较大型结构的放样技巧

放样的方法有多种，但在长期的生产实践中，形成了以实尺放样为主的放样方法。随着科学技术的发展，又出现了比例放样、电子计算机放样等新工艺，并在逐步推广应用。但目前大多数企业广泛应用的仍然是实尺放样，即使采用其他新方法放样，一般也要首先熟悉实尺放样过程。

1.实尺放样

实尺放样就是采用1∶1的比例放样，根据图样的形状和尺寸，用基本的作图方法，以产品的实际大小，画到放样台上的工作。由于实尺放样是手工操作，所以要求工作细致、认真，有高度的责任心。

不同行业（如机械、船舶、车辆、化工、冶金、飞机制造等）的实尺放样各具特色，但就其基本程序而言，却大体相同。这里以常见的普通金属结构为主，来介绍实尺放样。

（1）线型放样 线型放样就是根据结构制造需要，绘制构件整体或局部轮廓（或若干组剖面）的投影基本线型。进行线型放样时要注意：

1）根据所要绘制图样的大小和数量多少，安排好各图样在放样台上的位置。为了节省放样台面积和减轻放样劳动量，对于大型结构的放样，允许采用部分视图重叠或单向缩小比例的方法。

2）选定放样画线基准。放样画线基准，就是放样画线时用以确定其他点、线、面空间位置的依据。以线作为基准的称为基准线，以面作为基准的称为基准面。在零件图上用来确定其他点、线、面位置的基准，称为设计基准。放样画线基准的选择，通常与设计基准是一致的。

在平面上确定几何要素的位置，需要两个独立坐标，所以放样画线时每个图要选取两个基准。放样画线基准一般可按以下三种方式选择：

①以两条互相垂直的线（或两个互相垂直的面）作为基准，如图2-1a所示；

②以两条中心线为基准，如图2-1b所示；

③以一个面和一条中心线为基准，如图2-1c所示。

图2-1 放样画线基准

应当指出，较短的基准线可以直接用钢直尺或弹粉线画出，而对于外形尺寸长达几十米甚至超过百米的大型金属结构，则需用拉钢丝配合角尺或悬挂线锤的方法画出基准线。目前，某些工厂已采用激光经纬仪作出大型结构的放样基准线，可以获得较高的精确度。作好基准线后，还要经过必要的检验，并标注规定的符号。

3）线型放样时首先画基准线，其次才能画其他的线。对于图形对称的零件，一般先画中心线和垂直线，以此作为基准，然后再画圆周或圆弧，最后画出各段直线。对于非对称图形的零件，先要根据图样上所标注的尺寸，找出零件的两个基准，当基准线画出后，再逐步画出其他的圆弧和直线段，最后完成整个放样工作。

4）线型放样以画出设计要求必须保证的轮廓线型为主，而那些因工艺需要而可能变动的线型则可暂时不画。

5）进行线型放样，必须严格遵循正投影规律。放样时，究竟画出构件的整体还是局部，可依工艺需要而定。但无论整体还是局部，所画出的线型所包含的几何投影，必须符合正投影关系，即必须保证投影的一致性。

6）对于具有复杂曲线的金属结构，如船舶、飞行器、车辆等，则往往采用平行于投影面的剖面剖切，画出一组或几组线型，来表示结构的完整形状和尺寸。

（2）结构放样 结构放样就是在线型放样的基础上，依制造工艺要求进行工艺性处理的过程。它一般包含以下内容：

1）确定各部接合位置及连接形式。在实际生产中，由于受到材料规格及加工条件等限制，往往需要将原设计中的产品整体分为几部分加工、组合。这时，就需要放样者根据构件的实际情况，正确、合理地确定接合部位及连接形式。此外，对原设计中的产品各连接部位结构形式，也要进行工艺分析，对其不合理的部分，要加以修改。

2）根据加工工艺及工厂实际生产加工能力，对结构中的某些部位或构件给予必要的改动，如图2-2a所示为一离心式通风机机壳中的零件——进风口。它是由锥形筒翻边而成。从工艺性角度看，按此方案制作加工难度大，尤其是质量不易保证。某厂在制造该产品时，决定在不降低原设计强度要求的前提下，改为图2-2b所示的三件组合形式（以图中双点画线为界）。其中，A件为一个法兰圈，可由钢板切割而成；B件为一个圆锥筒，可由滚板机滚制而成；C件为一个弧形外弯板筒，可以分为两块压制而成。改进后的产品加工难度降低了，质量也容易得到保证，生产效率也将有所提高。

图2-2 进风口

a）设计结构 b）三件组合结构

3）计算或量取零、部件料长及平面零件的实际形状，绘制号料草图，制作号料样板、样杆、样箱，或按一定格式填写数据，供数控切割使用。

4）根据各加工工序的需要，设计胎具或胎架，绘制各类加工、装配草图；制作各类加工、装配用样板。

这里需要强调的是：结构的工艺性处理，一定要在不违背原设计要求的前提下进行。对设计上有特殊要求的结构或结构上的某些部位，即便加工有困难，也要尽量满足设计要求。凡是对结构作较大的改动，须经设计部门或产品使用单位有关技术部门同意，并由本单位技术负责人批准，方可进行。

（3）展开放样 展开放样是在结构放样的基础上，对不反映实形或需要展开的部件进行展开，以求取实形的过程。其具体过程如下：

1）板厚处理。根据加工过程中的各种因素，合理考虑板厚对构件形状、尺寸的影响，画出欲展开构件的单线图（即理论线），以便据此展开。

2）展开作图。利用画出的构件单线图，运用正投影理论和钣金展开的基本方法，作出构件的展开图。

3）根据作出的展开图，制作号料样板或绘制号料草图。

2.放样过程分析举例

在明确了放样的任务和程序之后，下面列举一实例进行综合分析，以便对放样过程有一个具体而深入的了解。

如图2-3所示为一个冶金炉炉壳主体部件图样，该部件的放样过程如下：

（1）识读、分析构件图样 在识读、分析构件图样的过程中，主要解决以下问题：

1）弄清构件的用途及一般技术要求。该构件为冶金炉炉壳主体，主要应保证其有足够的强度，尺寸精度要求并不高。因炉壳内还要砌筑耐火砖，所以连接部位允许按工艺要求作必要的变动。

2）了解构件的外部尺寸、质量、材质、加工数量等概况，并与本厂加工能力相比较，确定产品制造工艺。通过分析可知该产品外形尺寸较大，质量较大，需要较大的工作场地和起重能力。加工过程中，尤其装配、焊接时，不宜多翻转。又知该产品加工数量少，故装配、焊接都不宜制作专门胎具。

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图2-3 炉壳主体部件

3）弄清各部投影关系和尺寸要求，确定可变动与不可变动的部位及尺寸。还应指出，对于某些大型、复杂的金属结构，在放样前，常常需要熟悉大量图样，全面了解所要制作的产品。

（2）线型放样 线型放样如图2-4所示。

1）确定放样画线基准。从该件图样看出：主视图应以中心线和炉上口轮廓线为放样画线基准，而俯视图应以两中心线为放样画线基准。主、俯视图的放样面线基准确定后，应准确地画出各个视图中的基准线。

2）画出构件基本线型。这里件1的尺寸必须符合设计要求，可先画出。件3位置也已由设计给定，不得改动，亦应先画出。而件2的尺寸要待处理好连接部位后才能确定，不宜先画出。至于件1上的孔，则先画后画均可。为便于展开放样，这里将构件按其使用位置倒置画出。

（3）结构放样

1）连接部位Ⅰ、Ⅱ的处理。首先看I部位，它可以有三种连接形式，如图2-5所示。究竟选取哪种连接形式，工艺上主要从装配和焊接两个方面考虑。

从构件装配方面看，因圆筒体（件1）大而重，形状也易于放稳，故装配时可将圆筒体置于装配平台上，再将圆锥台（包括件2、件3）落于其上。这样，三种连接形式除定位外，一般装配环节基本相同。从定位方面考虑，显然图2-5a所示装配最为不利，而图2-5b所示装配的连接形式会造成圆锥台（件2）尺寸超标，图2-5c所示装配的连接形式则较好。

图2-4 炉壳线型放样

a）画基准线 b）画放样图

从焊接工艺性方面看，显然图2-5b的连接形式不佳，因为内外两环缝的焊接均处于不利位置，装配后须依装配时位置焊接外环缝，处于横焊和仰焊之间；而翻过再焊内环缝时，不但需要作仰焊，且受构件尺寸限制，操作甚为不便。再比较图2-5a和图2-5c两种连接形式，图2-5c的连接形式更为有利，它的外环缝焊接时接近平角焊，翻身后内环缝也处于平角焊位置，均有利于焊接操作。

图2-5 I部位连接形式比较

a）外环焊接 b）、c）内外环焊接

综合以上两方面因素，I部位采取图2-5c所示的连接形式为好。

至于Ⅱ部位，因件3体积小，质量轻，易于装配、焊接，可采用图样所给的连接形式。

Ⅰ、Ⅱ两部位连接形式确定后，即可按以下方法画出件2，如图2-6所示。

以圆筒内表面1点为圆心，圆锥台侧板1/2板厚为半径画一圆。过炉底板下沿2点引已画出圆的切线，则此切线即为圆锥台侧板内表面线。分别过1、2两点引内表面线垂线，使之长度等于板厚，得3、4、5点。连接4、5点，得圆锥台侧板外表面线。同时画出板厚中心线1—6，供展开放样用。

2）因构件尺寸（a、b、ϕ₁、ϕ₂）较大，且件2锥度太大，不能采取滚弯成形，需分几块压制成形或手工煨制，然后组对。组对接缝的部位，应按不削弱构件强度和尽量减少变形的原则确定，焊缝应交错排列，且不能选在孔眼位置，如图2-7所示。

图2-6 圆锥台侧板画法

图2-7 焊缝位置

3）计算料长、绘制草图和量取必要的数据。因为圆筒展开后为一个矩形，所以计算圆筒的料长时可不必制作号料样板，只需记录长、宽尺寸即可；做出炉底板的号料样板（或绘制出号料草图），这是一个直径为2mm的整圆，如图2-8所示。

由于圆锥台的结构尺寸发生变动，需要根据放样图上改动后的圆锥台尺寸，绘制出圆锥台结构草图，以备展开放样和装配时使用，如图2-8所示。在结构草图上应标注出必要的尺寸，如大端最外轮廓圆直径ϕ′、总高度h₁等如图2-9所示。

图2-8 炉底板号料样板

图2-9 圆锥台结构草图

4）依据加工需要制作各类样板，圆筒卷制需要卡形样板一个，如图2-10a所示，其直径ϕ=ϕ₁-2δ₁；圆锥台弯曲加工需要卡形样板两个，如图2-10b和图2-10c所示，其中ϕ_大在图2-9量取，ϕ₂在图2-8中量取。制作圆筒上开孔的定位样板或样杆，也可以采取实测定位或以号料样板代替。

图2-10 炉壳制作卡形样板

圆锥台若为压制成形，则需要考虑胎模形状和尺寸的设计及胎模制作。

（4）展开放样

1）做出圆锥台表面的展开图，并做出号料样板。

2）做出筒体开孔孔形的展开图，并做出号料样板。