第二章放樣與號料《冷作工工藝學（第五版）》

§2—1放樣第二章放樣與號料

§2—2號料§2—1放樣第二章放樣與號料§2—1

放樣放樣是制造金屬結構的第一道工序，它對保證產品質量、縮短生產周期、節(jié)約原材料等都有著重要的作用。從事這項工作，需要多方面的知識，理論性很強。放樣就是在產品圖樣基礎上，根據產品的結構特點、制造工藝要求等條件，按一定比例（通常取1∶1）準確繪制結構的全部或部分投影圖，并進行結構的工藝性處理和必要的計算及展開，最后獲得產品制造過程所需要的數據、樣桿、樣板和草圖等。金屬結構放樣一般要經過線型放樣、結構放樣、展開放樣三個過程，但并不是所有的金屬結構放樣都包含上述的三個過程，有些構件（如桁架類）完全由平板或桿件組成而無需展開，放樣時自然就省去了展開放樣過程。§2—1

放樣一、放樣的任務1．詳細復核產品圖樣所表現的構件各部分投影關系、尺寸及外部輪廓形狀（曲線或曲面）是否正確并符合設計要求。產品圖樣一般都是采用縮小比例的方法來繪制的，各部分投影關系的一致性及尺寸準確程度受到一定限制，外部輪廓形狀（尤其是一般曲面）能否完全符合設計要求較難肯定。而放樣圖因采用1∶1的實際尺寸繪制，故設計中不易發(fā)現的問題將充分顯露，并將在放樣中得到解決。這類問題在大型產品放樣和新產品試制中比較突出。2．在不違背原設計基本要求的前提下，依據工藝要求進行結構處理。這是每一產品放樣都必須解決的問題。結構處理主要是考慮原設計結構從工藝性角度看是否合理、優(yōu)越，并處理因受所用材料、設備能力和加工條件等因素影響而出現的結構問題。結構處理涉及面較廣，有時還很復雜，需要操作者具有較豐富的專業(yè)知識和生產實踐經驗，并對相關專業(yè)（如焊接、起重等）知識有所了解?！?—1

放樣（1）這是離心式通風機機殼中的零件進風口結構，它是由錐形筒翻邊而成。從工藝性角度看，按此方案制作加工難度大，尤其是質量不易保證。某廠在制造該產品時，決定在不降低原設計強度要求的前提下，改為圖b所示的三件組合結構

（以圖中雙點畫線為界）。其中A件為一個法蘭圈，可由鋼板切割而成；B件為一個圓錐筒，可由滾板機滾制而成；C件為一個弧形外彎板筒，可以分為兩塊壓制而成。改進后的產品加工難度降低了，質量也容易得到保證，生產效率也將有所提高?！?—1

放樣（2）左圖這是某產品的一個部件——大圓筒，原設計中只給出了各部位尺寸要求，但由于此大圓筒直徑較大，其展開料長較長，需要由幾塊鋼板拼制而成。所以，放樣時就應考慮拼接焊縫的位置和接頭坡口的形式。從保證大圓筒的強度、避免應力集中、防止或減小焊接變形的角度來考慮，采用右圖所示的拼接方式應該是一個較好的方案。以上兩例說明，結構處理中要考慮的問題是多種多樣的，放樣者要根據產品的具體情況和企業(yè)的加工條件加以妥善解決?！?—1

放樣3．利用放樣圖，確定復雜構件在縮小比例的圖樣中無法表達，而在實際制造中又必須明確的尺寸。4．利用放樣圖，結合必要的計算，求出構件用料的真實形狀和尺寸，有時還要畫出與之連接的構件的位置線（即算料與展開）。5．依據構件的工藝需要，利用放樣圖設計加工或裝配所需的胎具和模具。6．為后續(xù)工序提供施工依據，即繪制供號料畫線用的草圖，制作各類樣板、樣桿和樣箱，準備數據資料等。7．某些構件還可以直接利用放樣圖進行裝配時的定位，即所謂“地樣裝配”。桁架類構件和某些組合框架的裝配，經常采用這種方法。這時，放樣圖就畫在鋼質裝配平臺上?！?—1

放樣二、放樣程序與放樣過程分析舉例1．實尺放樣程序實尺放樣就是采用1∶1的比例放樣，根據圖樣的形狀和尺寸，用基本的作圖方法，以產品的實際大小，畫到放樣臺上的工作。（1）線型放樣。線型放樣就是根據結構制造需要，繪制構件整體或局部輪廓（或若干組剖面）的投影基本線型?！?—1

放樣進行線型放樣時要注意以下幾點。1）根據所要繪制圖樣的大小和數量多少，安排好各圖樣在放樣臺上的位置。為了節(jié)省放樣臺面積和減輕放樣勞動量，對于大型結構的放樣，允許采用部分視圖重疊或單向縮小比例的方法。2）選定放樣畫線基準。放樣畫線基準，就是放樣畫線時用以確定其他點、線、面空間位置的依據。以線作為基準的稱為基準線，以面作為基準的稱為基準面。在零件圖上用來確定其他點、線、面位置的基準，稱為設計基準。放樣畫線基準的選擇，通常與設計基準是一致的?！?—1

放樣在平面上確定幾何要素的位置，需要兩個獨立坐標，所以放樣畫線時每個圖要選取兩個基準。放樣畫線基準一般可按以下三種方式選擇：①以兩條互相垂直的線（或兩個互相垂直的面）作為基準。②以兩條中心線為基準。③以一個面和一條中心線為基準?！?—1

放樣3）線型放樣時首先畫基準線，其次才能畫其他線。對于圖形對稱的零件，一般先畫中心線和垂直線，以此作為基準，然后再畫圓周或圓弧，最后畫出各直線段。對于非對稱圖形的零件，先要根據圖樣上所標注的尺寸找出零件的兩個基準，將基準線畫出后，再逐步畫出其他的圓弧和直線段，最后完成整個放樣工作。4）線型放樣以畫出設計要求必須保證的輪廓線型為主，而那些因工藝需要而可能變動的線型則可暫時不畫?！?—1

放樣5）進行線型放樣必須嚴格遵循正投影規(guī)律。放樣時，究竟畫出構件的整體還是局部，可依工藝需要而定。但無論整體還是局部，所畫出的線型包含的幾何投影必須符合正投影關系，即必須保證投影的一致性。6）對于具有復雜曲線的金屬結構，如船舶、飛行器、車輛等，則往往采用平行于投影面的剖面剖切，畫出一組或幾組線型來表示結構的完整形狀和尺寸。§2—1

放樣（2）結構放樣。結構放樣就是在線型放樣的基礎上，依制造工藝要求進行工藝性處理的過程。它一般包含以下內容：1）確定各部位接合位置及連接形式。在實際生產中，由于受到材料規(guī)格及加工條件等限制，往往需要將原設計中的產品整體分為幾部分加工、組合。這時，就需要放樣者根據構件的實際情況，正確、合理地確定接合部位及連接形式。此外，對原設計中的產品各連接部位結構形式，也要進行工藝分析，對其不合理的部分，要加以修改。2）根據加工工藝及企業(yè)實際生產加工能力，對結構中的某些部位或構件給予必要的改動?！?—1

放樣3）計算或量取零部件料長及平面零件的實際形狀，繪制號料草圖，制作號料樣板、樣桿、樣箱，或按一定格式填寫數據，供數控切割使用。4）根據各加工工序的需要，設計胎具或胎架，繪制各類加工、裝配草圖；制作各類加工、裝配用樣板。這里需要強調的是，一定要在不違背原設計要求的前提下進行結構的工藝性處理。對設計上有特殊要求的結構或結構上的某些部位，即使加工有困難，也要盡量滿足設計要求。凡是對結構作較大的改動，須經設計部門或產品使用單位有關技術部門同意，并由本單位技術負責人批準，方可進行?！?—1

放樣（3）展開放樣。展開放樣是在結構放樣的基礎上，對不反映實形或需要展開的部件進行展開，以求取實形的過程。1）板厚處理。根據加工過程中的各種因素，合理考慮板厚對構件形狀、尺寸的影響，畫出欲展開構件的單線圖（即理論線），以便據此展開。2）展開作圖。即利用畫出的構件單線圖，運用正投影理論和鈑金展開的基本方法，作出構件的展開圖。3）根據作出的展開圖，制作號料樣板或繪制號料草圖?！?—1

放樣2．放樣過程分析舉例（1）識讀、分析構件圖樣在識讀、分析構件圖樣的過程中，主要解決以下問題。1）弄清構件的用途及一般技術要求。該構件為冶金爐爐殼主體，主要應保證其有足夠的強度，尺寸精度要求并不高。因爐殼內還要砌筑耐火磚，所以連接部位允許按工藝要求作必要的變動。2）了解構件的外部尺寸、質量、材質、加工數量等，并結合本企業(yè)的加工能力，確定產品的制造工藝。通過分析可知該產品外形尺寸較大及質量較大，需要較大的工作場地和起重能力。在加工過程中，尤其在裝配、焊接時，不宜多翻轉。又知該產品加工數量少，故裝配、焊接都不宜制作專門胎具。3）弄清各部位投影關系和尺寸要求，確定可變動與不可變動的部位及尺寸?！?—1

放樣（2）線型放樣1）確定放樣畫線基準。從該件圖樣看出：主視圖應以中心線和爐上口輪廓線為放樣畫線基準，而俯視圖應以兩中心線為放樣畫線基準。主、俯視圖的放樣畫線基準確定后，應準確地畫出各個視圖中的基準線。2）畫出構件基本線型。這里件1的尺寸必須符合設計要求，可先畫出。件3位置也已由設計給定，不得改動，也應先畫出。而件2的尺寸要待處理好連接部位后才能確定，不宜先畫出。至于件1上的孔，則先畫后畫均可。為便于展開放樣，這里將構件按其使用位置倒置畫出?！?—1

放樣（3）結構放樣1）連接部位Ⅰ、Ⅱ的處理。首先看Ⅰ部位，它可以有三種連接形式。究竟選取哪種連接形式，工藝上主要從裝配和焊接兩個方面考慮。從構件裝配方面看，因圓筒體（件1）大而重，形狀也易于放穩(wěn)，故裝配時可將圓筒體置于裝配平臺上，再將圓錐臺（包括件2、件3）落于其上。這樣，三種連接形式除定位外，一般裝配環(huán)節(jié)基本相同。從定位方面考慮，顯然圖b的連接形式最不利，而圖c的連接形式則較好?！?—1

放樣從焊接工藝性方面看，顯然圖b的連接形式不佳，因為內、外兩環(huán)縫的焊接均處于不利位置，裝配后須依裝配時位置焊接外環(huán)縫，處于橫焊和仰焊之間；而翻過再焊內環(huán)縫時，不但需要作仰焊，且受構件尺寸限制，操作極為不便。再比較圖a和圖c兩種連接形式，圖a的外環(huán)縫和內環(huán)縫均處于橫焊位置，不利于焊接，圖c的連接形式更為有利，在外環(huán)縫焊接時接近平角焊，翻轉工件后內環(huán)縫也處于平角焊位置，均有利于焊接操作。綜合以上兩方面因素，Ⅰ部位采取圖c形式連接為好?！?—1

放樣至于Ⅱ部位，因件3體積小，質量輕，易于裝配、焊接，可采用圖樣所給的連接形式。Ⅰ、Ⅱ兩部位連接形式確定后，即可按以下方法畫出件2。以圓筒內表面1點為圓心，圓錐臺側板1/2板厚為半徑畫一圓。過爐底板下沿2點引已畫出圓的切線，則此切線即為圓錐臺側板內表面線。分別過1、2兩點引內表面線垂線，使之長度等于板厚，得3、4、5點。連接4、5點，得圓錐臺側板外表面線。同時畫出板厚中心線1—6，供展開放樣用。§2—1

放樣2）因構件尺寸（a、b、φ1、φ2）較大，且件2錐度太大，不能采取滾彎成形方式，需分幾塊壓制成形或手工煨制，然后組對。組對接縫的部位應按不削弱構件強度和盡量減少變形的原則確定，焊縫應交錯排列，且不能選在孔眼位置?！?—1

放樣3）計算料長、繪制草圖和量取必要的數據。因為圓筒展開后為一個矩形，所以計算圓筒的料長時可不必制作號料樣板，只需記錄長、寬尺寸即可；做出爐底板的號料樣板或繪制出號料草圖，這是一個直徑為φ2的整圓。由于圓錐臺的結構尺寸發(fā)生變動，需要根據放樣圖上改動后的圓錐臺尺寸，繪制出圓錐臺結構草圖，以備展開放樣和裝配時使用。在結構草圖上應標注出必要的尺寸，如大端最外輪廓圓直徑φ′、總高度h1等?！?—1

放樣4）依據加工需要制作各類樣板，圓筒卷制需要卡形樣板一個，圓錐臺彎曲加工需要卡形樣板兩個。制作圓筒上開孔的定位樣板或樣桿，也可以采取實測定位或以號料樣板代替。圓錐臺若為壓制成形，則需要考慮胎模形狀和尺寸的設計及胎模制作。（4）展開放樣1）做出圓錐臺表面的展開圖，并制作號料樣板。2）做出筒體開孔孔型的展開圖，并制作號料樣板?！?—1

放樣三、放樣臺放樣臺是進行實尺放樣的工作場地，有鋼質和木質兩種。1．鋼質放樣臺鋼質放樣臺是用鑄鐵或厚度為12mm以上的低碳鋼板制成。鋼板連接處的焊縫應鏟平磨光，板面要平整。必要時，在板面涂上帶膠白粉，板下需用枕木或型鋼墊高。2．木質放樣臺木質放樣臺為木地板，一般設在室內（放樣間）。要求地板光滑平整、表面無裂縫，木材紋理要細，疤節(jié)少，還要有較好的彈性。為保證地板具有足夠的剛度，防止產生較大的撓度而影響放樣精度，對放樣臺地板厚度的要求為70～100mm。各板料之間必須緊密地連接，接縫應該交錯排列。地板局部的平面度誤差為：在5m2面積內為±3mm。地板表面要涂上二三道底漆，待干后再涂抹一層暗灰色的無光漆，以免地板反光刺眼，同時，該面漆能將各種色漆鮮明地映襯出。對放樣間要求光線充足，便于看圖和畫線?！?—1

放樣四、樣板、樣桿的制作對于板狀零件一般都制作樣板，型鋼零件則制作樣桿。1．樣板的分類樣板按其用途通常分為以下幾類：（1）號料樣板。它是供號料或號料同時號孔的樣板。如果需制作胎架，還應包括胎架號料用樣板?！?—1

放樣（2）成形樣板。它是用于檢驗成形加工零件的形狀、角度、曲率半徑及尺寸的樣板。它又可分為卡形樣板和驗形樣板。1）卡形樣板。主要用于檢查彎形件的角度和曲率。2）驗形樣板。主要用于成形加工后檢查零件整體或某一局部的形狀和尺寸。對于具有雙重曲度的復雜構件，常常需要制作一組樣板或樣箱。驗形樣板有時也可兼作二次號料用樣板?！?—1

放樣（3）定位樣板。它用于確定構件之間的相對位置（如裝配線、角度、斜度）和各種孔口的位置、形狀。（4）樣桿。樣桿主要用于定位，有時也用于簡單零件的號料。定位樣桿上應標有定位基準線?！?—1

放樣2．制作樣板和樣桿的材料制作樣板的材料，一般采用0.5～2mm的薄鋼板。當樣板較大時，可用板條拼成花格骨架，以減輕質量。中、小型零件多用0.5～0.75mm薄板制作。為節(jié)約鋼材，對精度要求不高的一次性樣板可用黃板紙或油氈紙制作。制作樣桿的材料一般用25mm×0.8mm、20mm×0.8mm的扁鋼條或鉛條制作。木質樣桿也常有應用，但木條必須干燥，以防止收縮變形。此外，目前某些行業(yè)由于進行計算機放樣，有條件采用鋁質活絡樣板，根據計算機提供的數據在專門平臺上可得到樣板曲邊的任何形狀，節(jié)省了大量制作樣板的材料和工時?！?—1

放樣3．樣板、樣桿的制作樣板、樣桿經畫樣后加工而成。其畫樣方法主要有以下兩種。（1）直接畫樣法。即直接在樣板材料上畫出所需樣板的圖樣。展開號料樣板及一些小型平面材料樣板多用此法制作。（2）過渡畫樣法（又稱過樣法）。這種方法分為不覆蓋過樣和覆蓋過樣兩種，多用于制作簡單平面圖形零件的號料樣板和一般加工樣板。不覆蓋過樣法是通過作垂線或平行線，將實樣圖中零件的形狀、位置引畫到樣板料上的方法。樣桿的制作也多用此法?！?—1

放樣覆蓋過樣法是事先將需要過樣的圖線延長到能不被樣板材料遮蓋的長度，然后將樣板材料覆蓋在實樣之上，再利用露出的各延長線將實樣各線畫出。§2—1

放樣在樣板上畫出圖樣后，有時也考慮加放工藝余量（但多數情況下是將余量直接加放在實料上，樣板上只標注出加放余量的部位和數值），然后經過剪、沖、鉆、銼等加工制作成樣板。樣板上必須注明零件圖號、名稱、件數、材料、規(guī)格、基準線、加工符號及其他必要的說明（如表示上、下、左、右的方位，樣桿上注明的邊心距、孔徑等）。樣板、樣桿使用后應妥善保管，避免損壞、變形，影響精度?！?—1

放樣在制作樣板和進行號料時，經常使用各種符號。§2—1

放樣五、工藝余量與放樣允許誤差1．工藝余量產品在制造過程中要經過許多道工序。由于產品結構的復雜程度、操作者的技術水平和所采取的工藝措施都不會完全相同，因此，在各道工序都會存在一定的加工誤差。此外，某些產品在制造過程中還不可避免地產生一定的加工損耗和結構變形。為了消除產品制造過程中加工誤差、損耗和結構變形對產品的形狀及尺寸精度的影響，要在制造過程中采取加放余量的措施，即所謂工藝余量。§2—1

放樣確定工藝余量時，主要考慮下列因素。（1）放樣誤差的影響。包括放樣過程和號料過程中的誤差。（2）零件加工誤差的影響。包括切割、邊緣加工及各種成形加工過程中的誤差。（3）裝配誤差的影響。包括裝配邊緣的修整和裝配間隙的控制、部件裝配和總裝的裝配誤差以及必要的反變形值等。（4）焊接變形的影響。包括進行火焰矯正變形時所產生的收縮量。放樣時，應全面考慮上述因素，并參照經驗合理確定余量加放的部位、方向及數值。§2—1

放樣2．放樣允許誤差在放樣過程中，由于受到放樣量具和工具精度及操作者水平等因素的影響，實樣圖會出現一定的尺寸偏差。把這種偏差限制在一定的范圍內，就叫作放樣允許誤差。在實際生產中，放樣允許誤差值往往隨產品類型、尺寸大小和精度要求的不同而不同?！?—1

放樣六、光學放樣與計算機放樣1．光學放樣就放樣的方法而言，目前多數企業(yè)廣泛應用的仍然是實尺放樣，但是，對于大型的冷作結構件若是采用實尺放樣，必須具備龐大的放樣臺，工作量大而且繁重，以至不能適應現代化生產的要求。光學放樣就是在實尺放樣的基礎上發(fā)展起來的一種新工藝，它是比例放樣和光學號料的總稱。比例放樣，是將構件按1∶5或1∶10的比例，采用與實尺放樣相同的工藝方法，在一種特制的變形較小的放樣臺上進行放樣，然后再以相同比例將構件展開并繪制成樣板圖。光學號料就是將比例放樣所繪制的樣板圖再縮小5~10倍進行攝影，然后通過投影機的光學系統(tǒng)，將攝制好的底片放大25~100倍還原成為構件的實際形狀和尺寸，在鋼板上進行號料劃線。另外，由比例放樣繪制成的仿形圖，也可供光電跟蹤切割機使用。光學放樣法的典型應用領域就是造船工業(yè)，它是對傳統(tǒng)的實尺放樣法的一個重大改進。當前，某些造船廠就研制成了一項新的造船工藝技術裝備——光學放樣裝置，就是把設計圖樣中的船體零件圖樣先按照1:10或1:5的比例尺繪成縮小的圖樣，然后將圖樣拍成照片，再把底片放在投影器內，最后再將被放成1:1比例的圖樣顯示在特種放樣臺上的材料上，在所需材料上進行號料劃線和打好記號后，即可運去進行加工。§2—1

放樣隨著計算機技術的不斷發(fā)展，在工業(yè)生產中，微型計算機越來越顯示出其不可替代的作用。計算機輔助設計（即CAD）是世界上發(fā)展最快的一種技術，在我國同樣也得到廣泛的應用和較快發(fā)展。CAD技術目前應用最多的是利用計算機的圖形系統(tǒng)和軟件繪制工程圖樣，用CAD繪制圖樣能提高繪圖質量?，F在CAD技術已在冷作結構件的放樣中得到應用，從而實現了冷作結構件的計算機放樣，并且該項技術正在日趨成熟。計算機輔助設計法是在AutoCAD軟件環(huán)境下運行的，它用計算機屏幕顯示代替了傳統(tǒng)方法中的鋼平臺或樣板料，利用AutoCAD的實時縮放、實時平移、縮放窗口等顯示控制命令，很容易地調節(jié)繪圖平臺和圖形顯示之間的關系?？梢酝ㄟ^移動鼠標到達平臺的任意位置，使用計算機命令代替了劃規(guī)、鋼直尺、劃針等繪圖工具，大大降低了勞動強度，提高了放樣的精度和工作效率。特別是AutoCAD的三維功能，使許多結構多樣、外形復雜的冷作結構件的展開變得簡單。掌握計算機放樣技術并能熟練運用這種方法，可以把一些復雜結構件的放樣做的非常出色。2．計算機放樣§2—2號料第二章放樣與號料§2—2號料利用樣板、樣桿、號料草圖及放樣得出的數據，在板料或型鋼上畫出零件真實的輪廓和孔口的真實形狀，以及與之連接構件的位置線、加工線等，并注出加工符號，這一工作過程稱為號料。號料通常由手工操作完成。目前，光學投影號料、數控號料等一些先進的號料方法也正在被逐步采用，以代替手工號料。號料是一項細致而重要的工作，必須按有關技術要求進行。同時，還要著眼于產品的整個制造工藝，充分考慮合理用料問題，靈活而又準確地在各種板料、型鋼及成形零件上進行號料畫線。§2—2號料一、號料的一般技術要求1．熟悉產品圖樣和制造工藝，合理安排各零件號料的先后順序，零件在材料上位置的排布，應符合制造工藝的要求。2．根據產品圖樣，驗明樣板、樣桿、草圖及號料數據；核對鋼材牌號、規(guī)格，保證圖樣、樣板、材料三者的一致。對重要產品所用的材料，還要核對其檢驗合格證書。3．檢查材料有無裂縫、夾層、表面疤痕或厚度不均勻等缺陷，并根據產品的技術要求酌情處理。當材料有較大變形，影響號料精度時，應先進行矯正。§2—2號料4．號料前應將材料墊放平整、穩(wěn)妥，既要有利于號料劃線并保證劃線精度，又要保證安全且不影響他人工作。5．正確使用號料工具、量具、樣板和樣桿，盡量減小由于操作不當而引起的號料偏差。6．號料劃線后，在零件的加工線、接縫線及孔的中心位置等處，應根據加工需要打上鏨印或樣沖眼。同時，按樣板上的技術說明，應用涂料標注清楚，為下道工序提供方便。要求文字、符號、線條端正、清晰?！?—2號料二、合理用料利用各種方法、技巧，合理鋪排零件在材料上的位置，最大限度地提高材料的利