设计图学展开图与焊接图

第十五章展开图与焊接件图§15-1 展开图一些机械设备和零件的表面由平面板料通过弯曲或压力加工得到设计形状，生产中先要根据它们的形状和大小，将其表面“摊开”到一个平面上，以获得坯料的落料样板，这个过程叫做表面展开，所得到的平面图形称为展开图。

圆柱管的投影图、展开过程示意图及展开图一、平面板构件的展开平面板构件的表面由多边形平面围成，画平面板构件的展开图实际上就是顺次画出这些多边形平面的实形。

例：求作四棱锥管的展开图1. 在主视图右侧用直角三角形法求作棱线SC的实长，其水平直角边为棱线的水平投影长sc，竖直直角边为棱线两端点S、C的高度差，斜边s0c0即为棱线SC的实长。

然后过g 作水平线交s0c0于g0，g0c0为棱线GC的实长。

展开图3. 在各直线上分别取点E 、F 、G 、…、E ，使AE 、BF 、CG 和DH 等于g 0c 0，最后，用直线依次连接有关各点，便得到四棱锥管的展开图。

2. 在展开图位置以点S 为圆心，s 0c 0为半径画圆弧，在其上依次取点A 、B 、C 、…、A ，使相邻两点间的距离等于俯视图中表示实长的下口边长ab ，然后在点S 、A 、B 、C 、…、A 与S 间连接直线。

展开图二、可展曲面的展开曲面根据其能否被准确地展开为平面，分为可展曲面和不可展曲面。

假设我们把曲面想象为柔软但不能延展的薄膜，当弯曲这些曲面时，一些曲面能够通过连续的变形而与平面完全重合，同时不产生交叠和裂口，这样的曲面称为可展曲面，否则为不可展曲面。

在多种多样的曲面中，只有柱面、锥面和切线曲面（一直线沿一空间曲线运动，并保持与空间曲线相切所形成的曲面）是可展曲面，它们具有连续相邻两条直素线共面的性质。

柱面锥面切线曲面§15-1 展开图例1：求作截头圆柱管的展开图1. 在俯视图中把圆柱底圆作若干等分（图中为十二等分），并在主视图中作出过各等分点的素线的投影1'a'、2'b'、3'c'…。

第一节展开原理1.展开放样的基本思路1) 什么是展开放样所谓展开，实际是把一个封闭的空间曲面沿一条特定的线切开后铺平成一个同样封闭的平面图形。

它的逆过程，即把平面图形作成空间曲面，通常叫成形过程。

实际生产工作中，往往是先设计空间曲面后再制作该曲面，而这个曲面的制造材料大都是平面板料。

因此，用平板做曲面，先要求得相应的平面图形，即根据曲面的设计参数把平面坯料的图样画出来。

这一工艺过程就叫展开放样。

实际工作中，有人把它简称为展开，也有人把它简称为放样，本书中采用前者的说法。

2) 展开的基本思路----换面逼近图2-1-0 换面逼近示意图如图2-1-0，我们按预先设定的经纬网络把曲面网格化，并在曲面上任取其一个四角面元abc d（A、B、C、D为其四个顶点，a、b、c、d为其四条边界弧线）。

连接它的四个顶点A、B、C、D和对角点B、C，将得到一个与四角面元abcd对应的四边形ABCD以及组成四边形ABCD的两个平面三角形△ABC和△BCD。

为了简化我们的研究，我们以三角形△ABC和△BCD代替对应的四角面元abcd，其中直线段AB、AC、CD、DB与a、b、c、d四条弧线分别对应。

对所有的网格都做同样的替代处理，我们就可以得到一个与曲面贴近的，由众多三角平面元构成的多棱面。

多棱面与原曲面当然会存在差别，但是，只要网格数目足够多，他们的误差可以足够小，小到我们允许的公差范围内。

把曲面换成与之相近、由小平面组成的多棱面，再用多棱面的展开图去近似替代该曲面的理论展开图，这就是换面逼近的基本思路。

多棱面的展开是容易的，只要在同一平面上把这些小平面元按相邻位置和共用边逐个画出来就得到了多棱面的展开图。

需要指出的是，如何网格化是个中关键，这一部分将在讲展开方法时详细介绍。

以上讲的是三角平面元替换，其实我们也可以采用其他形状的小平面来换面逼近。

如梯形、六边形等等。

更进一步，我们还可以用简单曲面，如圆柱面、正锥面等来作类似的替换。

焊接接头的形式及示意图焊接接头共有五种形式，对接，角接，T形，搭接和端接接头。

如图4.2所示，这五种基本接头形式都有一定的焊缝和焊缝符号与之对应。

根据不同的接头设计，每种接头形式又形成各种不同的焊缝，并且这些焊缝与每种接头形式很接近。

接头设计确定了其形状，尺寸和结构。

在图4.1的AWS A3.0 (1994 版) 标准术语和定义中增加了卷边接头和铰接焊接接头。

图4.3，卷边接头是五种基本接头形式中的一种，其形成的焊缝接头中至少要有一组成件是卷边形状。

铰接焊接接头是“有另一工件跨越对接接头并分别焊接在要被连接的工件上”(见图4.4)。

图4.1-AWS A3.0，标准焊接术语及定义形成一个接头的每个工件叫焊接件（或焊件），并分为三类，对接焊件，非对接焊件，铰接焊件。

图4.4和4.5对每种焊件都有描述。

对接焊件是用一个对接件防止另一焊接件沿垂直壁厚方向移动。

例如，对接接头的两个焊件都是对接焊件，T型接头或角接接头中的一个焊接件就是对接焊件。

非对接焊件就是一接头焊件可沿垂直其壁厚方向任意移动。

例如，搭接接头的两个焊件都是非对接焊件，T型接头或角接接头中的一个焊件就是非对接焊件。

铰接焊件就是跨在对接接头上的工件。

图4.4中给出了两个实例，用于连接对接接头的铰接。

焊缝的形式是用接头的几何形状来表示的。

接头的几何形状就是焊前的截面尺寸及形状。

从截面方向上看一接头时，每个焊件的端部形状常常与其焊缝形式及符号相似。

图4.6给出了用于焊接制造中焊缝常见的端部形状。

从图4.7到4.11提供的截面图中可发现焊缝符号与各种端部形状组合之间的关系。

各种不同端部形状的组合也形成了各种不同的接头形状，即形成了如图4.2所示的五种基本接头形式的各种情况。

其它的一些焊缝形式和坡口设计可用它们的结构或者成形的形状来表示，这些形状包括端部的形状或是表面制备的形状。

图4.4——铰接对接接头焊接接头部件接头型式确定后，有必要描述所要求的接头设计。

目录一、展开原理二、展开放样的基本要求与方法三、几何展开法的三个要求与典型实例四、（实训项目一）展开放样训练五、展开实例选（参考）第一节展开原理1.展开放样的基本思路1) 什么是展开放样所谓展开，实际是把一个封闭的空间曲面沿一条特定的线切开后铺平成一个同样封闭的平面图形。

它的逆过程，即把平面图形作成空间曲面，通常叫成形过程。

实际生产工作中，往往是先设计空间曲面后再制作该曲面，而这个曲面的制造材料大都是平面板料。

因此，用平板做曲面，先要求得相应的平面图形，即根据曲面的设计参数把平面坯料的图样画出来。

这一工艺过程就叫展开放样。

实际工作中，有人把它简称为展开，也有人把它简称为放样，本书中采用前者的说法。

2) 展开的基本思路----换面逼近图2-1-0 换面逼近示意图如图2-1-0，我们按预先设定的经纬网络把曲面网格化，并在曲面上任取其一个四角面元abcd（A、B、C、D为其四个顶点，a、b、c、d为其四条边界弧线）。

连接它的四个顶点A、B、C、D和对角点B、C，将得到一个与四角面元abcd对应的四边形ABCD以及组成四边形ABCD的两个平面三角形△ABC和△BCD。

为了简化我们的研究，我们以三角形△ABC和△BCD代替对应的四角面元abcd，其中直线段AB、AC、CD、DB与a、b、c、d四条弧线分别对应。

对所有的网格都做同样的替代处理，我们就可以得到一个与曲面贴近的，由众多三角平面元构成的多棱面。

多棱面与原曲面当然会存在差别，但是，只要网格数目足够多，他们的误差可以足够小，小到我们允许的公差范围内。

把曲面换成与之相近、由小平面组成的多棱面，再用多棱面的展开图去近似替代该曲面的理论展开图，这就是换面逼近的基本思路。

多棱面的展开是容易的，只要在同一平面上把这些小平面元按相邻位置和共用边逐个画出来就得到了多棱面的展开图。

需要指出的是，如何网格化是个中关键，这一部分将在讲展开方法时详细介绍。

以上讲的是三角平面元替换，其实我们也可以采用其他形状的小平面来换面逼近。