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出其展開圖，然后再按展開圖進(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圖，實(shí)質(zhì)上就是求取表面的真實(shí)形狀。展開放樣是鈑金構(gòu)件加工制造過程的第一道工序，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。

展開圖是畫法幾何研究的一項(xiàng)內(nèi)容，而畫法幾何學(xué)是一門獨(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)的問題。畫法幾何是機(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內(nèi)容。與鈑金展開圖關(guān)聯(lián)的畫法幾何主要教學(xué)點(diǎn)如下。

1 幾何作圖與旋轉(zhuǎn)法求實(shí)長

展開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)中較簡便的方法為幾何作圖法。采用幾何作圖法作構(gòu)件的展開圖，首先要熟練地掌握一些基本的幾何作圖方法。

1.1 垂線的畫法

1)過線段上任意點(diǎn)畫垂線。

2)過線段上端點(diǎn)畫垂線。

3)過線段外任意點(diǎn)畫垂線。

1.2 平行線的畫法

1)作與已知線段相距一定距離的平行線。

2)過線段外某一點(diǎn)作與線段平行的直線。

1.3 圓及橢圓的畫法

1.4 線段的等分及圓弧的等分

在實(shí)際放樣中需要應(yīng)用投影變換來求出線段的實(shí)長，旋轉(zhuǎn)法是求線段實(shí)長的方法之一。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，將一般位置線段AB旋轉(zhuǎn)至與平面平行的AB1位置。此時(shí)線段AB已由一般位置變?yōu)檎骄€位置，其新的正投影a'b″即為AB的實(shí)長。圖1(b)所示為上述旋轉(zhuǎn)法求實(shí)長的投影圖。圖1(c)所示為將線段AB旋轉(zhuǎn)成水平位置求實(shí)長的作圖過程。

圖1 旋轉(zhuǎn)法求實(shí)長

2 截交線與換面法的綜合應(yīng)用

展開技術(shù)中研究平面與立體表面相交的主要目的是求截交線，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，將直接影響構(gòu)件形狀及構(gòu)件展開圖的正確性。如圖2 所示，只有準(zhǔn)確地作出斜截圓柱的截交線，才可畫出展開圖。

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

圖2 斜截圓柱體的展開圖

在展開技術(shù)中投影變換也是一個(gè)重要的作圖方法，投影變換是通過改變空間形體和投影面的相對位置的新投影方法。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 相貫線與點(diǎn)的投影

在展開放樣中，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)件稱為相貫體。兩形體表面相交的線稱為相貫線，冷作鈑金中也習(xí)慣稱為結(jié)合線。相貫線一經(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。因此正確畫出相貫線是求作展開圖的先決條件。

相貫線是兩形體表面的共有線和分界線，求相貫線的實(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。如圖4，在求等徑正交三通管的展開圖時(shí)，首先要利用點(diǎn)的投影求出相貫線的投影，才能準(zhǔn)確地作出展開圖。

圖4 等徑正交三通管的展開

4 結(jié)語

在鈑金展開圖的教學(xué)過程中如何將關(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:中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2008.

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