Tekniska dokument

I denna artikel ska jag utforska tre sätt att utveckla utvidningsbara plåtmetall ytter. Att komma i mål med utvecklings tekniker som parallelllinjeutveckling, radieutveckling och triangulär utveckling är avgörande för professionella inom plåtmetallbranschen, eftersom det möjliggör för dem att designa och tillverka komponenter med större effektivitet och noggrannhet. Oavsett om du är en erfaren professionell eller nybörjare kan mästertyngden av yttreatements tekniker som fosfatering, metallpressning och lasers texturerings betydligt förbättra din arbetsflöde och produktkvalitet, vilket visas av innovationer inom metalltillverkning och de breda tillämpningarna av dessa tekniker över branscher. Följ med mig när jag dyker in i varje metod, diskuterar deras fördelar och praktiska tillämpningar inom branschen.

Trots deras komplexa och varierande former består plåtmetallkomponenter främst av grundläggande geometriska former och deras kombinationer. Grundläggande geometriska former kan delas in i två huvudkategorier: plana och krökt ytslag. Vanliga plana tredimensionella former (främst inklusive rektangulära prisma, avklippta prismor, snedvinkliga parallella plan, rektangulära pyramidor etc.) och deras plana kombinationer visas i figur (a), medan vanliga krökta tredimensionella former (främst inklusive cylindrar, sfärer, raka cirkulära koner, sneda koner etc.) och deras krökta sammansättningar visas i figur (b) nedan. De grundläggande krökta tredimensionella plåtmetallkomponenterna som illustreras i (b) visar en rotationskropp, skapad av en linje (antingen rak eller krökt, indikerad av en streckad linje) som roterar runt en stationär axel. Ytan på ytan av den rotationskroppen kallas för rotationsyta. Cylindrar, sfärer och koner är alla rotationskroppar och deras ytor är rotationsytor, medan sneda koner och oregelbundna krökta kroppar inte är rotationskroppar. En cylinder bildas av en rak linje, känd som axeln, som roterar runt en annan rak linje som förblir parallell och ekvidistant till den. Detta resulterar i en tredimensionell form med två cirkliga baser och en krökt yta som ansluter dem. En kon är en tredimensionell geometrisk form som bildas genom att rotera en rätvinklig triangel runt en av dess ben, vilket fungerar som rotationsaxeln. En sfär bildas genom att rotera en halvcirkelsbåge runt dess diameter.

Det finns två typer av ytor: utvidningsbara och icke-utvidningsbara. För att kontrollera om en yta eller en del av den sträcker sig, placera en linjal mot objektet, vänd den och observera om den passar smidigt längs ytan i en riktning. Om det gör det, markera positionen och välj en ny plats nära. Ytan på den mätta delen av objektet är utvidningsbar. Med andra ord, varje yta där två närliggande linjer kan bilda en plan (dvs där två linjer är parallella eller skär varandra) är utvidningsbar. Denna typ av yta inkluderar planet, cylindervyta och konvyta, bland annat, vilka är skalbara. Dock är ytor där genererande linje är en kurva eller där två närliggande linjer bildar skärningen av ytan, som på en sfär, ring, spiralvyta och andra oregelbundna ytor, inte skalbara. För icke-utvidningsbara ytor är endast ungefärlig utvidgning möjlig.

Det finns tre huvudsakliga tekniker för att utveckla utvidbara ytor: parallelllinjemetoden, radillinjemetoden och triangelmetoden. Nedan finns en översikt över utvecklingsförfarandena.

Parallelllinjemetoden

Genom att skära priset eller cylindern längs parallella linjer delas ytan in i fyrhörningar som sedan vikts ut i ordning för att bilda en utökad karta. Denna teknik kallas för parallellinjemetoden. Principen bakom parallellinjemetoden ligger i att ytan består av en serie parallella linjer. När närliggande linjer och de områden som inges av dem (på sina övre och undre ändar) beaktas, fungerar de som approximationer av ett plan trapezoid (eller rektangel), som delas in i oändligt många små områden som summerar till ytan av formen. När alla dessa små områden vikts ut i sin ursprungliga ordning och relativa positioner, utan att något utelämnas eller överlappar, bildar de ytan av det avklippta kroppen. Att dela upp ytan av en avklippt kropp i oändligt många små plan är självklart omöjligt, men det är möjligt att dela upp den i dussintals eller till och med flera små plan.

Vilken geometri som helst där snören eller prismarna är parallella med varandra, som rektangulära rör, rondrötter etc., kan utvecklas av ytan med den parallella linjemetoden. Diagrammet nedan visar hur prismaytan utvecklas.

Stegen för att göra ett utvecklingsdiagram är följande.

1. att göra huvudsidan och övervy.

2. gör baslinjen för utvecklingsdiagrammet, dvs. förlängningslinjen av 1′-4′ i huvudsidan.

3. notera de vinkelräta avstånden 1-2, 2-3, 3-4, 4-1 från övervy och flytta dem till baslinjen för att få punkterna 10, 20, 30, 40, 10 och rita vinkelräta linjer genom dessa punkter.

4. rita parallella linjer åt höger från punkterna 1′, 21′, 31′ och 41′ i huvudsidan, skärande motsvarande vinkelräta linjer för att ge punkterna 10, 20, 30, 40 och 10

5. Anslut punkterna med rakalinjer för att få utvecklingsdiagrammet.

Diagrammet nedan visar

Utvecklingen av ett diagonalt avskuret cylinder.

Stegen för att göra ett utvecklingsdiagram är följande.

1. Rita huvudsidan och toppvyn av den skråvurade cylindern.

2. Dela in horisontala projektionen i ett antal lika delar, här i 12 lika delar, halvcirkeln är 6 lika delar, från varje lika punkt rita lodrät linje uppåt, i huvudsidan motsvarande linje, och korsa omkretsen av snittet vid punkterna 1′, … , 7′. Cirkelpunkterna är desamma.

3. Sträcka ut bascirkeln på cylindern till en rak linje (längden kan beräknas med πD) och använd den som referenslinje.

4. Rita en lodrät linje från ekvidistepunkten uppåt, dvs den plana linjen på ytan av cylindern.

5. Rita parallella linjer från huvudsidan vid 1′, 2′, … , 7′ respektive, och låt dem skära de motsvarande primlinjerna vid 1″, 2″, … Endpunkterna för linjerna på den utvecklade ytan.

6. Anslut slutpunkterna på alla räta linjer till en jämn kurva för att få en diagonal skärning av cylindern 1/2. Den andra halvan av utvecklingen ritas på samma sätt för att få den önskade utvecklingen.

Därav är det uppenbart att metoden med parallella linjer för utveckling har följande egenskaper.

1. Metoden med parallella linjer kan endast användas om de räta linjerna på ytan av formen är parallella med varandra och om deras verkliga längder visas i projektionsdiagrammet.

2. De specifika stegen för att utföra entitetsutvidgning med hjälp av parallellinjemetoden är följande: Först, dela upp lika (eller godtyckligt) i toppvyn, sedan rita lodräta linjer från varje delningspunkt till projektlínjen i huvudsikten, vilket ger en serie skärningspunkter i huvudsikten (dessa punkter delar faktiskt ytan på formen in i flera små delar); Därefter, klipp linjestycken i riktning vinkelrät mot den (huvudsikt) linjen, gör dem lika med snittet (omkrets), och markera dem i toppvyn. Genom denna linjestycka dras lodräta linjer genom punkterna på linjen och de lodräta linjerna som ritats från skärningspunkten i det första steget i huvudsikten, och sedan ansluts skärningspunkterna i tur och ordning (detta är faktiskt en rad små delar som delades upp av det första steget för att spridas ut), och därmed kan man få det utvecklade diagrammet.

På ytan av konen finns grupper av linjer eller prisma, vilka är koncentrerade vid spetsen av konen. Genom att använda spetsen och de strålformiga linjerna eller prismaten ritas utvecklingsmetoden, en teknik som kallas radiometrisk metod, vilken tillämpas bredvid i mineralundersökningsfältet.

Radialmetodens princip för utveckling är: Betrakta vilka som helst två närliggande linjer och deras baslinje som ett ungefärligt litet plantriangel. När basen av denna lilla triangel går mot noll oändligt, det vill säga när det finns oändligt många små trianglar, är summan av areorna på dessa små trianglar lika med arean av den ursprungliga tvärsnittet. Och när alla små trianglar inte saknas, inte överlappar, inte rynkas enligt den ursprungliga vänstra och högra relativ ordning och position, när alla små trianglar läggs ut i sin ursprungliga relativa ordning och position, utvecklas också ytan av den ursprungliga formen.

Radialmetoden används för att utveckla ytor av olika koner, inklusive ortokoner, snedkon och prisma, förutsatt att de delar en gemensam konspets. Diagrammet nedan visar utvecklingen av den sneda avskärningen av spetsen på en kon.

Stegen för att göra ett utvecklingsdiagram är följande.

1. Rita den huvudsakliga vyn och fyll i spetsens avskärning för att bilda en komplett kon.

2. Skapa en konytalinje genom att dela upp bascirkeln i ett antal lika delar, i detta fall 12 lika delar, för att få punkterna 1, 2, …, 7. Från dessa punkter ritar du en lodrät linje uppåt som skär bascirkelns ortografiska projektionslinje och sedan ansluter skärningspunkten med konens spets O och skär den sneda ytan vid punkterna 1′, 2′, …, 7′. Linjerna 2′, 3′, …, 6′ är inte verkliga längder.

3. Rita en sektor med O som centrum och Oa som radie. Båglängden av sektorn är ekvivalent med omkretsen av bascirkeln. Dela sektorn in i 12 lika delar, avmarkerade med lika punkter 1, 2, …, 7. Båglängderna för de lika punkterna är lika med båglängderna för omkretsen av bascirkeln. Använd O som cirkelns centrum och gör linjer (radiala linjer) till varje av de lika punkterna.

4. Från punkterna 2′, 3′,…, 7′ gör linjer parallella till ab, skärande Oa, dvs. O2′, O3′,… O7′ är de verkliga längderna.

5. Använd O som cirkelns centrum och den vinkelräta avståndet från O till varje av snittpunkterna på Oa som bågens radie, skär de motsvarande primlinjerna av O1, O2, …, O7, för att få skärningspunkterna 1”, 2”, …, 7”.

6. Anslut punkterna med en jämn kurva för att få en diagonal avskärmning av toppen av det koniska röret. Den radiometriska metoden är en mycket viktig utvidgningsmetod och gäller för alla koniska och avkortade komponenter. Även om konen eller avkortade kropparna utvecklas på olika sätt är utvecklingsmetoden liknande och kan sammanfattas som följer.

Från ett alternativt perspektiv förstors hela konen genom att sträcka sina kanter (prismat) och uppfylla andra formella krav, även om detta förfarande inte är nödvändigt för avkortade kroppar som har hörn.

Genom att lika dela omkretsen av den övre vyen (eller, valfritt, dela den godtyckligt) dras linjer över konens spets, vilket omfattar linjer över ribbarnas och prism sidornas hörn, motsvarande varje delningspunkt, vilket slutligen segmenterar konens eller avkortade kroppars yta i mindre avsnitt.

Genom att tillämpa metoden för att hitta de verkliga längderna (rotationmetoden används vanligtvis) hittas alla linjer som inte återspeglar de verkliga längderna, prismen och linjerna som är associerade med utvidgningsdiagrammet utan att missa de verkliga längderna.

Med hjälp av de verkliga längderna som guide ritas hela sidytan av konen tillsammans med alla strålande linjer.

På grundval av hela konens sida ritar man det avskurna objektet baserat på de verkliga längderna.

Triangulationsmetod

Om det inte finns några parallella linjer eller prismor på ytan av delen och om det inte finns någon konspets där alla linjer eller prismor skär varandra i en punkt kan triangulationsmetoden användas. Triangulationsmetoden gäller för vilken geometri som helst.

Triangelmetoden innebär att dela upp ytan av delen i en eller flera grupper av trianglar. Varje triangelns sidlängder mäts sedan noggrant. Enligt specifika regler slås dessa trianglar ut på en plan och utvecklas. Denna teknik för att skapa utvecklade diagram kallas triangelmetoden. Även om radialmetoden också delar upp ytan av ett plattmetallprodukt i en serie trianglar, skillnaden mellan denna metod och triangelmetoden ligger i hur trianglarna arrangeras. Radialmetoden är en serie trianglar som arrangeras i en sektor runt ett gemensamt centrum (konspets) för att göra ett utvecklingsdiagram, medan triangelmetoden delar upp trianglarna enligt ytväxlingskaraktäristiken hos plattmetallprodukten, och dessa trianglar behöver inte nödvändigtvis arrangeras runt ett gemensamt centrum, utan i många fall arrangeras de i form av ett W. Dessutom är radialmetoden endast tillämpbar på koner, medan triangelmetoden kan tillämpas på alla former.

Även om det gäller för alla former används triangelmetoden endast när det är nödvändigt på grund av dess trötthet. Till exempel, när ytan saknar parallella linjer eller prisma kan parallelllinjemetoden inte användas för utvidgning, och när linjer eller prismor inte möts i en spets är radieometoden ogiltig. I sådana fall används triangelmetoden för yteutvidgning. Diagrammet nedan visar hur ett konvext pentagram falas ut.

Stegen för triangelmetoden för utvidgningsdiagrammet är följande.

1. Rita en toppvy av det konvexa pentagrammet med hjälp av metoden för ett positivt femkant inom en cirkel.

2. Rita den huvudsakliga vyn av det konvexa pentagrammet. I diagrammet är O'A' och O'B' de verkliga längderna på linjerna OA och OB, och CE är den verkliga längden på bottenkanten av det konvexa pentagrammet.

3. Använd O'A' som den stora radien R och O'B' som den lilla radien r för att skapa de koncentriska cirklarna i diagrammet.

4. Mät längderna på cirklarna i ordning av m 10 gånger på de stora och små bågarna för att få 10 skärningspunkter av A”… och B”… på de stora och små cirklarna respektive.

5. Anslut dessa 10 skärningspunkter, vilket resulterar i 10 små trianglar (t.ex. △A “O “C” i diagrammet), vilket är utvidgningen av det konvexa pentagrammet.

Den ‘himmelen är rund’-komponenten som visas nedan kan ses som en kombination av ytorna på fyra koner och fyra plana trianglar. Om du tillämpar parallellinjemetoden eller radieinjemetoden är det möjligt, men det är mer besvärligt att göra.

Stegen i triangelmetoden är följande.

1. Planen kommer att delas in i 12 lika stora delar längs sin omkrets. Punkter kommer att markeras på intervall som motsvarar 1, 2, 2, 1 och liknande vinklar, anslutna till punkter A eller B. Från dessa punkter kommer lodräta linjer att ritas för att skära huvudsikten vid den övre kanten, markerad som 1′, 2′, 2′, 1′. Dessa punkter kommer sedan att anslutas till A’ eller B’. Bedeutningen av detta steg är att sidoytan av himlen delas in i ett antal små trianglar, i detta fall i sexton små trianglar.

2. Från det symmetriska förhållandet mellan framsidan och baksidan i de två vyerna, är nedre högra hörnet av plan 1/4 samma som de återstående tre delarna, och de övre och undre portarna i planen speglar den verkliga formen och verkliga längden, eftersom GH är en horisontell linje och därmed motsvarar linjeprojektionen 1'H' i huvudsikten den verkliga längden; medan B1, B2 inte i någon projektionskarta visar den verkliga längden, vilket kräver att man tillämpar metoden för att hitta den verkliga längden på linjen för att hitta den verkliga längden, här används rätvinklig triangelmetod (notera: A1 lika med B1, A2 lika med B2). När man konstruerar två rätvinkliga trianglar intill huvudsikten så att en av de vinkelräta sidorna, CQ, är lika med 'h', och hypotenusorna, A2 och A1, motsvarar linjerna QM och QN, som representerar deras faktiska längder. Denna konfiguration möjliggör tillämpningen av Pythagoras sats, som säger att i en rätvinklig triangel är kvadraten av längden på hypotenusan (c) lika med summan av kvadraterna av längderna på de andra två sidorna (a och b), uttryckt som c² = a² + b². Signifikansen av detta steg är att hitta längden på alla små triangelsidor och sedan analysera om projektionen av varje sida visar den verkliga längden, om inte, måste den verkliga längden hittas en efter en med hjälp av metoden för verklig längd.

3. Rita utvecklingsdiagrammet. Gör linjestycket AxBx lika med a, där Ax och Bx är cirklarnas centrum, och den faktiska längden på linjestycket QN (dvs. l1) som arcens radie som skär 1x, därmed bildar planediagrammet för det lilla triangeln △AB1; med 1x som centrum, rita en båge med arkets längd S som radie, och sedan med Ax som centrum, använd den faktiska längden på linjestycket QM (dvs. l2) som arcens radie som skär 2x, därmed slutför ritningen av utvecklingsdiagrammet. Diagrammet för den lilla triangeln △A12 ger expensionen av triangeln ΔA12 i planet. Ex erhålls genom att skära en båge ritad med Ax som centrum och a/2 som radie, och en båge ritad med 1x som centrum och 1’B’ (dvs. l3) som radie. Endast hälften av det fullständiga spridningsdiagrammet visas i utvecklingsdiagrammet.

Betydelsen av att välja FE som näven i detta exempel är att alla små trianglar som delats in på ytan av formen (avkantade kroppen) ritas ut på samma plan, i sin verkliga storlek, utan avbrott, utelämnande, överlappning eller veckning, i sina ursprungliga vänstra och högra angränsande positioner, därmed utvecklar man hela ytan av formen (avkantade kroppen).

Därifrån framgår det att den triangulära metod för utveckling ignorerar relationen mellan de ursprungliga två plana linjerna av formen (parallella, skärande, olikartade) och ersätter den med en ny triangulär relation, därmed är det en approximativ metod för utveckling.

1. Att korrekt dela upp ytterytan av det plåtmetallskomponenten i små trianglar är avgörande för triangelutvecklingsmetoden. I allmänhet bör delningen uppfylla fyra villkor för att anses vara korrekt, annars är den felaktig: alla hörn av trianglarna måste ligga på komponentens övre och undre kanter, och trianglarna får inte korsa komponentens inre utrymme. De kan endast kopplas till alla två närliggande mindre trianglar som har och endast har en gemensam sida; två mindre trianglar separerade av en mindre triangel kan ha endast ett gemensamt hörn; två mindre trianglar separerade av två eller fler mindre trianglar har antingen ett gemensamt hörn eller inget gemensamt hörn.

2. Inspektera alla sidor av de små trianglarna för att avgöra vilka sidor som återspeglar den verkliga längden och vilka som inte gör det. För sidor som inte återspeglar den verkliga längden behöver de verkliga längderna bestämmas en efter en enligt metoden för att hitta dem.

3. Utifrån de närliggande positionerna för de små trianglarna i figuren, rita alla små trianglar i följd, med kända eller redan beräknade verkliga längder som radier. Slutligen, anslut alla skärningspunkter med kurvor eller streckade linjer enligt den specifika formen av komponenten för att få den utvecklade vyn.

Jämförelse av de tre metoderna

Triangelmetoden kan tillämpas på alla utvecklingsbara former, medan radiometoden är begränsad till utveckling av linjekorsningar vid en sammansättningspunkt, och parallellinjemetoden är inskränkt till utveckling av komponenter vars element är parallella med varandra. Både radiometoden och parallellinjemetoden kan betraktas som specialfall av triangelmetoden, eftersom triangelmetoden innebär mer krångliga steg när det gäller ritningens enkelhet. Generellt sett väljs de tre utvecklingsmetoderna baserat på följande villkor.

1. Om en komponent av ett plan eller en yta, oavsett om dess tvärsnitt är stängt, projicerar linjer på en yta som alla är parallella till varandras fasta långa linjer, och på en annan projektionsyta endast en rak linje eller kurva projiceras, kan då metoden med parallella linjer användas för utveckling.

2. Om en kon (eller en del av en kon) projiceras på en projektionsplan, speglar dess axel den verkliga längden, och konens bas är vinkelrät mot projektionsplanet, uppfylls då de mest gynnsamma villkoren för att tillämpa radiometrisk metoden ('de mest gynnsamma villkoren' implikerar inte nödvändighet, eftersom radiometrisk metoden innebär en steg med verklig längd, vilket möjliggör identifiering av alla nödvändiga element oavsett konens projektionsposition)ts linje verklig längd, och sedan utveckla sidan av konen).

3. När en plan eller en yta av ett komponent är polygonal i alla tre vyer, det vill säga när en plan eller yta既inte är parallell eller vinkelrät mot någon projektion, används triangelmetoden. Triangelmetoden är särskilt effektiv när man ritar oregelbundna former.

Om Gary Olson

Som dedikerad författare och redaktör för JUGAO CNC specialiserar jag mig på att skapa insiktsfullt och praktiskt innehåll som specifikt är utformat för metallbearbetningsindustrin. Med flera års erfarenhet av teknisk skrivning fokuserar jag på att tillhandahålla djupgående artiklar och handledningar som hjälper tillverkare, ingenjörer och experter att hålla sig informerade om de senaste innovationerna inom plåtbearbetning, inklusive CNC tryckbågar, hydrauliska pressar, skärmaskiner och mer.