《机械测量与测绘技术》-模块二课题5

任务一：箱体零件的测量与草绘任务描述箱体类零件一般是机器的主体，主要起容纳、承托、定位、密封及保护其他零件的作用。箱体零件的结构形状复杂，一般存在形状各异的空腔，且常有带安装孔的底板、顶板及其他连接板，上面有凹坑或凸台结构；支撑孔处常有加厚凸台或加强肋板。零件毛坯大多是铸件，具有铸造圆角、拔模斜度等铸造工艺结构，具有较多的表面过渡线。（1）测绘箱体类零件草图的一般步骤是什么？（2）箱体类零件上有哪些常见工艺结构？（3）平行度误差的常用测量方法有哪些？如何测量？（4）垂直误差的评定方法有哪些？如何测量？一、箱体类零件的作用与结构箱体类零件一般是机械设备或部件的主体部分，主要功能是容纳、支承组成机器或部件的各种传动件、操纵杆、控制件等有关零件，并使各零件之间保持正确的相对位置和运动轨迹，是设置油路通道、容纳油液的容器，是保护机器零件的壳体，同时还有定位、密封等作用，因此是机器或部件的基础件。如各种机床床头箱的箱体、减速器箱体、箱盖、油泵泵体、机床的主轴箱、动力箱、机座、车（铣）床尾部的尾架体等。二、箱体类零件的视图选择箱体类零件多数是经过较多工序制造而成的（如车、铣、刨、钻、镗、磨等），各工序的加工位置不尽相同，因而主视图主要按形状特征和工作位置确定。（1）箱体类零件一般都较为复杂，常需要3个以上的视图。对于内部结构形状，常采用各种剖视图表示。（2）箱体类零件一般按照工作位置放置，并以最能反映各部分形状和相对位置的一面作为主视图。其他视图的选择应围绕主视图来进行。（3）采用单独的局部视图、局部剖视图、斜视图、断面图、局部放大图等进行补充表达。（4）箱体类零件投影关系复杂，常会出现截交线和相贯线。同时，由于其为铸件毛坯，也经常会遇到过渡线三、箱体类零件的尺寸标注箱体类零件结构复杂，尺寸较多，要充分运用形体分析法进行尺寸标注。在标注尺寸时，除了要贯彻尺寸标注的原则和要求外，还应注意以下尺寸的标注。（1）尺寸基准。箱体类零件的长度、宽度、高度方向的主要基准一般为孔的中心线、轴线、对称平面和较大的加工平面。（2）轴孔的定位尺寸。箱体类零件的定位尺寸较多，各孔中心线间的距离一定要直接标注出来。定形尺寸仍用形体分析法标注，且应尽量注在特征视图上。（3）重要轴孔对基准的定位尺寸。（4）与其他零件有装配关系的尺寸。四、箱体类零件的材料和技术要求1.箱体类零件的材料箱体类零件的毛坯一般采用铸件，常用材料为HT200。只有单件生产或制造某些重型机床时，为了降低成本和縮短毛坯制造周期，可采用锻件和钢板焊接结构。铸铁箱体毛坯在单件小批生产时，一般采用木模手工造型；大批量生产时，通常采用金属模机械造型。为了节省机械加工时间、节约材料，φ130〜φ50的孔一般应铸出。铸件常采用时效热处理，锻件和焊接件常采用退火或正火热处理。四、箱体类零件的材料和技术要求2.箱体类零件技术要求重要的箱体孔和表面，其表面粗糙度参数值较小，目的是保证安装在孔内的轴承和轴的回转精度。另外，重要的箱体孔和表面应该有尺寸公差和几何公差的要求。（1）公差配合和表面粗糙度。轴承和轴承孔配合，对一般轴承孔取JS7、K7(基轴制配合的孔、其粗糙度一般取Ra1.6um、Ra0.8um。对机床主轴孔要求精度更高，其配合应取更高一级的JS6、K6，粗糙度取Ra的上限值为0.8um、0.4um。（2）几何公差。对安装同一轴的两孔，应提出同轴度要求；主要轴孔对安装基面及两相关孔，都应提出平行度要求；重要的箱体孔、重要的中心距和重要的表面，应标注尺寸公差和几何公差要求。（3）确定其他技术要求。根据需要提出一定条件的技术要求，常见的有如下几点：铸件不得有裂纹、缩孔等缺陷；未注铸造圆角、起模斜度值等；热处理要求，如人工时效、退火等；表面处理要求，如清理及涂漆等；检验方法及要求，如无损检验方法、接触表面涂色检验、接触面积要求等。四、箱体类零件的材料和技术要求3.箱体类零件测绘时的注意事项（1）润滑油孔、油标位置、油槽通路、放油口等要表达清楚。（2）由于要考虑有润滑油的箱体类零件漏油问题，所以测绘时要特别注意螺孔是否为通孔。（3）由于铸件受内部应力或外力的影响，经常会产生变形，所以测绘时应尽可能对与此铸件有关的零件尺寸也进行测量，以便运用装配尺寸链及传动链尺寸校对箱体尺寸。五、平行度误差给定方向的平行度误差是指包容实际要素并平行于基准要素，且距离为最小的两平行平面之间的距离f。任意方向的平行度误差是指包容实际轴线并平行于基准轴线，且直径为最小的圆柱面的直径Φf。1.测量面对面的平行度误差公差要求是测量面相对于基准平面的平行度误差。基准平面用平板体现，如图2-5-2所示。测量时，双手推拉表架在平板上缓慢地作前后滑动，使百分表或千分表在被测平面内滑过，找到指示表读数的最大值和最小值。则被测平面对基准平面的平行度误差可按公式计算为：f=五、平行度误差2.测量线对面平行度误差公差要求是测量孔的轴线相对于基准平面的平行度误差。需要用心轴模拟被测要素，将心轴装于孔内，形成稳定接触，基准平面用精密平板体现，如图所示。测量时，双手推拉表架在平板上缓慢地作前后滑动，当百分表或千分表从心轴上素线滑过，找到指示表指针转动的往复点(极限点)后，停止滑动，进行读数。在被测心轴上确定两个测点a、b，设二测点距离为12mm，指示表在两个测点的读数分别为Ma、Mb，若被测要素长度为l1mm，那么，被测孔对基准平面的平行度误差可按比例折算得到。计算公式为：五、平行度误差3.测量线对线的平行度误差公差要求是测量孔的轴线相对于基准孔的轴线的平行度误差。需要用心轴模拟被测要素和基准要素，将两根心轴装于基准孔和被测孔内，形成稳定接触，如图所示。测量前，要先找正基准要素，使基准心轴上素线与平板工作面平行。可用一对等高支承基准心轴，也可用一个固定支承和一个可调支承基准心轴，双手推拉表架在平板上缓慢地做前后滑动，调整可调支承，当指示表在基准心轴上素线左右两端的读数相同时，就认为找正好了。线对线平行度误差测量方法与计算公式与线对面平行度误差的测量方法与计算公式相同。六、垂直度误差垂直度误差是限制实际要素对基准在垂直方向上变动量的一项指标。其可用平板和带指示表的表架、自准直仪和三坐标测量机等测量。测量方法主要有打表法、间隙法和水平仪光学仪器法。1.测量面对面的垂直度误差（1）将被测零件放置在平板上，用直角尺测量被测表面。如图所示。（2）间隙小时看光隙估读误差值，间隙大时可用塞规片测量误差值六、垂直度误差

2.测量线对线的垂直度误差（1）基准轴线和被测轴线由心轴模拟，测量时，将零件放置在等高V形支承上。（2）在测量距离为L2的两个位置上测得读数值分别为M1和M2。（3）计算垂直度误差：f=六、垂直度误差3.测量面与线的垂直度误差（1）在平台上，用磁铁支撑测量物，如图所示；（2）将指示表接触于测量物上，在Ｂ点调零，一直确认到Ｃ点。（3）将指示表接触于测量物上，将其在指示范围内所有地方上下移动。并在0°与90°（4）将各读数的最大差值按以下公式计算，所得值即为垂直度误差（在0°的读数最大差值为X；在90°的读数最大差值为Y）:垂直度误差六、垂直度误差4.测量线与面的垂直度误差（1）在2个基准孔内插入适合的塞规；并在平台上用磁铁将塞规与平台成直角支撑。（2）用指示表（或高度规）测定测量面的所有地方，则读数的最大差值即为垂直度误差。任务实施箱体类零件测绘的操作步骤具体如下。1.了解并分析箱体的功能和结构图所示零件为一送料机构的减速箱箱体，动力由箱体外部的单槽V带轮输入，在箱体内，经蜗杆蜗轮传动、直角圆锥齿轮传动，输出到箱体外部的直齿圆柱齿轮，输出转速为50～70r/min。箱体中空部分容纳蜗杆轴、蜗轮、锥齿轮及传动轴、锥齿轮轴，底部存放润滑油。箱体的重要部位是支承传动轴的轴承孔系，上面的2个同轴孔用于支承蜗杆轴，下面的2个同轴孔用于支承安装蜗轮、锥齿轮的传动轴，另一单孔用于支承锥齿轮轴。锥齿轮轴孔内装有轴承套，其他支承孔均直接与圆锥滚子轴承外圈配合。在所有的支承孔壁处均铸有凸缘，用于安装轴承和加工螺孔。箱体底部有底板，底板四角有凸台和安装孔；箱体顶部四角有凸台和螺孔，用于安装箱盖；箱体侧面下部有两个螺孔，上面的游标螺孔用于安装油标，下面的放油螺塞螺孔用于安装放油螺塞。箱体类零件测绘的操作步骤具体如下。2.确定草图视图方案根据上述对箱体进行的结构分析和工艺分析确定视图表达方案。由于箱体的外形简单，内部结构比较复杂，因此采用三个基本视图表达箱体的主体结构，并采用多个其他视图对局部结构进行补充表达，如图2-5-10所示。主视图采用剖视，通过阶梯剖，展示了输入轴（蜗杆）轴孔φ35、输出轴（圆锥齿轮轴）轴孔φ40，以及与蜗杆啮合的蜗轮轴孔（图形中部的孔）三者的相对位置及与其他结构的关系。箱体从侧面看，其内部结构较为复杂，外形仅有2个相连凸台需要表达。左视图采用局部剖视图，用以表达蜗轮、锥齿轮传动轴支承孔的位置和形状。俯视图用以表达箱框、底板的形状及其相对位置。对于被剖去的箱体左面箱壁上的相连凸台，采用了C向局部视图作为补充表达。箱体类零件测绘的操作步骤具体如下3.绘制箱体零件草图（1）徒手绘制图框和标题栏。如图所示。箱体类零件测绘的操作步骤具体如下（2）根据步骤1对箱体的结构分析和工艺分析，绘制箱体草图，如图所示。箱体类零件测绘的操作步骤具体如下（3）测量尺寸。根据草图中的尺寸标注要求，分别测量箱体零件的各部分尺寸并在草图上进行标注。箱体类零件结构复杂，确定各部分结构的定位尺寸很重要，因此一定要选择好各个方向的尺寸基准。一般是以安装表面、主要支承孔轴线和主要端面作为长度和高度方向的尺寸基准，当各结构的定位尺寸确定后，其定形尺寸才能确定。具有对称结构的以对称面作为尺寸基准。①确定基准。本例中箱体的底面为安装基准面，又是加工的工艺基准面，因此以底面作为箱体高度方向上的设计基准。长度方向上以蜗轮轴线为基准，宽度方向上以前后对称面作为基准。②轴孔的定位尺寸。传动轴支承孔的位置尺寸直接影响传动件啮合的正确性，因此这些定位尺寸极为重要。③其他重要尺寸。箱体上与其他零件有配合关系或装配关系的尺寸应一致。箱体类零件测绘的操作步骤具体如下测量箱体零件尺寸的步骤如下。a.线性尺寸的测量如图所示。箱体类零件测绘的操作步骤具体如下测量箱体零件尺寸的步骤如下。b.回转体内外直径尺寸的测量。直径尺寸包括内径和外径尺寸，可直接用游标卡尺测量，也可用金属直尺配合内卡钳或用专用卡钳测量。如图所示。箱体类零件测绘的操作步骤具体如下测量箱体零件尺寸的步骤如下。c.曲面测量。对于轮廓形状比较复杂的端面，可采用以下３种测量方法，即拓印法、铅丝法和坐标法。拓印法如图（ａ）所示，首先在白纸上拓印出要测部分的轮廓，然后用几何作图法求出各连接圆弧的尺寸和圆心位置。对于回转面零件的母线曲率半径的测量，可采用铅丝法。首先将铅丝贴合其曲面弯成母线实形，然后将这一实行描绘在纸上，得到母线真实曲线形状后，判定出该曲线的圆弧连接情况，定出切点，最后用中垂线法求出各段圆弧的中心及其半径，如图（ｂ）所示。另外，一般的曲线和曲面都可用直尺和三角板定出曲面上各点的坐标，在纸上画出曲线，求出曲率半径，如（ｃ）图所示。箱体类零件测绘的操作步骤具体如下测量箱体零件尺寸的步骤如下。d.测量轴孔中心高。轴孔中心高可用带杠杆百分表的数显高度尺直接测量，也可用高度尺配合游标卡尺测量箱体类零件测绘的操作步骤具体如下测量箱体零件尺寸的步骤如下。e．测量孔间距。孔间距用游标卡尺直接测量，然后按图（a）所示公式计算，也可用内外卡钳测量孔的相关尺寸后，按图（b）、图（c）所示公式计算。箱体类零件测绘的操作步骤具体如下测量尺寸时注意事项i.零件上已标准化的结构，如倒角、键槽、销孔、沉孔、退刀槽和螺纹等，用适当量具测量后，应查阅相关手册取标准尺寸。这类尺寸可直接注在图上，也可用尺寸注解的形式标注。ii.与标准件（如滚动轴承、螺栓等）相配合的轴孔、螺孔、沉孔等尺寸，测量后必须用与它配合的标准件进行校核。箱体类零件测绘的操作步骤具体如下(4)标注尺寸①画出尺寸界线和尺寸线。②将测得的尺寸与被测项目相对应，按尺寸标注有关规定进行标注，力求做到正确、完整。③主要尺寸从基准出发直接注出，先标注各形体之间的定位尺寸，然后标注出各形体的定形尺寸。④标注时注意所标注的尺寸要便于测量；标注尺寸要便于看图，底座下面的凹槽尺寸、螺孔的定位和定形尺寸均集中标注在左视图上，螺孔和底座上的阶梯孔可以用引线进行标注；小于等于半个圆的圆弧尺寸必须要标注在反映实形的视图上，如箱体底座四个