作者：王兵 主编 顾齐志、林莉、沈阳 副主编
出版社：化学工业出版社
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实用钣金技术手册试读：
前言
钣金构件和制品以其工艺简单、生产效率高等优点，在机械、化工、冶金、轻工等行业的生产中得到越来越广泛的应用，而钣金工就是从事金属构件制作的一个主要工种。随着科学技术的发展，钣金制件变得越来越多样化和复杂化，对钣金工的技术要求也越来越高。为帮助广大技术工人，特别是中青年技术人员提高钣金操作技能和技术水平，我们组织编写了《实用钣金技术手册》一书。
本书以介绍实用技能为主，图文并茂，简明实用，形式不拘一格，内容浅显易懂，不过于追求系统与理论的深度，以实用和够用为原则，将专业知识与操作技能融于一体，力求解决生产中的实际问题。另外，将钣金展开知识、钣金成形知识以及计算机辅助技术结合起来，突出实用性、针对性和可操作性的应用特色，加强了钣金知识的系统性、连贯性，也是本书的一大特色。
本书由王兵主编，顾齐志、林莉、沈阳副主编，参加编写的还有路娟、丁轶、唐葵、何正文、张冬、刘璇、张军、刘成耀、周正国、杨东、刘文、曾艳、王平、曹君、毛江华。本书在编写过程中还得到了二汽襄樊基地砂模车间夏祖权高级工程师的指导和帮助，在此向他表示衷心的感谢。
传统钣金制造方法受到技术发展的局限，随着计算机和工业自动化技术的快速发展，先进钣金制造技术也深入应用到了钣金制造企业中，包括板材柔性制造、管材三维布局等，但限于时间和知识，这个愿望将成为编者进一步努力的目标，同时在全书编写中难免存在疏漏和不妥之处，恳请广大读者给予批评和指正，以利提高。编者第1章 钣金识图与作图1.1 钣金几何作图基础1.1.1 投影基础1.1.1.1 投影的基本概念
日常生活中投影现象无处不在。灿烂的阳光下，五彩缤纷的人造光源下，各种物体都会投下其影子。用绘图理论来总结物体与影子的几何关系，就构成了投影法这一概念。（1）投影法分类 投影法分为两大类，即中心投影法和平行投影法，见表1-1。表1-1 投影法分类（2）正投影的基本特征（表1-2）。表1-2 正投影的基本特征1.1.1.2 三视图的形成过程（1）三投影面体系的建立 三投影面体系由三个相互垂直的投影面所组成，如图1-1所示。其特点说明见表1-3。图1-1 三投影面体系表1-3 三投影面体系（2）三视图的投影关系 物体有长、宽、高三个方向的大小。通常规定：物体左右之间的距离为长，前后之间的距离为宽，上下之间的距离为高。三个视图在尺寸上是彼此关联的，而且是有一定规律的，所以识读三视图时应以这些规律为依据，找出三个视图中相对应的部分才能正确地想象出物体的结构形状。
从图1-2（a）可看出，一个视图只能反映物体两个方向的大小，如主视图反映垫块的长和高，俯视图反映垫块的长和宽，左视图反映垫块的宽和高。由上述三个投影面展开过程可知，俯视图在主视图的下方，对应的长度相等，且左右两端对正，即主、俯视图相应部分的连线为互相平行的竖直线。同理，左视图与主视图高度相等且对齐，即主、左视图相应部分在同一条水平线上。左视图与俯视图均反映垫块的宽度，所以俯、左视图对应部分的宽度应相等。图1-2 三视图的投影和方位关系
根据上述三视图之间的投影关系，可归纳出以下三条投影规律：
主视图与俯视图——长对正；
主视图与左视图——高平齐；
俯视图与左视图——宽相等。
简单记忆可以说：长对正、高平齐、宽相等。
而且在三视图中不仅整个物体要符合这个投影规律，就是物体上每个组成部分在三视图中都要符合上述投影规律。（3）物体在三投影面体系中的投影 将物体放置在三投影面体系中，按正投影法向各投影面投射，即可分别得到物体的正面投影、水平投影和侧面投影，如图1-3（a）所示。图1-3 三视图的形成过程（4）三视图与物体方位的对应关系 如图1-3（b）所示，物体有上、下、左、右、前、后六个方位，其中主视图反映物体的上、下和左、右的相对位置关系；俯视图反映物体的前、后和左、右的相对位置关系；左视图反映物体的前、后和上、下的相对位置关系。
画图和识图时，要特别注意俯视图与左视图的前后对应关系。在三个投影面展开过程中，水平面向下旋转，原来向前的OY轴成为向下的OY，即俯视图的下方实际上表示物体的前方，俯视图的上方则H表示物体的后方。而侧面向右旋转时，原来向前的OY轴成为向右的OY，即左视图的右方实际上表示物体的前方，左视图的左方则表W示物体的后方。所以，物体俯视图、左视图不仅宽度相等，还应保证前后位置的对应关系。
根据图1-4所示物体，绘制其三视图。图1-4 切角直角弯板
1）分析。图中所示物体是立板左前方切角的直角弯板。为了便于作图，应使物体的主要表面尽可能与投影面平行。画三视图时，应先画反映物体形状特征的视图，然后再按投影规律画出其他视图。
2）作图。方法与步骤见表1-4。表1-4 切角直角弯板的作图方法1.1.1.3 基本的视图与尺寸标注
机械零件都是由两类基本体组合而成的，一类是平面体，另一类是曲面体。平面体的每个表面都是平面，如棱柱、棱锥；曲面体至少有一个表面是曲面，如圆柱、圆锥、圆球和圆环等。（1）基本体的视图画法
1）棱柱。棱柱的棱线互相平行。常见的棱柱有三棱柱、四棱柱、五棱柱、六棱柱、八棱柱等。下面以图1-5所示正五棱柱为例，分析其投影特征和作图方法。图1-5 正五棱柱
①分析。图1-5所示正五棱柱的顶面和底面平行于水平面，后棱面平行于正面，其余棱面均垂直于水平面。在这种位置下，五棱柱的投影特征是：顶面和底面的水平投影重合，并反映实形——正五边形。五个棱面的水平投影分别积聚为五边形的五条边。
②作图。根据以上分析作图，方法见表1-5。表1-5 正五棱柱的作图方法
2）圆柱。圆柱体是由圆柱面与上、下两端面围成。圆柱面可看作由一条直母线绕与其平行的轴线回转而成。圆柱面上任意一条平行于轴线的直线，称为圆柱面的素线。
图1-6所示为正圆柱体的三视图。由于圆柱轴线垂直于水平面，因此圆柱上、下端面的水平投影反映实形，正面、侧面投影积聚成直线。圆柱面的水平投影积聚为一圆，与两端面的水平投影重合。在正面投影中，前、后两半圆柱面的投影重合为一矩形，矩形的两条竖线分别是圆柱面最左、最右素线的投影，也是圆柱面前、后分界的转向轮廓线。在侧面投影中，左、右两半圆柱面的投影重合为一矩形，矩形的两条竖线分别是圆柱面最前、最后素线的投影，也是圆柱面左、右分界的转向轮廓线。图1-6 正圆柱体的三视图
作圆柱的三视图时，应先画出圆的中心线和圆柱轴线的各面投影，然后从投影为圆的视图画起，逐步完成其他视图。
3）球。球的表面可看作是由一条圆母线绕其直径回转而成。
球的三个视图都为圆且直径相等，是球面上平行于相应投影面的三个不同位置的最大轮廓圆。正面投影的轮廓圆是前、后两半球面可见与不可见的分界线；水平投影的轮廓圆是上、下两半球面可见与不可见的分界线；侧面投影的轮廓圆是左、右两半球面可见与不可见的分界线。
应该注意的是，表达一个立体的形状和大小，不一定要画出三个视图，有时画一个或两个视图就可以。当然，有时三个视图也不能完整表达物体的形状，需画更多的视图。例如表示上述正四棱锥、圆锥、四锥、球时，若只表达形状，不标注尺寸，只用主、俯两个视图即可；若标注尺寸，上述圆柱、圆锥、球仅画一个视图即可。（2）基本体的尺寸标注 三视图只能表达物体的形状，要确定物体的大小还需标注尺寸。基本体的大小通常是由长、宽、高三个方向的尺寸来确定的。
1）平面体的尺寸标注。平面体的尺寸要根据其具体形状进行标注。如图1-7（a）所示，基本体只需注出其底面尺寸和高度尺寸。对于图1-7（b）所示的六棱柱，底面尺寸有两种注法，一种是注出正六边形的对角线尺寸（外接圆直径），另一种是注出对边尺寸（扳手尺寸）。常用后一种注法，将对角线尺寸作为参考尺寸（加括号）。图1-7（c）所示正五棱柱，其底面为与圆内接的正五边形，可注出底面外接圆直径和正五棱柱的高度尺寸。图1-7（d）所示的四棱台必须注出上、下底的长、宽尺寸和高度尺寸。图1-7 平面体的尺寸标注
2）曲面体。如图1-8所示的是各种回转体（曲面体）的尺寸标注。其中，圆柱、圆锥、圆台需注出底圆直径和高度尺寸，球只需注出球面的直径，并在直径尺寸数字前加注“Sф”，在半径尺寸数字前加注“SR”，如图1-9所示。图1-8 圆柱、圆锥、圆台尺寸标注图1-9 球面的标注1.1.1.4 立体表面上点、线、面的投影分析（1）点的投影分析 如图1-10（a）所示的三棱锥，是由四个面、六条线和四个点组成，点是最基本的几何元素。图1-10 点的投影
1）点的投影规律。在图1-10（b）中，将S点分别向H面（水平面）、V面（正面）、W面（侧面）投射，得到的投影分别为s、s'、s″。
一般空间点用大写字母表示，如S、A、B等；H面投影用相应的小写字母示；V面投影用相应的小写字母加一撇表示；W面投影用相应的小写字母加两撇表示。投影面展开后，得到如图1-10（c）所示的投影图。
由投影图可以看出，点的投影有以下规律。
①点的V面投影和H面投影的连线垂直于OX轴，即ss'⊥OX。
②点的V面投影和W面投影的连线垂直于OZ轴，即s's″⊥OZ。
③点的H面投影至OX轴的距离等于其W面投影至OZ轴的距离，即ss=s″s。xz
2）点的投影与点的坐标的关系。在三面投影体系中，点的位置可由点到三个投影面的距离来确定。如图1-11所示，如果将三个投影面作为三个坐标面，投影轴作为坐标轴，则点的投影和点的坐标关系如下。图1-11 点的投影与其坐标的关系
①点A到W面的距离为：Aa″=aO=a'a=aa=x坐标。xzy
②点A到V面的距离为：Aa'=aO=a″a=aa=y坐标。yzx
③点A到H面的距离为：Aa=aO=a″a=a'a=z坐标。zyx
空间一点的位置可由该点的坐标（x，y，z）确定。
A点三个面投影的坐标分别为a（x、y），a'（x，z），a″（y，z）。任一投影都包含了两个坐标，故一点的两个投影必包含确定该点空间位置的三个坐标，从而可确定点的空间位置。（2）直线的投影分析 空间两点可以决定一直线，所以已知空间两点的三面投影图，只要连接该两点在同一个投影面上的投影（称同面投影），即可得空间直线的三面投影，如图1-12所示。图1-12（c）表示直线AB在三投影面体系中的投影。图1-12 由两点的投影确定一直线的投影
空间直线与投影面的相对位置有一般位置直线、投影面平行线和投影面垂直线三种。
1）一般位置直线。如图1-12所示的直线，对三个投影面都倾斜，为一般位置直线。其投影特性如下。
①三个投影均不反映直线的实长。
②三个投影均对投影轴倾斜。
2）投影面平行线。平行于水平面的直线称为水平线；平行于正面的直线称为正平线；平行于侧面的直线称为侧平线。投影面平行线的投影特性如下。
①水平线在俯视图上反映实长。
②正平线在主视图上反映实长。
③侧平线在左视图上反映实长。
3）投影面垂直线。垂直于水平面的直线称为铅垂线；垂直于正面的直线称为正垂线；垂直于侧面的直线称为侧垂线。投影面垂直线的投影特性如下。
①铅垂线在俯视图上的投影为一个点，在另外两个投影面上反映实长。
②正垂线在主视图上的投影为一个点，在另外两个投影面上反映实长。
③侧垂线在左视图上的投影为一个点，在另外两个投影面上反映实长。
如图1-13（a）所示的正三棱锥，试分析三条主要棱线与投影面的相对位置。图1-13 三棱锥的棱线
分析如下。
棱线SB——sb和s'b'分别平行于OY和OZ轴，可确定SB为侧平H线，侧面投影s″b″反映实长，如图1-13（b）所示。
棱线AC——侧面投影a″（c″）重影，可判断AC为侧垂线，得a'c'=ac=AC，如图1-13（c）所示。
棱线SA——三个投影sa、s'a'、s″a″对投影轴均倾斜，所以是一般位置直线，如图1-13（d）所示。1.1.1.5 轴侧图的概念
将物体连同确定该形体的三个相互垂直的坐标轴一同平行投影到一个投影面上得出其投影，这个投影面上的投影就是轴侧图形。投影面称为轴侧投影面。空间坐标系中OX、OY、OZ轴在轴侧图上的投影称为轴侧轴。两轴之间的夹角称为轴间角。根据投影方向和轴侧投影面的相对关系，可以得到多种轴侧图。国标规定绘制轴侧图时一般采用下列三种图形。
等轴侧图——简称正等侧。
二等轴侧图——简称正二侧。
斜二等轴侧图——简称斜二侧。
在正投影图中采用多面视图一般能较完整地表达物体的结构形状，而且作图方便，所以是工程图中常用的基本方法，但这种图缺乏立体感。为了帮助识读图样，工程图中经常采用轴侧图的绘图方法，尤其在管道施工图中应用得较多。
轴侧图的基本性质如下。
①视图上平行某一坐标轴的线段，它的轴侧投影必然与轴侧轴平行。
②视图上相互平行的线段、它们的轴侧投影应相互平行。（1）正等侧图的画法规定 正等侧图的轴间角∠XOY=∠XOZ=∠YOZ=120°，一般将OZ轴设为垂直位置，OX轴和OY轴与水平成30°角，如图1-14所示。图1-14 正等侧轴向角
为画图方便沿轴向的尺寸按三视图量取。从理论上计算正等侧图三个轴的轴向变形率为0.82。但是在画正等侧图时，为了避免计算，一般不用轴向变形率，而用简化变形率。就是说按简化变形率画出的正等侧比按轴向变形率画出的图形在轴向放大了1/0.82≈1.22倍。
画轴侧图常用的方法为坐标法和切割法，而坐标法是最基本的画法。切割法是以坐标法为基础，对不完整的形体先画出完整形体的轴侧图后，再用切割的概念切去多余的部分。下面以平面立体和圆柱体为例来说明正等轴侧图的画法。
1）平面立体的正等侧图画法
①分析。如图1-15中所示为一长方体画法，它共有8条棱线和8个顶点。图1-15 平面立体的正等侧图画法
②作图。作图方法如下。
a.如图1-15（a）所示，在三面视图中画出坐标轴OX、OY、OZ的投影。
b.如图1-15（b）所示，先画出轴侧轴的三个轴，在三条轴侧轴上对应截取三面视图中a、b、c的值，得线段a'、b'、c'。
c.然后过各线段端点按轴侧图画图的基本性质，顺序对应作出视图中各棱线，即得到平面立体的正等侧图。
d.最后擦去不必要的图线，加粗轮廓线，即得到平面立体的正等轴侧图，如图1-15（c）所示。
2）圆柱的正等侧图画法
①分析。图1-16（a）中为圆柱的两面投影图，因圆柱的上下底圆都平行于XOY组成的平面内，根据正等侧图的制图方法，它们在正等侧图中均是椭圆，只要将底圆和顶圆画出来，再作两圆的公切线就得到圆柱的正等侧图形。图1-16 圆柱的正等侧图画法
②作图。其步骤如下。
a.如图1-16（a）所示，选OZ轴与圆柱轴线重合，测出圆柱高度h，确定出顶面和底面的圆心距离。
b.如图1-16（b）所示，作轴侧轴线OZ，过O点作正等侧轴线OX和OY，将图1-16（a）中底圆等分，过各等分点作OY轴的平行线。在圆内量取各平行线段的尺寸，在图1-16（b）中将各线段的对应尺寸用坐标法作出底圆的轴侧椭圆图形。
c.在OZ轴上截取高度h，以截取点为圆心作出与底圆平行的顶面椭圆图形。
d.作两椭圆公切线，即为轴侧图中圆柱外形素线，擦去不需要的图线即得到圆柱的正等侧图形，如图1-16（c）所示。（2）斜二侧图的画法规定 斜二侧图的轴间角∠XOZ=90°、∠XOY=∠YOZ=135°。一般使OZ轴处于垂直位置，OX轴处于水平位置，如图1-17所示。OX轴和OZ轴的变形率为1，OY轴的变形率为0.5。就是在画图时，沿OX轴和OZ轴方向的尺寸按三视图直接量取，沿OY轴方向的尺寸取三视图尺寸的1/2。图1-17 斜二侧图的轴间角
可以看出斜二侧图能反映物体正面的真实图形，所以画图方便。特别适用于画正面有较多圆的基建轴侧图。
1）四棱锥台的斜二侧图画法。
①分析。画对称图形时，一般以对称中心点为坐标原点作图较为方便。
②作图。作图步骤如下。
a.取四棱锥台底面中心为原点O，作出视图坐标，如图1-18（a）所示。图1-18 四棱锥台的斜二侧图画法
b.作斜二测图轴侧轴线，在OZ轴上截取OO'为四棱锥台的高度h，并用坐标法分别以O、O'为中心作出顶面和底面的四边形，如图1-18（b）所示。
c.对应连接顶面和底面各顶点，擦去不必要的图线，加粗可见轮廓线，即得到四棱锥台的斜二侧图形，如1-18（c）所示。
2）圆管的斜二侧图画法。
①分析。绘制带圆零件的斜二侧图时，一般将圆平行于XOZ坐标面置放。
②作图。作图步骤如下。
a.以圆管端面圆心为原点O，作出视图中坐标轴，如图1-19（a）所示。图1-19 圆管的斜二侧图法画法
b.作斜二侧图的轴侧轴线，在OY轴上截取圆管轴向尺寸得OO'，分别以O、O'为圆心作圆，如图1-19（b）所示。
c.画出前后两圆的外公切线，擦去不必要的图线，加粗则可见轮廓线，即得到圆管的斜二侧图，如图1-19（c）所示。1.1.2 识图基础
钣金施工中常见到的各类施工图，一般均是以各种投影法生成的图样为基础，在图样上标注尺寸和加工符号等，并用文字注明技术要求，加上材料表及标题栏等形式可以完全表达工程要求的图样。各类施工图样都有它们的绘图规律，只要掌握这些规律，识读这些工程图样就比较容易了。
各类施工图一般都是由装配图和零件图组成。装配图是表达设计思想和装配部件（或机器）时所使用的图样，零件图是按照标准规定的方法绘制的零件图样。任何结构和机械设备都是由零件装配而成的。零件图就是直接指导制造和检验工件的加工图样。在钣金专业的各类图样中对装配图和零件图的称呼和表达方法虽然有自己的特殊性，但它与其他施工图仍具有共同的制图原理和规律，所以要识读这些图样就必须要能掌握这些共同的规律和规定画法。
一张完整的零件图应包括下列内容。
①用必要的视图、剖视、断面以及其他规定画法，正确而且清晰地表达零件各部分结构内外形状的一组完整图形。
②图形各部位要有完整的能满足制造和检验所需要的合理尺寸。
③利用符号标准或文字说明注明必要的技术要求，表达出制造、检验和装配过程中的技术要求，如尺寸公差、表面粗糙度、工艺要求等。
④应有完整的标题栏，其中应包括名称、材料、数量、图样比例、图号以及图样绘制、审核等的责任签字内容。
钣金识图接触的大多是建筑工程图，而且以焊接结构图较多，所以本节仅对钣金识图有关的常用表达方式做基础知识的介绍，然后以实例的方法介绍一些常见施工图的识图知识。1.1.2.1 基本视图
从图1-20和图1-21中可以发现，长方块和三角块的视图形状是一样的，长方块的视图只反映了长方块的长和高，长方块的宽度在视图中反映不出来。因此，只靠一个视图是不能确定一个零件形状的，还必须增加一些其他的视图。图1-20 正投影观察方向图1-21 基本视图
从图1-21中可以看出，主视图反映零件的长和高，俯视图反映零件的长和宽，左视图反映零件的宽和高。由于主、俯两视图都反映零件的同一长度，所以主、俯两视图的长是相等的。当俯视图随同水平面向下旋转90°摊平后，主、俯两视图之间上下必然是对正的，而俯视图和左视图都反映零件的宽，因此，俯、左两视图的宽是相等的。同样主、左两视图反映零件的高也是相等的，主、左两视图是平齐的。
主、俯、左三面视图基本能反映一个零件的形状、大小及各部分尺寸等。除这三面视图外，还有下列三面视图。
右视图——由右向左投影所得的视图。
仰视图——由下向上投影所得的视图。
后视图——由后向前投影所得的视图。
按照国标规定，以上六面视图均属于基本视图，即零件向基本投影面投影所得的视图。基本投影面规定为正六面体的六个面。
如不能按图1-21配置视图时，应在视图（称为向视图）的上方标出“X向”（其中的“X”是大写英文字母），在相应的视图用箭头指明投射方向，并注上同样的字母，如图1-22所示。图1-22 不按基本视图位置布置的视图1.1.2.2 局部视图
工件的某一部分向基本投影面投影而得的视图为局部视图，局部视图是不完整的基本视图。利用局部视图可以减少基本视图的数量，补充基本视图尚未表达清楚的部分。
图1-23所示为工件的加工图样，在主、俯视图外又增加了两个局部视图，这样可以省去两个基本视图，简化表达方法，减少制图工作量。图1-23 局部视图
从图1-23中可看出局部视图的表达方法。
①在相应的视图上用带字母的箭头指明所表示的部位和投影方向，并在局部视图的上方用相同的字母表明如“A”向。
②局部视图一般画在有关视图附近，并直接保持投影对称关系，如“A”向局部视图，也可画在图样内的其他地方，如“B”向局部视图。
③局部视图的范围用波浪线表示，当表示的结构是完整而外轮廓线又封闭时，波浪线可省略，如“B”向视图。1.1.2.3 斜视图
工件向不平行于任何基本投影面的平面投影所得的视图，称为斜视图。
如图1-24所示，为工件的加工图样，可以看出其倾斜部分在俯视图和左视图上都不能得到实形投影，这时需另增加一个平行于该倾斜部分的投影面，在投影面上画出的倾斜部分的实形投影图，即斜视图。图1-24 斜视图
斜视图的画法和标注法与局部视图相同，有时也可将图形摆正来表示，见图中的“A”（标注在图形上方）。1.1.2.4 剖视图
在用视图表达工件时，工件内部的构件形状都用虚线。当虚线太多时就使图形不够清晰，尺寸标注也很容易混乱，所以在施工图中表达内部结构时，常采用剖视图。
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