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球面的近似展开方法

【摘要】:图10-15所示的热风炉球头制件就是由半球面组成的。采用这种制造工艺时,需要画出球面的近似展开图,展开图画法如下:将半球面划分为一个顶板和若干块侧板,分块多少由球面大小决定,本例中分为六块侧板。以M为圆心,作同心圆弧,如图10-16所示,并将视图中的弧长量取到展开图上。图10-15球头制件图10-16球面的展开将各点光滑连接起来,即得到一块侧板的展开图。图10-17用锥面法近似展开球面用这种方法展开球面时,应注意以下两点。

球面制件在工程中经常遇到。图10-15所示的热风炉球头制件就是由半球面组成的。制造这类产品时,若受冲压设备或材料条件限制,则可以焊接成形。一般要将下料钢板加热压弯,产生塑性变形,然后焊接而成。采用这种制造工艺时,需要画出球面的近似展开图,展开图画法如下:

(1)将半球面划分为一个顶板和若干块侧板,分块多少由球面大小决定,本例中分为六块侧板。顶板的展开图可画成一个圆,其半径r近似取顶板部分的弧长,即r=img

(2)将主视图上侧板部分圆弧分为三等份,得到1'、2'、3'和4',如图10-16(a)所示。

(3)在俯视图上过各等分点1、2、3、4作同心圆弧,弧长分别为img

(4)画展开图时,先将主视图中圆弧img展为直线,即取线段MN=πR/2,并用相同的方法(把弧长展为直线)分别在展开图上得到点Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,如图10-16(b)所示。

(5)以M为圆心,作同心圆弧,如图10-16(c)所示,并将视图中的弧长img量取到展开图上。

图10-15 球头制件

图10-16 球面的展开

(6)将各点光滑连接起来,即得到一块侧板的展开图。其余各块展开图与此相同。

上述作图过程,若用仪器完成比较麻烦,尤其是将圆弧展为相同长度的直线,需要做适当的计算。但若用凯图CAD 2000软件在计算机上绘制,则只需使用测量圆弧长功能,即可快速准确地绘制出来。

球面的近似展开有许多种方法,除上述方法外,还可以用水平面把球面分为若干块,如图10-17(a)所示,图中将球面分为七块。通常将中间一块按柱面展开,其余各块按锥面展开,其展开图画法如图10-17(b)所示。

图10-17 用锥面法近似展开球面

用这种方法展开球面时,应注意以下两点。

(1)如图10-17(a)所示,内接圆锥面顶点S1、S2、S3的确定是通过延长相关圆弧的弦长与中心线相交产生的。显然,划分的块数越多,展开图就越精确。

(2)在实际工作中,受到材料面积的限制,常常将圆柱面部分再分为若干个矩形,而把圆锥面部分再分为若干个梯形,然后再焊接起来,这样,可以充分利用一些面积较小的材料。