Technikai Dokumentumok

Ebben a cikkben három módszert fogok megvizsgálni arra, hogyan bontunk ki bővíthető lapfémmel fedett felületeket. A különböző kibontási technikák, mint például a párhuzamos vonalas kibontás, a sugárvonalas kibontás és a háromszög alapú kibontás megszerezése alapvetően fontos a lapfémművesek számára, mivel lehetővé teszi nekik, hogy komponenseket tervezzenek és gyártanak nagyobb hatékonysággal és pontossággal. Akár tapasztalt szaktudós vagy, akár kezdőd, a felületkezelési technikák, például a foszfátosítás, a fémmetszés és a laser textúrizás megtanulása jelentősen javíthatja a munkafolyamatot és a termék minőségét, ahogy azt a lapfémgyártásban történő innovációk és ezeknek a technikáknak a széles körű alkalmazása az iparágok között mutatja. Kövessen engem, miközben részletesen tárgyalom mindegyik módszert, beszélve az előnyeikről és az iparágban való praktikus alkalmazásukról.

Habár összetett és változatos alakjuk van, a lapáttermek főként alapvető geometriai alakzatokból és azok kombinációiból állnak. A geometriai alapalakzatok két nagy csoportba oszthatók: síkbeli és görbézeti típusokba. A gyakori síkbeli háromdimenziós alakzatok (földelint téglalap alapú hasábok, csúcsos hasábok, ferde párhuzamos síkok, négyszög alapú gúlák stb.) és a síkbeli kombinációik láthatók a (a) ábrán, míg a gyakori görbe háromdimenziós alakzatok (földelint hengerek, gömbök, derékszögű kúpok, ferde kúpok stb.) és a görbézeti szerkezeteik a (b) ábrán láthatók. A (b)-ben bemutatott alapvető görbézeti háromdimenziós lapáttermek forgástestet mutatnak, amely egy vonal (egyenes vagy görbe, egyszerű vonallal jelölve) egy rögzített tengely körül forogva keletkezik. A forgástest külső felülete a forgásfelület. A hengerek, gömbök és kúpok mind forgástestek, és a felületeik forgásfelületek, míg a ferde kúpok és rendellenes görbézeti testek nem forgástestek. A henger egy egyenes vonal forgásával keletkezik, amely egy másik egyenessel párhuzamosan és annak konstans távolságában maradva forog. Ez egy olyan háromdimenziós testet eredményez, amelynek van két kör alapja és egy közöttük lévő görbe felülete. A kúp egy háromszög forgatásával keletkezik egyik befogóján keresztül, amely a forgástengely. A gömb pedig egy félgömbi ív forgatásával keletkezik a mértani tengelye körül.

Két típusú felület van: terjeszthető és nem terjeszthető. Annak ellenőrzéséhez, hogy egy felület vagy annak része terjed-e, helyezzen el egy környezést az objektum ellen, fordítsa meg, és figyelje meg, hogy egy irányban simán illeszkedik-e a felület mentén. Ha igen, jelezze meg a pozíciót, és válasszon ki egy új, közeli pontot. Az objektum mérésre vett részének felülete terjeszthető. Más szóval, bármely olyan felület, ahol két szomszédos vonal síkot alkot (azaz két vonal párhuzamos vagy metszi egymást), terjeszthető. Ezen típusú felületek közé tartozik a sík, a oszlopfelület és a kúpsziget felülete, mások közt, amelyek skálázhatóak. Azonban azokon a felületeken, ahol a generálóvonal görbe, vagy két szomszédos vonal alkotja a felület metszetét, mint például a gömb, a gyűrű, a spirálfelület és más rendszertelen felületek, nem skálázhatóak. A nem terjeszthető felületeknél csak közelítő terjesztés lehetséges.

Három fő módszer létezik a bontandó területek kibontására: a párhuzamos vonal módszer, a sugár vonal módszer és a háromszög módszer. Alább található a kibontási eljárások áttekintése.

Párhuzamos vonal módszer

A gúla vagy henger keresztmetszetének párhuzamos vonalak mentén történő vágásával a felszín négyszögekre oszlik, amelyeket sorban kibontanak egy területi térkép létrehozásához. Ez a technika a párhuzamos vonalak módszere néven ismert. A párhuzamos vonalak módszerének elve abban áll, hogy a felszín egy sor párhuzamos vonalból áll. Amikor az egymás mellett levő vonalakat és az általuk bezárt területeket (felső és alsó végükön) figyelembe vesszük, ezek alkalmasak közelítésre egy sík trapéz (vagy téglalap) formájában, amely végtelen sok kis területre oszlik, és ezek összege adja a test felszínét. Amikor mind ezeket a kis területeket eredeti sorrendben és relatív helyzetükben kibontjuk, anélkül hogy valamelyik kihagyva vagy átfedés nélkül lenne, akkor azt kapjuk meg, ami a csúcsfelé szűkülő test felszínét alkotja. Természetesen lehetetlen egy csúcsfelé szűkülő test felszínét végtelen sok kicsi síkra osztani, de lehetséges rajta több tucatnyi vagy még több kis síkra felosztani.

Bármely olyan geometria, ahol a húrok vagy prizmák párhuzamosak egymással, mint például a téglalap alakú csövek, kör alakú csövek, stb., felvitítható a párhuzamos vonalak módszereivel. Az alábbi ábra bemutatja a prizmatikus felület kibontását.

A kibontási diagram létrehozásának lépései az alábbiak.

1. a főnézet és a tetején látvány készítése.

2. a kibontási diagram alapvonala, azaz a 1′-4′ vonal kiterjesztése a főnézetben.

3. a tetején látványból származó merőleges távolságok 1-2, 2-3, 3-4, 4-1 felvétele, majd ezek áthelyezése az alapvonalra, hogy kapjuk a 10, 20, 30, 40, 10 pontokat, és ezeken át merőleges vonalak rajzolása.

4. párhuzamos vonalak kirajzolása jobbra a főnézetben található 1′, 21′, 31′ és 41′ pontokból, melyek a megfelelő merőlegesekkel metszik egymást, így kapjuk a 10, 20, 30, 40 és 10 pontokat.

5. A pontok összekötése egyenes vonalakkal a kibontási diagram eléréséhez.

Az alábbi ábra mutatja

Egy átlósan vágott henger kibontását.

A kibontási diagram létrehozásának lépései az alábbiak.

1. készítsd el a fő nézetet és a tetejéből vett nézetet az érintkező hengernek.

2. Oszd fel a vízszintes vetületet egy adott számú egyenlő részre, itt 12 egyenlő részre, a félkör 6 egyenlő részre, emeld függőlegesen minden egyforma pontot, metszeni fogja a megfelelő sort a főnézetben, és áthuzod az érintkező síknak a 1′, … , 7′ pontokban. A kör pontjai megegyeznek.

3. Bontsd ki a henger alapkörét egyenes sorrá (amelynek hossza kiszámítható πD segítségével) és használd azt referencia vonalként.

4. Rajzolj függőleges sort az egyenlő távolságú pontokból felfelé, azaz a hengervonalat a henger felszínén.

5. Rajzolj párhuzamos vonalakat a főnézetből a 1′, 2′, … , 7′ pontokból, és metszéspontokba kerülnek a megfelelő prim vonalakkal a 1″, 2″, … A vonalak végpontjai a kinyitott felszínen.

6. Csatlakoztassa a minden egyszerű vonalak végpontjait egy sima görbével, hogy megkapja a henger ferde darabját 1/2. A másik fele az elemzés úgy rajzolható fel, hogy elérje a kívánt kiterjesztést.

Ebből világosan látható, hogy a párhuzamos vonalas bontás módszere a következő jellemzőkkel rendelkezik.

1. A párhuzamos vonalas módszert csak akkor lehet alkalmazni, ha a formán található egyenesek párhuzamosak egymással és ha a valós hosszúságokat a vetületi ábrán mutatják be.

2. Az entitás bővítés elvégzésének konkrét lépése a párhuzamos vonal módszere szerint a következő: Először egyenlő részekre (vagy tetszőlegesen) osztjuk a felső nézetben, majd merőleges vonalakat húzunk minden osztási pontból a főnézetbeli vetületi vonalra, így kapunk egy sor metszéspontot a főnézetben (ezek a pontok valójában több kis részre osztják a test felületét); Majd a (főnézet) egyeneshez merőlegesen húzott szakaszokat vágjuk le úgy, hogy megegyezzenek a kerettel (kerület), és jelezzük őket a felső nézetben. Ezeknél a pontoknál a szakasz felett átmenő merőleges vonalat húzzuk a főnézet első lépésében kapott metszéspontokból, és ezután összekapcsoljuk a metszéspontokat sorrendben (ez valójában a korábbi lépésben kapott kis részeket terjesztjük ki), és így megkapjuk a kiterjesztett diagramot.

A kúp felszínén szalagokból vagy prizmákból álló csomópontok vannak, amelyek a kúp csúcsa felé koncentrálnak. A kúp csúcsának és a sugározó szalagoknak vagy prizmeknek a használatával kirajzoljuk a kibontási módszert, amit sugározó módszernek nevezünk, amelyet gyakran alkalmaznak a kőzetfelfedezés területén.

A radialis kibontás elve a következő: Vegyük észre bármely két egymással szomszédos vonalat és az alapjukat egy közelítőlegi kis síkbeli háromszögként. Amikor ez a kis háromszög alapja nullához tart végtelenül, azaz ha végtelen sok kis háromszög van, akkor ezek területének összege egyenlő az eredeti metszet területével. És amikor egyetlen kis háromszög sem hiányzik, nem átfedik egymást, és nincsenek rúgva az eredeti bal és jobb relatív sorrendben és pozícióban, akkor minden kis háromszög elhelyezése után az eredeti test felszínét is kibontottuk.

A radiális módszer használatos a különböző gúla- és kúpszeletek, valamint a prizmák felbontására, amennyiben közös csúcsot osztanak. Az alábbi ábra egy kúp felső részének ferde kimetszetének felbontását mutatja.

A kibontási diagram létrehozásának lépései az alábbiak.

1. Rajzolja meg az átfedéses nézetet, és kitölti a felső kimetszetet, hogy teljes kúpot alkossanak.

2. Hozzon létre egy kúp-felületi vonalat azzal, hogy a kör alapját egy adott számú egyenlő részre osztja, ebben az esetben 12 egyenlő részre, hogy kapjon 1, 2, …, 7 pontokat; ezekből a pontokból húzzon függőleges vonalakat felfelé, melyek a kör merőleges vetületi vonalával metszik, majd összekapcsolja a metszéspontokat a kúp csúcsával O, és metsesse a ferde felületet a 1′, 2′, …, 7′ pontokban. A 2′, 3′, …, 6′ vonalak nem valós hosszúságúak.

3. Rajzoljunk egy körszeletet O középponttal és Oa sugarral. A körszelet ívhossza egyenlő a alapkör kerületével. Osztson fel a körszeletet 12 egyenlő részre, metszenve egyenlő pontokat 1, 2, …, 7. Az egyenlő pontok ívhossza egyenlő az alapkör kerületének ívhosszával. Használja O-t a kör középpontjaként, és húzzon vonalakat (sugárvonalak) mindehhez az egyenlő pontokhoz.

4. Az 2′, 3′,…, 7′ pontokból húzzon párhuzamos vonalakat ab-hoz, metszve Oa-t, azaz O2′, O3′,… O7′ a valós hosszúságok.

5. Használja O-t a kör középpontjaként és az O-tól az Oa metszéspontjaihoz tartozó merőleges távolságot az ív sugaraiként, metszze meg a megfelelő prim vonalakat O1, O2, …, O7 pontokban, hogy megkapja a metszéspontokat 1”, 2”, …, 7”.

6. Kapcsold össze a pontokat egy sima görbével, hogy megkapd a ferde metszetet a kúp alakú cső tetején. A rádiométeres módszer nagyon fontos bővítési módszer, és alkalmazható minden kúp és kúp alapú komponensre. Bár a kúp vagy a kúp alapú testek sokféle módon bonthatók ki, a kibontási módszer hasonló, és az alábbiak szerint összefoglalható.

Egy másik szempontból a kúp teljes méretét növeljük az élek (prizmák) hosszabbításával és más formai követelmények teljesítésével, bár ez a eljárás nem szükséges a csúcsokkal rendelkező kúp alapú testeknél.

A tetejezeti nézet kerületének egyenlő osztásával (vagy opcionálisan tetszőleges osztással), vonalakat húzunk a kúp csúcsán át, amelyek a oldali gerinchélei és prizma oldalai csúcsaiban haladnak, mindegyik osztásponthoz megfelelően, végül a kúp vagy kúp alapú test felszínét kisebb szakaszokra osztva.

A valós hosszúságok meghatározásának módszerének alkalmazásával (a forgatási módszer gyakran használatos), találjuk meg azokat a vonalakat, amelyek nem tükrözik a valós hosszúságot, a prizmákat és azokat a vonalakat, amelyek kapcsolódnak a bővítési diagramhoz, anélkül, hogy elveszítenénk a valós hosszúságot.

A valós hosszúságok segítségével kirajzoljuk a kúp egész oldalfelét együtt az összes sugárzó vonallal.

A teljes kúpoldalfelület alapján rajzoljuk meg a csúcsnél levágott testet a valós hosszúságok alapján.

Háromszög-módszer

Ha nincsenek párhuzamos vonalak vagy prizmák a rész felületén, és ha nincs olyan kúp-csúcs, ahol minden vonal vagy prizma egy pontban metszi egymást, akkor a háromszög-módszert használhatjuk. A háromszög-módszer bármilyen geometriára alkalmazható.

A háromszög módszer azonosítja a részfelületet egy vagy több háromszögcsoportra. Minden háromszög oldalait pontosan mérjük meg. Megfelelő szabályokat követve ezeket a háromszögeket síkba terítjük ki és kibontjuk. Ez a technika a kibontott diagramok létrehozására szolgáló háromszög módszer. Bár a sugár módszer is felosztja a lapanyag termék felszínét háromszögekre, a két módszer közötti különbség abban rejlik, hogy hogyan rendezik el a háromszögeket. A sugár módszer egy sor háromszöget tartalmaz, amelyek egy közös középpont körül (gúla teteje) vannak elrendezve a kibontott diagram létrehozásához, míg a háromszög módszer a háromszögeket a lapanyag termék felszínének formai jellemzői szerint osztja fel, és ezek a háromszögek nem feltétlenül vannak elrendezve közös középpont körül, sok esetben W alakúan rendezve vannak. Emellett a sugár módszer csak gúláknál alkalmazható, míg a háromszög módszer bármilyen formára alkalmazható.

Bár bármilyen alakzatra alkalmazható, a háromszög módszert csak akkor használják, ha szükséges, miatt annak bonyolultsága. Például, amikor a felszínen nincsenek párhuzamos vonalak vagy prizmák, nem lehet párhuzamos vonal módszert használni a kiterjesztéshez, és amikor a vonalak vagy prizmák nem találkoznak egy csúcspontban, a sugárzati módszer nem alkalmazható. Ilyen esetekben a háromszög módszert használják a felszín kiterjesztésére. Az alábbi ábra egy konvex pentagramma felbontását mutatja.

A háromszög módszer lépései a kiterjesztési diagramhoz az alábbiak szerint.

1. Rajzoljuk meg a konvex pentagramma tervét a pozitív ötszög körben lévő módszerrel.

2. Rajzoljuk meg a konvex pentagramma főnézetét. Az ábrán O’A’ és O’B’ a valós hosszúságok az OA és OB vonalaknak, és CE a konvex pentagramma alsó éle valós hossza.

3. Használjuk O’A’-t nagy R sugarakként és O’B’-t kisebb r sugarakként a diagram koncentrikus körének megrajzolásához.

4. Mérje ki a körök hosszát 10-szer a fő és a kisebb íveken, hogy megkapja az A”… és B”… pontokat illetve a fő és a kisebb körön 10 metszéspontjukat.

5. Összekapcsolja ezeket a 10 metszéspontot, amelyek 10 kis háromszöget eredményeznek (pl. △A “O “C” a diagramban), ami a konvex pentagramma bővítése.

Az alábbiakban látható „a eget kör alakú” komponens négy kúp és négy sík háromszög felületének kombinációjaként tekinthető. Ha alkalmazza a párhuzamos vonalak módszerét vagy a sugárvonalak módszerét, lehetővé teszi, de zavarosabb.

A háromszög módszer lépései a következők.

1. A terv 12 egyenlő részre osztva kerületé mentén. Pontokat jelölnek meg intervallumok szerint, amelyek megfelelnek 1, 2, 2, 1 és hasonló szögeknek, összekötve az A vagy B pontokat. Ezután függőleges vonalakat húznak ezekből a pontokból, hogy metszék a fő nézetet a felső élen, amelyeket 1′, 2′, 2′, 1′-ként jelölnek. Ezeket a pontokat majd összekapcsolják A’-val vagy B’-vel. Ennek a lépésnek a jelentősége, hogy a oldal felületét a cseléd számos kis háromszögbe osztja, ebben az esetben tizenhat kis háromszögbe.

2. A két nézet közötti szimmetrikus kapcsolatból a tervek eleje és vége között, a terv jobb alsó sarka 1/4 részben megegyezik a három többivel, a terv felső és alsó portjai megjelenítik az igazi alakot és hosszt, mivel a GH vízszintes vonal, így a megfelelő vonatkozásos vonalprojekció 1'H' a főnézetben megjeleníti az igazi hosszt; miközben a B1, B2 bármely projekciós térképen sem tükrözi az igazi hosszt, amelyet alkalmazni kell az igazi hosszúság meghatározására, itt a derékszögű háromszög módszere használatos (megjegyzés: A1 egyenlő B1-vel, A2 egyenlő B2-vel). A főnézet mellett két derékszögű háromszöget szerkesztünk úgy, hogy az egyik merőleges oldal, CQ, 'h'-hoz egyenlő legyen, és a befogók, A2 és A1, a QM és QN vonalakhoz felelnek meg, amelyek az igazi hosszukat jelentik. Ez a konfiguráció lehetővé teszi a Pitagorasz-tétel alkalmazását, amely azt mondja ki, hogy egy derékszögű háromszögben a párhuzamos oldal (c) négyzete egyenlő a másik két oldal (a és b) négyzetének összegével, amely c² = a² + b²-ként fejeződik ki. Ennek a lépésnek a jelentősége az, hogy megtaláljuk minden kis háromszög oldalainak hosszát, majd elemzzük, hogy az egyes oldalak projekciója tükrözi-e az igazi hosszt, ha nem, akkor az igazi hosszúságokat egyenként meg kell találni az igazi hosszúság-módszerrel.

3. Rajzolja meg a fejlesztési diagramot. Tegye az AxBx szakaszt egyenlővé a-val, ahol Ax és Bx a körök középpontja, és az igazi hosszúságú QN szakasz (azaz l1) az ív sugara, amely 1x-ben metszi egymást, így kis háromszög síkbeli diagramját alkotva △AB1; 1x középponttal rajzoljon egy ívet az S ívhosszúság sugárral, majd Ax középponttal használja az igazi hosszúságú QM szakasz (azaz l2) sugárértékét, hogy 2x-ben metszeni, és ezzel befejezni a fejlesztési diagram rajzolását. A kis háromszög △A12 diagramja adja a ΔA12 háromszög síkbeli kiterjesztését. Az Ex pontot azonosítjuk úgy, hogy Ax középpontból és a/2 sugarú ívvel metszünk egy másik ívet, amely 1x középpontból és 1’B’ (azaz l3) sugarú. Csak a teljes kiterjesztés fele látható a kiterjesztési diagramon.

Az FE választás jelentősége ebben a példában annyiban áll, hogy a formán (kivágott testen) osztott minden kis háromszög el van helyezve ugyanazon síkon, valódi méretben, folytonosan, anélkül, hogy részlet hiányzna, átfedés lenne vagy rúgás, eredeti bal és jobb szomszédos helyzetükben maradva, így kibontva a teljes felületét a formának (kivágott testnek).

Ebből világosan látszik, hogy a háromszöges kibontási módszer figyelmen kívül hagyja a formának az eredeti két síkbeli vonal közötti viszonyt (párhuzamos, metsző, nem hasonló), és egy új háromszög alapú viszonyt helyettesít vele, tehát ez egy közelítő kibontási módszer.

1. A lapos komponens felületének helyes osztása kis háromszögekre alapvető a háromszög kiterítési módszer szempontjából. Általánosságban az osztásnak négy feltételt kell kielégítenie, hogy helyes legyen; ellenkező esetben hibás: minden háromszög csúcsa rajta kell, hogy legyen a komponens felső és alsó élein, és a háromszögek nem térhenek át a komponens belső térén. Csak kettő szomszédos kisebb háromszög lehet és csak egy közös oldaluk lehet; két kisebb háromszög, amelyiket egy kisebb háromszög választ el, csak egy közös csúccsal rendelkezhet; két kisebb háromszög, amelyiket két vagy több kisebb háromszög választ el, vagy van közös csúcspontja vagy nincs közös csúcspontja.

2. Ellenőrizze a kis háromszögek összes oldalát annak megállapítására, hogy melyik oldal tükrözi az igazi hosszt, és melyik nem. Azokra az oldalakra, amelyek nem tükrözik az igazi hosszt, az igazi hosszukat egyenként meghatározni kell a találkozásukon múló módszer szerint.

3. A kis háromszögek szomszédos helyzetének figyelembevételével a ábrán, rajzolja meg sorrendben az összes kis háromszögét, ismert vagy már kiszámított valós hosszúságokat használva sugaraként. Végül kössön össze minden metszéspontot görbékkel vagy vonalzott vonalakkal a komponens konkrét alakjától függően, hogy kapja meg a kiterített nézetet.

A három módszer összehasonlítása

A háromszög kiterítési módszer alkalmazható minden kiteríthető formára, míg a sugári módszer korlátozódik a vonalak metszéspontjainak kiterítésére egy összetevőben, és a párhuzamos vonal módszer korlátozódik a párhuzamos elemek komponenseinek kiterítésére egymással. Mind a sugári, mind a párhuzamos vonal módszerek speciális esetei lehetnek a háromszög módszernél, hiszen a háromszög módszer több terhelt lépést igényel rajzolási egyszerűség szempontjából. Általánosságban beszélve, a kiterítési három módszert a következő feltételek alapján választjuk ki.

1. Ha egy sík vagy felület komponense, függetlenül attól, hogy zárt-e a kerete, vetítési vonalakat dob egy olyan felületre, amelyek párhuzamosak egymással és szilárd hosszú vonalakkal vannak ábrázolva, és egy másik vetítési felületre csak egy egyenes vagy görbe dobható, akkor a párhuzamos vonalak módszere alkalmazható a kiterjesztéshez.

2. Ha egy gúla (vagy gúla része) vetítési síkra dobott vetülete az tengelye megjeleníti a valós hosszt, és a gúla alapja merőleges a vetítési síkra, akkor a legkedvezőbb feltételek teljesülnek a sugárvetítési módszer alkalmazásához ('legkedvezőbb feltételek' nem jelenti a szükségességet, mivel a sugárvetítési módszer valós hosszúságú lépést tartalmaz, amely lehetővé teszi minden szükséges elem azonosítását, függetlenül a gúla vetület helyzetétől).

3. Amikor egy sík vagy egy komponens felülete háromszög alakú minden három nézetben, azaz amikor egy sík vagy felület sem párhuzamos vagy merőleges egyetlen vetítésre sem, akkor alkalmazzuk a háromszög módszert. A háromszög módszer különösen hatékony irreguláris alakzatok rajzolásakor.

Rólunk Gary Olson

Képzett szerző és szerkesztő a JUGAO CNC-nél, specializáltam informatív és gyakorlati tartalom készítésében, amely kifejezetten a fémipari iparnak van szántva. Évek értékesírása technikai írásban, amely során mélyen részletes cikkeket és oktatóanyagokat készítek, amelyek segítenek a gyártóknak, mérnököknek és szakszerű személyzetnek abban, hogy naprakészek maradjanak a legújabb innovációkról a lapfém-feldolgozás terén, beleértve a CNC nyomósztályokat, hidraulikus nyomásztalakat, vágó gépeket és másokat.