水平面夾角均小于90°。正面投影反映構(gòu)件的部分實(shí)際尺寸，而水平投影不反映實(shí)長(zhǎng)，任一視圖中都無法反映兩構(gòu)件相貫線的真實(shí)投影。

圖1 圓柱管偏心斜交圓錐管主、俯視圖

2 展開原理

2.1 展開方法及難點(diǎn)

圓柱管偏心斜交圓錐管的展開，首先應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的實(shí)際尺寸畫出主、俯（左）視圖，并準(zhǔn)確的描繪出兩者的相貫線，沿相貫線將兩相交構(gòu)件分離，按各自的形狀特點(diǎn)采用平行線法、放射線法進(jìn)行展開。

此構(gòu)件的展開難點(diǎn)是求取其相貫線的過程。從圖1可以看出，圓錐管的軸線垂直于水平投影面，圓柱管的軸線不垂直于任一投影面，兩者的相貫線在任一視圖中的積聚投影均不反映實(shí)長(zhǎng)，只能采用輔助平面截切構(gòu)件，求出相貫線。又由于圓柱管空間位置的特殊性，如果選擇正常的垂直或水平輔助截切面，則無法用作圖法求得截交點(diǎn)，也不能求出相貫線的正確投影。

2.2 輔助素線平面法原理

如圖2所示，輔助素線平面法是以過圓錐管頂點(diǎn)O及圓柱管任意素線AA＇的平面S作為輔助截切面。由截切得到截交線，截交線上產(chǎn)生的3面（截切面、圓柱管截面、圓錐管截面）交點(diǎn)A＇即為圓柱管偏心斜交圓錐管相貫線上的點(diǎn)。依據(jù)此方法，選擇不同的圓柱管素線，就能求出不同的相貫線上的點(diǎn)。

圓錐管頂點(diǎn)O及圓柱管任意素線均屬于特殊的點(diǎn)和線，可以在投影圖上求出來，根據(jù)主俯視圖的投影關(guān)系，求出截切面，從而求出面上相應(yīng)的截交點(diǎn)，將這些點(diǎn)依次光滑連接起來，即為所求得的相貫線。

圖2 輔助素線平面法原理圖

3 展開方法及步驟

為便于畫圖，暫不考慮構(gòu)件的板厚影響，均以構(gòu)件的外形尺寸為依據(jù)繪圖。

3.1 求解相貫線

1）按照?qǐng)A柱管及圓錐管的外形尺寸畫出構(gòu)件的主、俯視圖，延長(zhǎng)圓錐管的母線交于點(diǎn)O（O′），其底圓所在平面為l。

2）將圓柱管沿周長(zhǎng)12等分，在兩個(gè)視圖中分別作出12條等分素線1（1′）、2（2′）、3（3′）……10（10′）、11（11′）、12（12′），主視圖中各素線分別與平面l交于A、B、C……J、K、L。

3）連接O′、3′，交l面于C′點(diǎn)，則由O′、C、C′三點(diǎn)構(gòu)成的平面O′CC′即為過圓柱管素線3′C的輔助平面，此面必過圓柱管與圓錐管結(jié)合線中的一點(diǎn)c′。

4）作過C點(diǎn)的垂線，交俯視圖中圓柱管素線3于C1點(diǎn)，過點(diǎn)C′作垂線與俯視圖中過O、3點(diǎn)的直線交C′1點(diǎn)，則面OC1C′1即為平面O′CC′在俯視圖中的投影。

5）連接C1C′1交圓錐管底圓于C′，連接OC′交圓柱管素線3 C1于點(diǎn)c，點(diǎn)c即為過圓柱管素線3（3′）與圓錐管的結(jié)合點(diǎn)，過c點(diǎn)作垂線與主視圖中素線3′C相交，得到此結(jié)合點(diǎn)的主視圖投影c′。

6）按上述方法分別作出過素線1（1′）、2（2′）、4（4′）……10（10′）、11（11′）、12（12′）的結(jié)合點(diǎn)a（a′）、b（b′）、d（d′）……j（j′）、k（k′）、l（l′）。

7）用光滑的曲線連接點(diǎn)a（a′）、b（b′）、d（d′）……j（j′）、k（k′）、l（l′），即可得到圓柱管與圓錐管的相貫線俯（主）視圖投影。

3.2 畫展開圖

以相貫線為分界，將構(gòu)件分解成圓柱管、正圓錐管兩部分，分別進(jìn)行展開。在主視圖中，圓柱管投影能夠反映實(shí)長(zhǎng)，可以用平行線法進(jìn)行展開；圓錐管的展開則需分別利用主、俯視圖中的投影采取放射線法進(jìn)行展開。因二者的展開方法比較常用，在這里不作細(xì)講，圖4即為忽略板厚影響的圓柱管與圓錐管展開圖。

圖3 求解相貫線示意圖

圖4 圓柱管與圓錐管的展開圖

4 注意事項(xiàng)

4.1 等分點(diǎn)的數(shù)量

在對(duì)圓柱管進(jìn)行等分時(shí)，等分點(diǎn)數(shù)量的多少會(huì)直接影響到展開圖的精確程度，等分點(diǎn)越多，展開圖越精準(zhǔn)，同時(shí)，等分點(diǎn)增多也勢(shì)必會(huì)給整個(gè)繪制展開圖過程帶來難度，因此標(biāo)記好每一個(gè)等分點(diǎn)的序號(hào)，并按序號(hào)逐個(gè)進(jìn)行繪圖十分重要。

4.2 圓柱管的最長(zhǎng)素線與最短素線

由于與圓錐管為偏心斜交，圓柱管的展開圖是一種不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其最長(zhǎng)素線與最短素線不同在過圓柱管軸線的平面內(nèi)，在等分點(diǎn)數(shù)量有限的情況下很難同時(shí)求出其最長(zhǎng)素線與最短素線。這一問題往往只能在設(shè)備制作加工的過程中通過合理的修整來解決。

4.3 板厚處理

上述展開過程是在假設(shè)構(gòu)件的板厚為零的前提下進(jìn)行的，而實(shí)際構(gòu)件的板料是有一定的厚度的。板料較薄時(shí)（＜1.5mm），可不考慮其厚度影響。當(dāng)板料較厚時(shí)，必須按兩曲面相交的規(guī)律來處理板厚，消除其影響，確保構(gòu)件符合設(shè)計(jì)要求。

［1］ 崔振勇，印建平.機(jī)械制圖［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003：81～87

［2］ 戴立玲，楊世平.工程制圖［M］.北京：中國(guó)林業(yè)出版社，2006：119～129

［3］ 樊文萱，等.鈑金展開技術(shù)手冊(cè)［M］.北京：北京出版社，1992：510～512

TH 126.2；TQ 055.8

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