工程图学基础课件第八章-零件图

第八章零件图,本章内容：,第一节零件图的内容第二节零件图的视图选择和尺寸标注第三节零件的构形设计第四节零件图的技术要求第五节读零件图第六节零件测绘,第一节零件图的内容,零件是组成机器的最小单元。,零件图表示了零件的详细的形状结构、尺寸和技术要求。并用于指导加工零件和检查零件是否合格，它是生产零件的依据。,任何机器或设备都是由若干零件按一定的关系和技术要求组装而成。,根据零件的作用及其结构，通常分为如下几类：,轴、套类零件,轮、盘类零件,叉架类零件,箱体类零件,一、概述,二、零件图的内容,1、一组视图,2、完整的尺寸,3、技术要求,4、标题栏,用来表达零件的结构形状。,用来确定各部分的大小和位置。,加工、检验达到的技术指标。,零件名称、数量、材料及必要签署。,第二节零件图的视图选择和尺寸标注,完整零件各部分的结构形状和相对位置要表达完全且唯一确定。,清晰所画图形要清晰易懂。,一、视图的选择,选择视图的目的是为了正确、完整、清晰地表达出零件各部分的形状和结构。,零件的形状多种多样，表达方案的选择也各不相同。但一个好的表达方案必定是主视图选择正确、视图数量恰当，表达方法适宜。,正确视图间的投影关系和表达方法要正确。,一个视图即可,一个视图+一个断面图,(一)、视图选择的方法和步骤,1、分析零件,用形体分析法将零件分成几个部分，了解零件的结构，并分清主要形体和次要形体。,2、选择主视图,零件的安放位置,加工位置（轴类、盘类）,工作位置(叉架类、箱体类）,投射方向,表达方法（剖视、放大、局部视图等）,尽量选择基本视图，在基本视图上取剖视相结合。,能清楚的地表达主要形体的形状特征,3、选择其它视图首先考虑表达主要形体的其它视图，,再补全次要形体的视图。,4、方案比较,在多种方案中进行选择，择优选用。,(二)视图的数量,基本原则：在灵活采用各种表达方法，满足正确、完整、清晰地表达零件的前提下，使视图（图形）数量尽可能少。,视图的数量和表达方法密切相关，尺寸对视图的数量也产生一定影响。,如果某一视图所表达的内容在其它视图上已表达清楚，则该视图应省去，避免重复表达。,（三）选择表达方案应考虑的几个问题,1、要优先采用基本视图，在基本视图上取剖视。,2、当选用局部视图、斜视图、斜剖视图时，图形最好布置在箭头所指的方向，并尽量与有关视图靠近，以便于读图。,4、集中与分散表达,主要形体结构要选择基本视图，而其局部结构形状则可选择辅助图形来表达。,主视图应重点表达主要形体或重点结构，适当地将局部结构分散到其它基本视图上或画成辅助图形表达。,这样会给人以整体而不零碎的感觉。,3、应尽量少用虚线表示零件的不可见部分，以免影响图样的清晰，一般只画出表达零件结构所不可缺少的虚线。,（四）典型零件的视图选择,分析形体、结构,这类零件表面多为回转面。由于轴上零件的固定及定位要求，其形状为阶梯形，并有键槽等内部结构。,选择主视图,选择其它视图,用断面图、放大图表达其它局部结构。,加工位置，水平放置。,1.轴套类零件,A-A,2:1,2.轮盘类零件,分析形体、结构,选择主视图,选择其它视图,盘类零件主要由同轴回转体组成，其厚度相对于直径小得多，成盘状，周边常分布一些孔、槽等内部结构。这类零件主要在车床上加工。,通常采用全剖视图。,用左视图或右视图表达孔、槽的分布情况。,安放位置：符合加工位置，轴线水平放置。,3.叉架类零件,叉架零件一般是铸造或锻造出来的,毛坯形状较为复杂,加工位置又不太固定,所以选择主视图时,应考虑工作位置或最能显示零件形状特征的方向作为主视图的投射方向。,这类零件由于形体复杂，一般都需要两个或两个以上的基本视图，由于它的结构形状不平行于基本投影面，所以常采用斜视图、斜剖视图、旋转剖视图等。主视图常采用局部剖视图表示一些内部结构。,4.箱体类零件,这类零件主要用作支承、包容其他零件，结构复杂，需要加工的部位很多，选择主视图应主要根据零件的形状特征和工作位置。,如图，选择A向（工作位置）作为主视投射方向。,箱体类零件一般要采用三个或三个以上的基本视图表达，另外根据需要还可以采用一些其他视图，其它视图的选择要根据零件的内外结构全面考虑，以使各个视图都有自己的表达重点而又相互配合。,二、零件图的尺寸标注,零件图上的尺寸是加工和检验零件的依据。图中所标注的尺寸应做到正确、完整、清晰、合理。合理即所标注的尺寸能满足设计要求，又便于加工、测量和检验。,(一)尺寸基准及其选择,（）设计基准和工艺基准,尺寸基准通常分为设计基准和工艺基准两大类：,设计基准是在机器或部件中确定零件位置的面、线或点。,工艺基准是在加工或测量时，确定零件相对机床、工装或量具位置的面、线或点。,在标注尺寸时，最好能把设计基准和工艺基准统一起来，这样，既能满足设计要求、又能满足工艺要求。,（）主要基准和辅助基准,沿零件长、宽、高三个方向上各有一个至几个尺寸基准。一般在三个方向上各选一个设计基准作为主要尺寸基准，其余的尺寸基准是辅助尺寸基准。,如图所示，沿长度方向上，端面为主要基准，、为辅助基准。,（）尺寸基准的选择,零件上较大的加工面，如底面、重要端面，特别是与其它零件的结合面。,零件的对称平面,较大的回转体的轴线,泵轴尺寸基准的选择,泵轴以水平放置的轴线作为径向尺寸基准（也是高度与宽度方向的尺寸基准）。这样就把设计基准和工艺基准统一起来了。,轴套类零件长度方向的尺寸基准常选用重要端面、接触面（轴肩）或加工面等。如图泵轴以如图所示的轴肩端面作为长度基准，是设计基准。,以右轴端为长度方向的辅助基准，它是工艺基准。,泵轴中键槽深度的测量基准是键槽所在那段轴的一条素线，是工艺基准。,（二）合理标注尺寸的一些原则,1.主要尺寸应直接标注,为保证设计的精度要求，应将主要尺寸直接标注在零件图上。,重要尺寸是指对零件的使用性能和装配精度有影响的尺寸，这种尺寸的加工要求一般都比较严格。,如图所示小轴，如果L段的长度尺寸有装配要求，M段的长度尺寸没有要求，则有装配要求的L段尺寸应该直接注出。,如下页图所示箱体，为保证蜗杆与蜗轮正确啮合，孔心距尺寸400+0.06应直接标出来。,重要尺寸直接注出,2、不能注成封闭的尺寸链。,封闭尺寸链是指同一方向的尺寸头尾相接，组成一整圈的一组尺寸。封闭尺寸链在尺寸标注中是要尽力避免的。,尺寸链封闭,正确,尺寸标注的形式有坐标式、链状式、综合式三种。,链状式尺寸由于首尾相接，互为基准，各段尺寸的误差都会影响到总长，总长尺寸精度不易保证。,在实际中，将精度要求高的尺寸直接注出，组成链式，而把没有精度要求的某一尺寸空出来不注。使误差累积在这个尺寸段上，以保证重要尺寸的精度。,正确,错误,3、标注尺寸要符合加工顺序,4、不同的加工方法尽量集中标注尺寸,如图所示的阶梯轴，除尺寸51因是重要尺寸直接注出外，其余尺寸都是按加工顺序标注。,如上图，轴上的键槽是在铣床上加工的，键槽尺寸是集中在两处标注的（3，45和12，35）。这样便于读图。,5、标注的尺寸要便于测量,如图所示键槽尺寸的标注，a组图都是从设计基准（圆心）注出各尺寸，直接测量很困难；b组图所标注的尺寸便于测量。,6、铸、锻件按形体标注尺寸,7、有配合关系的锥孔应注出小端直径。而标注锥形轴时应注出大端直径。,这是因为加工锥孔时需要按小端直径选择钻头；而加工锥形轴则相反。,按形体标注尺寸给制作模型带来方便。,（三）零件上常见典型结构的尺寸注法,第三节零件的构形设计,一、零件的构形分析,1、从零件的功用进行构形分析,从设计要求方面来看，构形设计必须使零件能够实现原理所要求的功能。,如图所示的减速器，它的主要工作原理是通过机械传动改变机器的转速，这就需要一组零件组合在一起共同实现这一工作原理，不同的零件起不同作用。如支撑、容纳、传动、联结、安装、定位、密封和防松等。,2、从工艺、加工、装配等方面进行构形分析,从工艺要求方面看，为了零件的毛坯制造而设计出铸造圆角；为了零件的安装方便而设计出倒角、倒圆；为了联接安装设计出法兰、键槽和螺孔；为了支撑零件而设计出肋板、凸缘等。,如图所示的零件是减速器中的从动轴，它的主要功用是装在轴承中支撑齿轮传递扭矩，并与外部设备联结。它的构形过程如图所示。,为了伸出外部与其它机器相连在左端制出一轴颈；如图a,为了用轴承支撑轴在右端制出一轴颈；如图b,为了固定齿轮的轴向位置，增加一稍大的凸肩；如图c,为了支承齿轮和用轴承支承轴，轴端作成轴颈；如图d,为了与外部设备联接，左端做一键槽；为了与齿轮联接，左端也做一键槽；为了装配方便，保护装配表面，多处作成倒角，如图e所示。,3、从外形美观进行设计,随着科学技术的进步，文化水平不断提高，人们对产品的要求也越来越高，不仅要求能使用，而且还要求轻便、经济、美观等。这就需要进一步从美学的角度出发来考虑零件的外形设计。,如图，一个简单的四孔盖，可以根据不同材料、不同功用、不同的使用场地，使产品能够呈现出多种结构。,零件的结构形状主要是由它在机器中的作用决定的。但制造工艺对零件的结构也有某些要求。因此在设计时，应使零件的结构既满足使用要求，又方便制造。,二、零件上的铸造结构,1、起模斜度,为了便于将模型从砂型中取出，在铸件的内外壁上常设计出起模斜度。起模斜度大约为1：20，这种斜度在图上可以不予标注，也不一定画出，必要时可以在技术要求中用文字说明。,2、铸造圆角,在铸件毛坯各表面的相交处，都有铸造圆角，这样便于起模，又能防止在浇铸铁水时将砂型转角冲坏，还可以避免在冷却时产生裂纹或缩孔。,缩孔,裂纹,由于铸造圆角的存在，使得铸件表面的相贯线变得不明显，为了区分不同表面，以过渡线的形式画出。,两曲面相交,过渡线：,两等直径圆柱相交,平面与平面、平面与曲面过渡线画法,3、铸件壁厚要均匀,浇铸零件时，为了避免各部分因冷却速度不同而产生缩孔或裂纹，铸件的壁厚应保持大致相等或逐渐变化。,壁厚均匀,局部过薄,局部肥大,倒角和倒圆,二、零件上机械加工结构,为了去除零件毛刺、尖角及便于装配，轴或孔的端部，一般都加工成倒角。为了避免因应力集中而产生裂纹，轴肩处往往加工成圆角过渡的形式，称为倒圆。,2、退刀槽和越程槽,为了在切削时容易退出刀具或保证所加工表面全长获得正确的形状，以及使砂轮稍稍越过加工面，常常在待加工面的末端，先车出退刀槽或砂轮越程槽。,31,退刀槽,砂轮越程槽,退刀槽和砂轮越程槽的尺寸都已标准化，可查对应国标。,3、凸台和凹坑,为了保证零件表面间接触良好，并减少加工面积，常在铸件上设计出凸台、凹坑。,4、钻孔结构,用钻头钻盲孔和阶梯孔时应有120的锥坑或锥坑台阶。钻孔深度不包含锥坑。,钻孔结构,盲孔,阶梯孔,钻孔的端面,凸台,凹坑,斜面,钻孔时钻头轴线应尽量垂直于被钻孔表面,以保证钻孔准确,且避免钻头折断。,第四节零件图的技术要求,一、零件图上技术要求的内容,零件图是指导生产的重要技术文件，是制造零件的依据。所以，零件图除了要将零件的形状表达清楚之外，还应该注写出制造零件时应达到的技术要求。,1.零件的表面粗糙度2.零件的极限与配合3.零件的表面形状和位置公差4.零件的特殊加工要求、检验和试验说明5.热处理和表面修饰说明6.材料要求和说明,（一）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。,评定表面粗糙度的参数：,轮廓算术平均偏差Ra,微观不平度十点高度Rz,轮廓最大高度Ry,优先选用轮廓算术平均偏差Ra,二、表面粗糙度,L,轮廓算术平均偏差Ra,Y,X,（2）在同一零件上，工作表面的粗糙度参数值应小于非工作表面的粗糙度参数值。,（6）一般地说，尺寸和表面形状要求精确程度高的表面，粗糙度参数值小。,（5）运动速度高、单位压力大的摩擦表面比运动速度底、单位压力小的摩擦表面的粗糙度参数值小。,（3）受循环载荷的表面及容易引起应力集中的表面（如圆角、沟槽），表面粗糙度参数值要小。,（4）配合性质相同时，零件尺寸小的比尺寸大的表面粗糙度参数值要小；同一公差等级，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度参数值要小。,（二）表面粗糙度的选用,零件表面粗糙度参数值的选用，既要满足零件表面的功用要求，又要考虑经济合理性。具体选用时，可参照生产中的实例，用类比法确定，同时应注意：,（1）在满足功用的前提下，尽量选用较大的表面粗糙度参数值，以降低生产成本。,Ra数值及其表面特征,（三）表面粗糙度的标注,表面粗糙度符号和代号,表面粗糙度代号,表面粗糙度符号,表面粗糙度参数,其它有关规定,基本符号:,表面粗糙度符号,H11.4hH2=2H1h字高,表面粗糙度符号,表面粗糙度参数Ra值的标注,表面粗糙度的标注方法,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。,当零件的大部分表面具有相同的粗糙度要求时，对其中使用最多的一种，代（符）号，可统一注在图纸的右上角。并加注“其余”二字。,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下图的规定标注。,代号中的数字方向应与尺寸数字的方向一致。,符号的尖端必须从材料外顶在材料表面上。,当位置狭小不便标注时可引出标注；细线相连的不连续的同一表面，只标注一次。,当零件所有表面具有相同的粗糙度时，在右上角统一标注代号。,三、极限与配合,（一）极限与配合的概念,同一批零件，不经挑选和修配，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。零件的这种性质，称为互换性。,零件具有互换性，才能采用专用刀具，量具和先进工艺，进行大规模生产，实行生产专业化和协作化，提高生产率，降低成本且便于维修。极限和配合制度是实现互换性的重要基础。,基本尺寸:,实际尺寸:,极限尺寸:,最大极限尺寸:,零件合格的条件：,最大极限尺寸实际尺寸最小极限尺寸,零件制成后实际测得的尺寸。,允许零件实际尺寸变化的两个界限值。,允许实际尺寸的最大值。,允许实际尺寸的最小值。,基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸,最小极限尺寸:,设计时确定的尺寸。,尺寸偏差和尺寸公差,上偏差,=最大极限尺寸基本尺寸,下偏差,=最小极限尺寸基本尺寸,代号：,孔为ES轴为es,代号：,孔为EI轴为ei,尺寸公差(简称公差):,允许实际尺寸的变动量,公差=最大极限尺寸最小极限尺寸=上偏差下偏差,例：一根轴的直径为800.005,基本尺寸:,最大极限尺寸:,最小极限尺寸:,80,零件合格的条件：,80.005实际尺寸79.995,80.005,79.995,上偏差=80.00580=+0.005,下偏差=79.99580=-0.005,公差=0.005(-0.005)=0.01,+0.005,-0.005,由代表上偏差和下偏差或最大极限尺寸和最小极限尺寸的两直线所限定的一个区域称为公差带。,公差带图可以直观地表示出公差的大小及公差带相对于零线的位置。,基本尺寸,80,3.公差带与公差带图,（二）标准公差和基本偏差,1.标准公差,为确定公差带的大小，国家标准共规定了20个等级。,即：IT01、IT0、IT1IT18,标准公差的数值由基本尺寸和公差等级确定。,2.基本偏差,用以确定公差带相对于零线的位置。,一般为靠近零线的那个偏差。,基本尺寸,基本尺寸,基本尺寸,基本偏差系列,基本偏差系列确定了孔和轴的公差带位置。,零线,零线,公差等级代号（大小要素）,孔的基本偏差代号（位置要素）,基本尺寸,直径符号,孔的公差带代号（大小、位置要素）,例:50H8的含义：,50H8,4公差带代号,公差带代号由基本偏差代号和公差等级组成。,50f7,公差等级代号（大小要素）,轴的基本偏差代号（位置要素）,基本尺寸,直径符号,轴的公差带代号（大小、位置要素）,例如，50f7的含义：,例1：已知孔的基本尺寸为50，公差等级为8级，基本偏差代号为H，写出公差带代号，并查出极限偏差值。,由公差带代号定义，公差带代号为:,公差带示意图:,由孔极限偏差表查得：上偏差值为：0.039，下偏差值为0，孔的尺寸可写为,H8,50,（三）配合,1.配合的概念,基本尺寸相同的相互结合的孔和轴的公差带之间的关系。,间隙或过盈的概念:,设=孔的实际尺寸轴的实际尺寸,若0间隙,2.配合的种类,若0过盈,最小间隙,最大间隙,最大间隙,最小间隙=0,间隙配合,孔的公差带在轴的公差带之上,任取其中一对轴孔相配,轴孔之间总有间隙(包含间隙为零的情况)。,过盈配合,孔的公差带在轴的公差带之下,任取其中一对轴孔相配,轴孔之间总有过盈(包含过盈为零的情况)。,最大过盈,最小过盈,最大过盈,最小过盈=0,最大间隙,最大过盈,过渡配合,轴和孔的公差带相互交叠，任取其中一对轴和孔相配，轴孔之间可能间隙，也可能过盈。,最大过盈,最大间隙,基准孔,3.配合的基准制,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形成各种不同配合的制度。,间隙配合,过渡配合,过盈配合,基准孔的基本偏差代号为“H”。,基轴制,基本偏差为一定的轴的公差带,与不同基本偏差的孔的公差带形成各种不同配合的制度。,基准轴,基准轴的基本偏差代号为“h”。,间隙配合,过渡配合,过盈配合,基本尺寸,基本尺寸,零线,零线,如图可以看出，在基孔制中，基准孔H与轴配合a-h用于间隙配合；p-zc用于过盈配合；j-n用于过渡配合。,在基轴制中，基准孔H与轴配合A-H用于间隙配合；P-ZC用于过盈配合；J-N用于过渡配合。,（四）极限与配合在图样上的标注,在装配图上的标注,标注形式为：,采用基孔制时，孔的基本偏差代号一律为H；而采用基轴制时，轴的基本偏差代号一律为h。,如图:,是基轴制间隙配合,是基轴制过渡配合,是基孔制间隙配合,在零件图上的标注,标注公差带的代号,这种注法应和采用专用量具检验零件统一起来，以适应大批量生产的需要。因此不需要标注偏差数值。,标注偏差数值。上偏差注在基本尺寸的右上方，下偏差应与基本尺寸注在同一底线上。,这种注法主要用于单件小批量生产，以便于用通用量具测量检验，减少查表时间。,当上下偏差数值相同时可如此标注,公差代号和偏差数值一起标注。极限偏差代号写在公差带代号之后，并加用（）。,既明确配合精度又有公差数值。适用于生产规模不确定的情况。,四、形状和位置公差,零件经加工后，不仅会出现尺寸误差，还会产生表面形状和相对位置误差。零件的这种形状和位置误差，对机器的工作性能和使用寿命都有一定影响。因此，对于较重要的零件，除了控制其表面粗糙度、尺寸误差外，还要对其形状和位置加以限制，给出经济合理的误差允许值，简称形位公差。,1、形位公差的项目和符号,形位公差代号,基准代号,2、形位公差的标注标注形位公差时，标准中规定用框格标注。,形位公差标注示例,被测要素的标注方法,1)当被测要素为直线或表面时，将箭头置于要素的轮廓线或轮廓线的延长线上，并应明显的与尺寸线错开。,2）当被测要素为实际表面时，箭头可置于带点的参考线上，该点指在实际表面上。,3)当被测要素为轴线、球心或中心平面时，则指引线箭头应与尺寸线对齐。,4)当一个以上要素作为被测要素，如6个要素，应在框格上方注明。,5)如对同一要素有一个以上的公差特征要求，为方便起见可将一个框格放在另一框格的下面。,基准要素的标注方法,1）当基准要素为素线或表面时，基准符号应靠近该要素的轮廓线或其引出线标注，并应明显的与尺寸线箭头错开。,2）当基准要素为实际表面时，基准符号可置于用圆点指向实际表面的参考线上。,3）当基准要素为轴线、球心或中心平面时，基准符号应与该要素的尺寸箭头对齐。,形位公差标注示例,第五节读零件图,放大图,放大图,返回,长度基准,宽度基准,高度基准,了解零件的名称、材料、绘图比例等内容。,一、看标题栏,从前页零件图的标题栏可以了解到零件的名称为”蜗轮减速箱体”，材料为铸铁（HT200），它是用来支撑和包容传动蜗杆和蜗轮的，其形体特征是薄壁、中空。,二、分析视图,找出主视图，分析各视图之间的投影关系及所采用的表达方法。,由蜗轮减速箱体零件图可以看到主视图采用全剖视图，俯视图采用半剖视图，还采用了三个局部视图（B、C、D），它们分别用来反映箱体的前面、右面、底面上的结构形状。,三、分析投影想象零件的结构形状。,先看主要部分，后看次要部分；,先看整体，后看细节；,先看容易看懂部分，后看难懂部分。,看图步骤：,按投影对应关系分析形体时，要兼顾零件的尺寸及其功用，以便帮助想象