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机械制图基础知识培训,2011年7月31日,图形 对象 信息库：提供大量设计要求、功能要求、加工要求、检测要求、附 加要求 图样 无声的语音 表达设计思想 图样 信息库 产品的实现过程 信息流,一、图样基本要求及其发展趋势,1、四大参数的控制及表达,四大参数：形状、大小、方向、位置。 四大参数的控制：,因此图样必须解决：理想状态的表达及实际状态控制。,一、图样基本要求及其发展趋势,四大参数表达是基础 四大参数控制是核心 其它附加要求,2、基本图样的要求：,国际大公司,日本公司在解决装配时,符号化、简化法。,二维+三维混合使用 目前国际流行,三维化 以美国为代表,3、机械图样发展趋势,一、图样基本要求及其发展趋势,30 0 -0.02 (A) 上下极限尺寸均为重要尺寸； 30 0 -0.02 (A) 上极限尺寸为重要尺寸； 30 0 -0.02 (A)下极限尺寸为重要尺寸。,4、主次分清 A、B、C,5、细化目的保护信息库中的信息,图样分类 外形图 看不出结构 总图 无工艺要求 工艺图 加工图,一、图样基本要求及其发展趋势,二、机械图样的表达原则,无声的语音 有声的语音 不是图样,图样 唯一性,1、图样是设计思想的表达工具。 美国为代表，以设计原则为主 美国图纸，需要工艺转化,主视图：装配 / 工作 / 特征位置。 在图样上标注的尺寸 / 形位公差，来自于功能。 设计人员 设计图 工艺人员 工艺图 车间。 允差0.2 0.015 设计图样的基准 ：以设计基准为主，考虑装配位置。 设计图样不能直接到车间，工艺图纸为车间加工图纸。,日本为代表 日本图样可以直接指导加工。 功能要求 设计思想 经过工艺转化 新的设计思想 图样 主视图：主加工位置 考虑加工的可行性 考虑加工的经济性 图样上标注的尺寸/形位公差，来自于工艺基础 工艺基准/加工位置。,2、图样是加工依据，是生产的指导书，按工艺原则。,3、图样是质量判断的依据 检测原则,苏联为代表，本国采用。 功能要求 设计思想 检测转化 新的设计方案 图样。 检测可行性 检测误差最小,二、机械图样的表达原则,目前中国规定的检测误差为：1/10（ ISO规定的检测测量误差 1/40） 如果设计公差值为：0.01mm，加工误差只有 0.009; 0.001 给测量误差。 测量工具的选择 GB/T 3177 图样表达的大原则：设计、工艺、检测。,二、机械图样的表达原则,（一）标准体系介绍 GB/T 84 GB/T 2000 旧体系 新体系,三、形状参数表达 机械制图,机械制图 技术制图 机械制图,1、旧机械制图中标准体系,GB/T 4457-84（ .1 .5）图纸基础：解决通用性问题 GB/T4458-84 （ .1 .5）投影法：解决机械形状、尺寸、方向、位 置等的投影画法。 GB/T445984 基本结构的表达：螺纹、齿轮、花键、弹簧、中心 孔等的规定画法。 GB/T446084 运动示意图，运动简图。,标准化的超前性 产品设计 全生命周期设计 标准化的开发性随时补充新的东西，如软件等 标准化的通用性。技术制图可通用于机械、电气、船体、建筑四大行业 3、新标准制定原则 GB/T 4457 图样的规定画法 GB/T 4458 零部件表面特征的表达方法 GB/T 4459 结构要素的表达方法,2、新标注的概念,三、形状参数表达 机械制图,GB/T4457 GB/T4457（.1.5）图纸幅面与格 比例 字体 图线共九种 八种+粗虚线（用途：允许零件表面处理的标记）。 改变图线宽度，细实线 1/2 b 粗实线 包括剖面符号15种 2 种金属 13 种非金属 该标准基础性、通用性强,3、新标准制定原则,三、形状参数表达 机械制图,GB/T4458 零件表面的特征的表达方法 GB/T4458.22003装配图中零部件序号 增加3.4条款 GB/T4458.4尺寸标注法 解决以下三个问题 尺寸界线 尺寸标注：组成 尺寸线（终端结构） 数字 基本规则：线性尺寸、角度尺寸。 取消旋转视图 “字母+旋转”的标记（例：A旋转），代之以 字母， 如： （ 30）A 、或 A（30）箭头靠近字母，旋转角度可以 省略。,三、形状参数表达 机械制图,3) GB/T4459 （.1 .10） 机构件的规定画法 新标准10种结构件。 老标准只有GB/T4459 （.1 .5）5种结构件。,4) GB/T16675.116675.2简化表示法,机件结构复杂，技术要求繁多，图样复杂性 简化 图样画法的简化 尺寸注法的简化 尺寸的简化标注见GB16675.2-96,5) GB/T19096-2003 未定义形状边的术语和注法 研究自由曲面的标准（包括相关凹、过渡线、毛刺等的符号表示）,三、形状参数表达 机械制图,常用符号的缩写 GB16675.2 P30,其中沉孔标注示例： 10H8 5 该标记表示：沉孔10 H8，深度5，小孔8 8 多孔标注48 该标记表示：4等直径8孔。 详见该标准。,三、形状参数表达 机械制图,图样 投影画法：正投影 投影画法：正投影 图样 规定画法（4459） 简化画法 示意画法 二维视图 过渡时间 三维视图。 正投影法 投影方法 平行投影中的正投影法 第一角投影法 第三角投影方 第一角法：欧洲、中国等国家使用，在图角上标注（E） 第三角法：美国、日本等国使用，在图角上标注（A） 外贸合同 中国采用第一角，必要时，可采用第三角投影。必要指 用户要求 否则不开放第三角投影法。 正投影 镜像投影（最早用于室内装潢）。,4、图样画法投影法,三、形状参数表达 机械制图,第一角投影法的布图,第三角投影法的布图,三、形状参数表达 机械制图,1、孔轴公差等级选用 30 H7 / f7 错误 30 H9/ f9 正确 原因工艺等价原则 由于孔和轴加工难度不一样，在相同尺寸、相同公差等级情况下会出 现工艺不等价的情况。 工艺等价的原则： 基本尺寸 10mm所有孔轴一定要求同级 基本尺寸 500mm所有孔轴一定要求同级 10 基本尺寸500 孔轴公差等级的处理。 公差等级0118分为20级，基本偏差系列分27级,四、大小参数的表达和控制 尺寸及其尺寸公差,2、在基孔制 H时，轴公差 间隙配合，轴公差 ah 以8级分界， 8级不同级 , 8级同 级，8级时由设计处理。 标注举例 30 H9/f9 30H7/f6 过渡配合 j，js，k，m，n 8级 不同级 8 同级 过盈配合 pzc 以7级分界，7级 不同级 , 7 级同级 3、在基轴制 h时，孔公差 间隙配合 AH , 以8级分界， 8级不同级 , 8级同级，8级时由设计处理。 过渡配合 J，JS，K, M，N 8级 不同级 , 8 同级 过盈配合 PZC, 以7级分界，7级 不同级 , 7 级同级 说明：公差配合时，优先考虑基孔制。,四、大小参数的表达和控制 尺寸及其尺寸公差,4、一般不推荐2级差以上。 5、公差计算 间隙配合：Tf XmaxXmin TH+TS 过渡配合 Tf XmaxYmaxTH+TS 过盈配合 Tf YminYmaxTH+TS Tf 配合公差 Xmax 最大间隙 Xmin 最小间隙 Ymin 最小过盈 Ymax 最大过盈 TH 孔公差 TS 轴公差,四、大小参数的表达和控制 尺寸及其尺寸公差,举例：30基本尺寸公差值 0.02mm。 1) 极限尺寸表示法：最大极限尺寸为29.98 最小极限尺寸为29.96 -0.02 2) 该尺寸的标注30 -0.04 基本尺寸的确定，根据材料的刚度 / 强度。 3) 公差数值的确定 经验值 参数值 计算值 工艺加工 公差值 功能、特性参数 设计依据,四、大小参数的表达和控制 尺寸及其尺寸公差,间隙配合： Xmax（最大间隙）取决于定位精度 Xmin （最小间隙）取决于润滑理论，计算出最小间隙 Xmin 润滑状态 Xmax Xmin 过渡配合 Xmax Ymin (最小过盈) Xmin Y max (最大过盈) YminXmin0 过盈配合 Ymax 取决于材料强度 / 性质。 Y min 取决于连接强度（保证最小过盈量）。 排除表面粗糙度,四、大小参数的表达和控制 尺寸及其尺寸公差,考虑磨损/摩檫,功能要求,公差带图：,四、大小参数的表达和控制 尺寸及其尺寸公差,0,孔公差带,最大间隙,轴公差带,最小间隙,6、公差计算举例： 20 Xmax0.054 Xmin0.020 最小间隙要考虑孔、轴形位误差控制。 Xm 1/3 1/3 1/3 形状误差 储备 尺寸补偿 TfXmax Xmax TH+TS 0.054 - 0.0200.034 20H7 / f6 试分法：0.017+0.017 查表得： IT60.013 IT70.021 按基孔制H 67级时，孔轴不同级 20H7 / f6 孔7级 0.021 、轴6级 0.013,四、大小参数的表达和控制 尺寸及其尺寸公差,四、大小参数的表达和控制 尺寸及其尺寸公差,查表得出20 孔IT7公差值：0.021mm ，基本偏差 0 孔H7, 上偏差 0.021mm 下偏差 0； 轴IT6公差值：0.13mm ， 基本偏差 0.020mm， 轴f 6 上偏差0.02mm， 下偏差0.033mm。,四、大小参数的表达和控制 尺寸及其尺寸公差,+0021 孔尺寸20 0,-0.020 轴尺寸20-0.033,特性参数（公差数值）变化范围：，68的加工零件应处在2间，符合正态分布法。,四、大小参数的表达和控制 尺寸及其尺寸公差,7、尺寸标注解决的是大小问题。以下8种标注所代表的不同设计思想。,说明： A、GB/TI1840未注公差分 f （精密级）m（中等级） c（粗糙级） v（最初级）四级，企业标注一般公差常取m级；或在图样标题栏中写明。 B、 以上8种尺寸的标注，说明不同的加工形式，设计思想不一样，测量方法不一样，控制尺寸的结果也不一样。,8、尺寸标注举例：,四、大小参数的表达和控制 尺寸及其尺寸公差,（1）、参考尺寸的尺寸标注及尺寸链计算： 图中3个尺寸组成一个尺寸环，其中无论一尺寸不标，表示空环，空环的尺寸公差，由其相邻尺寸得来。因此（30）最大30.03，（30）最小29.97。,（2）理论正确尺寸与形位公差符号连用的作用：,四、大小参数的表达和控制 尺寸及其尺寸公差,四被测孔的轴线必须位于直经为公差值0.10内，且相对于A、B、C三基准表面的理论正确尺寸所确定的是理想轴线位置。,+0.05 （3）30 0 E,四、大小参数的表达和控制 尺寸及其尺寸公差,零件合格条件 用量规（通规）保证零件不超过最大实体30.05 用通用量具如分厘卡、游标卡测量两点距离不得小于30。,+0.05 （3）30 0 T,四、大小参数的表达和控制 尺寸及其尺寸公差,用给定的直径尺寸公差，控制误差。 公差锥允差是0.05，单边0.025，被测零件在阴影锥中为合格。,1、大小、形状、位置、方向的控制 大小变化尺寸公差控制 形状变化形状公差控制：直线度/平面度/圆度/圆柱度 无基准。 位置变化定位公差控制：位置度/同轴（圆心）度/对称度 有基准。 方向变化定向公差控制：平行度/垂直度/倾斜度 有基准。 综合控制跳动公差带控制：圆跳动、全跳动 有基准。,五、四大参数的控制方法,此外，线轮廓度、面轮廓度：可以是控制形状误差（无基准），也可以控制位置误差（有基准）。 详见：GB/T1182形状和位置公差通则、定义、符号和图样表示法,2、公差带方向、控制方向、公差代宽度方向,五、四大参数的控制方法,五、四大参数的控制方法,标注形位公差，必须将公差带的四大参数表达清楚。,五、四大参数的控制方法,0.02,0.04, 20,19.98,该零件合格,200 0.08,形状公差不能解决锥度。,五、四大参数的控制方法,如图所示：10孔，只控制了垂直方向的误差，但位置变动没有控制。,3、结论： 1）公差带的控制 形状公差只控制形状误差变化，不能控制方向和位置的变化。 定向公差控制方向变化，不涉及到位置定向公差带。 定位公差控制位置/方向/形状的变化。 2）公差带的表示（四参数） 形状公差 大小 没有方向位置的控制。 形状 大小 定向公差带 形状 方向（基准 ） 定位公差带 大小 形状 方向（基准 定位（二基准）,五、四大参数的控制方法,三基准,3） 标注框格的基本形式 形状公差两格 定向公差三格 定位公差三格,五、四大参数的控制方法,定位,定向, 0.02,C,A,B,大小、形状,大小、形状、方向、位置,4) 框格的派生模式派生模式 （1） （2） （3）,五、四大参数的控制方法,5) 双框格标注形式的三种情况,五、四大参数的控制方法,下层框格是对上层框格的进一步控制。,A,B,同一轮廓的双重要求,五、四大参数的控制方法,C,全长要求,局部要求,任意100mm长度中的直线度允差为0.02mm。总长300mm长度的直线度允差为0.05mm。,五、四大参数的控制方法,附加符号的应用 （+）、（ ）、（ ）、（ ） 控制误差方向的符号,允差方向 （中心外凸）,五、四大参数的控制方法,只允许从右至左减小,4、综合控制 边界控制概念 形状、定向、定位 单项控制,综合控制,形状与位置的组合,边界特征 1) 边界大小 MMS最大实体尺寸 MMC最大实体边界 LMS最小实体尺寸 LMC最小实体边界 MMVS最大实体实效尺寸MMVC最大实体实效边界 LMVS最小实体实效尺寸LMVC最小实体实效边界 在MMS时：轴 Lmax， （MMC ) 孔 Lmin。 MMVS: 轴 Lmax + 形位公差 (MMVC) 包络概念 孔 Lmin - ,五、四大参数的控制方法,五、四大参数的控制方法,2) 边界的标注,边界一种极限状态（两零件装配的极限状态） 边界控制，是指零件尺寸合格，并且在边界范围之内才能判断为合格。 单向 零件尺寸在满足上面条件时，尺寸公差 形位公差（不可逆） 送,五、四大参数的控制方法,-0.020 30-0.033,边界范围：29.9829.967。 当零件做到29.967时，有0.013mm的公差值可以送给形位公差，即直线度误差的允值可以到0.02+0.0130.033。,A、,B,R 字母表示可逆。即零件尺寸公差和形位公差可互补。 双向可逆 尺寸公差 形位公差 送给,5) 最大实体边界 是指零件在最大实体状态时，具有理想状态 E o M 。加工时向最 小实体加工。即轴向小方向加工。孔向大方向加工。 6) 边界的体现 量规 检测轴； 塞规 检测孔。 7) M MMVC 为确保装配。 LMVC E MMC 为确保配合特性。 LMC 8) 边界控制的标注 轮廓要素+中心要素 标注在中心要素上。 即：智能关系要素能使用边界，轮廓要素不能使用边界控制,五、四大参数的控制方法,1、公差是静态的 ，即 TC。 正确的观点： 在边界控制的条件下，公差具有动态（b变动）概念。 即： T=f （x） T公差，C-常数， f （x） 线性函数。 2、 形位公差是当尺寸公差无法控制尺寸时，才加形位公差控制。 正确的观点： 尺寸公差：控制大小 控制对象 形位公差：控制形状、方向、位置。 由于控制对象不同，尺寸公差无法替代形位公差。 3、形位公差要求：定位、定向、形状，以形位公差的代号为准， 见GB/T 1182-1996中4.1款表1。 4、边界控制 符号见GB/T 1182-1996中4.2款表2。 边界控制 量规，边界体现，功能需要。,注意点：,注意点：,4、边界控制,L LMVC最小实体实效 L 只与被测要素的状态有关，而与基准状态无关。,L 除了与被测要素的状态有关，还与基准状态有关。,M MVC最大实体实效 M 只与被测要素的状态有关，与基准状态无关。,M 与被测要素的状态有关，与基准状态有关。在尺 寸不超差的情况下，尺寸公差能单向补偿形位公差。,允许尺寸/形位公差超差，并互补。 尺寸公差 形位公差 在 MMVC内,动态公差带图公差、边界、控制、效果,-0.01 20-0.04该圆柱的直线度公差，为未注形位公差，其控制按照GB/T118496条款5中H、K、L选用。如果选H级，查得允差为0.05mm，得公差带图,0.06,尺寸检测：两点法； 直线度：工艺保证在0.05mm内； 直线度检查：抽检。,1、,阴影面积为公差带变动范围,动态公差带图公差、边界、控制、效果,尺寸,公差带控制