圓柱管偏心斜交圓錐管的展開畫法

張占德

（唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305）

圓柱管偏心斜交圓錐管的展開畫法

張占德

（唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305）

采用輔助素線平面法求解出圓柱管偏心斜交圓錐管的相貫線，進而將兩構(gòu)件放樣展開，并分析了影響展開準(zhǔn)確性的幾點因素。

圓柱管；圓錐管；偏心斜交；輔助素線平面法；展開

圓柱管偏心斜交圓錐管是一種比較少見的相貫體，我公司真空蒸餾項目中，第二閃發(fā)器的錐底即為此種結(jié)構(gòu)，流體經(jīng)圓柱形斜插管進入錐底形成漩渦，從而促進物料的物理、化學(xué)反應(yīng)。此類結(jié)構(gòu)屬于典型的鉚焊鈑金構(gòu)件，制作加工過程中首先要畫出兩個構(gòu)件的展開圖，進而精準(zhǔn)的切割出圓柱管的切口及圓錐管的孔洞，保證組裝焊接質(zhì)量。由于結(jié)構(gòu)的特殊性，其展開過程繁瑣復(fù)雜，用常規(guī)的方法很難求出。

1 結(jié)構(gòu)分析

圖1為圓柱管偏心斜交圓錐管的主、俯視圖，從圖中可以看出，圓柱管與圓錐管外皮相切，兩管件軸線前后錯開，圓柱管軸線與鉛垂面、水平面夾角均小于90°。正面投影反映構(gòu)件的部分實際尺寸，而水平投影不反映實長，任一視圖中都無法反映兩構(gòu)件相貫線的真實投影。

圖1 圓柱管偏心斜交圓錐管主、俯視圖

2 展開原理

2.1 展開方法及難點

圓柱管偏心斜交圓錐管的展開，首先應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的實際尺寸畫出主、俯（左）視圖，并準(zhǔn)確的描繪出兩者的相貫線，沿相貫線將兩相交構(gòu)件分離，按各自的形狀特點采用平行線法、放射線法進行展開。

此構(gòu)件的展開難點是求取其相貫線的過程。從圖1可以看出，圓錐管的軸線垂直于水平投影面，圓柱管的軸線不垂直于任一投影面，兩者的相貫線在任一視圖中的積聚投影均不反映實長，只能采用輔助平面截切構(gòu)件，求出相貫線。又由于圓柱管空間位置的特殊性，如果選擇正常的垂直或水平輔助截切面，則無法用作圖法求得截交點，也不能求出相貫線的正確投影。

2.2 輔助素線平面法原理

如圖2所示，輔助素線平面法是以過圓錐管頂點O及圓柱管任意素線AA＇的平面S作為輔助截切面。由截切得到截交線，截交線上產(chǎn)生的3面（截切面、圓柱管截面、圓錐管截面）交點A＇即為圓柱管偏心斜交圓錐管相貫線上的點。依據(jù)此方法，選擇不同的圓柱管素線，就能求出不同的相貫線上的點。

圓錐管頂點O及圓柱管任意素線均屬于特殊的點和線，可以在投影圖上求出來，根據(jù)主俯視圖的投影關(guān)系，求出截切面，從而求出面上相應(yīng)的截交點，將這些點依次光滑連接起來，即為所求得的相貫線。

圖2 輔助素線平面法原理圖

3 展開方法及步驟

為便于畫圖，暫不考慮構(gòu)件的板厚影響，均以構(gòu)件的外形尺寸為依據(jù)繪圖。

3.1 求解相貫線

1）按照圓柱管及圓錐管的外形尺寸畫出構(gòu)件的主、俯視圖，延長圓錐管的母線交于點O（O′），其底圓所在平面為l。

2）將圓柱管沿周長12等分，在兩個視圖中分別作出12條等分素線1（1′）、2（2′）、3（3′）……10（10′）、11（11′）、12（12′），主視圖中各素線分別與平面l交于A、B、C……J、K、L。

3）連接O′、3′，交l面于C′點，則由O′、C、C′三點構(gòu)成的平面O′CC′即為過圓柱管素線3′C的輔助平面，此面必過圓柱管與圓錐管結(jié)合線中的一點c′。

4）作過C點的垂線，交俯視圖中圓柱管素線3于C1點，過點C′作垂線與俯視圖中過O、3點的直線交C′1點，則面OC1C′1即為平面O′CC′在俯視圖中的投影。

5）連接C1C′1交圓錐管底圓于C′，連接OC′交圓柱管素線3 C1于點c，點c即為過圓柱管素線3（3′）與圓錐管的結(jié)合點，過c點作垂線與主視圖中素線3′C相交，得到此結(jié)合點的主視圖投影c′。

6）按上述方法分別作出過素線1（1′）、2（2′）、4（4′）……10（10′）、11（11′）、12（12′）的結(jié)合點a（a′）、b（b′）、d（d′）……j（j′）、k（k′）、l（l′）。

7）用光滑的曲線連接點a（a′）、b（b′）、d（d′）……j（j′）、k（k′）、l（l′），即可得到圓柱管與圓錐管的相貫線俯（主）視圖投影。

3.2 畫展開圖

以相貫線為分界，將構(gòu)件分解成圓柱管、正圓錐管兩部分，分別進行展開。在主視圖中，圓柱管投影能夠反映實長，可以用平行線法進行展開；圓錐管的展開則需分別利用主、俯視圖中的投影采取放射線法進行展開。因二者的展開方法比較常用，在這里不作細講，圖4即為忽略板厚影響的圓柱管與圓錐管展開圖。

圖3 求解相貫線示意圖

圖4 圓柱管與圓錐管的展開圖

4 注意事項

4.1 等分點的數(shù)量

在對圓柱管進行等分時，等分點數(shù)量的多少會直接影響到展開圖的精確程度，等分點越多，展開圖越精準(zhǔn)，同時，等分點增多也勢必會給整個繪制展開圖過程帶來難度，因此標(biāo)記好每一個等分點的序號，并按序號逐個進行繪圖十分重要。

4.2 圓柱管的最長素線與最短素線

由于與圓錐管為偏心斜交，圓柱管的展開圖是一種不對稱結(jié)構(gòu)，其最長素線與最短素線不同在過圓柱管軸線的平面內(nèi)，在等分點數(shù)量有限的情況下很難同時求出其最長素線與最短素線。這一問題往往只能在設(shè)備制作加工的過程中通過合理的修整來解決。

4.3 板厚處理

上述展開過程是在假設(shè)構(gòu)件的板厚為零的前提下進行的，而實際構(gòu)件的板料是有一定的厚度的。板料較薄時（＜1.5mm），可不考慮其厚度影響。當(dāng)板料較厚時，必須按兩曲面相交的規(guī)律來處理板厚，消除其影響，確保構(gòu)件符合設(shè)計要求。

［1］ 崔振勇，印建平.機械制圖［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2003：81～87

［2］ 戴立玲，楊世平.工程制圖［M］.北京：中國林業(yè)出版社，2006：119～129

［3］ 樊文萱，等.鈑金展開技術(shù)手冊［M］.北京：北京出版社，1992：510～512

TH 126.2；TQ 055.8

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1005－8370（2012）01－32－02

2011－02－10