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摘要：根据计算机放样技术的特点，并以实际工程为例详细阐述了计算机放样技术在钢结构工程中的应用。具体介绍江苏熔盛300t龙门吊上柔性腿中天方地圆钣金件展开图的放样过程和柔性腿的成型。并对传统放样与计算机放样技术相比较，总结计算机放样的优点。
关键词：龙门吊 天方地圆 钣金件 展开图 放样
上海振华重工(集团)股份有限公司（简称ZPMC）是专门制作海口和海上重工的行业，在制造工程中经常会遇到一些较为复杂的构造节点和各式各样的结构外形。刚开始因为缺乏关于钢结构施工技术方面的参考资料和图书，使工程技术人员往往手足无措。随着计算机技术越来越广泛地应用在工程中，特别是一些专业软件，如AutoCAD、3DMAX等，这一难题正在得到有效的解决。龙门吊是海口机械中常见的起吊机械，本文运用AutoCAD软件绘制龙门吊中较为特殊的天方地圆部件的展开图。
1 传统放样与计算机放样技术的比较
放样也就是钣金展开，长期以来许多企业钣金展开一直沿用比较落后的传统方法，造成工作效率低下、加工精度偏低，切割时形成的凸凹不整的割痕。而且在放样、切割下料、拼装焊接过程中存在着很大的误差，特别是变形体，往往误差更大。而采用计算机放样，就可以有效解决这一问题，可以对各种结构外形进行准确的放样展开，提高了工作效率，保证了构件加工的质量。传统的构件表面展开的方法一般有作图法、计算法、系数法等。这三种方法在结构工程中应用相当广泛，是实践工程经验的积累，要求工程技术人员必须掌握的。
2 具体部件放样过程
天方地圆的钣金件是圆管和方管相接时常用的部件，在此说明的是江苏熔盛300t龙门吊上柔性腿中天方地圆钣金件展开图的具体放样过程。详图1是ZPMC公司给客户设计的龙门吊的柔性腿總图，柔性腿上主要部件分为上接头，撑杆和下横梁。上接头上和下横梁上都有天方地圆的钣金件，展开图形的画法是一样的原理。因上接头的展开图较为方便，只需四个扇形面就可制作出来，所以这里不作具体介绍。图2是下横梁上需展开的钣金件。
3 展开法步骤
4 展开过程
通常需要展开的接头一般都是上圆直径比下面的矩形尺寸小，或者是大，矩形为长方形的情况比较多，这次需要展开的接头比较特殊，上口是斜面的圆，直径为1400mm，板厚16mm，下口是坐落在水平下横梁上，是1400mmX1400mm的正方形，因这个接头有个倾斜的角度，所以下接口为矩形。按照常规直接展开放样是很有难度的，只有在常规放样的基础上加以改进，将它旋转一下，垂直于水平面，即上接口平行于水平面，在图3的俯视图中，上圆就不在为椭圆形，而是等比例的圆形，下接口成倾斜位置的矩形，以便于后期展开。
对此接头进行分析：此接头左右对称，可把它分成5个拼接面。如图3中，A面有2件为扇形，B面有2件为三角形，C面有2件为扇形，D面有1件为等腰三角形，E面有1件同为等腰三角形。D与E都为底边1368mm，高不同的两个等腰三角形平面。
放样图作法：圆用中径为1384mm，矩形用内壁尺寸1368mm在十字轴线上作出轮廓线，因左右对称，只要作出半圆周实长就可得到展开图形。将半圆周N等分。N越大则画出来的圆弧越接近实际形状，这里对半圆分了10等分。过每等分点作对应矩形顶点的连线，这些连线即是各椭圆锥面的素面投影。
展开图形作法：在正视图中利用两端面间距离和俯视图中各素线的投影，用直角三角形法求出各素线实长a1、a2、a3、a4、a5、a6、b6、b7、b8、b9、b10、b11。因为对称，a1=a6，a2=a5，a3=a4。同理：b6=b11，b7=b10，b8=b9。因为俯视图中把半圆分成了10等份，直径为1368mm，可求的每段圆弧的弧长为217.398mm。a1实长已经确认，然后用弧长和a2利用三角形画法，画出三角形a12，再依次画出各个三角形实形，然后1-6之间用圆弧连接，就有了扇形面A。主视图上的三角形就是件B的实际形状，在A的a6边上拼接三角形B。按照以上方法画出扇形C，接上平面三角形E，按照E的中心对称线对称画出图形C，B，A。最后接上等腰三角形D。如图4
展开图可见图4，但在实际制作过程中，卷圆的零件在卷制的方向都要留有作为压头板的余量。所以图形A中a1、a6边同时往旁边偏移200mm的余量做为压头板，为了在卷制扇形面的过程中，不损坏扇形面，同时也方便与三角形面B拼接。A面与B面拼接完成后可把多余地压头板切割下来，依次件C同样方法制作。如图5。理论结合实际，放样过程中没有留过多的余量，工人在制作过程中的工作量很小。
审核：ZPMC公司项目中每个工序的最后一个步骤。现在很多公司提倡“零缺陷”“零整改”，减少放样错误，尽量避免废料的产生，真正做到未制作，无损失。校对零件的材质，数量，板厚，展开图上的每个尺寸等，不可混杂，要做到条理清晰。校对此展开图主要校对的就是每个实长的来历，取点是否正确，所有尺寸是否相符，也就是在这样绘图的思路上，自己再重复画一次，前后图形完全重合，则说明图形正确无误。校对结束，整个放样过程才算结束。
5 结语
下横梁已经制作出来，见图6，在制作过程中，节约了工人的工作时间和劳工力，制作出来的接头即正确又美观。图7是用同样的方法制作的上接头的图片。中间再拼上直径为1400 mm，长度为30833 mm的圆柱形撑杆，龙门吊的柔性腿就制作完成了。
运用以上工作方式，适应了现代钢结构发展的客观要求，它不仅缩短了工作时间，提高了工作效率，节省了人力、物力和财力，真正做到了节能降耗。把工程技术人员从繁重的操作中解脱了出来，更重要的是它提高了工作质量。现代钢结构的特点更向技术人员提出了新的课题，并将推动该技术的不断发展。
参考文献：
[1]邹丹琦.计算机辅助设计在工程设计中的应用[J].中国科技信息，2006.（13）.
[2]田迟勇[日]著.于振洲译.实用钣金件展开图画法.国防工业出版社1987.（152）.
作者简介：
周珏，生于1982年，性别女，籍贯江苏江阴，工作于上海振华重工(集团)股份有限公司工艺部，从事数控放样工作5年，1996年被评为助理工程师。
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
关键词：龙门吊 天方地圆 钣金件 展开图 放样
上海振华重工(集团)股份有限公司（简称ZPMC）是专门制作海口和海上重工的行业，在制造工程中经常会遇到一些较为复杂的构造节点和各式各样的结构外形。刚开始因为缺乏关于钢结构施工技术方面的参考资料和图书，使工程技术人员往往手足无措。随着计算机技术越来越广泛地应用在工程中，特别是一些专业软件，如AutoCAD、3DMAX等，这一难题正在得到有效的解决。龙门吊是海口机械中常见的起吊机械，本文运用AutoCAD软件绘制龙门吊中较为特殊的天方地圆部件的展开图。
1 传统放样与计算机放样技术的比较
放样也就是钣金展开，长期以来许多企业钣金展开一直沿用比较落后的传统方法，造成工作效率低下、加工精度偏低，切割时形成的凸凹不整的割痕。而且在放样、切割下料、拼装焊接过程中存在着很大的误差，特别是变形体，往往误差更大。而采用计算机放样，就可以有效解决这一问题，可以对各种结构外形进行准确的放样展开，提高了工作效率，保证了构件加工的质量。传统的构件表面展开的方法一般有作图法、计算法、系数法等。这三种方法在结构工程中应用相当广泛，是实践工程经验的积累，要求工程技术人员必须掌握的。
2 具体部件放样过程
天方地圆的钣金件是圆管和方管相接时常用的部件，在此说明的是江苏熔盛300t龙门吊上柔性腿中天方地圆钣金件展开图的具体放样过程。详图1是ZPMC公司给客户设计的龙门吊的柔性腿總图，柔性腿上主要部件分为上接头，撑杆和下横梁。上接头上和下横梁上都有天方地圆的钣金件，展开图形的画法是一样的原理。因上接头的展开图较为方便，只需四个扇形面就可制作出来，所以这里不作具体介绍。图2是下横梁上需展开的钣金件。
3 展开法步骤
4 展开过程
通常需要展开的接头一般都是上圆直径比下面的矩形尺寸小，或者是大，矩形为长方形的情况比较多，这次需要展开的接头比较特殊，上口是斜面的圆，直径为1400mm，板厚16mm，下口是坐落在水平下横梁上，是1400mmX1400mm的正方形，因这个接头有个倾斜的角度，所以下接口为矩形。按照常规直接展开放样是很有难度的，只有在常规放样的基础上加以改进，将它旋转一下，垂直于水平面，即上接口平行于水平面，在图3的俯视图中，上圆就不在为椭圆形，而是等比例的圆形，下接口成倾斜位置的矩形，以便于后期展开。
对此接头进行分析：此接头左右对称，可把它分成5个拼接面。如图3中，A面有2件为扇形，B面有2件为三角形，C面有2件为扇形，D面有1件为等腰三角形，E面有1件同为等腰三角形。D与E都为底边1368mm，高不同的两个等腰三角形平面。
放样图作法：圆用中径为1384mm，矩形用内壁尺寸1368mm在十字轴线上作出轮廓线，因左右对称，只要作出半圆周实长就可得到展开图形。将半圆周N等分。N越大则画出来的圆弧越接近实际形状，这里对半圆分了10等分。过每等分点作对应矩形顶点的连线，这些连线即是各椭圆锥面的素面投影。
展开图形作法：在正视图中利用两端面间距离和俯视图中各素线的投影，用直角三角形法求出各素线实长a1、a2、a3、a4、a5、a6、b6、b7、b8、b9、b10、b11。因为对称，a1=a6，a2=a5，a3=a4。同理：b6=b11，b7=b10，b8=b9。因为俯视图中把半圆分成了10等份，直径为1368mm，可求的每段圆弧的弧长为217.398mm。a1实长已经确认，然后用弧长和a2利用三角形画法，画出三角形a12，再依次画出各个三角形实形，然后1-6之间用圆弧连接，就有了扇形面A。主视图上的三角形就是件B的实际形状，在A的a6边上拼接三角形B。按照以上方法画出扇形C，接上平面三角形E，按照E的中心对称线对称画出图形C，B，A。最后接上等腰三角形D。如图4
展开图可见图4，但在实际制作过程中，卷圆的零件在卷制的方向都要留有作为压头板的余量。所以图形A中a1、a6边同时往旁边偏移200mm的余量做为压头板，为了在卷制扇形面的过程中，不损坏扇形面，同时也方便与三角形面B拼接。A面与B面拼接完成后可把多余地压头板切割下来，依次件C同样方法制作。如图5。理论结合实际，放样过程中没有留过多的余量，工人在制作过程中的工作量很小。
审核：ZPMC公司项目中每个工序的最后一个步骤。现在很多公司提倡“零缺陷”“零整改”，减少放样错误，尽量避免废料的产生，真正做到未制作，无损失。校对零件的材质，数量，板厚，展开图上的每个尺寸等，不可混杂，要做到条理清晰。校对此展开图主要校对的就是每个实长的来历，取点是否正确，所有尺寸是否相符，也就是在这样绘图的思路上，自己再重复画一次，前后图形完全重合，则说明图形正确无误。校对结束，整个放样过程才算结束。
5 结语
下横梁已经制作出来，见图6，在制作过程中，节约了工人的工作时间和劳工力，制作出来的接头即正确又美观。图7是用同样的方法制作的上接头的图片。中间再拼上直径为1400 mm，长度为30833 mm的圆柱形撑杆，龙门吊的柔性腿就制作完成了。
运用以上工作方式，适应了现代钢结构发展的客观要求，它不仅缩短了工作时间，提高了工作效率，节省了人力、物力和财力，真正做到了节能降耗。把工程技术人员从繁重的操作中解脱了出来，更重要的是它提高了工作质量。现代钢结构的特点更向技术人员提出了新的课题，并将推动该技术的不断发展。
参考文献：
[1]邹丹琦.计算机辅助设计在工程设计中的应用[J].中国科技信息，2006.（13）.
[2]田迟勇[日]著.于振洲译.实用钣金件展开图画法.国防工业出版社1987.（152）.
作者简介：
周珏，生于1982年，性别女，籍贯江苏江阴，工作于上海振华重工(集团)股份有限公司工艺部，从事数控放样工作5年，1996年被评为助理工程师。
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文