山东大学授课讲稿

1、山东大学授课讲稿第九讲第八章展开图将立体的外表按其真实形状和大小，依次连续地摊平在同一个平面上，称为外表展开， 展开所得到的图形，称为外表展开图。在造船、化工、冶金及机械等部门，经常用到各种金 属板制件。常称钣金件。制造这类零件时，一般都是先根据制件的设计图样工作图画出 展开图，然后经过放样划线、落料、折弯、卷弯、焊接、铆接等工序，最后得到成品。由此 可见，画外表展开图是钣金制件生产中的一项重要工作。图8-1表示了几种常见的根本几何体的外表展开。钣金件的外表按其几何性质的不同， 有可展面与不可展面的区别。 平面立体的外表都是 由平面构成，故是可展的。曲面立体中的圆柱面、 圆锥面也是可展面。 但

2、曲面立体中的球面、 环面、螺旋面等那么属不可展曲面。对于不可展曲面，只能采用近似的方法展开。图8-1常见几何形体外表展开直观图第一节平面立体的外表展开平面立体的各个外表都是多边形图8-2，所以画这类立体外表的展开图，实际上就是将各个外表的实形依次毗连地画在同一个平面上。而每个外表多边形的实形，又需要划分几个三角形后才能作出。因此，先把多边形平面划分成假设干三角形，然后依次画出这些三角形实形的方法是平面立体外表展开的根本方法。这里应注意，棱锥的外表，展开后其棱线应交于一点，而棱柱的外表展开后，各棱线相互平行，这一展开特点在画展开图时常常用到。图8-2 b所示的漏斗，其中间局部为一截头斜四棱锥体。

3、四个棱面都是梯形，但它 们在给出的投影图中都不反映实形。为了求出各个棱面的实形并画出展开图，可按下述步骤作图8-3 ;1 作各棱面的对角线in1 1' 2i' , 121、nm 1 2' 3 1' , 23i 、川 IV 1 3' 4i',34i 、I 1V 11' 4' , 114,分别把每个棱面都分成两个三角形图 8-3a。2.用直角三角形法分别求出各棱线的实长ii1、nn 1、mm 1、vv 1 图8-3b、及各 对角线的实长i 1 v、mv 1、in 1、nm 1、图 8-3c 。3用所求出的各边实长线依次画出各三角形的实

4、形，即得该截头斜四棱锥的外表展开 图图 8-3d 。为检查展开图正确与否，可延长各棱线看它们是否交于一点。图8-2平面体制件(a)图8-3漏斗的外表展开第二节曲面立体的外表展开一、正圆柱管及斜口圆柱管的外表展开圆柱管的展开可视为圆柱面在平面上滚动摊平，如图8-4b 所示。正圆柱面的展开图是一个矩形，矩形的一边长度为n D,其邻边长度为圆柱高度 H 图8-4b 。柱面展开后，组成柱面的各素线仍互相平行。将正圆柱管斜切，即得斜口正圆柱管。圆柱面被斜切后，各素线也被截切。因此其展开图可以通过在圆柱面上引假设干条素线，并求出它们在展开图上的位置及长度的方法作出。如图8-4a具体步骤如下: 在水平投影中

5、将圆周分为假设干等份如图中为12等份,过各分点向上引投影连线，在正面投影中作出相应的素线。各素线与斜切平面相交的交点a'、b'、c' 2将圆周n D展开后的直线II分成相应的等份12等份,过各点作II的垂线,这些垂线就是圆柱外表所选取的各素线在展开图上的位置。3将正面投影中各素线的截点a'、b'、c' 等，量到展开图各相应的素线上，得A、B、C等点。圆滑连接这些点，即得圆柱管斜切后的展开图。图8-4正圆柱管的外表展开、相贯两圆柱管的外表展开画相贯两圆柱管的外表展开图时图8-5 ,要先在投影图中求出相贯线如图 8-5b 。因相贯线显示两个圆柱面的分

6、界线，也是两个圆柱管焊接的地方，所以必须精确地画出。两个圆柱面的展开图画法图8-5C 与上例所介绍的方法相同，但要注意各素线的交点要准确地画在展开图的相应素线上，各交点圆滑连线，就是相贯线随两圆柱面展开后的形状。(a)d1" 2(b)ji dinmwv可価皿 b x h a' *)j D(c)图8-5相交两圆柱管的外表展开图8-6正圆锥面的外表展开、正圆锥面及斜口正圆锥管的外表展开圆锥面的展开可看作是圆锥面在平面上滚动摊平见图8-1d 。正圆锥外表的展开图为一扇形。其半径 R即为圆锥素线长度 L,弧长等于圆锥底圆的周长n D,故扇形的圆心角a =180o D/d即得展开图。例

7、如图 8-7a中锥面等分为12个三角形，它们的两腰为素线长度，底边 可自水平投影量1、2两点间的弦长。在实际作图时，仍是以素线长为半径画圆弧，在此弧 上，以1、2两点之间距离连线截取 12份，即可得展开扇形，12条素线位置也由此画出。if6 '-712i104(a)(b)图8-7斜口正圆锥管的外表展开斜口圆锥管图 8-7a 的展开图，是在完整的圆锥面展开图的根底上，设法求出斜口 圆锥管局部素线的实长，然后将各截点用曲线圆滑地连接起来而得到的，如图8-7b所示。此例各素线的实长用旋转法求出图8-7a，即以锥轴为旋转轴，将各素线连同其截点旋至对V面转向线的位置，得点 a、b、c ，然后将它

8、们分别量取到展开图中相应的素 线上，得A B C各点，最后一次圆滑地连接这些点即得斜口圆锥管的展开图。四、球面的近似展开由于球面属于不可展曲面，只能近似展开。下面介绍两种常用的方法。(a)(b)图8-8球面的近似展开D1PlSR3d1=2p(c)hdg1 2oJ(d)图8-9半球形锅炉封头的近似展开如图8-8所示，作图步骤如下：1 过球心用铅垂面将球面分为假设干等份图8-8a中分为12等份，每一等份形状呈 柳叶状。2在V面投影中将转向线 n' o' s' 分为假设干等份图 8-8b 中将n' o' s' 弧展成直线NOS并定出分点I、 II 取N

9、S=t R, Nll= I II = n R/6，也可用作图法，取Nil = n' 2'。3为了确定柳叶形展开图在 O I、II 等点处的宽度，过 O I、II等点在球面上作一系列水平圆图18-9c ,使之与每一柳叶形相交，得弧长如XB CD EF,其水平投影ab> cd、X反映其实长图18-9b 。在展开图上作 OA=OB0X, IC=ID=IC , IIE=IIF= X 或 近似地取弦长代替弧长。用曲线圆滑连接 ACEN及BDFN得上半部柳叶形，按上部形状即 可对称的画出下半部图8-8b 。4 按同样形状画出其余 11片，即得整个球面的近似展开图图中只画出3片。生产中

10、所用的半球形锅炉封头图 8-9。根本上是采用这种方法展开的。锅炉封头顶部常做成圆形顶板图 8-9b。以消除顶点 0处焊缝密集的缺点。顶板展开直径一般可取d12p 图8-9c ,侧板展开图的画法如图8-9d。将半球面看成1块顶板和6块侧板所组成分块多少由球面大小决定。五、环面的近似展开圆环面是不可展曲面， 在实际应用中，通常把圆环面分为相同的几段，而把每一小段近似地用柱面来代替。现以图8-10所示的等径弯管为例，说明其展开的画法。1 弯管的弯曲半径 R,管道正截面直径 D，/ 0 =90 °,根据这些条件画出圆环 面的投影图图8-10 a中的细实线局部；2 将圆环面分成假设干等份图中分

11、为4等份，其等分点为 A B C D E,再过各 分点作辐射线，这些辐射线就是每节圆柱面的正截面位置线；3 0A、0E各辐射线与弯管投影线相交得a、a1, b、b, c、C1, d、d及e、8各点。过这些点作相应各辐射线的垂线，就是每节圆柱的轮廓素线，相邻两轮廓素线相交得11、1 , 21、2, 31、3,41、4。连接111、212、313、414这些线一定通过0 点，贝U111212、22i3i3、33i4i4各为一节圆柱。弯管两端的两节圆柱均为中间一节的一半。由于弯管各节圆柱斜口的倾角相同，如果把各节圆柱一反一正叠置在一起，恰好构成一完整的圆柱管图8-11 a，其展开图为一矩形。因此可以

12、先画出首节或尾节的展开 图，再以它为样板，画出其余几节的展开图图8-10 b和图8-11 b。这样可使画图简单、排料合理、下料方便注意每节圆柱要留有切割余量。BAO口-a;CRaa b图8-10环面的近似展开D(a)(b)a b图8-11弯管展开排料图六、变形接头的展开变形接头时连接不同形状或不同尺寸管道的制件图8-12 。这类制件的外表一般是由平面、柱面或锥面组成，或由不可展曲面围成。展开时，一般是先把制件外表划成许多小三角形，并求出它们的实形，然后按顺序把它们相连在同一平面内，即得其展开图。下面介绍两种变形接头的展开方法。图8-12是一连接圆形管道和矩形管道的变形接头。由圆形顶面逐渐过渡到矩形或正 方形底面的变化规律是由上到下每个水平截面圆弧的半径逐渐缩小直至为零，而直线段由零逐渐加长至等于矩形边长。因此，该接头的外表可以看作是由四个三角形和四个锥面组成，将四个锥面展开，将四个三角形实形求出，即可得展开图。具体作图步骤如下：1 画出接头的投影图，将接头外表分为四个三角形和四个锥面图8-13a。四个 锥面的锥顶点分别为矩形的四个顶点，而锥面的上方轮廓线卷弯合拢即为接头的顶面圆周；2 将每个锥面再分成假设干小三角形图中分为三个小