第2章 鈑金基本操作

2.1 放樣

在鈑金生產(chǎn)過程中，放樣是鈑金構(gòu)件下料及其后續(xù)再加工的前期準(zhǔn)備工作，是鈑金加工的基本操作之一。通俗地講，放樣就是在鈑金坯料上畫出所加工構(gòu)件的展開圖形，主要包括：計(jì)算展開料、畫出展開圖形（又稱為劃線或號(hào)料）以及為保證所繪圖形的準(zhǔn)確性或提高工作效率等目的制作樣板等內(nèi)容。對(duì)一般鈑金工來說，放樣操作的主要內(nèi)容是完成簡(jiǎn)單構(gòu)件的展開及制作簡(jiǎn)單劃線樣板，以便完成鈑金構(gòu)件的劃線。由于制作樣板是為畫出展開圖服務(wù)的，因此在一定程度上，放樣操作的所有工作均可理解為劃線。

2.1.1 放樣的工具

鈑金的放樣包括平面劃線和立體劃線兩種。由于鈑金構(gòu)件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，使得它比常見機(jī)械加工件的劃線要復(fù)雜些，但與其他種類的劃線加工一樣，鈑金劃線也是利用劃線工具來完成的。

1．常用的劃線工具名稱及用途

常用的劃線工具名稱及用途見表2-1。

2．常用劃線工具的使用要點(diǎn)

（1）劃線平板 劃線平板是劃線工作的基準(zhǔn)面，它的平面度直接影響劃線精度。使用劃線平板時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：盡量做到劃線平板各處均勻使用，避免局部磨損；經(jīng)常保持平板的清潔，防止鐵屑、砂粒等雜質(zhì)磨壞平板；在劃線平板上面使用的工具要輕拿輕放，防止撞擊表面，更不能用錘子敲打表面；用完后應(yīng)擦拭干凈，涂上防銹油。

（2）劃針 劃針是在工件上劃線的基本工具。最常用的劃針為直線形，對(duì)直劃針劃不到的地方則使用彎頭劃針。用劃針劃線時(shí)，針尖要緊靠鋼直尺穩(wěn)定拖動(dòng)，并向鋼直尺外傾斜20°～25°，劃線時(shí)劃針不要左右搖擺，要盡量做到一次劃成（見圖2-1），若重復(fù)劃同一條線，則線條變粗或由于不重合導(dǎo)致模糊不清，會(huì)影響劃線質(zhì)量。

（3）劃針盤 劃針盤是用來進(jìn)行立體劃線和找正工件位置的工具（見圖2-2）。劃針的直頭端用來劃線，彎頭端用來找正工件的劃線位置。使用劃針盤時(shí)，劃針伸出部分應(yīng)盡量短；在拖動(dòng)底座劃線時(shí)，應(yīng)使它與平板平面貼緊；劃線時(shí)，劃針盤朝劃線移動(dòng)方向傾斜30°～60°。

（4）單腳劃規(guī) 單腳劃規(guī)用來確定軸及孔的中心位置。圖2-3所示為單腳劃規(guī)的使用方法。

（5）樣沖 用樣沖沖眼時(shí)，先使樣沖向外傾斜，使沖尖對(duì)正劃線的中心或所劃孔的中心，然后把樣沖立直，用錘子擊打樣沖頂端（見圖2-4）。

（6）千斤頂 千斤頂通常是大型毛坯或形狀不規(guī)則的工件在找正、劃線時(shí)使用，起支承和調(diào)節(jié)作用。使用千斤頂時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：千斤頂?shù)酌嬉粮蓛簦С悬c(diǎn)最好不要選擇在工件傾斜或易滑移的部位，應(yīng)保證安放平穩(wěn)，若千斤頂需頂在圓弧面上時(shí)，在所頂位置應(yīng)打一個(gè)較大的樣沖眼，并使千斤頂尖頂在樣沖眼內(nèi)，以防止滑動(dòng)；一般是3個(gè)千斤頂同時(shí)共用，此時(shí)，3個(gè)千斤頂?shù)闹С悬c(diǎn)離工件的重心要盡量遠(yuǎn)，3個(gè)支承點(diǎn)所組成的三角形面積應(yīng)盡量大，一般工件較重的一端放二只千斤頂，較輕的一端放一只；當(dāng)工件需要豎起來劃線，3個(gè)千斤頂頂在一個(gè)窄長(zhǎng)的平面上時(shí)，要借助橋式起重機(jī)并系一保險(xiǎn)繩吊住工件起保險(xiǎn)作用，一般繩子不張緊，以使千斤頂有調(diào)節(jié)工件高低的余地，萬一工件倒下來，繩子就可起保護(hù)作用；若工件很重或3只千斤頂所支承的面積較小，可在工件下放幾個(gè)硬質(zhì)木塊，為了不改變3個(gè)支承千斤頂?shù)闹С衅矫妫@些木塊與工件間有一微小距離，主要防止一旦發(fā)生不測(cè)可用來承重。

3．樣板

對(duì)于形狀復(fù)雜的構(gòu)件，為了劃線準(zhǔn)確、方便快捷，以及后續(xù)質(zhì)量檢查、控制的需要，常常需要用樣板來劃線并檢查彎曲件的角度和曲率、壓制件的截面形狀等是否符合圖樣要求、易變形的冷作件在成形后進(jìn)行矯形的效果等，以指導(dǎo)進(jìn)一步矯形達(dá)到圖樣的要求。

由于用途的不同，樣板的類型也多樣，通常有：下料樣板、成形樣板與檢驗(yàn)樣板等。樣板一般在生產(chǎn)加工批量較大、單件數(shù)量較多時(shí)使用，通常采用0.3～1mm的薄鋼板（如鍍鋅板）、可鍛鑄鐵按照1∶1的比例制成。制成后的樣板必須在其上標(biāo)明圖號(hào)、名稱、件數(shù)、庫(kù)存編號(hào)等，并經(jīng)專業(yè)檢查人員檢查，核對(duì)無差錯(cuò)后，方可投入使用，以保證放樣的正確，同時(shí)也利于樣板的管理。表2-2列出了幾種常用樣板的名稱和用途。

由于樣板是生產(chǎn)過程中劃線、檢驗(yàn)工件的專用量具，所以樣板應(yīng)具有一定剛度、尺寸穩(wěn)定和不易變形的特點(diǎn)。為了便于操作者在生產(chǎn)中使用，大型樣板的重量應(yīng)輕巧，使用應(yīng)方便。

要制作樣板，首先應(yīng)看圖樣所示尺寸的標(biāo)注位置。一般說來，圖樣中所標(biāo)尺寸應(yīng)是工件要保證的尺寸，因此一般是取標(biāo)注尺寸為樣板尺寸。但是，為了測(cè)量方便，在其他影響因素比較穩(wěn)定的情況下，也可以取其間接（或推算）尺寸作為樣板的尺寸，如圓弧成形樣板是用來檢驗(yàn)彎曲件的曲率的，對(duì)于較大的圓弧成形件，為了便于測(cè)量，通常制作的成形卡樣板以弧板的內(nèi)壁尺寸為準(zhǔn)。

樣板的制作公差一般取加工構(gòu)件公差的1/3～1/4，一般不應(yīng)小于表2-3所示的尺寸公差。

2.1.2 基本圖形的作法

在制作樣板、畫加工零件的各種圖形（號(hào)料）等操作時(shí)，都必須繪制一些基本幾何圖形，熟練掌握基本幾何圖形的作法是鈑金加工的基礎(chǔ)。這是因?yàn)槿魏螐?fù)雜的物體，都是由圓柱、圓錐、棱錐、球等基本幾何圖形組成的，而這些幾何體又都是由直線、圓弧、圓以及封閉的或開口的曲線等線條組成的。

1．直線和角的畫法

各類直線和角的畫法見表2-4。

2．圓等分的作法

圓的等分是作正多邊形的基礎(chǔ)，也是鈑金加工中用來確定展開料或鉆孔點(diǎn)位置等常用的方法，其作圖方法見表2-5。

圓的等分也可以用計(jì)算法求得，其計(jì)算公式是：

式中 s——等分圓周的弦長(zhǎng)；

R——圓的半徑；

n——圓的等分?jǐn)?shù)目。

采用計(jì)算法等分圓時(shí)，只需先利用上式計(jì)算出等分圓周的弦長(zhǎng)s值，再利用分規(guī)直接在圓上截取各點(diǎn)后，直接連接各點(diǎn)便可。如采用計(jì)算法6等分圓，可先計(jì)算出等分圓周的弦長(zhǎng)，然后利用圓規(guī)，先以圓上任意點(diǎn)為圓心，以s=R長(zhǎng)為半徑，依次畫弧，便可將圓6等分，依次連接圓周上各點(diǎn)，即形成正六邊形，如圖2-5所示。

3．正多邊形的作法

正多邊形的畫法廣泛地應(yīng)用在幾何作圖中。在圓內(nèi)作正多邊形的方法，也常用來等分圓周，其作圖方法見表2-6。

4．圓弧、橢圓的作法

圓弧是構(gòu)成各種圖形的基礎(chǔ)，圓弧的作法見表2-7。

橢圓也是鈑金件中常見的圖形，其作法很多。橢圓、心形圓和蛋形圓的常用作法見表2-8。

5．各種圓弧連接的作法

各種圓弧連接是形成一些較復(fù)雜形狀連接的基礎(chǔ)，各種圓弧連接的作法見表2-9。

2.1.3 放樣的操作技巧及注意事項(xiàng)

放樣一般是在放樣工作臺(tái)上進(jìn)行。放樣前應(yīng)先熟悉圖樣，核對(duì)圖樣各部尺寸是否正確，如無問題，方可劃線。

1．放樣的操作要求

（1）放樣的基本規(guī)則 在按圖樣放樣時(shí)，要遵守一個(gè)基本規(guī)則，即從基準(zhǔn)開始。在設(shè)計(jì)圖樣上，用來確定其他點(diǎn)、線、面位置的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。放樣時(shí)，通常也都是選擇圖樣的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為放樣基準(zhǔn)。

圖2-6所示為按圖樣劃線的步驟：首先分析構(gòu)成圖樣的各線條及其中心線，中心線中先劃對(duì)稱線，后劃其他定位線（見圖2-6a）；其次再劃圓弧和圓周線等基本線條（見圖2-6b）；再用直線（或斜線）及其他特殊線條封閉圖形，這樣就得到所需圖樣（見圖2-6c）；最后，按圖樣檢查劃線。

（2）合理選擇零件的排樣 放樣時(shí)，應(yīng)合理選擇零件的排樣方法，最大限度地提高原材料的利用率。為此，應(yīng)優(yōu)化排樣形式，同時(shí)將各種同材料、同料厚的零件集中起來套排，以減少?gòu)U料，盡量使材料的利用率達(dá)到最大。

（3）正確使用樣板 對(duì)要求較高、批量較大的一些零件，可采用樣板來劃線。劃線樣板可根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備情況，采用數(shù)控激光切割、轉(zhuǎn)塔沖床沖裁、線切割機(jī)切割等加工，也可采用先手工剪切，再進(jìn)行銼削修整或銑切加工的方法進(jìn)行。尺寸較大的樣板，由于樣板容易出現(xiàn)變形，影響放樣的精度，而且使用不便。為保證樣板使用的方便及使用精度，可在樣板平面上（不超出外形）用鉚接或螺釘連接適當(dāng)立筋（如小角鋼），并在適當(dāng)位置加上拉手。但要注意，加立筋和拉手不允許用焊接方法連接，防止樣板變形。

2．典型構(gòu)件的放樣操作技巧

板材放樣僅僅是在平面上劃線，使用的放樣樣板也多為平板結(jié)構(gòu)，相對(duì)較為簡(jiǎn)單。而型材由于具有一定的截面形狀，因此放樣較為復(fù)雜，要用到一些專用的工具，采用一些具體的操作方法。

（1）型鋼放樣操作方法 由于各種型鋼的截面形狀不同，其放樣方法也有不同之處。

1）對(duì)于端口整齊的型鋼放樣，一般采用樣桿或卷尺確定長(zhǎng)度尺寸，再利用過線板劃出端線，如圖2-7a所示。

對(duì)于有中間切口或異形端口的型鋼放樣，首先應(yīng)利用樣桿或卷尺確定切口位置，然后利用切口處形狀樣板劃出切口線，如圖2-7b所示。

2）當(dāng)工件出現(xiàn)各種各樣的端部形狀時(shí)，為使放樣準(zhǔn)確、快速，放樣前要準(zhǔn)備好相應(yīng)的端部形狀劃線樣板，如圖2-8所示。

樣板上開的方孔和卷起的翻邊，是為了在使用時(shí)手持方便，有利于劃線操作。

對(duì)于型鋼上孔位置的放樣，一般先畫出邊心線，再利用樣桿確定長(zhǎng)度方向上孔的位置，利用過線板在型鋼上畫出孔的縱向中心線，然后再用樣桿在中心線上畫出孔的位置。

3）圖2-9所示為工字鋼采用45°斜接時(shí)的劃線方法。其中圖2-9a所示為用直角尺引出兩翼板上沿的正斷面點(diǎn)B、B′和切點(diǎn)A；圖2-9b所示為劃斜接線，將直尺置于翼板內(nèi)沿的A、B兩點(diǎn)上；圖2-9c所示為用靠背直角尺引至腹板斜線點(diǎn)C、D，連接CD即為腹板切割線；圖2-9d所示為用直角尺劃翼板切割線的方法。此法同樣適于H鋼劃斜接線。

4）圖2-10所示為H鋼劃正斷面線方法。其中圖2-10a所示為用直角尺引出兩翼板上沿的正斷面點(diǎn)A、B，圖2-10b所示為用直尺和靠背直角尺相配合由翼板上的A、B兩點(diǎn)引至內(nèi)腔的C、D兩點(diǎn)，連接CD即為內(nèi)腔的正斷面線。此法同樣適于工字鋼劃正斷面線。

（2）二次放樣 對(duì)于某些加工前無法準(zhǔn)確下料的零件，如某些熱成形零件、有裝配余量要求的管狀零件等，經(jīng)常在一次放樣（號(hào)料）時(shí)留有充分的余量，待加工后或裝配時(shí)再進(jìn)行二次放樣（號(hào)料）。

在進(jìn)行二次號(hào)料前，結(jié)構(gòu)形狀必須矯正準(zhǔn)確，即消除結(jié)構(gòu)上存在的變形，并在精確定位后，方可進(jìn)行二次放樣。

1）中小型零件可直接在平臺(tái)上定位劃線，如圖2-11所示。

2）對(duì)于大型結(jié)構(gòu)件，則在現(xiàn)場(chǎng)鋼板或裝配臺(tái)上，用常規(guī)劃線工具并配合經(jīng)緯儀等進(jìn)行二次放樣（號(hào)料），如圖2-12所示。

3）某些裝配定位線或結(jié)構(gòu)上的某些孔口，需要在零件加工后或裝配過程中通過二次放樣（號(hào)料）確定，如圖2-13所示。其中，圖2-13a所示為擋板定位線，圖2-13b所示為銷軸定位線。

4）圖2-14所示為封頭的二次劃線方法。一般成形后的封頭需要進(jìn)行二次劃線、切割，以便將工藝變形余量去除，使封頭口部平齊。

圖2-14a所示為利用直角尺找切割線位置，來確定封頭高度的方法。影響封頭劃線的高度包括封頭的曲線部位高度、直邊高度和壁厚。適當(dāng)調(diào)整封頭的劃線位置，利用直角尺、塞尺等工具測(cè)量，保證封頭周圍的直邊（確定封頭直邊可通過觀察封頭成形時(shí)的拉深痕，拉深痕以上部分即為封頭直邊）與直角尺的間隙一致，再利用高度尺、游標(biāo)高度尺、劃針盤等工具劃出封頭的高度，并用樣沖沖點(diǎn)。然后，用較長(zhǎng)刻度的鋼直尺將這些高度點(diǎn)連接起來即可。

圖2-14b所示為采用鋼卷尺確定封頭中心的方法。將鋼卷尺與封頭無間隙的放在封頭內(nèi)，并保持尺條的投影為一直線，在尺條所量出的長(zhǎng)度中點(diǎn)處作出標(biāo)記，然后再旋轉(zhuǎn)90°，重復(fù)上述操作，直至標(biāo)記重合為止。該法同樣適用于封頭外側(cè)中點(diǎn)的確定。

圖2-14c所示為采用鋼卷尺確定封頭直徑的方法。在封頭口部?jī)?nèi)側(cè)先確定一點(diǎn)，然后以此點(diǎn)為基準(zhǔn)，通過尺條的移動(dòng)，找出封頭內(nèi)壁的最大直徑尺寸，并做好標(biāo)記。用同樣的方法，找出需要的其他各點(diǎn)。

3．放樣的操作注意事項(xiàng)

在放樣的操作過程中，為了保證劃線質(zhì)量，還需注意以下事項(xiàng)：

1）垂直線必須用作圖法畫出，不能用量角器或直角尺，更不能用目測(cè)法劃線。

2）用圓規(guī)在鋼板上劃圓、圓弧或分量尺寸時(shí)，為防止圓規(guī)腳尖的滑動(dòng)，必須先沖出樣沖眼。

3）在放樣時(shí)，應(yīng)先核對(duì)鋼材牌號(hào)和規(guī)格是否與圖樣的要求相符，對(duì)于重要產(chǎn)品所用的鋼材，應(yīng)有合格的檢驗(yàn)書，鋼材的化學(xué)成分和力學(xué)性能應(yīng)符合圖樣所規(guī)定的要求。

4）劃線前鋼材表面應(yīng)該平整，如果表面呈波浪形或不平度過大時(shí)應(yīng)事先加以矯正，否則會(huì)影響劃線的準(zhǔn)確度。

5）鋼材的表面應(yīng)干凈清潔，并檢查其表面有無夾灰、麻點(diǎn)、裂紋等缺陷。

6）劃線工具（如卷尺、角尺、三角板等）要定期檢驗(yàn)校正，盡可能采用高效率的工具或夾具，以提高效率。

7）劃線的準(zhǔn)確度，取決于作圖方法的正確性、工具質(zhì)量、工作條件、作圖技巧、經(jīng)驗(yàn)和視覺的敏銳程度等因素，同時(shí)還應(yīng)考慮到它的工藝因素，如工件加工成形時(shí)，氣割、卷圓、熱加工等的影響；裝配時(shí)，板料邊緣修正和間隙大小、裝配公差、焊接和火焰矯正的收縮影響等，因此放樣劃線還應(yīng)結(jié)合后續(xù)的加工工藝。

8）非鐵金屬板材表面可用鉛筆或紅鉛筆劃線，切忌使用劃針劃線，否則劃傷的金屬表面易導(dǎo)致為裂紋源。鋼材表面劃線時(shí)，彎形區(qū)內(nèi)與素線平行的劃線禁止使用劃針，僅在外形線上才能使用劃針。