《画法几何与机械制图(同济版)》教学课件-第十章零件图

第10章零件图掌握零件图的作用和内容；熟练掌握零件图的表达方法；会对零件图样进行相关尺寸标注；理解零件图的技术要求；熟练掌握公差与配合及形位公差相关知识；了解粗糙度意义，并会进行简单的粗糙度标注；简单了解零件的工艺性；会读零件图。【学习目标】【学习重点】零件图的绘制与识读。任何机器（或部件）都是由若干零件构成的。表达零件结构形状、尺寸和技术要求的图样称为零件图。零件图是表达设计信息的主要媒体，是制造和检验零件的依据，是指导生产的重要技术文件。本章主要讨论零件图的作用和内容、零件上的常见结构及常用零件的画法、零件的视图选择、零件图中尺寸的合理标注、零件的技术要求、读零件图的方法及步骤、零件测绘及零件草图等。零件图的内容和特点10.1零件图是制造和检验零件的主要依据，是生产过程中的主要技术文件。一张完整的零件图一般应包括以下内容：（1）一组图形。它用于表达零件内、外结构形状。（2）全部尺寸。在零件图上，应正确、完整、清晰、合理地标注零件制造、检验所需的全部尺寸。（3）技术要求。技术要求用于标注或说明零件在制造和检验过程中应达到的要求，如尺寸公差、几何公差、表面粗糙度、热处理、表面处理及其他要求。（4）标题栏。标题栏用于说明零件的名称、材料、数量、比例、图号及图样的负责人等内容。零件图的内容和特点10.1图10-1所示为一个阀盖零件图。从图中可以看出该零件图有以下特点：（1）使用了国家标准规定的图样画法，不再是简单的“看得见的用实线，看不见的用虚线”，主视图采用全剖视图，能够清晰、直观地显现出阀盖内部的形状。（2）视图数目根据零件的形状来确定，而不是死板的三视图。在这个零件图中只采用了主视图和左视图两个视图就完全把阀盖表达清晰，如果再添加一个俯视图，不仅不会让视图更清晰，反而会有画蛇添足的效果。（3）有完整的粗糙度要求、表面处理方法和公差配合要求。（4）有标题栏，用来表明零件的名称、材料、数量、比例及有关人员的姓名等内容。图10-1阀盖零件图零件图的表达方法10.2零件图的表达是在便于作图和读图的前提下，用一组图形把零件的结构形状完整、清晰地表达出来，并力求绘图简便。零件视图表达方案的确定包括以下内容：10.2零件图的表达方式零件视图表达方案的确定包括以下内容：1.选择主视图主视图是表达零件结构形状的一组图形中最主要的视图，而且画图和读图也通常先从主视图开始，主视图的选择是否合理，直接影响其他视图的选择、配置和读图、画图是否方便，甚至也影响图幅能否合理利用。因此，应首先选好主视图。（1）主视图投影方向的选择。应选择表示零件信息量最多的那个视图作为主视图，通常是零件的工作位置或加工位置或安装位置。这就是说，首先主视投射方向应满足这一总原则，即应以反映零件的信息量最大，且能较明显地反映出零件的主要形状特征和各部分之间相对位置的那个投射方向作为主视图的投射方向。10.2零件图的表达方式（2）零件相对于投影面的配置。在主视图的投射方向确定后，零件主视图的方位仍没有完全被确定时，主视图安放方位依不同类型零件及其图样的着眼点而定，一般有两种原则，即加工位置原则和工作位置（安装位置）原则。①加工位置原则。加工位置即零件在机床上加工时的装夹位置。主视图方位与零件主要加工工序中的加工位置相一致，便于读图、加工和检测尺寸。因此，对于主要是在车床上完成机械加工的轴套类、轮盘类等零件，一般要按加工位置即将其轴线水平放置来安放主视图。②工作（安装）位置原则。工作（安装）位置即零件在机器或部件中的安装位置或工作时的位置。主视图安放方位与零件的安装位置或工作位置相一致，有利于把零件图和装配图对照起来读图，也便于想象零件在部件中的位置和作用。对于叉架类、箱体类零件，因为常需经过多种工序加工，且各工序的加工位置往往不同，又难以分别主次，所以一般要按安装或工作位置来安放主视图。10.2零件图的表达方式对于一些运动零件，它们的工作位置不固定；还有些零件在机器上处于倾斜位置，若按其倾斜位置安放主视图，则必然给画图、读图带来麻烦。故习惯上常将这些零件正放画出，并使零件上尽量多的表面与某一基本投影面处于特殊的位置（平行或垂直）。应当指出，主视图上述两方面的选择原则，对于有些零件来说是可以同时满足的，但对于某些零件来说就难以同时满足。因此，在选择主视图时应首先选好其投射方向，然后考虑零件的类型并兼顾其他视图的匹配、图幅的利用等具体因素来决定其安放方位。2.选择其他视图，初定表达方案在主视图确定后，应根据零件结构形状的复杂程度，由主视图是否已表达完整和清楚，来决定是否需要或需要多少其他视图以弥补表达的不足。（1）箱体类零件内、外结构形状都很复杂，常需三个或三个以上的基本视图，并以适当的剖视来表达主体内部的结构。（2）基本视图尚未表达清楚的局部结构可用局部视图、断面图等表达。对加工表面的截交线、相贯线和非加工表面的过渡线应认真分析，正确图示。零件图中的尺寸标注10.38.1.1基本视图零件图中的尺寸标注应正确、齐全、清晰和合理。合理标注尺寸就是所注的尺寸必须做到以下两点：（1）满足设计要求，以保证机器的质量。（2）满足工艺要求，以便于加工制造和测量。要达到这些要求，必须掌握一定的生产实践知识和有关的专业知识。这里仅介绍一些基本原则和方法。10.3.1零件图尺寸标注的基本要求8.1.1基本视图零件图中的尺寸是零件图的主要内容之一，是零件加工制造的主要依据。所谓尺寸标注合理，是指所注的尺寸既要满足设计要求，又要满足加工、测量和检验等制造工艺要求。为了能做到尺寸标注合理，必须对零件进行结构分析、形体分析和工艺分析，据此确定尺寸基准，选择合理的标注形式，结合零件的具体情况来标注尺寸。1.尺寸基准尺寸基准是确定零件上尺寸位置的几何元素，是测量或标注尺寸的起点。通常将零件上的一些面（主要加工面、两零件的结合面、对称面）和线（轴、孔的轴线，对称中心线，等等）作为尺寸基准。零件的长、宽、高三个方向至少各有一个尺寸基准。当同一个方向上有多个基准时，其中必有一个是主要基准，其余是辅助基准。要合理标注尺寸，一定要正确选择尺寸基准。按照其作用的不同，基准可分为设计基准和工艺基准。10.3.2零件图尺寸标注的原则8.1.1基本视图（1）设计基准。设计基准是根据零件在机器中的作用和结构特点，为保证零件的设计要求而确定的基准。通常选择机器或部件中确定零件位置的接触面、对称面、回转面的轴线等作为设计基准。如图10-2所示，依据轴线及右轴肩来确定齿轮轴在机器中的位置。因此，该轴线和右轴肩端平面为齿轮轴的设计基准。（2）工艺基准。工艺基准是确定零件在机床上加工时的装夹位置，以及测量零件尺寸时所利用的点、线、面。如图10-3所示的齿轮轴，这个零件在车床和铣床上加工时以轴线作为径向基准，所以轴线是工艺基准；另外，齿轮轴在加工和测量时以左、右端面作为轴向基准，因此该零件的左、右端也为工艺基准。10.3.2零件图尺寸标注的原则图10-2设计基准图10-3工艺基准8.1.1基本视图主要基准应为设计基准，同时也为工艺基准；辅助基准可为设计基准或工艺基准。从设计基准出发标注尺寸，能反映设计要求，保证零件在机器中的工作性能；从工艺基准出发标注尺寸，能把尺寸标注与零件加工制造联系起来，保证工艺要求，方便加工和测量。因此，在标注尺寸时应尽可能地将设计基准与工艺基准统一起来，如上例齿轮轴的轴线既是径向设计基准，又是径向工艺基准，即工艺基准与设计基准是重合的，称为基准重合原则。这样既能满足设计要求，又能满足工艺要求。在一般情况下，工艺基准与设计基准是可以做到统一的。当设计基准和工艺基准不重合时，所注尺寸应在保证设计要求的前提下满足工艺要求，即选择设计基准为主要基准，按设计要求标注尺寸。图10-4所示为轴承座零件图。分析图纸尺寸标注可知：长度方向尺寸以对称平面1为基准，高度方向尺寸以底面为基准，宽度方向尺寸以对称平面2为基准。10.3.2零件图尺寸标注的原则图10-4轴承座零件图8.1.1基本视图2.尺寸标注方法（1）零件的功能尺寸必须从基准直接注出。零件的功能尺寸是指影响产品性能、工作精度、装配精度及互换性的尺寸。加工好的零件尺寸存在误差，为使零件的重要尺寸不受其他尺寸的影响，应在零件图中把重要尺寸直接注出。（2）非功能尺寸的注法要符合制造工艺要求。零件的制造工艺取决于它的材料、结构形状、设计要求、产量大小和工厂设备条件等，因此在按照制造工艺标注尺寸时，必须根据具体情况来处理。①用木模造型的铸件要符合木模制造的要求。②轴套类零件要尽量符合加工顺序和满足检测方法的要求。轴套类零件常制有退刀槽（或砂轮越程槽）和倒角，在标注有关孔或轴的分段的长度尺寸时，必须把这些工艺结构包括在内，才能符合工艺要求。10.3.2零件图尺寸标注的原则8.1.1基本视图③在加工阶梯孔时，一般是先加工出小孔，然后依次加工出大孔。因此，在标注轴向尺寸时，应从端面标注大孔的深度，以便于测量。④在标注零件上毛面的尺寸时，加工面与毛面之间在同一个方向上只能有一个尺寸联系，其余则为毛面与毛面之间或加工面与加工面之间的联系。（3）避免标注成封闭尺寸链。封闭的尺寸链是首尾相接，形成封闭的一组尺寸。根据尺寸标注形式对尺寸误差的分析，封闭尺寸链中任一环的尺寸误差都等于其他各环的尺寸误差之和。因此，如果注成封闭尺寸链，欲同时满足各组成环的尺寸精度是做不到的。因此，应在其中挑选一个最次要的尺寸空出不标。10.3.2零件图尺寸标注的原则8.1.1基本视图3.尺寸标注的形式尺寸标注的形式有坐标式、链状式和综合式三种。（1）坐标式。零件同一方向的多个尺寸由同一基准出发进行标注，称为坐标式。坐标式所注各段尺寸的精度只取决于本段尺寸加工误差，这样既可保证所注各段尺寸的精度要求，又因各段尺寸精度互不影响而不会产生位置误差累加。因此，当需要从同一基准定出一组精确的尺寸时，适宜采用这种尺寸注法。（2）链状式。零件同一方向的多个尺寸依次首尾相接，后一个尺寸以与它邻接的前一个尺寸的终点为起点（基准），注写成链状，称为链状式。链状式可保证所注各段尺寸的精度要求，但基准依次推移，使各段尺寸的位置误差累加。因此，当阶梯状零件对总长精度要求不高而对各段长度的尺寸精度要求较高时，或当零件中各孔中心距的尺寸精度要求较高时，适宜采用链状式尺寸注法。（3）综合式。零件同一方向的多个尺寸既有链状式又有坐标式，是这两种形式的综合，称为综合式。综合式具有链状式和坐标式的优点，既能保证一些精确尺寸，又能减少阶梯状零件中尺寸误差积累。因此，综合式注法应用较多。10.3.2零件图尺寸标注的原则8.1.1基本视图10.3.3典型零件的表达方法和尺寸标注由于零件的用途不同，因而其结构形状也是多种多样的。为了便于了解、研究零件，根据结构形状，可将零件大致分为四类，即轴套类零件、轮盘类零件、箱体类零件和叉架类零件。下面对其表达方法和尺寸标注做简要分析。1.轴套类零件（1）结构与用途分析。图10-5所示为轴套零件三维立体图。轴套类零件一般由同轴的多个部分构成，可以是圆柱体或圆锥体，通常在车床和磨床上加工。这类零件有轴向尺寸和径向尺寸，分别沿轴线方向和直径方向。8.1.1基本视图10.3.3典型零件的表达方法和尺寸标注（2）视图选择分析。对主视图采用全剖视图，可以更加直观地看到轴套的外部轮廓和内部结构；同时，增加断面图、局部放大图和局部剖视图，对零件上各个细节部分的尺寸做详细的描述。（3）尺寸标注分析。轴向尺寸的尺寸基准通常选在接触面或重要的端面上，径向尺寸的尺寸基准则采用零件的轴线。在标注轴套零件尺寸时，径向尺寸通常以零件的轴线作为基准，这样便能将设计基准和加工基准统一起来，如图10-6中主视图的各个直径标注和A—A断面图中的尺寸85及40等；而轴向尺寸则以与其他零件的装配配合面为基准，即主视图中的右端面，根据右端面又能确定出右侧接触处厚度（20±0.1）、A—A处尺寸基准（227）、B—B处尺寸基准（142±0.1）及该零件的总长度（294±0.2）。图10-6轴套零件图8.1.1基本视图10.3.3典型零件的表达方法和尺寸标注2.轮盘类零件（1）结构与用途分析。轮一般用来传递动力和转矩，盘主要起支承、轴向定位及密封等作用。轮盘类零件的结构形状特点是轴向尺寸小而径向尺寸较大，零件的主体多数是由同轴回转体构成的，也有主体形状是矩形的，并在径向上分布有螺纹孔或光孔、销孔、轮辐等结构，如各种端盖、齿轮、带轮、手轮、链轮、箱盖等。图10-7所示为一个端盖，属于轮盘类零件。8.1.1基本视图10.3.3典型零件的表达方法和尺寸标注（2）视图选择分析。在选择视图时，一般选择过回转轴线的剖视图作为主视图，并且轴线水平放置，再配以左视图，这两个视图能够将零件的外部轮廓表达清楚。再增加其他视图，如局部放大图、局部剖视图等来反映零件的细节部分。（3）尺寸标注分析。轮盘类零件的宽度和高度方向的基准都是回转轴线，长度方向的主要基准是经过加工的较大端面。圆周上均匀分布的小孔的定位圆直径是这类零件的典型定位尺寸，标注如图10-8所示。图10-8端盖零件图在标注此类零件时，通常选取回转轴线为径向基准，而长度方向的基准则以重要的配合断面为基准，如图10-8中端盖的右端面。8.1.1基本视图10.3.3典型零件的表达方法和尺寸标注3.箱体类零件（1）结构与用途分析。图10-9所示为泵体，属于箱体类零件。箱体类零件一般是机器或部件的主体部分，它起着支承、包容其他零件的作用，因此多为中空的壳体，其周围一般分布有连接螺纹孔等，结构形状复杂，一般多为铸件。（2）视图选择分析。这类零件在选择视图时，主视图主要依据零件的形状特征和工作位置来选择。因为这类零件的形状较为复杂，其他视图的选择不能一概而论，所以要根据实际情况来确定。对于零件上的细节部分，不能用基本的三视图表达清晰的，需要借助局部放大图、局部剖视图等视图来表达，并且对于较复杂的箱体零件，往往要有多个辅助视图才能将零件完全表达清晰。8.1.1基本视图10.3.3典型零件的表达方法和尺寸标注（3）尺寸标注分析。箱体类零件的长、宽、高三个方向的主要基准采用中心线、轴线、对称平面和较大的加工平面。因结构形状复杂，定位尺寸多，故各孔中心线（或轴线）间的距离一定要直接注出来。尺寸标注如图10-10所示。图10-10泵体零件图8.1.1基本视图10.3.3典型零件的表达方法和尺寸标注4.叉架类零件（1）结构与用途分析。图10-11所示为叉架，属于叉架类零件。这类零件包括各种用途的拨叉和支架。拨叉主要用在机床、内燃机等各种机器的操纵机构上，操纵机器，调节速度。（2）视图选择分析。叉架类零件的结构形式较多，主视图的选择主要考虑零件的形状特征和工作位置两方面的因素。对叉架类零件采用两个或三个基本视图，并根据机件具体结构适当增加斜视图、局部视图、断面图等辅助视图。8.1.1基本视图10.3.3典型零件的表达方法和尺寸标注（3）尺寸标注分析。叉架类零件在长、宽、高三个方向的主要基准一般为孔的中心线（或轴线）、对称平面和较大的加工面。定位尺寸较多，孔的中心线（或轴线）之间、孔的中心线（或轴线）到平面或平面到平面间的距离一般都要注出。尺寸标注如图10-12所示。图10-12叉架零件图8.1.1基本视图10.3.3典型零件的表达方法和尺寸标注5.零件常见结构的尺寸标注方法零件常见结构的尺寸标注方法见表10-1。零件图中的技术要求10.4零件图上除了表达零件形状尺寸外，还必须标注和说明制造零件时应达到的一些技术要求，主要包括表面粗糙度、尺寸公差、几何公差、材料的热处理及表面处理，以及其他有关制造零件的要求等。本章主要介绍表面结构的表示法和极限与配合。

10.4.1表面结构的表示法在产品制造过程中，表面质量是评定零件质量的重要技术指标。它与机器零件的耐磨性、抗疲劳强度、接触刚度、密封性、抗腐蚀性、配合及外观都有密切的关系。因此，零件的表面质量直接影响着机器的使用和寿命。表面结构是表面粗糙度、表面波纹度、表面缺陷、表面纹理和表面几何形状的总称。表面结构的各项要求在图样上的表示法在《产品几何技术规范(GPS)技术产品文件中表面结构的表示法》（GB/T131—2006）中均有具体规定。这里主要介绍常用的表面粗糙度表示法。1.表面粗糙度的概念零件的表面不管经过怎样精细的加工，在显微镜下观察，都可以看到峰谷高低不平的情况，如图10-13所示为零件表面的微观形态。表面粗糙度是指零件加工表面上由较小间距的峰谷所组成的微观几何形状特性，一般由采用的加工方法和其他因素形成。表面粗糙度的大小对机械零件的性能有很大影响。图10-13零件表面的微观形态

10.4.1表面结构的表示法2.表面粗糙度的特征表面粗糙度不同于主要由机床、夹具、刀具几何精度及定位夹紧方面的误差等因素引起的表面宏观几何形状误差，也不同于主要由机床、刀具、工件的振动、发热、回转不平衡等因素造成的介于宏观几何形状误差与微观几何形状误差之间的表面波纹度。三者通常以波距（相邻两波峰或两波谷之间的距离）的大小来划分，也有按波距与波高之比来划分的。一般而言，波距小于1mm的属于表面粗糙度，即表面微观几何形状误差；波距为1～10mm的属于表面波纹度；波距大于10mm的属于表面宏观几何形状误差，如图10-14所示。图10-14实际表面轮廓及组成

10.4.1表面结构的表示法2.表面粗糙度的特征在放大仪器的帮助下可以看到零件的表面形状，如图10-14所示，其由三部分组成。（1）具有较小间距峰谷的部分，它所具有的微观几何特征称为表面粗糙度。这部分被称为粗糙度轮廓（R轮廓）。（2）间距较大、随机地或接近周期形式的成分构成的表面不平度，这种表面轮廓中表面不平度的间距比粗糙度轮廓大得多，这部分被称为波纹轮廓度（W轮廓）。（3）忽略粗糙度轮廓和波纹度轮廓后的总轮廓，这部分具有宏观几何特征，被称为原始轮廓（P轮廓）。零件表面的粗糙度、波纹度和原始轮廓统称为零件的表面特征。图10-14实际表面轮廓及组成

10.4.2表面结构参数

10.4.2表面结构参数2.轮廓最大高度Rz轮廓最大高度Rz是指在一个取样长度内，最大轮廓峰高Zp和最大轮廓谷深Zv之和的高度，如图10-15（b）所示。Rz的数学表达式为Rz=Zp+ZvRz值一般用双管显微镜进行测量。测得的Rz值越大，则表面越粗糙。图10-15轮廓的幅度参数

10.4.3表面结构的标注规定国家标准《产品几何技术规范(GPS)技术产品文件中表面结构的表示法》（GB/T131—2006）规定了表面粗糙度的符号、代号及其在图样上的标注方法。为标注表面结构各种不同的技术要求，国标对表面结构的符号规定了一个基本图形符号、两个扩展图形符号和三个完整图形符号。在图样中，可以用不同的图形符号来表示对零件表面结构的不同要求。表面结构的图形符号及其含义见表10-2。

10.4.3表面结构的标注规定1.表面结构图形符号的尺寸表面结构图形符号的尺寸如图10-16所示。图10-16表面结构图形符号的尺寸

10.4.3表面结构的标注规定1.表面结构图形符号的尺寸表面结构图形符号的尺寸参数数值，见表10-3。

10.4.3表面结构的标注规定2.表面结构代号的标注表面结构代号的标注如图10-17所示，表面结构代号由完整的图形符号、参数代号（如Ra）和参数值三部分组成。另外，必要时还应标注补充要素，如传输带、取样长度、表面纹理及方向等。各部分标注位置如图10-17所示。图10-17表面结构代号的标注

10.4.3表面结构的标注规定图中各参数的含义如下：a：在位置a注写表面结构的单一要求，即表面粗糙度参数代号及其数值。b：在位置b注写第二个表面结构要求。c：在位置c注写加工方法。d：在位置d注写表面纹理方向符号。e：在位置e注写加工余量。所谓传输带，是指两个定义的滤波器之间的波长范围（评定时的波长范围）。滤波器将波长分为短波和长波成分。通常波距小于1mm属于粗糙度轮廓，波距在1～10mm属于纹理度轮廓，波距大于10mm属于原始轮廓。在图样标注时，若采用默认定义，并对其他方面不要求，则将表面结构参数代号及其后的参数值注写在图形符号长边的横线下方。为了避免误解，在参数代号与极限值间应插入空格，如Ra3.2。

10.4.3表面结构的标注规定在默认情况下，图10-17中的区域a和b应注写的内容为【传输带或取样长度】/【参数代号】【参数值（单位为μm）】例如，0.008-0.8/Ra3.2表示传输带为0.008～0.8mm；-2.5/Ra3.2表示取样长度为2.5μm。当传输带为默认时，【传输带或取样长度】一项可以省略不标注。在标注粗糙度时应注意以下几点：（1）对于R轮廓，当评定长度内取样长度个数不等于默认值5时，应在相应参数代号后标注其个数，如Ra33.2中的数字3。（2）参数极限值标注规则。①参数的单向极限。如果仅标注一个参数值，那么默认为参数的上限值；如果在特殊情况下需要标注单向下限值，那么应在参数代号前添加字母L，如LRa3.2。②参数的双向极限。在完整符号中，当要标注双向极限时应标注极限代号，并且要求在上限值参数代号前加注U，其在上方；在下限值参数代号前加注U，其在下方。如果上、下极限参数值相等，在不引起误解的情况下，可以省略字母U和L，并且上、下极限值可以用不同的参数代号表达。

10.4.3表面结构的标注规定（3）极限值判断规则。完工后的零件表面在按检验规范测得轮廓参数值后，要与图样上给定的极限值比较，以判定零件的表面是否合格。有以下两种极限值判断规则：①16%规则。16%规则即在被检表面测得的全部参数值中，当超过极限值的个数不多于总个数的16%时，该表面是合格的。16%规则是所有表面结构要求标注的默认规则。即当参数代号后没有标注“max”字样时，均默认为应用16%规则。举例：Ra0.8。②极值规则。极值规则即被检的整个表面上测得的参数值一个也不应超过给定的极限值。举例：Ramax0.8。

10.4.3表面结构的标注规定表面结构参数标注代号示例见表10-4。

10.4.4表面粗糙度在图样上的标注国标GB/T131—2006规定了表面粗糙度在图样中的标注。1.常规标注（1）在一般情况下，粗糙度应根据GB/T131—2006的规定进行标注，使表面结构要求的注写和读取方向与尺寸的注写和读取方向一致，如图10-18所示。（2）表面结构要求可标注在轮廓线上，其符号应从材料外指向并接触表面，如图10-19所示。图10-18表面结构要求的注写方向图10-19表面结构要求在轮廓线上与指引线上的标注

10.4.4表面粗糙度在图样上的标注（3）在延长线上直接标注或用带箭头的指引线引出标注。可以把表面结构要求直接标注在延长线上或用带箭头的指引线引出标注，如图10-20所示。（4）在几何公差框格上标注。可以把表面结构要求标注在几何公差框格的上方，如图10-21所示。图10-20表面结构要求标注在圆柱特征的延长线上图10-21表面结构要求标注在几何公差框格的上方

10.4.4表面粗糙度在图样上的标注（5）在圆柱和棱柱表面上标注。圆柱和棱柱表面的表面结构要求只标注一次。如果每个棱柱表面有不同的表面结构要求，那么应分别单独标出，如图10-22所示。图10-22圆柱和棱柱表面的表面结构要求的注法

10.4.4表面粗糙度在图样上的标注2.表面结构要求的简化标注（1）零件的大多数表面具有相同的表面结构要求的简化注法。当工件的大多数（包括全部）表面有相同的表面结构要求时，其表面结构要求可统一标注在图样的标题栏附近，还需要在该表面结构要求的完整符号右侧标注一个圆括号，在圆括号内给出无任何其他标注的基本符号或者在圆括号内给出不同的表面结构要求（不同的表面结构要求应直接标注在图形中），这种简化注法如图10-23和图10-24所示，两种表示方法均表示除Rz值为1.6和6.3的表面外，其余所有表面的粗糙度均为Ra3.2。图10-23在圆括号内给出无任何其他标注的基本符号。图10-24在圆括号内给出不同的表面粗糙度要求。图10-24大多数表面有相同

表面结构要求的简化注法（二）图10-23大多数表面有相同表面

结构要求的简化注法（一）

10.4.4表面粗糙度在图样上的标注（2）多个表面具有相同的表面结构要求的注法。当多个表面具有相同的表面结构要求时，可以采用简化注法。①用带字母的完整图形符号的简化注法。当零件的多个表面具有相同的表面结构要求，但符号直接标注受到图纸空间限制时，可采用简化注法，如图10-25所示。用带字母的完整图形符号以等式的形式在图形或标题栏附近对有相同表面结构要求的表面进行简化标注，给出共同表面结构要求。②用基本图形符号或扩展图形符号在图形中进行标注，在图形以外、标题栏附近再用一个等式来详细说明该标注，可以同时对多处具有相同表面结构要求的表面进行标注，如图10-26所示。图10-25简化标注（一）图10-26简化标注（二）

10.4.4表面粗糙度在图样上的标注（3）封闭图形相同表面结构要求的注法。当零件某个视图为封闭图形，并且构成封闭图形的各面具有相同的表面结构要求时，可在完整图形符号上加一个圆圈，标注在零件的封闭轮廓线上，如图10-27所示的六个面。但需要注意的是，这六个面中不包括前、后两个面。图10-27封闭图形相同表面结构要求的标注方法

10.4.5极限与配合极限与配合和几何公差是工程图样中一项重要的技术要求内容，也是检验产品的一项重要指标。为了保证零件在设计、加工和检验过程中的各项要求，在工程图样中必须有相关的技术要求，并且要遵循国家标准。1.极限与配合的相关概念（1）零件的互换性。互换性是指在同一规格的一批零部件中任取其一，无须任何挑选或附加修配（如钳工维修）就能装在机器上，达到规定的功能要求。这样的一批零部件就称为具有互换性的零部件。零件具有互换性，给产品的设计、制造、使用和维修带来了很大的方便，也为机器的现代化大生产提供了可能性。互换性在日常生活中随处可见。例如，汽车、摩托车、家用电器、计算机等的某一零件坏了，维修人员很快就可用同样规格的零件换上，使其恢复原来的功能。这是因为合格的产品和零部件具有在材料性能、几何尺寸、使用功能上彼此互相替换的性能，即具有互换性。从广义上说，互换性是指一种产品、过程或服务能够代替另一种产品、过程或服务，且能满足同样要求的能力。

10.4.5极限与配合（2）尺寸和公差。为了保证互换性，必须将零件尺寸的加工误差限制在一定的范围内，规定出加工尺寸的可变动量。现借助图10-28对相关术语做介绍。①公称尺寸。公称尺寸是指根据零件的强度和要求在设计时给定的尺寸，在旧国标中称为基本尺寸。②提取组成要素的局部尺寸。它是一切提取组成要素上两对应点之间距离的统称（类似于旧国标中的实际尺寸）。由于存在测量误差，因而提取组成要素的局部尺寸并非是尺寸的真值。图10-28尺寸和公差

10.4.5极限与配合③极限尺寸。极限尺寸指尺寸要素允许的尺寸的两个极端。尺寸要素允许的最大尺寸称为上极限尺寸（旧国标中称为最大极限尺寸）。尺寸要素允许的最小尺寸称为下极限尺寸（旧国标中称为最小极限尺寸）。④尺寸偏差（简称偏差）。尺寸偏差是指某一尺寸减去其公称尺寸所得的代数差。尺寸偏差分为上偏差和下偏差。上偏差=上极限尺寸-公称尺寸下偏差=下极限尺寸-公称尺寸上、下偏差统称为极限偏差，可以是正值、负值或0。国标规定，孔的上偏差代号为ES，孔的下偏差代号为EI，轴的上偏差代号为es，轴的下偏差代号为ei。⑤尺寸公差。尺寸公差指允许尺寸的变动量，简称公差。上、下极限尺寸之差或上、下极限偏差之差，称为公差。公差取绝对值，不存在负值，也不允许为零。公差=上偏差-下偏差或公差=最大极限尺寸-最小极限尺寸

10.4.5极限与配合⑥尺寸公差带（简称公差带）。公差带是由代表上极限偏差和下极限偏差的两条直线所限定的一个区域。公差带有两个基本参数，即公差带大小（宽度）和公差带位置（指相对于零线的位置）。公差带大小由标准公差确定，公差带位置由基本偏差确定。⑦零线。在公差带图中，零线是一条基准直线，表示公称尺寸。以零线为基准确定偏差和公差。正偏差位于零线上方，负偏差位于零线下方。当与零线重合时，表示偏差为零。公差带图是用来表示极限偏差、公称尺寸与公差的相互关系的图解。图10-28所示为公差带图，表示的是一对相互配合的孔和轴的各自相关尺寸。图10-29所示为公差带表示方法。图10-29公差带表示方法

10.4.5极限与配合2.标准公差和基本偏差公差带由标准公差和基本偏差两部分确定。标准公差确定公差带的大小，基本偏差确定公差带的位置，如图10-30所示。图10-30公差带大小及位置

10.4.5极限与配合（1）标准公差。国家标准规定的、用以确定公差带大小的任一公差，称为标准公差。国家标准将公差等级分为20级：IT01、IT0、IT1～IT18。“IT”表示标准公差，公差等级的代号用阿拉伯数字表示。IT01～IT18精度等级依次降低。（2）基本偏差。基本偏差是用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零线的那个偏差。基本偏差可以是上极限偏差或下极限偏差，如图10-30所示，当孔的公差带位于零线以上时，其基本偏差为下极限偏差；当轴的公差带位于零线以下时，其基本偏差为上极限偏差。基本偏差的代号用拉丁字母表示，大写的为孔，小写的为轴。基本偏差系列如图10-31所示。图10-31基本偏差系列

10.4.5极限与配合国家标准对孔和轴分别规定了28种基本偏差，均用拉丁字母表示，其中孔用大写字母表示，轴用小写字母表示。对于孔来说，基本偏差A～H为下偏差，K～ZC为上偏差；对于轴来说，a～h为上偏差，k～zc为下偏差；JS和js的公差带关于零线对称，上、下偏差分别为IT/2和-IT/2。图10-31实际上可分成两部分，上半部是在基轴制的情况下孔的28种基本偏差，下半部是在基孔制的情况下轴的28种基本偏差。在基本偏差系列图中仅绘出了公差带的一端，对公差带的另一端未绘出，因为它取决于公差等级和这个基本偏差的组合。基本偏差系列只表示公差带相对于零线的位置，而不能说明公差带的大小，所以其一端开口，另一端封闭，公差带的高度由公差等级确定。公差带标注示例如下：

10.4.5极限与配合3.配合（1）配合的种类。公称尺寸相同、相互结合的孔公差带与轴公差带之间的关系称为配合。配合反映了结合零件间的松紧程度。根据孔公差带与轴公差带之间的关系不同，配合分为间隙配合、过渡配合和过盈配合三大类。①间隙配合。孔的公差带在轴的公差带之上，保证具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合，称为间隙配合。在此类配合下，它们之间具有相对运动的情况，如图10-32（a）所示。②过盈配合。孔的公差带在轴的公差带之下，保证具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合，称为过盈配合。在此类配合下，它们之间没有相对运动，如图10-32（b）所示。③过渡配合。孔的公差带与轴的公差带相互交叠的配合称为过渡配合，过渡配合是指孔与轴在装配时可能产生间隙或过盈的配合，如图10-32（c）所示。图10-32三种配合

10.4.5极限与配合（2）配合制。配合制即基准制，是指同一公称尺寸的孔和轴组成配合的一种制度。国家标准GB/T1801.1—2009中对配合规定了两种基准制，即基孔制配合和基轴制配合。①基孔制配合。基孔制配合是指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配合的一种制度，如图10-33（a）所示。标准规定基准孔的基本偏差（下偏差）为零（EI=0），代号为“H”。基孔制配合的孔是基准孔，它是配合的基准件，而轴为非基准件。②基轴制配合。基轴制配合是指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配合的一种制度，如图10-33（b）所示。标准规定基准轴的基本偏差（上偏差）为零（es=0），代号为“h”。基轴制中的轴为基准轴，它是配合的基准件，而孔为非基准件。图10-33配合制

10.4.5极限与配合在一般情况下应优先采用基孔制。因为从工艺上看，加工公差等级较高的中、小尺寸的孔通常要用价格昂贵的钻头、铰刀、拉刀等，而且每种刀具只能加工一种尺寸的孔；而加工尺寸不同的轴能减少定值刀具的规格及数量，也可减少量具。（3）配合代号。配合代号是用孔、轴公差带代号的分数形式组成的，分子表示孔的公差带代号，分母表示轴的公差带代号，如H7f6、P8h7等。（4）公差与配合在图样上的标注。①在装配图中的标注。配合代号标注在公称尺寸后，配合代号由孔与轴的公差带代号组合而成。配合代号用分数形式表示，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号。若指定公称尺寸的配合，则公称尺寸标注在配合代号之前。如图10-34所示,装配图上公差与配合的标注方法有下面三种：图10-34公差与配合在装配图上的标注

10.4.5极限与配合其中，第一种应用最广，后两种一般分别用于批量生产和单件小批量生产。②在零件图中的标注。零件图中可在公称尺寸后面标注公差带代号，如图10-35（a）中标注的轴65k6；也可以标注上、下极限偏差数值或同时标注公差带代号及上、下极限偏差数值，如图10-35（b）、图10-35（c）所示。在实际生产中，零件图上公差带一般采用后两种表示方法。当上、下极限偏差绝对值相等而符号相反时，则在极限偏差数值前面标注“±”号，如10Js5（±0.003）。图10-35公差与配合在零件图上的标注

10.4.5极限与配合（5）几何公差简介。①几何公差的基本概念。在零件加工过程中，由于工艺系统的制造误差、装配误差、受力变形和磨损的影响，加工后的零件不仅有尺寸误差，而且构成零件几何特征的点、线、面的实际形状或相互位置与理想几何体不可避免地存在几何差异，这种差异就是几何误差。为了保证机械产品的质量和互换性，满足零件装配后的功能要求，保证零件的互换性和经济性，必须规定几何公差来限制几何误差。几何公差包括形状公差、方向公差、位置公差和跳动公差。形状公差是单一实际要素的形状所允许的变动全量。方向公差是关联实际要素对基准在方向上允许的变动全量。位置公差是关联要素对基准在位置上所允许的变动全量。跳动公差是关联实际要素绕基准轴线回转一周或连续回转时所允许的最大跳动量。

10.4.5极限与配合②几何公差的代号。GB/T1182—2008中规定了几何公差相应的几何特征、符号，见表10-5。

10.4.5极限与配合如图10-36所示，几何公差代号的内容有几何公差项目符号，框格和指引线，数值和基准代号。需要注意的是，框格内的字体高度应和图样中尺寸标注字体保持一致。几何公差在图样中的标注示例如图10-37所示。图10-36几何公差代号及基准代号图10-37几何公差标注示例零件的工艺结构10.5零件的结构形状不仅要满足零件在机器中使用的要求，而且在制造零件时要符合制造工艺的要求。所以，在设计和绘制一个零件时，应考虑它的可加工性，即在现有的设备和工艺条件下要能够方便地制造出这个零件。下面介绍零件的一些常见的工艺结构。10.5.1铸造零件的工艺结构在铸造零件时，一般先用木材或其他容易加工制作的材料制成模型，将模样放置于型砂中，在型砂压紧后取出模型，再在型腔内浇注金属液，待冷却后取出铸件毛坯。对零件上有配合关系的接触表面，还应进行切削加工，才能使零件达到最后的技术要求。1.铸造圆角铸件在铸造过程中为了防止砂型在浇注时落砂，以及铸件在冷却时产生裂纹和缩孔，将铸件各表面相交处都做成圆角。一般铸件圆角半径R=3~5mm，在画图时这些相交线应画成圆角，如图10-38所示。同一铸件上的圆角半径尽可能相同，图上一般不注圆角半径，而在技术要求中集中注写。图10-38铸造圆角10.5.1铸造零件的工艺结构2.拔模斜度在铸造工艺过程中，为了将木模从砂型中顺利取出，一般沿木模拔模方向设计出1°～3°的斜度，称为拔模斜度，如图10-39（a）所示。拔模斜度在零件图上可以不标注，也可以不画，如图10-39（b）所示。必要时还可以在技术要求中用文字说明。3.铸件壁厚为了保证铸件的铸造质量，防止铸件各部分因冷却速度不同而产生组织疏松以致出现缩孔和裂纹，铸件壁厚要求均匀或逐渐变化，如图10-40所示。如果铸件壁厚的设计要求本身不一致，应采取逐渐过渡的方式。另外，为了减少由于厚度薄而对铸件的强度造成影响，可以采用加强肋结构进行补偿，如图10-41所示。图10-39拔模斜度图10-40铸件壁厚图10-41肋板补偿10.5.2零件机械加工工艺结构1.倒角和倒圆为了便于装配及去除零件的毛刺和锐边，常在轴、孔的端部加工出倒角，如图10-42所示。常见倒角为45°，也有30°或60°的倒角。为避免阶梯轴轴肩的根部因应力集中而容易断裂，故将轴肩根部加工成圆角过渡，称为倒圆。倒角和倒圆的尺寸标注方法如图8-37所示，45°倒角可用Cx表示。倒角和倒圆的大小可根据轴（孔）的直径查阅《机械零件设计手册》。图10-42倒角标注10.5.2零件机械加工工艺结构2.退刀槽和砂轮越程槽在车削螺纹时，为了便于退出刀具，常在零件的待加工表面的末端车出螺纹退刀槽，退刀槽的尺寸一般按“槽宽×直径”的形式或“槽宽×深度”方式标注，如图10-43所示；在磨削加工时，为了使砂轮能稍微超过磨削部位，常在被加工部位的终端加工出砂轮越程槽，如图10-44所示，其结构和尺寸可根据轴（孔）的直径查阅《机械零件设计手册》。其尺寸可按“槽宽×槽深”或“槽宽×直径”的形式注出。图10-43退刀槽标注图10-44砂轮越程槽标注10.5.2零件机械加工工艺结构3.凸台和凹坑为了保证零件间接触良好，零件上凡与其他零件接触的表面一般都要进行加工。为了减少加工面、降低成本，常常在铸件上设计出凸台、凹坑等结构来减少加工面，如图10-45所示。图10-45凸台和凹坑对于底座面积较大的零件，如减速机的底座等，采用凹槽结构可以减少加工面积，并且能够更好地保证加工精度。10.5.2零件机械加工工艺结构4.钻孔结构在钻孔时，要求钻头尽量垂直于孔的端面，以保证钻孔准确和避免钻头折断。对于斜孔、曲面上的孔，应先制成与钻头垂直的凸台或凹坑。图10-46所示为三种孔的钻孔结构。图10-46钻孔结构读零件图10.6在设计、生产及学习等活动中，读零件图是一项经常和十分重要的工作。读零件图就是根据零件图的各视图，分析和想象该零件的结构形状，弄清全部尺寸及各项技术要求等；根据零件的作用及相关工艺知识，对零件进行结构分析。读组合体视图的方法是读零件图的重要基础。10.6读零件图1.概括了解从零件图标题栏中可以知道零件的名称、材料、件数和图样的比例等。2.分析视图，想象结构形状在读图时，首先要找出主视图，然后看用了多少个图形，各图形采用了什么表达方法，以及各视图间的关系。在分析表达方案时，可按下列顺序进行