王 嫻

(江蘇省常州技師學(xué)院，江蘇 常州213000)

用金屬板料制成的各種構(gòu)件，通常的加工程序?yàn)?先根據(jù)制件圖紙的要求在金屬板料上畫(huà)出其展開(kāi)圖，然后再按展開(kāi)圖進(jìn)行下料、彎曲或沖壓等加工成形，最后進(jìn)行裝配，同時(shí)經(jīng)焊接、鉚接等加工方法加工成制件。對(duì)于這種用板料制作的零件，除需要用視圖表示零件的形狀外，還要用展開(kāi)圖表示零件制作前板料的形狀。依據(jù)零件的視圖繪制展開(kāi)圖，實(shí)質(zhì)上就是求取表面的真實(shí)形狀。展開(kāi)放樣是鈑金構(gòu)件加工制造過(guò)程的第一道工序，其質(zhì)量如何將直接影響到后續(xù)工序的順利進(jìn)行和產(chǎn)品的質(zhì)量。

展開(kāi)圖是畫(huà)法幾何研究的一項(xiàng)內(nèi)容，而畫(huà)法幾何學(xué)是一門(mén)獨(dú)特的學(xué)科。它的任務(wù)之一是運(yùn)用“圖解方法”代替“計(jì)算公式”，在平面圖形上求解空間幾何性質(zhì)的問(wèn)題。畫(huà)法幾何是機(jī)械制圖的投影理論基礎(chǔ)，它應(yīng)用投影的方法研究視圖、軸測(cè)圖、透視圖和標(biāo)高投影圖的繪制原理，其中視圖是主要研究?jī)?nèi)容。與鈑金展開(kāi)圖關(guān)聯(lián)的畫(huà)法幾何主要教學(xué)點(diǎn)如下。

1 幾何作圖與旋轉(zhuǎn)法求實(shí)長(zhǎng)

展開(kāi)圖的基本方法主要有幾何作圖法、計(jì)算法及計(jì)算機(jī)編程法等。在生產(chǎn)中較簡(jiǎn)便的方法為幾何作圖法。采用幾何作圖法作構(gòu)件的展開(kāi)圖，首先要熟練地掌握一些基本的幾何作圖方法。

1.1 垂線(xiàn)的畫(huà)法

1)過(guò)線(xiàn)段上任意點(diǎn)畫(huà)垂線(xiàn)。

2)過(guò)線(xiàn)段上端點(diǎn)畫(huà)垂線(xiàn)。

3)過(guò)線(xiàn)段外任意點(diǎn)畫(huà)垂線(xiàn)。

1.2 平行線(xiàn)的畫(huà)法

1)作與已知線(xiàn)段相距一定距離的平行線(xiàn)。

2)過(guò)線(xiàn)段外某一點(diǎn)作與線(xiàn)段平行的直線(xiàn)。

1.3 圓及橢圓的畫(huà)法

1.4 線(xiàn)段的等分及圓弧的等分

在實(shí)際放樣中需要應(yīng)用投影變換來(lái)求出線(xiàn)段的實(shí)長(zhǎng)，旋轉(zhuǎn)法是求線(xiàn)段實(shí)長(zhǎng)的方法之一。旋轉(zhuǎn)法就是保持投影面不動(dòng)，讓空間形體繞某條軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)到需要的位置，求出新的投影。如圖1 所示，以AO為軸，將一般位置線(xiàn)段AB旋轉(zhuǎn)至與平面平行的AB1位置。此時(shí)線(xiàn)段AB已由一般位置變?yōu)檎骄€(xiàn)位置，其新的正投影a'b″即為AB的實(shí)長(zhǎng)。圖1(b)所示為上述旋轉(zhuǎn)法求實(shí)長(zhǎng)的投影圖。圖1(c)所示為將線(xiàn)段AB旋轉(zhuǎn)成水平位置求實(shí)長(zhǎng)的作圖過(guò)程。

圖1 旋轉(zhuǎn)法求實(shí)長(zhǎng)

2 截交線(xiàn)與換面法的綜合應(yīng)用

展開(kāi)技術(shù)中研究平面與立體表面相交的主要目的是求截交線(xiàn)，因?yàn)槟芊駵?zhǔn)確求出平面與不同立體表面相交而形成的截交線(xiàn)，將直接影響構(gòu)件形狀及構(gòu)件展開(kāi)圖的正確性。如圖2 所示，只有準(zhǔn)確地作出斜截圓柱的截交線(xiàn)，才可畫(huà)出展開(kāi)圖。

截交線(xiàn)是平面與空間形體表面的交線(xiàn)，它是畫(huà)法幾何研究的內(nèi)容之一。當(dāng)空間形體表面是曲面時(shí)，截交線(xiàn)是一條平面曲線(xiàn)，當(dāng)空間形體表面由若干個(gè)平面組成時(shí)，截交線(xiàn)是一個(gè)多邊形。在給定平面和空間形體的相對(duì)位置后，從多面正投影圖中可以容易地畫(huà)出平面和空間形體的投影，但它們截交線(xiàn)的投影一般不能直接畫(huà)出，通常需要采用輔助面法先求出截交線(xiàn)上若干點(diǎn)的投影，然后再將它們連接成截交線(xiàn)。

圖2 斜截圓柱體的展開(kāi)圖

在展開(kāi)技術(shù)中投影變換也是一個(gè)重要的作圖方法，投影變換是通過(guò)改變空間形體和投影面的相對(duì)位置的新投影方法。投影變換主要有換面法和旋轉(zhuǎn)法，與鈑金展開(kāi)圖關(guān)聯(lián)的知識(shí)點(diǎn)主要是換面法。換面法是指空間形體不動(dòng)，用新的符合解題要求的投影面來(lái)替換原有的投影面，得出空間形體新的投影。換面法的變換規(guī)律是:點(diǎn)的新投影到新投影軸的距離等于點(diǎn)的被替換投影到被替換軸的距離。如圖3 中，可采用換面法得到截?cái)嗝鎸?shí)形。

圖3 圓柱截?cái)嗝鎸?shí)形

3 相貫線(xiàn)與點(diǎn)的投影

在展開(kāi)放樣中，經(jīng)常會(huì)遇到各種形體相交而成的構(gòu)件，由兩個(gè)或兩個(gè)以上的基本形體結(jié)合而成的構(gòu)件稱(chēng)為相貫體。兩形體表面相交的線(xiàn)稱(chēng)為相貫線(xiàn)，冷作鈑金中也習(xí)慣稱(chēng)為結(jié)合線(xiàn)。相貫線(xiàn)一經(jīng)確定，相貫體就被分割成若干個(gè)基本形體，便可進(jìn)行基本形體的展開(kāi)。因此正確畫(huà)出相貫線(xiàn)是求作展開(kāi)圖的先決條件。

相貫線(xiàn)是兩形體表面的共有線(xiàn)和分界線(xiàn)，求相貫線(xiàn)的實(shí)質(zhì)就是在相交兩形體表面上找出一定數(shù)量的共有點(diǎn)，并把它們連接起來(lái)。如圖4，在求等徑正交三通管的展開(kāi)圖時(shí)，首先要利用點(diǎn)的投影求出相貫線(xiàn)的投影，才能準(zhǔn)確地作出展開(kāi)圖。

圖4 等徑正交三通管的展開(kāi)

4 結(jié)語(yǔ)

在鈑金展開(kāi)圖的教學(xué)過(guò)程中如何將關(guān)聯(lián)的知識(shí)點(diǎn)優(yōu)化組合，將是筆者在今后的教學(xué)中需不斷探討和改進(jìn)的地方。參考文獻(xiàn):

［1］ 李家瑞.冷作鈑金工［M］. 北京:中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2008.

［2］ 錢(qián)可強(qiáng). 機(jī)械制圖［M］. 北京:中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2007.