板厚处理
出处：按学科分类—工业技术 江苏科学技术出版社《铆工实用技术手册》第160页（5551字）
展开图都是假设按构件的板厚为零时的放样图绘制的，但是生产中实际构件的板料都有一定的厚度。板料较薄时如果略去板料厚度，对于展开图产生的影响较小，所得构件的误差可以控制在工程允许的公差范围内。当板料较厚时，则必须按一定的规律来处理板料的厚度，消除它的影响。
任何一个构件的制作，其加工材料均有一定的厚度，即材料的里皮、外皮和料厚中心层。当板厚大于1．5mm时，在不同的情况下板厚对构件尺寸及形状会产生一定的影响。为消除板厚对构件尺寸和形状的影响，必须采取相应的处理措施，这些处理措施的实施过程称为板厚处理。
1．板料弯曲中性层位置的确定
当板料弯曲时，外层材料受拉而伸长，内层材料受压而缩短，在伸长与缩短之间存在着一个长度保持不变的纤维层，称为中性层。
(1)断面形状为曲线形构件的板厚处理
从构件断面角度剖析，构件的形状决定于它的正断面，正断面形状不同，板厚处理也就不同。如图3－35(a)所示为一圆管，在平板弯曲过程中，圆管的外层受拉而伸长，内层受压而缩短，唯有中性层既不伸长也不缩短，等于平板原有的长度。因此，圆管的展开长度应等于中性层的长度。即以圆管构件的中性层长度为准。如图3－35(b)所示为圆管的板厚处理。
图3－35 圆管的板厚处理
(a)圆管的中性层；(b)圆管经板厚处理的展开图
在塑性弯曲过程中，中性层的位置与弯曲半径r和t的比值有关。当
时，中性层近于板厚正中，即与板料中心层重合。若
时，中性层的位置靠近弯曲中心的内侧，如图3－36所示，而相对弯曲半径
愈小，即变形程度愈大，则中性层离弯板内侧愈近，这是由于塑性弯曲时，弯板厚度变薄，其断面产生畸变的缘故。
图3－36 圆弧弯板的中性层
(2)断面为折线形状的构件的板厚处理
板料弯折成折线形状时的变形与弯曲成弧状的变形是不一样的。如图3－37所示为断面是方形的直管，板料仅在角点处发生急剧弯折，在折曲成形时里皮四边长度不变，因此，方管放样长度应以里皮为准。
图3－37 方管的板厚处理
如果方管是由四块板料拼焊而成，则因拼接的情况不同而又有不同的板厚处理。例如相对的两块板料夹住另外两块板料时，则相邻两板的下料宽度便有所不同，一块应按里皮下料，一块应按外皮或厚度中心下料。这也说明，在实际生产中，必须视具体情况灵活恰当地处理板厚问题。
矩形断面构件的展开料长度一般按里皮长度为准的原则，这一原则也适用于其他呈任意角度的折线形断面构件。如图3－38所示，折弯件的展开料长度以里皮为准。
图3－38 折弯件的板厚处理
2．单件的板厚处理
单件的板厚处理主要考虑展开长度及制件的高度。
(1)圆锥管的板厚处理
圆锥管的展开图为一扇形。厚板制成的圆锥管，展开弧长取以大端中性层为直径的圆周长度。为确保制件高度尺寸符合图样要求，展开半径取中性层的圆锥母线长。如图3－39(a)所示为正截头圆锥管，已知尺寸为D0、d3、t及h0，经板厚处理得D2、d2、r及c1。图3－39(b)为处理后的放样图。
图3－39 圆锥管的板厚处理
(a)实样图；(b)放样图
(2)圆方过渡接头的板厚处理
如图3－40所示为圆方过渡接头，也叫天圆地方。它的几何形状具有三管即圆管、方管、圆锥管的综合特征。因此，它的板厚应按圆、方、锥三管板厚处理的方法进行。顶口按圆管处理，以中性层(一般为中心层)直径d为准确定其展开周长；底口按方管处理，以里口四边长作展开。为保证构件的高度尺寸，放样图的高度应取上下口中性层的垂直距离h。图3－40(b)为圆方过渡接头经过板厚处理的放样图。按放样图的尺寸作出展开图，落料成形，便可符合图样要求。
(a)
(b)
图3－40 圆方过渡接头的板厚处理
(a)实样图；(b)放样图
3．相贯件的板厚处理
相贯件的板厚处理，除应解决各形体展开尺寸的问题外，着重应处理好形体相贯的接口线。
(1)等径直角弯头的板厚处理
以厚板制成的两节等径直角弯头，若不经过板厚处理，两管拼接时接口处就会产生轴线外部是里皮接触，轴线内中是外皮接触，中部有较大的间隙，即缺肉的现象。且板越厚则间隙越大，同时两管轴线交角及管长也都相应地发生变化，如图3－41(a)所示。如不进行板厚处理就不能保证构件的尺寸要求。
图3－41 等径直角弯头的板厚处理
(a)没经板厚处理；(b)经板厚处理后作展开
通过上述分析不难看出，圆管弯头的板厚处理，应分别从断面的内、外圆引素线作展开。即两管里皮接触部分，以圆管里皮高度为准由断面的内圆引素线，外皮接触部分以圆管外皮高度为准从断面的外圆引素线，中间则取圆管的板厚中心层高度。具体作法为：
①用已知尺寸画出两节弯头的主视图和断面图，如图3－41(b)所示。
②四等分内上断面半圆周，等分点为1、2、3、4、5。由等分点引上垂线，得到与结合线的交点1′～5′。
③作展开。在主视图底口延长线上截取1－1等于π(Dt)，并作八等分。由等分点引上垂线，与由结合线各点向右所引水平线对应交点连成光滑曲线，便得到弯头展开图。
(2)异径直交三通管的板厚处理
如图3－42所示为异径直交三通管。在考虑板厚时，由左视图可知支管的里皮和主管的外皮相接触，故支管展开图中各素线长以里皮高度为准。主管孔的展开长度应以主管接触部分的中性层尺寸为准，大小圆管的展开长度均按各管的平均直径计算。
图3－42 异径直交三通管的板厚处理
4．构件接口的板厚处理
当曲面板的厚度为零时，两板间的结合线只有一条。厚度不等于零时，若按材料里皮、外皮组合，总共能产生四条结合线。当然，根据构件上两板的实际衔接关系，真正接触的实际结合线只有一条。找出这条结合线，并按它绘制放样图和展开图，这便是接口处理的实质内容。
一块板料或由几块板料拼接而成的一块大板料在弯曲后，边与边对接而成的那条缝称为接缝，而构件上两相邻部分对接处的接缝称为接口。
(1)厚板构件接口处铲坡口的板厚处理
厚板构件在接口处铲坡口不仅能改善施工条件，提高焊接强度，还能调整接口处的接触部位。坡口的形状依据构件形状、板料厚度和施工条件的不同，常用的有X形和V形两大类，如图3－43所示。图中X形坡口画出了(a)和(b)两种，V形坡口也只画出了(c)和(d)两种形式。
为简捷说明问题，这里只介绍X形坡口(b)即接触的只有板厚中心层，和V形坡口(d)即板的表皮相接触。对于管件，铲V形坡口后，如果接触的是里皮，那么这时的坡口势必铲去的是外皮，这样的坡口叫外V形坡口。如果铲去里皮而使外皮接触，这样的坡口叫里V形坡口。如图3－43所示是相连的两部分都在同一直线上的情况。假如相连接的两部分不在同一直线上，而成任意角度，上述概念同样有效。
图3－43 X形、V形铲口式样
(a)、(b)X形铲口；(c)、(d)V形铲口
接口处铲坡口的板厚处理方法是比较复杂的。为使问题简化，这里只讨论圆管(圆锥)铲X形坡口和方管(棱锥)铲V形坡口的情况。
①如图3－44所示为90°圆管弯头，铲成X形坡口后，显然为板厚中心层接触，因此在放样图中只画出板厚中心层即可，展开图的高度也按板厚中心层处理。
图3－44 铲X形坡口等径圆管90°弯头的板厚处理
②如图3－45所示为一个任意角度的方管弯头。板厚处理是单面外铲V形坡口，可明显见到接口处为里皮接触，因此放样和作展开图时只要画出里皮的尺寸就行了。
图3－45 任意角度方管弯头的板厚处理
综上所述便可得到关于板厚处理的一个有用规则，即接口处在铲坡口的情况下，放样和作展开图的尺寸要以接触部位的尺寸为准。
(2)薄板构件的咬缝
板厚在1．5mm以下的薄板构件，两块板料的交接处常采用咬缝连接。这种将薄板的边缘相互折转扣合压紧的连接方法，称为咬缝，也叫咬口。
①常见的咬缝种类：常见的咬缝种类就结构而言有单扣、双扣等，就形式而言有立扣、卧扣和角扣等，如图3－46和图3－47所示。
图3－46 咬口形式
图3－47 角接咬口时放加工余量
②构件咬缝折边余量的确定：构件咬缝的加工余量，可根据板厚和结构形式确定。如果以S表示咬缝宽度，则板厚在0．5mm以下的板料，S值等于3～4mm；板厚在0．5～1mm时，S值等于4～6mm。板厚在1mm以上宜采用焊接方法。
如果以n表示咬缝处钢板层数，对于立扣和角扣，如图3－46(a)、(c)所示，立扣n值等于3，角扣n值等于4，折边余量为n×S；对于卧扣来讲，如图3－46(d)所示，其折边余量为(n－1)×S。
③卷边的裕量计算：为了增加薄板构件边缘的刚度和消除毛刺，将构件边缘卷成圆弧的加工方法称为卷边。卷边的形式有空心卷边和夹丝卷边两种。夹丝卷边所用铁丝的直径，一般应为板料厚度的三倍。卷边零件由直线段和弧线段组成，如图3－48所示。直线段为L1和
，弧线段为270°弧展开。卷边裕量的计算公式如下：
图3－48 卷边板料的展开尺寸
式中 L——卷边裕量；
d——铁线直径；
L2——弧线段展开长度。
式中 δ——板料厚度。
5．板厚处理的一般原则
①管件的展开长度，凡断面为曲线形时，一律以板厚的中性层展开长度为准；凡断面为折线形时，一律以板的里皮伸直长度为准。
②侧面倾斜的构件高度，在画放样图或展开图时，一律以板厚中心层的高度为准。
③相交构件的放样图高度和展开高度，不论铲坡口或不铲坡口，一律都以接触部位尺寸为准；假如里皮接触则以里皮尺寸为准，中心层接触则以中心层尺寸为准。
④在不铲坡口的板厚处理时，某些构件的接口部分，往往会产生里皮接触或中心层接触，有时是外皮接触现象。此时在放样图上要把相应的接触部位画出来，展开图上各处的高度也相应地取各接触部位的尺寸。