第2章 钣金基本操作

2.1 放样

在钣金生产过程中，放样是钣金构件下料及其后续再加工的前期准备工作，是钣金加工的基本操作之一。通俗地讲，放样就是在钣金坯料上画出所加工构件的展开图形，主要包括：计算展开料、画出展开图形（又称为划线或号料）以及为保证所绘图形的准确性或提高工作效率等目的制作样板等内容。对一般钣金工来说，放样操作的主要内容是完成简单构件的展开及制作简单划线样板，以便完成钣金构件的划线。由于制作样板是为画出展开图服务的，因此在一定程度上，放样操作的所有工作均可理解为划线。

2.1.1 放样的工具

钣金的放样包括平面划线和立体划线两种。由于钣金构件结构的复杂性，使得它比常见机械加工件的划线要复杂些，但与其他种类的划线加工一样，钣金划线也是利用划线工具来完成的。

1．常用的划线工具名称及用途

常用的划线工具名称及用途见表2-1。

2．常用划线工具的使用要点

（1）划线平板 划线平板是划线工作的基准面，它的平面度直接影响划线精度。使用划线平板时应注意以下几点：尽量做到划线平板各处均匀使用，避免局部磨损；经常保持平板的清洁，防止铁屑、砂粒等杂质磨坏平板；在划线平板上面使用的工具要轻拿轻放，防止撞击表面，更不能用锤子敲打表面；用完后应擦拭干净，涂上防锈油。

（2）划针 划针是在工件上划线的基本工具。最常用的划针为直线形，对直划针划不到的地方则使用弯头划针。用划针划线时，针尖要紧靠钢直尺稳定拖动，并向钢直尺外倾斜20°～25°，划线时划针不要左右摇摆，要尽量做到一次划成（见图2-1），若重复划同一条线，则线条变粗或由于不重合导致模糊不清，会影响划线质量。

（3）划针盘 划针盘是用来进行立体划线和找正工件位置的工具（见图2-2）。划针的直头端用来划线，弯头端用来找正工件的划线位置。使用划针盘时，划针伸出部分应尽量短；在拖动底座划线时，应使它与平板平面贴紧；划线时，划针盘朝划线移动方向倾斜30°～60°。

（4）单脚划规 单脚划规用来确定轴及孔的中心位置。图2-3所示为单脚划规的使用方法。

（5）样冲 用样冲冲眼时，先使样冲向外倾斜，使冲尖对正划线的中心或所划孔的中心，然后把样冲立直，用锤子击打样冲顶端（见图2-4）。

（6）千斤顶 千斤顶通常是大型毛坯或形状不规则的工件在找正、划线时使用，起支承和调节作用。使用千斤顶时应注意以下事项：千斤顶底面要擦干净，支承点最好不要选择在工件倾斜或易滑移的部位，应保证安放平稳，若千斤顶需顶在圆弧面上时，在所顶位置应打一个较大的样冲眼，并使千斤顶尖顶在样冲眼内，以防止滑动；一般是3个千斤顶同时共用，此时，3个千斤顶的支承点离工件的重心要尽量远，3个支承点所组成的三角形面积应尽量大，一般工件较重的一端放二只千斤顶，较轻的一端放一只；当工件需要竖起来划线，3个千斤顶顶在一个窄长的平面上时，要借助桥式起重机并系一保险绳吊住工件起保险作用，一般绳子不张紧，以使千斤顶有调节工件高低的余地，万一工件倒下来，绳子就可起保护作用；若工件很重或3只千斤顶所支承的面积较小，可在工件下放几个硬质木块，为了不改变3个支承千斤顶的支承平面，这些木块与工件间有一微小距离，主要防止一旦发生不测可用来承重。

3．样板

对于形状复杂的构件，为了划线准确、方便快捷，以及后续质量检查、控制的需要，常常需要用样板来划线并检查弯曲件的角度和曲率、压制件的截面形状等是否符合图样要求、易变形的冷作件在成形后进行矫形的效果等，以指导进一步矫形达到图样的要求。

由于用途的不同，样板的类型也多样，通常有：下料样板、成形样板与检验样板等。样板一般在生产加工批量较大、单件数量较多时使用，通常采用0.3～1mm的薄钢板（如镀锌板）、可锻铸铁按照1∶1的比例制成。制成后的样板必须在其上标明图号、名称、件数、库存编号等，并经专业检查人员检查，核对无差错后，方可投入使用，以保证放样的正确，同时也利于样板的管理。表2-2列出了几种常用样板的名称和用途。

由于样板是生产过程中划线、检验工件的专用量具，所以样板应具有一定刚度、尺寸稳定和不易变形的特点。为了便于操作者在生产中使用，大型样板的重量应轻巧，使用应方便。

要制作样板，首先应看图样所示尺寸的标注位置。一般说来，图样中所标尺寸应是工件要保证的尺寸，因此一般是取标注尺寸为样板尺寸。但是，为了测量方便，在其他影响因素比较稳定的情况下，也可以取其间接（或推算）尺寸作为样板的尺寸，如圆弧成形样板是用来检验弯曲件的曲率的，对于较大的圆弧成形件，为了便于测量，通常制作的成形卡样板以弧板的内壁尺寸为准。

样板的制作公差一般取加工构件公差的1/3～1/4，一般不应小于表2-3所示的尺寸公差。

2.1.2 基本图形的作法

在制作样板、画加工零件的各种图形（号料）等操作时，都必须绘制一些基本几何图形，熟练掌握基本几何图形的作法是钣金加工的基础。这是因为任何复杂的物体，都是由圆柱、圆锥、棱锥、球等基本几何图形组成的，而这些几何体又都是由直线、圆弧、圆以及封闭的或开口的曲线等线条组成的。

1．直线和角的画法

各类直线和角的画法见表2-4。

2．圆等分的作法

圆的等分是作正多边形的基础，也是钣金加工中用来确定展开料或钻孔点位置等常用的方法，其作图方法见表2-5。

圆的等分也可以用计算法求得，其计算公式是：

式中 s——等分圆周的弦长；

R——圆的半径；

n——圆的等分数目。

采用计算法等分圆时，只需先利用上式计算出等分圆周的弦长s值，再利用分规直接在圆上截取各点后，直接连接各点便可。如采用计算法6等分圆，可先计算出等分圆周的弦长，然后利用圆规，先以圆上任意点为圆心，以s=R长为半径，依次画弧，便可将圆6等分，依次连接圆周上各点，即形成正六边形，如图2-5所示。

3．正多边形的作法

正多边形的画法广泛地应用在几何作图中。在圆内作正多边形的方法，也常用来等分圆周，其作图方法见表2-6。

4．圆弧、椭圆的作法

圆弧是构成各种图形的基础，圆弧的作法见表2-7。

椭圆也是钣金件中常见的图形，其作法很多。椭圆、心形圆和蛋形圆的常用作法见表2-8。

5．各种圆弧连接的作法

各种圆弧连接是形成一些较复杂形状连接的基础，各种圆弧连接的作法见表2-9。

2.1.3 放样的操作技巧及注意事项

放样一般是在放样工作台上进行。放样前应先熟悉图样，核对图样各部尺寸是否正确，如无问题，方可划线。

1．放样的操作要求

（1）放样的基本规则 在按图样放样时，要遵守一个基本规则，即从基准开始。在设计图样上，用来确定其他点、线、面位置的基准，称为设计基准。放样时，通常也都是选择图样的设计基准作为放样基准。

图2-6所示为按图样划线的步骤：首先分析构成图样的各线条及其中心线，中心线中先划对称线，后划其他定位线（见图2-6a）；其次再划圆弧和圆周线等基本线条（见图2-6b）；再用直线（或斜线）及其他特殊线条封闭图形，这样就得到所需图样（见图2-6c）；最后，按图样检查划线。

（2）合理选择零件的排样 放样时，应合理选择零件的排样方法，最大限度地提高原材料的利用率。为此，应优化排样形式，同时将各种同材料、同料厚的零件集中起来套排，以减少废料，尽量使材料的利用率达到最大。

（3）正确使用样板 对要求较高、批量较大的一些零件，可采用样板来划线。划线样板可根据企业的生产设备情况，采用数控激光切割、转塔冲床冲裁、线切割机切割等加工，也可采用先手工剪切，再进行锉削修整或铣切加工的方法进行。尺寸较大的样板，由于样板容易出现变形，影响放样的精度，而且使用不便。为保证样板使用的方便及使用精度，可在样板平面上（不超出外形）用铆接或螺钉连接适当立筋（如小角钢），并在适当位置加上拉手。但要注意，加立筋和拉手不允许用焊接方法连接，防止样板变形。

2．典型构件的放样操作技巧

板材放样仅仅是在平面上划线，使用的放样样板也多为平板结构，相对较为简单。而型材由于具有一定的截面形状，因此放样较为复杂，要用到一些专用的工具，采用一些具体的操作方法。

（1）型钢放样操作方法 由于各种型钢的截面形状不同，其放样方法也有不同之处。

1）对于端口整齐的型钢放样，一般采用样杆或卷尺确定长度尺寸，再利用过线板划出端线，如图2-7a所示。

对于有中间切口或异形端口的型钢放样，首先应利用样杆或卷尺确定切口位置，然后利用切口处形状样板划出切口线，如图2-7b所示。

2）当工件出现各种各样的端部形状时，为使放样准确、快速，放样前要准备好相应的端部形状划线样板，如图2-8所示。

样板上开的方孔和卷起的翻边，是为了在使用时手持方便，有利于划线操作。

对于型钢上孔位置的放样，一般先画出边心线，再利用样杆确定长度方向上孔的位置，利用过线板在型钢上画出孔的纵向中心线，然后再用样杆在中心线上画出孔的位置。

3）图2-9所示为工字钢采用45°斜接时的划线方法。其中图2-9a所示为用直角尺引出两翼板上沿的正断面点B、B′和切点A；图2-9b所示为划斜接线，将直尺置于翼板内沿的A、B两点上；图2-9c所示为用靠背直角尺引至腹板斜线点C、D，连接CD即为腹板切割线；图2-9d所示为用直角尺划翼板切割线的方法。此法同样适于H钢划斜接线。

4）图2-10所示为H钢划正断面线方法。其中图2-10a所示为用直角尺引出两翼板上沿的正断面点A、B，图2-10b所示为用直尺和靠背直角尺相配合由翼板上的A、B两点引至内腔的C、D两点，连接CD即为内腔的正断面线。此法同样适于工字钢划正断面线。

（2）二次放样 对于某些加工前无法准确下料的零件，如某些热成形零件、有装配余量要求的管状零件等，经常在一次放样（号料）时留有充分的余量，待加工后或装配时再进行二次放样（号料）。

在进行二次号料前，结构形状必须矫正准确，即消除结构上存在的变形，并在精确定位后，方可进行二次放样。

1）中小型零件可直接在平台上定位划线，如图2-11所示。

2）对于大型结构件，则在现场钢板或装配台上，用常规划线工具并配合经纬仪等进行二次放样（号料），如图2-12所示。

3）某些装配定位线或结构上的某些孔口，需要在零件加工后或装配过程中通过二次放样（号料）确定，如图2-13所示。其中，图2-13a所示为挡板定位线，图2-13b所示为销轴定位线。

4）图2-14所示为封头的二次划线方法。一般成形后的封头需要进行二次划线、切割，以便将工艺变形余量去除，使封头口部平齐。

图2-14a所示为利用直角尺找切割线位置，来确定封头高度的方法。影响封头划线的高度包括封头的曲线部位高度、直边高度和壁厚。适当调整封头的划线位置，利用直角尺、塞尺等工具测量，保证封头周围的直边（确定封头直边可通过观察封头成形时的拉深痕，拉深痕以上部分即为封头直边）与直角尺的间隙一致，再利用高度尺、游标高度尺、划针盘等工具划出封头的高度，并用样冲冲点。然后，用较长刻度的钢直尺将这些高度点连接起来即可。

图2-14b所示为采用钢卷尺确定封头中心的方法。将钢卷尺与封头无间隙的放在封头内，并保持尺条的投影为一直线，在尺条所量出的长度中点处作出标记，然后再旋转90°，重复上述操作，直至标记重合为止。该法同样适用于封头外侧中点的确定。

图2-14c所示为采用钢卷尺确定封头直径的方法。在封头口部内侧先确定一点，然后以此点为基准，通过尺条的移动，找出封头内壁的最大直径尺寸，并做好标记。用同样的方法，找出需要的其他各点。

3．放样的操作注意事项

在放样的操作过程中，为了保证划线质量，还需注意以下事项：

1）垂直线必须用作图法画出，不能用量角器或直角尺，更不能用目测法划线。

2）用圆规在钢板上划圆、圆弧或分量尺寸时，为防止圆规脚尖的滑动，必须先冲出样冲眼。

3）在放样时，应先核对钢材牌号和规格是否与图样的要求相符，对于重要产品所用的钢材，应有合格的检验书，钢材的化学成分和力学性能应符合图样所规定的要求。

4）划线前钢材表面应该平整，如果表面呈波浪形或不平度过大时应事先加以矫正，否则会影响划线的准确度。

5）钢材的表面应干净清洁，并检查其表面有无夹灰、麻点、裂纹等缺陷。

6）划线工具（如卷尺、角尺、三角板等）要定期检验校正，尽可能采用高效率的工具或夹具，以提高效率。

7）划线的准确度，取决于作图方法的正确性、工具质量、工作条件、作图技巧、经验和视觉的敏锐程度等因素，同时还应考虑到它的工艺因素，如工件加工成形时，气割、卷圆、热加工等的影响；装配时，板料边缘修正和间隙大小、装配公差、焊接和火焰矫正的收缩影响等，因此放样划线还应结合后续的加工工艺。

8）非铁金属板材表面可用铅笔或红铅笔划线，切忌使用划针划线，否则划伤的金属表面易导致为裂纹源。钢材表面划线时，弯形区内与素线平行的划线禁止使用划针，仅在外形线上才能使用划针。