放样程序及过程

出处：按学科分类—工业技术 河南科学技术出版社《钣金技术手册》第335页（5839字）

(一)分析构件的图样

在进行单件或少量的钣金件制作时，放样前必须先看懂构件按正投影原理画出的施工图，即视图。画面上构件的形状、组成部分、尺寸和有关技术要求是钣金工从事生产的依据，只有画好施工图和看懂图，才能进行放样号料工作。例如，在识读图5－6所示的冶金炉炉壳主体图样过程中，就必须解决如下几个问题。

图5－6 炉壳主体部件

1．构件的用途及一般技术要求

该构件为冶金炉炉壳主体，主要应保证足够的强度，尺寸精度要求并不高。因炉壳内还要砌筑耐火砖，所以连接部位允许按工艺要求作必要的变动。

2．了解构件的尺寸及材料

在了解构件的外部尺寸、重量、材质、加工数量等概况时，要与本厂的加工能力相对照，从而确定产品的制造工艺。如图5－6的炉壳产品外形尺寸较大较重，装配和焊接时需要较大的工作场地和起重设备。然而，装焊过程中不宜多翻转，且因产品加工数量少，不宜制作专门胎具。

3．读懂构件的视图

看清构件各部投影关系和尺寸要求，并确定可变动与不可变动的部位及尺寸。如图5－6中圆锥台的尺寸，可根据焊缝数量、接缝间隙、尺寸大小适当变动，但其锥台高度和下锥口尺寸不可变动。

另外还须指出，对于某些大型、复杂的金属结构，在放样前还应熟悉大量图样，全面了解所要制作的产品。

(二)线型放样

线型放样就是根据结构制造需要，绘制构件整体或局部轮廓(或若干组剖面)的投影基本线型，绘制时的具体方法及要点举例如下。

1．绘制前的准备工作

根据所要绘制图样的大小和数量多少安排好各图在样台上的位置。为了节省放样台面积和减轻放样劳动，大型结构放样时允许采用部分视图重叠或单向缩小比例的方法。

2．选定放样画线基准

放样画线基准是放样画线时，用以确定其他点、线、面空间位置的依据。因此，放样画线基准上的点、线、面位置又称为设计基准。

由于平面上确定几何要素的位置，需要两个独立坐标，所以放样画线时每个图要选取两个基准，选取的方法及画法如下：

(1)以两条互相垂直的线或两个互相垂直的面作为基准，如图5－7a所示。

图5－7 放样画线基准(单位：mm)

(2)以两条中心线为基准，如图5－7b所示。

(3)以一个面和一条中心线为基准，如图5－7c所示。

(4)基准线画法及要求，一般较短的基准线可以直接用钢尺或粉线画出(图5－7)，而对于外形尺寸长达几十米甚至超百米的大型金属结构，可用拉钢丝配合角尺或悬挂线锤的方法画出基准线。

目前某些工厂已采用激光经纬仪，作出大型结构的放样基准线，可以获得较高的精确度。无论采用何种方法，各图中的基准线必须作得十分准确，保证必要的精确度，且经过必要的检验和标注规定的符号。

3．画出构件基本线型

线型放样以画出设计要求必须保证的轮廓线型为主，而那些因工艺需要须变动的线型则可暂时不画。

例如，图5－6炉壳主体部件图样中，主视图可以中心线和炉上口轮廓线为放样画线基准，俯视图可以两中心线为放样画线基准，分别准确地画好各个视图中的基准线以后，可先画出必须符合设计要求的简体件尺寸、已由设计给定且不得改动的炉底位置(图5－8)，而圆锥台件的尺寸要待处理好接缝部位尺寸后才能确定画出，切不可先画出。至于筒体件上的孔则先画或后画均可。

图5－8 炉壳线型放样

此例将构件按其使用位置倒置画出，是为了便于展开放样。

4．线型放样要点

(1)投影要点：进行线型放样，必须严格遵循正投影规律。放样时，究竟画出构件的整体还是局部，可依工艺需要而定，但无论整体还是局部，所画出的线型图包含的几面投影必须符合正投影关系，即必须保证投影的一致性。

(2)剖切要点：对于具有复杂曲面的金属结构，如船舶、飞行器、车辆等，则往往采用平行于投影面的剖面剖切，画出一组或几组线型表示结构的完整形状和尺寸(图5－9)，所画出的线型图必须满足光顺性和协调性要求。

图5－9 飞机舱门和门框结构剖视

(三)结构放样

结构放样就是在线型放样的基础上，依据制造工艺要求进行工艺性处理的过程，一般包括以下四项内容。

1．确定各部结构及连接形式

在实际生产中，由于材料规格及加工条件等限制，往往需要将原设计中的整件分为几部分加工、组合。这时需要放样者根据构件实际情况，正确、合理地确定结合部位置及连接形式，并对原设计中的连接部位结构形式进行工艺分析并加以修正。

例如图5－6炉壳主体部件中连接部位Ⅰ、Ⅱ的处理方法如下：

(1)Ⅰ部位连接形式：从图5－10所示的三种连接形式中，依据构件的装配和焊接工艺性择优确定。依据构件装配，因筒体大而重，且形状倒置后易于放稳，故可先将圆筒体置于装配台上，再将圆锥台及其连接的炉底板落于其上。三种连接形式装配时，一般装配环节基本相同，但考虑定位时，图5－10b形式显然不利，而图5－10c形式则较为优越。

图5－10 Ⅰ部位连接形式分析

a．一般连接形式 b．错误连接形式 c．最佳连接形式

依据焊接工艺性，显然图5－10b形式不佳，其内、外两环缝的焊接均处于不利位置，装配后须依据装配时的位置焊接外环缝，此时处于横焊和仰焊之间；而翻过再焊内环缝时，不但需要作仰焊，而且受构件尺寸限制，操作甚为不便。

再分析比较图5－10a和图5－10c两种形式，图5－10c所示形式较好，其外环缝焊接时几乎为平角焊，翻过后内环缝也处于平角焊位置，均便于操作。

综上分析，Ⅰ部位宜选择5－10c的形式连接。

(2)Ⅱ部位连接形式：Ⅱ部位的炉底板体积小，重量轻，易于装配、焊接，可采用图样所给的连接形式。

(3)圆锥台侧板接头画法：如图5－11a所示，以圆筒件里皮①点为圆心，圆锥台侧板板厚的1／2为半径画圆；过炉顶板下沿②点引已画出圆的切线，则此切线即为圆锥台侧板里皮线；分别过①、②两点引里皮线垂线，使之长度等于板厚，得③、④、⑤点；连接④、⑤两点得到圆锥台侧板外皮线，同时画出板厚中心线①～⑥连线供展开用。

图5－11 炉壳接头及焊缝布置

a．圆锥台侧板接头画法：1．筒体板 2．锥侧板 3．炉顶板 ①～⑥为接缝处各点 b．焊缝布置：1°．中部环缝 2°．炉顶环缝 3°．圆锥台侧缝 4°．筒体立缝

2．确定必要的改动部位

根据加工工艺及工厂实际生产现有的加工能力，对结构中的某些部位或部件给以必要的改动。如图5－3所示零件角钢圈的结构改动；又如图5－6所示构件的a、b、₁、₂尺寸较大，且圆锥台锥度太大，不能滚弯成型，需分几块压制成型或手工煨制成型。

因此，圆锥台件需要改为分段制作，再组对；需组对的中部环缝、炉底环缝、圆锥台侧缝(四道)和筒体立缝各接缝部位，应按不削弱构件强度、尽量减少变形的原则确定，焊缝应交错排列，且远离加工孔的位置，如图5－11b所示。

同样，圆筒件也需要分块弯曲成型，再装焊成一体，并将各部分连接位置定在中心线处，因工件较薄，和圆锥台连接焊缝一样不必开坡口。

3．绘制结构草图

依据计算出的料长，绘制出草图并量取必要的数据，准备号料样板。如图5－6中圆筒件的料长，因其展开后为一矩形，可不必做号料样板，只需照长、宽尺寸直接下料即可，但对于直径为₂的圆形炉底板，需在做出号料样板前，先绘制出号料草图(图5－12a)，供号料样板制作时用。

图5－12 绘制结构章图

a．炉底板号料样板草图 b．圆锥台结构草图

图5－6中圆锥台件，因其结构尺寸作了变动，需要根据放样图上改动的圆锥台件，绘制出其结构草图，以备装配时用。如图5－12b所示，草图上应标出必要的尺寸，即大端最外轮廓圆直径和总高度h₁等。

4．绘制各类样板和胎架

(1)卡形样板：对于图5－6中的圆筒卷制时，需要卡形样板一个(图5－13a)，其直径为；圆锥台弯曲加工时，需要卡形样板两个(图5－13b、c)，其中_大的尺寸如图5－12所示，₂的尺寸如图5－6所示。绘制圆筒上开孔的定位样板或样杆草图时，也可以采取实测定位或以号料样板代替。

图5－13 制作炉壳零件卡形样板

a．圆筒卡形 b．圆台大口卡形 c．圆台小口卡形

(2)胎架：圆锥台若为压制成型时，需要考虑胎模形状和尺寸，若用手工煨制，则必须考虑煨制操作台的形式及尺寸，如图5－14所示圆筒对接装配胎架。

图5－14 圆筒对接装配胎架

a．手动滚轮式胎架 b．装配不翻转胎架

(3)号料样板：如图5－9飞机舱门和门框的剖切视图中，舱门纵横隔板都是控制切面，隔板零件的椽皮成型模可按内形样板制造；舱门内外蒙皮是分成多块的薄料，可用平板料经拉伸成型或落压成型，并在铆装时直接胶接在舱门和门框上。

舱门和门框的号料样板及结合方法如图5－15所示。首先用切面外样板制造舱门框的反样件，在样件上按样板1镶活动凸块(图5－15a)；再按镶凸块的反样件塑造舱门样件，并按样板2补充加工边角部分外形(图5－15b)；然后在反样件上放置舱门样件，按样板3在舱门样件上加垫片(图5－15c)；最后按反样件和加垫片后的舱门样件塑造门框样件，按样板4补充加工门框的内蒙皮型面(图5－15d)。舱门和门框样件，既可作为舱门外蒙皮、舱门边角、门框内蒙皮和门框边条等钣金零件工艺装备的制造依据。

图5－15 飞机舱门和门框号料样板及样件的结合

a．在反样件上镶活动凸块 b．塑造舱门样件并补充加工 c．按样板加垫片 d．塑造门框样件并补充加工

(四)展开放样

展开放样是在结构放样的基础上，对不反映实形或需展开的部位进行展开，以求取实形的过程。例如图5－6中圆锥台侧板的实形，必须展开后才能获得并能制作号料样板，筒体开孔的孔形也必须靠展开后才能制作号料样板，其展开放样的具体过程如下。

1．板厚处理

根据加工过程中的各种因素，合理考虑板厚对构件形状、尺寸的影响，画出欲展开构件的单线图(即所谓理论线)，以便据此展开。这部分内容详见6．4节介绍。

2．展开作图

利用已画出的构件单线图，运用投影理论和钣金展开的基本方法，作出构件的展开图。例如图5－6所示构件，需作圆锥台侧板的展开图和筒体开孔的孔形展开图，至于展开图的画法详见6．2节相关内容。

3．制作号料样板

根据已作出的展开图形状和尺寸，制作各种类型的号料样板或绘制号料草图，如图5－13和图5－15所示。