Documente tehnice

În această articol, voi explora trei metode de desfășurare a suprafețelor din metal foarte. Învățarea tehnicilor de desfășurare, cum ar fi desfășurarea prin linii paralele, desfășurarea prin linii radiale și desfășurarea triunghiulară, este esențială pentru profesioniștii din industria metalului subțire, deoarece le permite să proiecteze și să fabricheze componente cu o eficiență și precizie mai mari. Indiferent dacă sunteți un profesional experimentat sau doar începător, dominarea tehnicilor de tratament al suprafeței, cum ar fi fosforarea, tragerea metalului și texturarea cu laser, poate să vă mări semnificativ fluxul de lucru și calitatea produselor, așa cum demonstrează inovațiile în fabricarea metalurghică și aplicările largi ale acestor tehnici în diferite industrii. Alăturați-vă-mi întrucât analizez fiecare metodă, discutând avantajele lor și aplicațiile practice în industrie.

Deși au forme complexe și variate, componente din metal plat sunt compuse în principal din forme geometrice de bază și combinațiile acestora. Formele geometrice de bază se pot împărți în două categorii principale: plane și cu suprafețe curbe. Formele tridimensionale plane comune (inclusiv prisme pătrate, prisme taiate, plane paralele oblice, piramide pătrate, etc.) și combinațiile lor plane sunt prezentate în Figura (a), în timp ce forme tridimensionale curbe comune (inclusiv cilindri, sfere, conuri circulare drepte, conuri oblice, etc.) și asamblarea lor curbă sunt prezentate în figura (b) de mai jos. Componentele de bază din metal plat cu suprafețe curbe tridimensionale ilustrate în (b) reprezintă un corp rotativ, creat de o bară de trecere (fie dreaptă, fie curbă, indicată printr-o linie simplă) care se rotește în jurul unei axe staționare. Suprafața de pe exteriorul corpului rotativ se numește suprafață rotativă. Cilindri, sfere și conuri sunt toate corpuri rotative, iar suprafețele lor sunt suprafețe rotative, în timp ce conurile oblice și corpuri cu curbe neregulate nu sunt corpuri rotative. Un cilindru este format de o linie dreaptă, cunoscută ca axă, care se rotește în jurul unei alte linii drepte care rămâne paralelă și la aceeași distanță față de ea. Acest lucru duce la formarea unui corp tridimensional cu două baze circulare și o suprafață curbă care le conectează. Un con este un corp geometric tridimensional format prin rotația unui triunghi dreptunghic în jurul unei sale catete, care funcționează ca axă de rotație. O sferă este formată prin rotația unui arc de cerc semicircular în jurul diametrului său.

Există două tipuri de suprafețe: extensibile și neextensibile. Pentru a verifica dacă o suprafață sau o parte a acesteia se întinde, plasați o riglă împotriva obiectului, rotați-o și observați dacă se potrivește ușor pe suprafață într-o singură direcție. Dacă da, marcați poziția și alegeți un nou punct în apropiere. Suprafața părții măsurate a obiectului este extensibilă. Altfel spus, orice suprafață unde două linii adiacente pot forma un plan (adică unde două linii sunt paralele sau se intersectează) este extensibilă. Acest tip de suprafață include planul, suprafața coloanei și suprafața conului, printre altele, care sunt scalabile. Cu toate acestea, suprafețele în care linia generatoare este o curbă sau unde două linii adiacente formează intersecția suprafeței, cum ar fi sfera, inelul, suprafața spirală și alte suprafețe neregulate, nu sunt scalabile. Pentru suprafețele neextensibile, este posibilă doar o extindere aproximativă.

Există trei tehnici principale pentru desfășurarea suprafețelor extensibile: metoda liniei paralele, metoda liniei radiale și metoda triunghiului. În continuare se găsește o prezentare a procedurilor de desfășurare.

Metoda liniei paralele

Prin tăierea prismei sau cilindrului de-a lungul liniilor paralele, suprafața este împărțită în patrulatere care sunt apoi desfășurate secvențial pentru a forma o hartă extinsă. Această tehnică este cunoscută sub numele de metoda liniilor paralele. Principiul din spatele metodei liniilor paralele constă în faptul că suprafața este formată dintr-o serie de linii paralele. Când se iau în considerare linii adiacente și zonele incluse de acestea (la capetele superioare și inferioare), ele servesc drept aproximații ale unui trapez plan (sau dreptunghi), divizat în zone infinite mici, care se sumează la suprafața formei. Atunci când toate aceste zone mici sunt desfășurate în ordinea lor originală și pozițiile lor relative, fără să lipsească sau să se suprapună, ele formează suprafața corpului truncat. Desigur, divizarea suprafeței unui corp truncat într-un număr infinit de plane mici este imposibilă, dar este posibil să fie divizată în zeci sau chiar mai multe plane mici.

Orice geometrie în care corzile sau prisme sunt paralele între ele, cum ar fi tuburi dreptunghiulare, tuburi rotunde, etc., pot fi desfășurate pe suprafață prin metoda liniilor paralele. Diagrama de mai jos arată desfășurarea suprafeței prismatice.

Pașii pentru a crea o diagramă de desfășurare sunt următorii.

1. să se facă vedere principală și vedere de sus.

2. să se facă linia de bază a diagramei de desfășurare, adică linia de extindere a 1′-4′ din vedere principala.

3. să se înregistreze distanțele perpendiculare 1-2, 2-3, 3-4, 4-1 din vedere de sus și să se mute acestea pe linia de referință pentru a obține punctele 10, 20, 30, 40, 10 și să se traseze linii perpendiculare prin aceste puncte.

4. să se traseze linii paralele spre dreapta din punctele 1′, 21′, 31′ și 41′ din vedere principală, intersectând perpendicularele corespunzătoare pentru a da punctele 10, 20, 30, 40 și 10

5. Să se conecteze punctele cu linii drepte pentru a obține diagrama de desfășurare.

Diagrama de mai jos arată

Desfășurarea unui cilindru tăiat diagonal.

Pașii pentru a crea o diagramă de desfășurare sunt următorii.

1. faceți vedere principală și vedere de sus a cilindrului oblic trunchiat.

2. Împărțiți proiecția orizontală într-un număr de părți egale, aici în 12 părți egale, jumătatea cercului este împărțită în 6 părți egale, din fiecare punct egal ridicați o linie verticală, în vederea principală la linia corespunzătoare, și intersectați circumferința secțiunii oblice în punctele 1′, … , 7′. Punctele cercului sunt aceleași.

3. Extindeți cercul de bază al cilindrului într-o linie dreaptă (lungimea căreia poate fi calculată folosind πD) și utilizați-o ca linie de referință.

4. Trasați o linie verticală de la punctul echidistant spre sus, adică linia plaină pe suprafața cilindrului.

5. Trasați linii paralele din vederea principală la 1′, 2′, … , 7′ respectiv, și intersectați linile corespunzătoare prime la 1″, 2″, … Punctele finale ale liniilor pe suprafața desfășurată.

6. Conectați extremele tuturor liniilor simple într-o curbă netedă pentru a obține o tăiere diagonală a cilindrului 1/2. Cealaltă jumătate a desfășurării este trasată la fel pentru a obține desfășurarea dorită.

Din acest lucru rezultă clar că metoda liniei paralele de expansie are următoarele caracteristici.

1. Metoda liniei paralele se poate aplica doar dacă liniile drepte de pe suprafața formei sunt paralele între ele și dacă lungimile reale sunt afișate pe diagrama de proiecție.

2. Pașii specifiți pentru efectuarea extinderii entității folosind metoda liniei paralele sunt următorii: În primul rând, împărțiți egal (sau arbitrar) în vedere de sus, apoi trasați linii perpendiculare de la fiecare punct de diviziune către linia de proiecție din vedere principală, obținând o serie de puncte de intersecție în vederea principală (aceste puncte împart de fapt suprafața formei în mai multe părți mici); Apoi, taieți segmente de linie în direcția perpendiculară pe linia (vederea principală), făcându-le egale cu secțiunea transversală (perimetrul), și marcați-le în vedere de sus. Prin aceste puncte se trasează linii verticale pe segmentul de linie și prin punctele de pe linia de intersecție din primul pas al vederii principale, apoi se conectează punctele de intersecție în ordine (acest lucru reprezintă de fapt despădurirea unui număr de părți mici divizate în primul pas), după care se obține diagrama de desfășurare.

Pe suprafața conului, există grupe de linii sau prisme, care sunt concentrate la vârful conului. Folosind vârful și liniile sau prismele care se răspândesc, metoda de expansiune este trasată, o tehnică cunoscută sub numele de metodă radiometrică, care este aplicată în mod larg în domeniul explorării mineralelor.

Principiul metodei radiale de desfășurare este: Considerați oricare două linii adiacente și baza lor ca un triunghi plan mic aproximativ. Când baza acestui mic triunghi tinde spre zero infinit, adică când există un număr infinit de mici triunghiuri, suma ariilor acestor mici triunghiuri este egală cu aria secțiunii originale. Și atunci când toate mici triunghiuri nu lipsesc, nu se suprapun, nu se pliază conform ordinii și poziției relative inițiale stânga-dreapta, iar atunci când toate mici triunghiuri sunt dispuse în ordinea lor relativă inițială și poziția, suprafața formei originale este de asemenea desfășurată.

Metoda radială este folosită pentru a desfășura suprafețele diferitelor conuri, inclusiv conuri ortogonale, conuri oblice și prisme, cu condiția să aibă un vârf de con comun. Diagrama de mai jos arată desfășurarea trunchiului oblic al vârfului unui con.

Pașii pentru a crea o diagramă de desfășurare sunt următorii.

1. Trasați vedere principală și completați trunchiul de sus pentru a forma un con complet.

2. Faceți o linie pe suprafața conului prin împărțirea cercului de bază într-un număr de părți egale, în acest caz 12 părți egale, pentru a obține punctele 1, 2, …, 7; din aceste puncte trasați o linie verticală în sus care să intersecteze proiecția ortogonală a cercului de bază, apoi conectați punctul de intersecție cu vârful conului O și să intersecteze suprafața oblică în punctele 1′, 2′, …, 7′. Liniile 2′, 3′, …, 6′ nu reprezintă lungimi reale.

3. Trasați un sector cu O ca centrul și Oa ca raza. Lungimea arcului unui sector este echivalentă circumferinței cercului de bază. Împărțiți sectorul în 12 părți egale, interceptând puncte egale 1, 2, …, 7. Lungimile arcurilor punctelor egale sunt egale cu lungimile arcurilor circumferinței cercului de bază. Folosind O ca centrul cercului, trasați linii (linii radiale) către fiecare dintre punctele egale.

4. Din punctele 2′, 3′,…, 7′ trasați linii paralele cu ab, intersectând Oa, adică O2′, O3′,… O7′ sunt lungimile reale.

5. Folosind O ca centrul cercului și distanța perpendiculară de la O la fiecare dintre punctele de intersecție ale lui Oa ca rază a arcului, intersectați liniile prime corespunzătoare ale lui O1, O2, …, O7 pentru a obține punctele de intersecție 1”, 2”, …, 7”.

6. Conectați punctele cu o curbă netedă pentru a obține o interceptare diagonală a bazei de sus a tubului conic. Metoda radiometrică este o metodă foarte importantă de extindere și este aplicabilă tuturor componentelor conice și conuri trunchiate. Deși corpul conic sau trunchiat se poate desfășura într-o varietate de feluri, metoda de desfășurare este similară și poate fi rezumată astfel.

Într-o perspectivă alternativă, întregul con este mărit prin prelungirea laturilor sale (prisme) și îndeplinirea altor cerințe formale, deși această procedură nu este necesară pentru corpurile trunchiate care au vârfuri.

Prin împărțirea egală a perimetrului vederii de sus (sau, opțional, prin împărțirea sa arbitrar), se trasează linii spre vârful conului, incluzând linii peste vârfurile costililor laterale și laturile prismei, corespunzătoare fiecărui punct de divizare, segmentând astfel suprafața conului sau a corpurilor trunchiate în secțiuni mai mici.

Prin aplicarea metodei de găsire a lungimilor reale (metoda rotației este cel mai des utilizată), se găsesc toate liniile care nu reflectă lungimile reale, prismele și liniile asociate cu diagrama de extindere, fără să lipsesc lungimile reale.

Folosind lungimile reale ca ghid, se trasează întreaga suprafață laterală a conului, împreună cu toate liniile irradiante.

Pe baza întregii suprafețe laterale a conului, trasează corpul truncat pe baza lungimilor reale.

Metoda triunghiurilor

Dacă nu există linii paralele sau prisme pe suprafața piesei și dacă nu există vârful unui con unde toate liniile sau prismele se intersectează într-un singur punct, se poate folosi metoda triunghiurilor. Metoda triunghiurilor este aplicabilă oricărei geometrii.

Metoda triunghiului implică împărțirea suprafeței părții în una sau mai multe grupuri de triunghiuri. Apoi se măsoară cu precizie lungimile laturilor fiecărui triunghi. Urmarind anumite reguli, aceste triunghiuri sunt aplanați pe un plan și desfășurați. Această tehnică de creare a diagramelor desfășurate este cunoscută ca metoda triunghiului. Deși metoda radială împarte, de asemenea, suprafața unui produs din metal foarte sub formă de o serie de triunghiuri, principala diferență între această metodă și metoda triunghiulară constă în modul în care sunt aranjate triunghiurile. Metoda radială este o serie de triunghiuri aranjate într-un sector în jurul unui centru comun (vârful conului) pentru a crea o diagramă de desfășurare, în timp ce metoda triunghiulară împarte triunghiurile în funcție de caracteristicile formeii suprafeței produsului din metal foarte, iar aceste triunghiuri nu sunt neapărat aranjate în jurul unui centru comun, ci, în multe cazuri, sunt aranjate sub forma unei W-uri. În plus, metoda radială se aplică doar conurilor, în timp ce metoda triunghiulară poate fi aplicată oricărei forme.

Deși este aplicabil oricărei forme, metoda triunghiului este folosită doar când este necesar din cauza muncii pe care o implică. De exemplu, atunci când suprafața nu are linii paralele sau prisme, metoda liniei paralele nu poate fi utilizată pentru extindere, iar atunci când linii sau prisme nu se întâlnesc într-un vârf, metoda radială nu este aplicabilă. În astfel de cazuri, metoda triunghiului este folosită pentru extinderea suprafeței. Diagrama de mai jos arată desfășurarea unui pentagram convex.

Pașii metodei triunghiului pentru diagrama de extindere sunt următorii.

1. Desenați o vedere de sus a pentagramului convex folosind metoda pentagonului pozitiv în interiorul unui cerc.

2. Desenați vedere principală a pentagramului convex. În diagramă, O’A’ și O’B’ reprezintă lungimile reale ale liniilor OA și OB, iar CE este lungimea reală a muchiei de jos a pentagramului convex.

3. Folosiți O’A’ drept rază majoră R și O’B’ drept rază minoră r pentru a crea cercurile concenrice ale diagramei.

4. Măsurați lungimile cercurilor în ordinea m de 10 ori pe arcele mari și minori pentru a obține 10 intersecții ale lui A”… și B”… pe cercurile mari și minori respectiv.

5. Conectați aceste 10 puncte de intersecție, rezultând în 10 triunghiuri mici (de exemplu, △A “O “C” din diagramă), care reprezintă extinderea pentagramului convex.

Componenta ‘cerul este rotund’ prezentată mai jos poate fi considerată o combinație dintre suprafețele a patru conuri și a patru triunghiuri plane. Dacă aplicați metoda liniei paralele sau metoda liniei radiale, este posibil, dar este mai complicat să o faceți.

Pașii metodei triunghiurilor sunt următorii.

1. Planul va fi împărțit în 12 părți egale pe circumferința sa. Se vor marca puncte la intervale corespunzătoare cu 1, 2, 2, 1 și unghiuri similare, conectând punctele A sau B. De aceste puncte se vor trasa apoi linii verticale care să intersecteze vederean principală la marginea superioară, marcate ca 1′, 2′, 2′, 1′. Aceste puncte vor fi apoi conectate la A’ sau B’. Semnificația acestei etape este că suprafața laterală a cerului este împărțită într-un număr de triunghiuri mici, în acest caz înșezeci de triunghiuri mici.

2. Din relația simetrică dintre fața și spatele celor două vedere, colțul din dreapta jos al planului 1/4, același ca și celelalte trei părți, porturile superioare și inferioare din plan reflectă forma reală și lungimea reală, deoarece GH este linie orizontală, iar proiecția corespunzătoare 1'H' în vedere frontală reflectă lungimea reală; în timp ce B1, B2 nu reflectă lungimea reală în nicio proiecție, ceea ce necesită aplicarea metodei de găsire a lungimii reale a liniei pentru a determina lungimea reală, aici se utilizează metoda triunghiului dreptunghic (notă: A1 egal cu B1, A2 egal cu B2). Lângă vedere frontală, se construiesc două triunghiuri dreptunghice astfel încât una dintre laturile perpendiculare, CQ, să fie egală cu 'h', iar ipotenuzele, A2 și A1, să corespundă liniilor QM și QN, reprezentând lungimile lor reale. Această configurație permite aplicarea teoremei lui Pitagora, care afirmă că într-un triunghi dreptunghic, pătratul lungimii ipotenuzei (c) este egal cu suma pătratelor lungimilor celorlalte două laturi (a și b), exprimat prin c² = a² + b². Semnificația acestei etape este de a determina lungimea tuturor laturilor micilor triunghiuri, apoi să se analizeze dacă proiecția fiecărei laturi reflectă lungimea reală, iar dacă nu, lungimea reală trebuie găsită una câte una folosind metoda lungimii reale.

3. Trasați diagrama de dezvoltare. Faceți segmentul AxBx egal cu a, unde Ax și Bx sunt centrele cercului, iar lungimea reală a segmentului QN (adică l1) ca raza arcurilor care se intersectează cu 1x, formând astfel diagrama plană a triunghiului mic △AB1; cu 1x ca centru, trasați un arc folosind lungimea arcului S ca raza, apoi cu Ax ca centru, utilizați lungimea reală a segmentului QM (adică l2) ca raza arcului care se intersectează cu 2x, completând astfel desenarea diagramei de dezvoltare. Diagrama triunghiului mic △A12 oferă expansiunea triunghiului ΔA12 în plan. Ex este obținut prin intersectarea unui arc trasat cu Ax ca centru și a/2 ca rază, și unui arc trasat cu 1x ca centru și 1’B’ (adică l3) ca rază. Doar jumătate din întreaga extensie este arătată în diagrama de dezvoltare.

Importanța alegerea FE ca margine în acest exemplu constă în faptul că toate triunghiurile mici împărțite pe suprafața formei (corpului trunchiat) sunt dispuse pe același plan, la dimensiunea lor reală, fără întrerupere, omisiune, suprapunere sau pliere, păstrând pozițiile inițiale de adiacență stânga și dreapta, desfășurând astfel întreaga suprafață a formei (corpului trunchiat).

Din acest lucru rezultă clar că metoda triangulară de desfășurare omite relația dintre cele două linii originale plane ale formei (paralele, intersectante, diferite) și o înlocuiește cu o nouă relație triangulară, fiind astfel o metodă aproximativă de desfășurare.

1. Împărțirea corectă a suprafeței componentei din plaști metalice în triunghiuri mici este esențială pentru metoda desfășurării triunghiurilor. De regulă, împărțirea ar trebui să respecte patru condiții pentru a fi considerată corectă; altfel, este greșită: toate vârfurile triunghiurilor trebuie să se afle pe marginile superioară și inferioară a componentei, iar triunghiurile nu trebuie să intersecteze spațiul intern al componentei. Acestea pot fi atașate doar două triunghiuri adiacente minore care au și pot avea doar o singură latură comună; două triunghiuri minore separate printr-un triunghi minor pot avea doar un singur vârf comun; două triunghiuri minore separate prin două sau mai multe triunghiuri minore fie au un vârf comun, fie nu au niciun vârf comun.

2. Examinăți toate laturile triunghiurilor mici pentru a determina care dintre ele reflectă lungimea reală, iar care nu. Pentru laturile care nu reflectă lungimea reală, acestea trebuie determinate una câte una conform metodei de găsire a acestora.

3. Pe baza pozițiilor adiacente ale triunghiurilor mici din figură, desenați toate triunghiurile mici în secvență, folosind ca raze lungimile cunoscute sau deja calculate adevărate. În final, conectați toate punctele de intersecție cu curbe sau linii punctate conform formei specifice componenteului pentru a obține vedere dezvoltată.

Comparație dintre cele trei metode

Metoda desfășurării prin triunghi se poate aplica tuturor formelor extensibile, în timp ce metoda radială este limitată la desfășurarea intersecțiilor de linii într-un punct de compoziție, iar metoda liniilor paralele este restricționată la desfășurarea elementelor paralele componentelor între ele. Atât metoda radială cât și cea a liniilor paralele pot fi considerate cazuri speciale ale metodei triunghiurilor, deoarece metoda triunghiurilor implică pași mai complicati în ceea ce privește simplificarea desenului. În general, cele trei metode de desfășurare sunt selectate pe baza următoarelor condiții.

1. Dacă componenta unei plane sau suprafețe, indiferent dacă secțiunea sa transversală este închisă sau nu, proiectează linii pe o suprafață care sunt toate paralele între ele și formează linii lungi continue, iar pe o altă suprafață de proiecție se proiectează doar o linie dreaptă sau o curbă, atunci metoda liniei paralele poate fi aplicată pentru desfășurare.

2. Dacă un con (sau o parte a unui con) este proiectat pe un plan de proiecție, axa sa reflectă lungimea reală, iar baza conului este perpendiculară pe planul de proiecție, atunci sunt îndeplinite cele mai favorabile condiții pentru aplicarea metodei radiale ('cele mai favorabile condiții' nu implică necesitate, deoarece metoda radială implică un pas cu lungime reală, permițând identificarea tuturor elementelor necesare, indiferent de poziția de proiecție a conului).

3. Când un plan sau o suprafață a unui component este poligonal în toate cele trei proiecții, adică când un plan sau o suprafață nu este nici paralelă nici perpendiculară la orice proiecție, se aplică metoda triunghiului. Metoda triunghiului este deosebit de eficientă atunci când se desenează forme neregulate.

Despre Gary Olson

Ca autor și editor dedicat pentru JUGAO CNC, specializez în crearea de conținut util și practic specific industriei metalurgice. Cu ani de experiență în scrierea tehnică, mă concentrez pe oferirea de articole și tutoriale detaliate care ajută fabricanții, inginerii și profesioniștii să rămână informați despre cele mai recente inovații în prelucrarea plăcilor metalice, inclusiv presuri CNC, presuri hidraulice, mașini de tăiere și altele.