第10章_零件图

第10章零件图 概述 零件图 表达单个零件的图样 本章的主要内容 零件的结构分析 零件的表达方法 零件的尺寸标注 零件的技术要求 10 1零件结构分析 10 1零件的结构分析方法 部件有其确定的功能和性能指标 而零件是组成部件的基本单元 所以每个零件均有一定的作用 例如具有支承 传动 连接 定位 密封等一项或几项功能 在表达零件之前 必须先了解零件的结构形状 零件的结构形状是根据零件在机器中的作用和制造工艺上的要求确定的 根据作用分了三大类 1 标准件紧固件 轴承 键等2 传动件齿轮 涡轮 皮带轮等 3 一般零件主要有轴套类盘盖类箱体类叉架类 主要起到传动零件的作用 密封 支撑轴 轴承等 往往有一个面于其他零件是重要接触面 主要用来支撑 包容和保护运动零件和其他零件 插架类零件 一般用来起连接 支撑 操纵等作用 CAD 轴承底座在轴承中的位置 10 2零件结构分析举例 1 半圆孔 用于支撑下轴衬 2 半圆孔 减少接触面和加工面 3 凹槽 保证轴承盖与底座的正确位置 4 螺栓孔 用以穿入螺栓 5 部分圆柱 使螺栓孔壁厚均匀 6 圆锥台 保证轴衬沿半圆孔的轴向定位 7 倒角 保证下轴衬与半圆孔 配合良好 8 底板 主要用来安装轴承 9 凹槽 为了保证安装面接触良好并减少加工面 10 凹槽 为容纳螺栓孔并防止其旋转 11 长圆孔 安装时放置螺栓 便于调整轴承位置 12 凸台 起着减少加工面和加强底板连接强度的作用 由图可见 零件图一般包括下列内容 1 一组图形 包括视图 剖视图 断面图等 用以表达零件各部分的内外结构 2 完整的尺寸 用以确定零件各部分结构形状的大小和相对位置 3 技术要求 标注或说明零件在制造和检验时应达到的技术规范 4 标题栏 填写零件的名称材料数量比例图号及责任签署等 绘制零件图的过程 结构分析选择表达方案标注尺寸注写技术要求填写标题栏 10 3零件上常见的合理结构 1 铸造圆角 为防止铸造砂型落砂 避免铸件冷却时产生裂纹 在铸造表面相交处均应以圆角过渡 当两相交表面之一经过切削加工 则应画尖角 1 铸造圆角 不合理 合理 2 拔模斜度 为便于取模 铸件壁沿起模方向应设计出起模斜度 斜度不大的结构 通常可按其小端尺寸简化画出图形 通常1 10 1 20 2 拔模斜度 不合理 合理 3 壁厚均匀过渡 为避免铸件冷却时 由于冷却速度不一致而产生裂纹和缩孔 在设计铸件时 其壁厚应尽量均匀一致 不用壁厚间应均匀过渡 3 壁厚均匀过渡 不合理 合理 4 过渡线与圆角 4 过渡线与圆角 5 凸台与凹台 零件上凡与其他零件接触的表面一般都要加工 为了保证两零件表面的良好接触 同时减少接触面的加工面积 以降低制造费用 在零件的接触表面处常设计出凸台与凹台 5 凸台与凹台 不合理 合理 5 凸台与凹台 不合理 合理 5 凸台与凹台 不合理 6 倒角 为了便于装配 且保护零件表面不受损伤 一般在轴端 孔口加工出倒角 7 键槽 为了便于加工 在同一轴上的两个键槽应在同一侧 8 退刀槽和砂轮越程槽 为了在加工时便于退刀 且在装配时与相邻零件保证靠紧 在台肩处应加工出退刀槽和砂轮越程槽 8 退刀槽和砂轮越程槽 9 钻孔 不合理 9 钻孔 合理 通过结构分析可知 零件的形状结构是随其用途和加工方法不同而变化的 为了更好的表达零件 应对表达方案进行选择 主视图是零件图的核心 选择主视图时应先确定零件的位置 再确定投射方向 10 4 1主视图的选择 10 4零件图绘制的过程 10 4 1确定零件位置 1 工作位置 是零件在机器中安装和工作的位置 主视图的位置和工作位置一致 便于想象零件的工作状况 有利于阅读图样 如图 起重机吊钩主视图选则的两种方案 图 a 是正确的 一般对于支架 箱体类零件常按工作位置选择主视图 2 加工位置 加工位置是零件加工时在机床上的装夹位置 回转体类零件 不论其工作位置如何 一般均将轴线水平放置画主视图 主视图确定后 还要再选择适当数量的其他视图和恰当的表达方法 把零件的内外结构形状表达清楚 选择视图的数目要恰当 避免重复表达零件的某些结构形状 选择的表达方法应正确 合理 每个视图和表达方法的目的要明确 其他视图和表达方法的选择 10 5实例分析 一 轴套类零件 蜗轮轴 10 5实例分析 一 轴套类零件 蜗轮轴 1 蜗轮轴 1 选择表达方案 尺寸基准 设计基准 工艺基准 用来确定零件在机器或部件中的准确位置 是在加工或测量时确定零件位置的一些面 线或点 是为了加工和测量方面而附加的基准 2 尺寸标注 零件图上的尺寸标注要求 正确 完整 清晰 合理合理 标注的尺寸既满足设计要求又满足工艺要求 合理标注尺寸包括如何处理设计与工艺要求的关系 怎样选择尺寸基准 以及按照什么原则和方法标注主要尺寸和非主要尺寸等 主要尺寸 主要尺寸指影响产品性能 工作精度和配合的尺寸 主要的尺寸应直接注出 非主要尺寸 非主要尺寸指非配合的直径 长度 外轮廓尺寸等 主要尺寸和非主要尺寸 齿轮轴 泵体长度方向设计基准 齿轮泵 主要基准与辅助基准 每个零件都有长 宽 高三个方向的尺寸 每个方向至少要有一个基准 当某一个方向上面有多个基准时 选择一个设计基准作为主要基准 其余的尺寸基准为辅助基准 辅助基准与主要基准之间要有尺寸联系 尽可能让主要基准与辅助基准重合 轴向尺寸的标注形式 坐标式 链式 综合式 2 任何零件都有长 宽 高三个方向的尺寸 根据设计 加工 测量上的要求 每个方向上只能有一个主要基准 根据需要 还可以有若干个辅助基准 主要基准和辅助基准间要有一个联系尺寸 1 在标注尺寸时 最好能把设计基准和工艺基准统一起来 但不能统一时 主要尺寸应从设计基准出发标注 合理标注尺寸的一些原则 3 避免注成封闭的尺寸链 合理标注尺寸的一些原则 零件图上一组相关的尺寸构成零件尺寸链 如图 a 所示轴的尺寸A1 A2 A3和A4 标注尺寸时 将这四个尺寸都标注出来 就形成一个封闭的尺寸链 这种标注方法应当避免 所以采用图 b 4 符合加工顺序 零件在加工时 都有一定的顺序 标注的尺寸应尽量与加工顺序一致 以便与加工时看图 测量 且易于保证加工顺序 下面以轴套的两种尺寸注法为例 图 a 中内孔的轴向尺寸是按加工工序标注的 因而是合理的 图 b 中尺寸2和31的注法不符合加工工序 尺寸31也不易直接测量 因而是不合理的 5 便于测量 上图是套筒轴向尺寸的两种标注 图 a 的注法不便于测量 所以不合理 图 b 的注法便于测量 所以合理 10 5零件上常见典型结构的尺寸注法 倒角 退刀槽的尺寸注法见表 光孔 螺纹孔 沉孔的尺寸注法 二 盘盖类零件 箱盖尺寸标注 三 叉架类零件 托架 主视方向 B 高度尺寸基准 宽度尺寸基准 长度尺寸基准 三 叉架类零件 支架 主视方向 A 长度尺寸基准 高度尺寸基准 宽度尺寸基准 四 箱壳类零件 箱壳类零件一般用来支撑包容 安装和固定其他零件 常有较大的内腔 轴承孔 凸台和肋板等结构 俯视图 A A C C 铣刀头座体 长度尺寸基准 宽度尺寸基准 轴承底座零件图分析 选择投射方向时 应使主视图最能反映零件的形状特征 即在主视图上尽量多的反映出零件内外结构形状及它们之间的相对位置关系 如图所示轴承底座 有A B两个投射方向可以选择 因A方向能较多的反映零件的形状特征和相对位置 所以选择A方向为主视图的投射方向比较合理 以轴承座为例 说明如何选择它的表达方案 主视图 表达轴承底座的形体特征和各组成部分的相对位置 采用半剖视图表达螺栓孔 长圆孔 通孔 及凹槽 的长度和深度 俯视图 表达底座 螺栓孔 长圆孔 凸台和部分圆柱的形状 左视图 采用阶梯剖 用全剖视图表达凹槽 的宽度和半圆孔 的结构形状 采用这三个视图就把轴承底座内外结构表达清楚了 确定合理表达方案的原则是 兼顾零件内 外结构形状的表达 处理好集中与分散表达的问题 在选择表达方法时 应避免支离破碎和不必要的重复 根据零件的具体情况 设想几个表达方案 通过分析比较最后选出最佳方案 零件表达方案举例 前 后 该零件前后对称 1 2 3 4 5 6 运用合适的表达方法 画出下列零件 孔均为通孔 零件表达方案举例 零件表达方案举例 B B 方案一 方案二 方案比较 分析 比较两个方案 选第二方案较好 方案一 方案二 该零件前后对称 6 通孔 表面粗糙度 尺寸公差的基本概念和标注方法 10 5零件图上的技术要求 1 1表面粗糙度的概念 表面粗糙度是指零件的加工表面上具有的较小间距和峰谷所形成的微观几何形状误差 1 2表面粗糙度的参数及数值 轮廓算术平均偏差 Ra 轮廓最大高度 Rz 优先选用轮廓算术平均偏差Ra 1 表面粗糙度 GB T3505 2000 轮廓算术平均偏差Ra Ra是在取样长度L内 轮廓偏距Z的绝对值的算术平均值 2 轮廓最大高度 Rz 2 表面粗糙度的标注 1 表面粗糙度符号及意义 任何方法获得的表面粗糙度 Ra的上限值为3 2 m 用去除材料方法获得的表面粗糙度 Ra的上限值为3 2 m 用不去除材料方法获得的表面粗糙度 Ra的上限值为3 2 m 用去除材料方法获得的表面粗糙度 Ra的上限值为3 2 m Ra的下限值为1 6 m Ra的代号及意义 2 表面粗糙度符号的画法 3 表面粗糙度的标注方法 1 在同一图样上每一表面只注一次粗糙度代号 且应注在可见轮廓线 尺寸界线 引出线或它们的延长线上 并尽可能靠近有关尺寸线 2 符号的尖端必须从材料外指向表面 3 表面粗糙度参数值的大小方向与尺寸数字的大小方向一致 在不同方向的表面上标注时 代号中的数字及符号的方向必须按下图规定标注 代号中的数字方向应与尺寸数字的方向一致 在指引线上标注表面粗糙度代号时 均按水平方向标注 标注示例 符号的尖端必须从材料外指向被标注的表面 代号中数字的方向必须与尺寸数字方向一致 对其中使用最多的一种代 符 号 可以统一标注在图纸右上角 并加注 其余 两字 代 符 号的大小应是图形上其它代号的1 4倍 6 3 当零件所有表面为同一代 符 号时 可在图形右上角统一标注 其代 符 号应比图形上的代 符 号大1 4倍 对不连续的同一表面 可用细实线连接起来 表面粗糙度代 符 号只注一次 可标注简化代号 但要在标题栏附近注明这些代号的意义 轮齿表面粗糙度代 符 号注在分度圆 线 上 螺纹表面粗糙度代 符 号住在尺寸线或其延长线上 10 5 2极限与配合 在成批或大量生产中 要求零件具有互换性 即同一批零件 不经挑选和辅助加工 任取一个就可顺利地装到机器上去 并满足机器的性能要求 1 互换性 为了满足互换性要求 就要求有公差配合 2 配合 配合的概念 基本尺寸相同相互结合的孔和轴的公差带之间的关系 间隙或过盈 孔的实际尺寸 轴的实际尺寸 配合 0间隙 0过盈 配合 10 5 2极限与配合 1相关术语及定义 1 基本尺寸 2 实际尺寸 3 极限尺寸 零件制成后实际测得的尺寸 允许尺寸变化的两个界限值 最大的为最大极限尺寸 最小的为最小极限尺寸 设计时确定的尺寸 4 偏差 是某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差 5 尺寸公差 尺寸的变动量 基本尺寸60 最大极限尺寸60 032 最小极限尺寸60 002 某一实际尺寸60 028 偏差60 028 60 0 028 当实际尺寸等于最大极限尺寸时 60 032 60 0 032 上偏差es 当实际尺寸等于最小极限尺寸时 60 002 60 0 002 下偏差ei 公差 上偏差 下偏差 0 032 0 002 0 030 孔和轴的上偏差分别以ES和es表示 孔和轴的下偏差分别以EI和ei表示 轴基本偏差代号 共28个 用小写拉丁字母 孔基本偏差代号 共28个 用大写拉丁字母 零线 基本偏差系列图 在公差与配合图解中 表示基本尺寸的一条直线 它的偏差为零 以其为基准确定偏差和公差 当零线沿水平方向绘制时 正偏差在其上方 负偏差在其下方 6 标准公差 标准公差是国标规定的用来确定公差带大小的标准化数值 见表10 8GB T1800 3 1998 标准公差按基本尺寸范围和标准公差等级确定 分20个级别 即IT01 IT0 IT1至IT18 随着IT值增大 精度依次降低 公差值也由小变大 IT01 IT11用于配合尺寸 IT12 IT18用于非配合尺寸 7 公差带代号 孔和轴公差带的代号 由基本偏差代号和公差等级数字组成 孔 H8K7S6等 轴 h8m7f6等 配合 配合是指基本尺寸相同 相互结合的孔和轴公差带之间的关系 配合分为间隙配合 过盈配合 过渡配合三种 间隙配合 孔的公差带完全在轴的公差带之上 任取一对孔与轴配合 孔轴之间总有间隙 包括最小间隙为零 过盈配合 孔的公差带完全在轴的公差带之下 任取一对孔与轴配合 孔轴之间总有过盈 包括最小过盈为零 过渡配合 孔和轴的公差带相互交叠 任取其中一对孔与轴相配 孔轴之间可能有间隙 也可能有过盈 配合的代号由孔和轴的公差带代号组成 写成分数形式 分子为孔的公差带代号 分母为轴的公差带代号 配合的基准制 国际确定了配合的两种基准制 基孔制和基轴制 基孔制 基本偏差为一定的孔的公差带 与不同基本偏差的轴的公差带组成的各种组合 基孔制的孔称为基准孔 以基本偏差代号 H 表示 其下偏差为零 基准孔的基本偏差代号为 H 公差带图 基轴制配合 基本偏差为一定的轴公差带与不同基本偏差的孔公差带构成的各种配合称基轴制配合 公差带图 基孔制中的轴 a h用于间隙配合 j zc用于过渡配合和过盈配合 基轴制中的孔 A H用于间隙配合 J ZC用于过渡配合和过盈配合 基轴制的轴称为基准轴 以基本偏差代号 h 表示 其上偏差为零 10 6公差与配合的标注方法 1 在装配图上的标注方法 在装配图上标注配合代号时 必须在基本尺寸的后面以分数形式注出 分子为孔的公差带代号 分母为轴的公差带代号 基孔制的标注形式 基轴制的标注方式 50G8 h7 50H8 f7 在装配图上标注配合零件的极限偏差时 一般按图的形式标注 孔的基本尺寸和极限偏差值注写在尺寸线的上方 轴的基本尺寸和极限偏差注写在尺寸线的下方 50 0 25 0 50 0 20 0 50 2 在零件图的标注方法 基本尺寸后注出公差带代号 在零件图上标注公差 按下列三形式之一标注 在基本尺寸后注出极限偏差值 标注偏差数值时 偏差数值的数字应略小于尺寸数字 下偏差应与基本尺寸注于同一底线上 上偏差注在下偏差的上方 上 下偏差的小数点必须对齐 小数点的位数必须相同 二者同时注出 10 5 3形状与位置公差 形位公差 形位公差 是指零件的实际形状和实际位置对理想形状和理想位置的允许变动量 位置公差 形状误差和公差形状误差是指实际形状对理想形状的变动量 形状公差是指实际要素的形状所允许的变动全量 位置误差和公差位置误差是指实际位置对理想位置的变动量 理想位置是指相对于基准的理想形状的位置而言 位置公差是指实际要素的位置对基准所允许的变动全量 形状和位置公差的概念及其注法 公差框格 字高 h 一般选3 5 基准符号 指引线 指向被测要素 字母E I J M O P L R F不用作基准符号 10 5 3形状与位置公差 形位公差 被测要素 平面 直线 轴线 对称面等 10 5 3形状与位置公差 形位公差 基准要素 平面 直线 轴线 对称面等 直线度 形状公差 平面度 形状公差 圆度 形状公差 公差带是在同一正截面上 半径差为公差值t的两同心圆之间的区域 被测圆柱面任一正截面的圆周必须位于半径差为公差值0 03的两同心圆之间的区域 被测圆锥面任一正截面的圆周必须位于半径差为公差值0 1的两同心圆之间的区域 圆柱度 形状公差 公差带是半径差为公差值t的两同轴圆柱面之间的区域 被测的圆柱面必须位于半径差为公差值0 1的两同轴圆柱面之间 线轮廓度 形状公差 公差带是包络一系列直径为公差值t的圆的两包络线之间的区域 在平行于图样所示投影面的任一截面上 被测轮廓线必须位于包络一系列直径为公差值且圆心位于具有理论正确几何形状的线上的两包络线之间 面轮廓度 形状公差 公差带是包络一系列直径为公差值t的球的两包络面之间的区域 被测轮廓面必须位于包络一系列球的两包络面之间 球的直径为公差值0 02 且球心位于具有理论正确几何形状面的两包络面之间 平行度 位置公差 公差带是距离为公差值t且平行于基准线或基准面 位于给定方向上的两平行平面之间的区域 被测轴线必须位于距离为公差值0 1且在给定方向上平行于基准轴线的两平行平面之间的区域 平行度 位置公差 公差带是距离为公差值t且平行于基准线或基准面 位于给定方向上的两平行平面之间的区域 被测轴线必须位于距离为公差值0 01且平行于基准表面B的两平行平面之间 公差值前加注 表示公差带是直径为公差值t且平行于基准线的圆柱面内的区域 被测轴线必须位于直径为公差值0 03且平行于基准轴线的圆柱面内 垂直度 位置公差 公差带是距离为公差值t且垂直于基准线或基准面的两平行线之间的区域 倾斜度 位置公差 被测轴线必须位于距离为公差值0 08且与基准面A成理论角度的两平行平面之间 位置度 位置公差 25的实际轴线必须位于直径为公差值0 1mm 且以相对基准面A B所确定的理论位置为轴线的圆柱面内 同轴度 位置公差 d的实际轴心线必须位于直径为公差值0 1的圆柱面内的区域 该圆柱面的轴线与基准轴线 D同轴 对称度 位置公差 被测中心平面必须位于距离为公差值0 01mm 且相对于基准中心平面A对称配置的两平行平面之间 圆跳动 位置公差 有径向圆跳动和端面圆跳动 径向圆跳动 d的实际圆柱面绕基准轴心线无轴向移动旋转一周时 在任意测量平面内的径向圆跳动量不得大于公差0 05 端面圆跳动 被测面围绕基准轴线旋转一周时 在任意测量圆柱面内轴向的跳动量跳动量不得大于公差 全跳动 位置公差 有径向全跳动和端面全跳动 径向全跳动 被测要素围绕着基准轴线A作若干次旋转 并在测量仪器与工件间同时作轴向运动时 被测要素上的公差值不得大于0 045 10 6零件测绘 零件测绘即根据零件画出图形 测量并标注出尺寸 制定出合理的技术要求等 测绘零件时 首先要画出零件草图 再根据零件草图画出零件图 在实际生产中 设计人员可由构思画出草图 然后再整理成零件图 在某些特殊的情况下 可将零件草图直接交付使用 10 6 1常用测量工具及测量方法 零件测绘时 经常要用到以下测量工具及测量方法 1 内 外卡钳 用以测量圆形结构的内 外直径 用以测量外圆直径 内孔直径和孔深等 2 游标卡尺 测量螺距可用螺纹规 如图 a 亦可在纸上压出螺纹的印痕 在印痕上量取5个或10个螺距的长度 算出螺距的平均值 然后再查螺纹标准核对 选取与其相近的标准值 如图 b 螺纹的测量方法 测量螺纹需要测出螺纹的直径和螺距 螺纹的旋向和线数可以直接观察 对外螺纹测量大径和螺距 对内螺纹测量小径和螺距 然后从手册中查出并选取与之相近的螺纹大径和螺距的标准值 3 螺纹的测量方法 3 画草图 画草图因按一下顺序进行 1 认真分析零件 了解零件用途 性能要求 结构特点 零件的主要加工方法等 为零件测绘做好准备 2 确定表达方案 选择主视图及其他视图 确定各个视图的表达方案 10 6 2绘制零件草图的方法和步骤 以轴承底座为例 说明绘制零件草图的方法和步骤 根据零件的大小 视图的数量的多少 选择图纸幅面 布置各视图的位置 画出中心线 轴线及其他定位基准线 如图 按形体分析的方法 用细实线画出零件各视图的轮廓线 如图 按形体分析的方法 画出零件的各视图的细节和各个局部结构 如图 先画出全部尺寸线 再逐个测量尺寸并填写尺寸数字 切忌边画尺寸线边测量尺寸值 填写完尺寸数字再画剖面线 画剖面线时遇到尺寸数字应断开 避免剖面线于尺寸数字交叉 对于标准要素 如螺纹 键槽 销孔 倒角 退刀槽等 测量后要根据测量数据查阅有关标准 选取相近的标准数据 如下图 标注尺寸 画