具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1所示，本发明提供一种小型工装，用于船舶建造过程中对产品组装定位；小型工装主要包括第一管件1、贯穿在第一管件1中的第二管件2、以及贯穿在第一管件1和第二管件2中的底板3。在本实施例中，第一管件1的直径为φ89mm，第二管件2的直径为φ60mm，因第一管件1、第二管件2均为非标准件，因此需要选择平板辊压加工焊接，而该小型工装的第二管件2需要贯穿到第一管件1中，若辊压后在第一管件1上开设贯穿孔精度不高、操作步骤复杂、生产效率低下；如图1所示，在本实施例中，第一管件1的焊缝位置在第一管件1的右侧边上，第二管件2的焊缝位置在第二管件2的左侧边上。

故本发明提供一种小型工装的设计展开方法，用于在平板辊压过程中直接开设贯穿孔，后进行辊压焊接，能够有效提高劳动效率，提高精度。如此，采用小型工装的设计展开方法将第一管件1、第二管件2展开，确定第一管件1上贯穿孔的位置，平板经过辊压后焊接固定为第一管件1；之后，平板经过辊压后焊接固定为第二管件2，第二管件2再直接贯穿到第一管件1的贯穿孔中进行焊接固定，提高效率，降低劳动强度。

本申请涉及的一种小型工装的设计展开方法，具体步骤如下：

B1、根据小型工装的设计制作要求，作出小型工装的主视图，如图1所示；小型工装的设计制作要求包括小型工装中第一管件1和第二管件2的高度、直径、长度；底板3的高度、长度。

B2、如图2所示，在B1的主视图中，以第一管件1的直径φ89画第一圆103，第一圆103与第一管件1两个侧边的延伸线相切；将第一圆103沿圆周等分为12份，分别将分割点标记为1’-12’；沿1’-12’各分割点作第一管件1轴向延伸线，每根轴向延伸线都延伸到第一管件1的顶端，上述轴向延伸线为第一等分线101。其中1’、7’两个分割点为第一圆103与第一管件1两个侧边延伸线的切点，2’、12’两分割点在同一条第一等分线101上，3’、11’两分割点在同一条第一等分线101上，4’、10’两分割点在同一条第一等分线101上，5’、9’两分割点在同一条第一等分线101上，6’、8’两分割点在同一条第一等分线101上。如此，第一等分线101共有七条，边侧的两条第一等分线101与第一管件1的两个侧边重合。

B3、如图3所示，在B2的主视图中，以第二管件2的直径φ60画第二圆203，第二圆203与第二管件2两个侧边的延伸线相切；将第二圆203沿圆周等分为12份，分别将分割点标记为1”-12”；沿1”-12”各分割点作第二管件2轴向延伸线，每根轴向延伸线都延伸到第二管件2的顶端，上述轴向延伸线为第二等分线201。其中1”、7”两个分割点为第二圆203与第二管件2两个侧边延伸线的切点，2”、12”两分割点在同一条第二等分线201上，3”、11”两分割点在同一条第二等分线201上，4”、10”两分割点在同一条第二等分线201上，5”、9”两分割点在同一条第二等分线201上，6”、8”两分割点在同一条第二等分线201上。如此，第二等分线201共有七条，边侧的两条第二等分线201与第二管件2的两个侧边重合。

B4、如图4所示，在B3的主视图中，将多条第一等分线101中穿过第一圆103圆心的线定义为第一中心线102，即4’、10’两分割点所在的第一等分线101；将多条第二等分线201中穿过第二圆203圆心的线定义为第二中心线202，即4”、10”两分割点所在的第二等分线201；第一管件1的七条第一等分线101与第二管件2的第二中心线202都相交，将这七个交点从下至上依次定义为A1-A7，则第一中心线102与第二中心线202的交点为A4。

B5、如图5所示，在B4的主视图中，沿第二中心线202的延伸线作垂直线，将A1-A7七个交点平移到第二中心线202的延伸线上、并使交点A4和第二中心线202与垂直线的交点重合，如此得到B1-B7七个交点，其中B4交点与第二中心线202与垂直线的交点重合。

B6、如图6所示，在B5的主视图中，分别沿B1-B7七个交点作第二中心线202的垂直线，测量第一圆103中1’-12’各分割点到第一圆103中与第一中心线102相垂直的这根直径的垂直距离，并将上述垂直距离的长度平移到B1-B7七个交点的垂直线上，得到C1-C12十二个点，即点C1在第二中心线202的延伸线上，点C2与第二中心线202延伸线之间的垂直距离为分割点2’与第一圆103直径之间的垂直距离，以此类推；采用平滑曲线依次连接C1-C12十二个点，得到第一管件1的椭圆截面；其中B1和C1重合、B7和C7重合。

B7、如图7所示，在B6的主视图中，将第二管件2的七条第二等分线201延伸并贯穿第一管件1的椭圆截面，得到十四个交点D1-D14；同时，将七条第二等分线201的延伸线定义为第一相贯线204。

B8、如图8所示，在B7的主视图中，第二中心线202将第一管件1的椭圆截面分为两半，选取第一中心线102右半边侧的椭圆截面和第一相贯线204、并将其平移到第一管件1的顶端，则第一管件1的第一中心线102穿过平移后的椭圆截面的中心点。

B9、如图9所示，在B8的主视图中，右半边且平移后的椭圆截面与四条第一相贯线204的交点分别为D1-D8，交点D1和D8在第一管件1的顶端线上，沿D2-D6六个交点作与第一管件1顶端线相垂直的投影线，则六条投影线与第一管件1顶端线有六个投影点，沿上述六个投影点、以及交点D1和D8作第一等分线101的平行线，八条平行线分别与第二等分线201相交。更具体地，从交点D1作出的平行线与两条最外侧第二等分线201的交点分别为E1和E7，从交点D2的投影点作出的平行线与右侧第二条和左侧第二条第二等分线201的交点分别为E2和E6，从交点D3的投影点作出的平行线与右侧第三条和左侧第三条第二等分线201的交点分别为E3和E5，从交点D4的投影点作出的平行线与中间第二等分线201的交点为E4；同理，从交点D8作出的平行线与两条最外侧第二等分线201的交点分别为E8和E14，从交点D7的投影点作出的平行线与右侧第二条和左侧第二条第二等分线201的交点分别为E9和E13，从交点D6的投影点作出的平行线与右侧第三条和左侧第三条第二等分线201的交点分别为E10和E12，从交点D5的投影点作出的平行线与中间第二等分线201的交点为E11。使用平滑曲线将E1-E7依次连接得到第一管件1的第一贯穿孔线104，使用平滑曲线将E8-E14依次连接得到第一管件1的第二贯穿孔线105。

B10、如图10所示，在B9的主视图，作第一管件1的展开图，沿第一中心线102垂直作第一法向线4，运用公式l＝π(D-1/2t*2)，算出第一管件1展开的圆周长度；其中l：圆展开围长，π：圆周率3.1416，D：大圆外直径，t：管子厚度；在本实施例中，D＝89mm、t＝5mm、l＝3.1416*(89-1/(2*5)*2)＝278.9mm。在第一法向线4上选取278.9mm的长度并进行十二份等分，每份长度为23.24mm；沿上述278.9mm长度上的十二个分割点作第一中心线102的平行线，得到第一管件展开线7，第一管件展开线7为十三条，将中间的那条第一管件展开线7定义为第三中心线701。从第一管件1底边与第一等分线101的七个底部交点处作第一法向线4的平行线，从最左侧底部交点X1处作出的平行线与第三中心线701的交点为Y1，从左侧第二个底部交点X2处作出的平行线与第三中心线701左右两侧第一根第一管件展开线7的交点分别为Y2和Y3，从左侧第三个底部交点X3处作出的平行线与第三中心线701左右两侧第二根第一管件展开线7的交点分别为Y4和Y5，从左侧第四个底部交点X4处作出的平行线与第三中心线701左右两侧第三根第一管件展开线7的交点分别为Y6和Y7，从左侧第五个底部交点X5处作出的平行线与第三中心线701左右两侧第四根第一管件展开线7的交点分别为Y8和Y9，从左侧第六个底部交点X6处作出的平行线与第三中心线701左右两侧第五根第一管件展开线7的交点分别为Y10和Y11，从左侧第七个底部交点X7处作出的平行线与第三中心线701左右两侧第六根第一管件展开线7的交点分别为Y12和Y13；将十三个交点Y1-Y13采用平滑曲线依次相连，得到第一管件1展开图的底部边缘。同理，采用同样的方式，从第一管件1顶边与第一等分线101的七个顶部交点U1-U7处作第一法向线4的平行线，具体的：从最左侧顶部交点U1处作出的平行线与第三中心线701的交点为T1，从左侧第二个顶部交点U2处作出的平行线与第三中心线701左右两侧第一根第一管件展开线7的交点分别为T2和T3，从左侧第三个顶部交点U3处作出的平行线与第三中心线701左右两侧第二根第一管件展开线7的交点分别为T4和T5，从左侧第四个顶部交点U4处作出的平行线与第三中心线701左右两侧第三根第一管件展开线7的交点分别为T6和T7，从左侧第五个顶部交点U5处作出的平行线与第三中心线701左右两侧第四根第一管件展开线7的交点分别为T8和T9，从左侧第六个顶部交点U6处作出的平行线与第三中心线701左右两侧第五根第一管件展开线7的交点分别为T10和T11，从左侧第七个顶部交点U7处作出的平行线与第三中心线701左右两侧第六根第一管件展开线7的交点分别为T12和T13；将十三个顶部交点T1-T13采用平滑曲线依次相连，得到第一管件1展开图的顶部边缘。

B11、如图11所示，在B10的第一管件1展开图中，沿第一贯穿孔线104上的E1-E7七个点作第一法向线4的平行线，共有七条平行线，上述七条平行线与最左侧的第一管件展开线7形成七个交点F1-F7，上述七条平行线与最右侧的第一管件展开线7形成七个交点F1’-F7’。测量第二圆203中1”-7”各分割点到第二圆203中与第二中心线202相垂直的这根直径的垂直距离，沿第一法向线4的平行线将该垂直距离的长度一一对应地平移到F1-F7的右侧、得到点F1-F7的右移点，沿第一法向线4的平行线将该垂直距离的长度一一对应地平移到F1’-F7’的左侧、得到点F1’-F7’的左移点，使用平滑曲线将上述F1-F7向右移的七个右移点依次连接、以及使用平滑曲线将上述F1’-F7’向左移的七个左移点依次连接分别得到两个半弧，即得到两条第一开孔实样线6；第一管件1平板沿第三中心线701辊压后F1和F1’重合、F7和F7’重合。

B12、如图12所示，在B11的第一管件1展开图中，沿第二贯穿孔线105上的E8-E14七个点作第一法向线4的平行线，共有七条平行线，上述七条平行线分别与第三中心线701形成七个交点F8-F14。测量第二圆203中1”-12”各分割点到第二圆203中与第二中心线202相垂直的这根直径的垂直距离，沿第一法向线4的平行线将该垂直距离的长度一一对应地平移到F8-F14的左右两侧，其中7”分割点与F8交点平移后重合，1”分割点与F14交点平移后重合，其余F9-F13各点左右两侧的平移点距离一一对应2”-6”、8”-12”各分割点到第二圆203直径的垂直距离，使用平滑曲线将上述十二个平移点依次连接得到第二开孔实样线601。

B13、如图13所示，在B9的主视图中，作第二管件2展开图，沿第二中心线202垂直作第二法向线8，运用公式l＝π(d-1/2t*2)，算出第二管件2展开的圆周长度；其中l：圆展开围长，π：圆周率3.1416，d：小圆外直径，t：管子厚度；在本实施例中，d＝60mm、t＝5mm、l＝3.1416*(60-1/(2*5)*2)＝187.9mm。在第二法向线8上选取187.9mm的长度并进行十二份等分，每份长度为15.65mm；沿上述187.9mm长度上的十二个分割点作第二中心线202的平行线，得到第二管件展开线10，第二管件展开线10为十三条，将中间的那条第二管件展开线10定义为第四中心线1001。从第二管件2底边与第二等分线201的七个底部交点处作第二法向线8的平行线，从最右侧底部交点X1’处作出的平行线与第四中心线1001的交点为Y1’，从右侧第二个底部交点X2’处作出的平行线与第四中心线1001左右两侧第一根第二管件展开线10的交点分别为Y2’和Y3’，从右侧第三个底部交点X3’处作出的平行线与第四中心线1001左右两侧第二根第二管件展开线10的交点分别为Y4’和Y5’，从右侧第四个底部交点X4’处作出的平行线与第四中心线1001左右两侧第三根第二管件展开线10的交点分别为Y6’和Y7’，从右侧第五个底部交点X5’处作出的平行线与第四中心线1001左右两侧第四根第二管件展开线10的交点分别为Y8’和Y9’，从右侧第六个底部交点X6’处作出的平行线与第四中心线1001左右两侧第五根第二管件展开线10的交点分别为Y10’和Y11’，从右侧第七个底部交点X7’处作出的平行线与第四中心线1001左右两侧第六根第二管件展开线10的交点分别为Y12’和Y13’；将十三个交点Y1’-Y13’采用平滑曲线依次相连，得到第二管件2展开图的底部边缘。同理，采用同样的方式，从第二管件2顶边与第二等分线201的七个顶部交点U1’-U7’处作第二法向线8的平行线，从最右侧顶部交点U1’处作出的平行线与第四中心线1001的交点为T1’，从右侧第二个顶部交点U2’处作出的平行线与第四中心线1001左右两侧第一根第二管件展开线10的交点分别为T2’和T3’，从右侧第三个顶部交点U3’处作出的平行线与第四中心线1001左右两侧第二根第二管件展开线10的交点分别为T4’和T5’，从右侧第四个顶部交点U4’处作出的平行线与第四中心线1001左右两侧第三根第二管件展开线10的交点分别为T6’和T7’，从右侧第五个顶部交点U5’处作出的平行线与第四中心线1001左右两侧第四根第二管件展开线10的交点分别为T8’和T9’，从右侧第六个顶部交点U6’处作出的平行线与第四中心线1001左右两侧第五根第二管件展开线10的交点分别为T10’和T11’，从右侧第七个顶部交点U7’处作出的平行线与第四中心线1001左右两侧第六根第二管件展开线10的交点分别为T12’和T13’；将十三个顶部交点T1’-T13’采用平滑曲线依次相连，得到第二管件2展开图的顶部边缘。

优选的，本发明涉及的小型工装的设计展开方法还包括如下步骤：

C1、在B3的主视图中，如图21所示，作出小型工装的左视图；依据如图21的左视图作出小型工装底板3的俯视图，如图14所示；如图15所示，根据B3中的主视图，沿第一管件1的七条第一等分线101分别与底板3底面的相交点向下投影，投影线与底板3横向中心线的交点为投影点，投影点共有七个，测量第一圆103中1’-12’各分割点到第一圆103中与第一中心线102相垂直的这根直径的垂直距离，并将该垂直距离的长度平移到七个投影点的上下两侧，在竖直方向上得到G1-G12十二个分割点，其中7’分割点平移后与G7重合，1’分割点平移后与G1重合，其他2’-6’、8’-12’各分割点平移后分别与G2-G6、G8-G12一一对应。采用平滑曲线依次连接G1-G12得到第一管件1在底板3上的开孔截面图。

C2、如图16所示，在C1的主视图中，沿第二管件2的七条第二等分线201与底板3底面的相交点向下投影，投影线与底板3横向中心线的交点为投影点，投影点共有七个，测量第二圆203中1”-12”各分割点到第二圆203中与第二中心线201相垂直的这根直径的垂直距离，并将该垂直距离的长度平移到七个投影点的上下两侧，在竖直方向上得到H1-H12十二个分割点，其中7”分割点平移后与H1重合，1”分割点平移后与H7重合，其他2”-6”、8”-12”各分割点平移后分别与H8-H12、H2-H6一一对应，采用平滑曲线依次连接H1-H12得到第二管件2在底板3上的开孔截面图。

C3、如图17所示，在B12的主视图中，沿七条第一等分线101与底板3顶面的交点分别作第一法向线4的平行线，从最左侧第一等分线101与底板3顶面的交点M1处作出的平行线与第三中心线701的交点为N1，从左侧第二个第一等分线101与底板3顶面的交点M2处作出的平行线与第三中心线701左右两侧第一根第一管件展开线7的交点分别为N2和N3，从左侧第三个第一等分线101与底板3顶面的交点M3处作出的平行线与第三中心线701左右两侧第二根第一管件展开线7的交点分别为N4和N5，从左侧第四个第一等分线101与底板3顶面的交点M4处作出的平行线与第三中心线701左右两侧第三根第一管件展开线7的交点分别为N6和N7，从左侧第五个第一等分线101与底板3顶面的交点M5处作出的平行线与第三中心线701左右两侧第四根第一管件展开线7的交点分别为N8和N9，从左侧第六个第一等分线101与底板3顶面的交点M6处作出的平行线与第三中心线701左右两侧第五根第一管件展开线7的交点分别为N10和N11，从左侧第七个第一等分线101与底板3顶面的交点M7处作出的平行线与第三中心线701左右两侧第六根第一管件展开线7的交点分别为N12和N13，将十三个交点N1-N13采用平滑曲线依次相连，得到第一管件底板安装线5的顶部边缘。

C4、如图18所示，在C3的主视图中，采用C3中同样的方式，沿七条第一等分线101与底板3底面的交点M1’-M7’分别作第一法向线4的平行线，具体的：从最左侧第一等分线101与底板3底面的交点M1’处作出的平行线与第三中心线701的交点为N1’，从左侧第二个第一等分线101与底板3底面的交点M2’处作出的平行线与第三中心线701左右两侧第一根第一管件展开线7的交点分别为N2’和N3’，从左侧第三个第一等分线101与底板3底面的交点M3’处作出的平行线与第三中心线701左右两侧第二根第一管件展开线7的交点分别为N4’和N5’，从左侧第四个第一等分线101与底板3底面的交点M4’处作出的平行线与第三中心线701左右两侧第三根第一管件展开线7的交点分别为N6’和N7’，从左侧第五个第一等分线101与底板3底面的交点M5’处作出的平行线与第三中心线701左右两侧第四根第一管件展开线7的交点分别为N8’和N9’，从左侧第六个第一等分线101与底板3底面的交点M6’处作出的平行线与第三中心线701左右两侧第五根第一管件展开线7的交点分别为N10’和N11’，从左侧第七个第一等分线101与底板3底面的交点M7’处作出的平行线与第三中心线701左右两侧第六根第一管件展开线7的交点分别为N12’和N13’，将十三个交点N1’-N13’采用平滑曲线依次相连，得到第一管件底板安装线5的底部边缘。

C5、如图19所示，在B13中的主视图中，沿七条第二等分线201与底板3顶面的交点分别作第二法向线8的平行线，从最右侧第二等分线201与底板3顶面的交点P1处作出的平行线与第四中心线1001的交点为Q1，从右侧第二个第二等分线201与底板3顶面的交点P2处作出的平行线与第四中心线1001左右两侧第一根第二管件展开线10的交点分别为Q2和Q3，从右侧第三个第二等分线201与底板3顶面的交点P3处作出的平行线与第四中心线1001左右两侧第二根第二管件展开线10的交点分别为Q4和Q5，从右侧第四个第二等分线201与底板3顶面的交点P4处作出的平行线与第四中心线1001左右两侧第三根第二管件展开线10的交点分别为Q6和Q7，从右侧第五个第二等分线201与底板3顶面的交点P5处作出的平行线与第四中心线1001左右两侧第四根第二管件展开线10的交点分别为Q8和Q9，从右侧第六个第二等分线201与底板3顶面的交点P6处作出的平行线与第四中心线1001左右两侧第五根第二管件展开线10的交点分别为Q10和Q11，从右侧第七个第二等分线201与底板3顶面的交点P7处作出的平行线与第四中心线1001左右两侧第六根第二管件展开线10的交点分别为Q12和Q13；将十三个交点Q1-Q13采用平滑曲线依次相连，得到第二管件底板安装线9的顶部边缘。

C6、如图20所示，在C5的主视图中，采用C5中同样的方式，沿七条第二等分线201与底板3底面的交点P1’-P7’分别作第二法向线8的平行线，从最右侧第二等分线201与底板3底面的交点P1’处作出的平行线与第四中心线1001的交点为Q1’，从右侧第二个第二等分线201与底板3底面的交点P2’处作出的平行线与第四中心线1001左右两侧第一根第二管件展开线10的交点分别为Q2’和Q3’，从右侧第三个第二等分线201与底板3底面的交点P3’处作出的平行线与第四中心线1001左右两侧第二根第二管件展开线10的交点分别为Q4’和Q5’，从右侧第四个第二等分线201与底板3底面的交点P4’处作出的平行线与第四中心线1001左右两侧第三根第二管件展开线10的交点分别为Q6’和Q7’，从右侧第五个第二等分线201与底板3底面的交点P5’处作出的平行线与第四中心线1001左右两侧第四根第二管件展开线10的交点分别为Q8’和Q9’，从右侧第六个第二等分线201与底板3底面的交点P6’处作出的平行线与第四中心线1001左右两侧第五根第二管件展开线10的交点分别为Q10’和Q11’，从右侧第七个第二等分线201与底板3底面的交点P7’处作出的平行线与第四中心线1001左右两侧第六根第二管件展开线10的交点分别为Q12’和Q13’，将十三个交点Q1’-Q13’采用平滑曲线依次相连，得到第二管件底板安装线6的底部边缘。

优选的，在本实施例中，投影线的投影精度为±0.1mm，平移前后的精度为±0.3mm，等分的精度为±0.1mm，圆周周长的计算精度为±0.3mm。

本发明涉及的小型工装及其设计展开方法中，操作人员首先根据船舶建造过程需安装定位设备的要求，依据绘图软件绘制出小型工装的主视图、俯视图，依据上述小型工装的设计展开方法中涉及到的平移法、投影法，分别算出第一管件1上两个贯穿孔在第一管件1平板上开设的位置和尺寸、第一管件1和第二管件2在底板3上贯穿孔的位置和尺寸、第一管件1和第二管件2在底板3上的顶部边缘和底部边缘的位置，然后根据推算出的位置对第一管件1、第二管件2、底板3进行选材、切割、辊压、拼装，从而实现对小型工装的快速制作，提高生产效率，同时可以根据需要定位设备的载荷要求，制作多种尺寸的小型工装，使用范围广泛。

所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。