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中职——机械制图课件第九章
2022-09-05 | 阅:  转:  |  分享 
  
第九章零件图本章要点及学习指导本章的主要内容是零件图的作用和内容;四类典型零件表达方案的选择;零件图尺寸的标;零件图技术要求的标
注;零件的常见工艺结构;画、读零件图等。通过本章的学习,要求读者掌握零件图的视图选择原则,尽可能从零件的功能出发,全面的考虑零件结
构和加工工艺的合理要求,选择一组较好的视图表达方案;较合理地选择尺寸基准,标注零件尺寸。熟悉表面粗糙度、公差与配合、形位公差的基本
知识,能在图样上识别及进行正确的标注;掌握识读和绘制零件图的方法和步骤。9.1零件图的作用和内容1.零件图的作用机
器或部件都是由若干个零件按一定的装配关系和技术要求组装起来的。如图9-1所示的传动器,是由13种零件装配而成。可见,制造机器或部件
时,首先应依据零件图制造零件。零件图是表示零件结构、大小及技术要求的图样,它是指导生产的重要技术文件。每个专用零件,一般均应绘制
零件图。2.零件图的内容图9-2所示为传动器轴的零件图,可以看出一张完整的零件图,一般应具有下列内容:9.2零件
的视图选择零件在机器中的作用不同,结构形状也不相同。零件的视图是零件图的重要内容之一,选择视图的原则是:首先考虑看图方便;再根
据零件的结构特点,选用适当的表达方法;最后在完整、清晰地表示物体形状的前提下,力求制图简便。1.选择主视图的投射方向选择主视图
的投射方向,应考虑形状特征原则,即在选择的投射方向上所得到的主视图应最能反映零件的形状特征。如图9-3所示的轴承盖可以从A、B、
C等方向进行投影,但以A方向投影作主视图最能表达轴承道的形状特征,即能比较明显地反映出该零件各组成部分的相对位置和形状,所以用A向
投影作主视图比较恰当。2.选择零件放置位置零件的放置位置,应符合加工位置原则和工作位置原则。加工位置是指零件加工时在机床上的装
夹位置。轴套类零件的加工,大部分工序是在车床或磨床上进行,如图9-4a即为在车床上加工某一水轴的情形,因此这类零件的主视图应将其轴
线水平放置,如图9-4b所示。这样加工时可以直接进行图、物对照,既便于看图和测量尺寸,又可减少差错。3.表示零件的工作位置或安装
位置主视图应尽量表示零件在机器上的工作位置或安装位置。如图9-5所示滑动轴承座的主视图是根据滑动轴承部件的安装位置选择主视图。
如图9-6所示的吊车上的吊钩,应按工作位置画主视图。4.自然摆放稳定原则如果零件为运动件,工作位置不固定;或零件的加工工序较多
,其加工位置多变,则可将其自然摆放平稳的位置作为画主视图的位置。9.2.2其他视图的选择对于十分简单的轴、套、球类零件,一般
只用一个视图,加上所标注的尺寸,就能将其结构状形表达清楚。但是对于一个较复杂的零件,只靠一柱视图是很难把整个零件的结构形状表达完全
的。因此主视图确定后,要分析还有哪些形状和结构没有完全表达,考虑选择适当的其他视图,如剖视、断面和局部视图,将该零件表达清楚。具体
选用时,应注意以下几点:1.选择每个视图所表示结构形状要有一个侧重点,具有独立存在的意义及明确的表达重点,注意避免不必要的细节
重复。在明确表示零件的前提下,使视图的数量为最少。2.一般应优先考虑左、俯视图,然后再考虑选用其他视图。3.选择表达方案时,应
先考虑主要部分(较大的结构),后考虑次要的部分(较小的结构)。视图数量要采用逐个增加的方法,即凡增加一个视图都自行试问:表达什么?
是否需要剖切?怎样切?在初选基础上进行精选,确定视图可否合并,可否省略,如此,直到确定出一个完整、清晰的表达方案。如图9-7a所示
齿轮泵壳体主、俯、左、右四个视图,显然俯视图是多余的;图9-7b只用主、右两视图,显然右视图较杂,且不利于尺寸标注;该泵体最佳表达
方案是图9-7a的主、左、右三个视图。9.3零件图的尺寸标注零件图是指导零件制造和检验的重要技术性文件,零件图上的尺寸是
零件加工、检验的重要依据,标注尺寸时,应做到标注正确、完整、清晰、工艺合理。尺寸标注得合理,是指按所注尺寸加工零件,能保证达到设
计要求,同时又便于加工和测量。9.3.1尺寸基准尺寸基准是指图样中标注尺寸的起点。标注零件图的尺寸要做到合理,首先要正确地
选择尺寸基准。零件有长、宽、高三个度量方向,每个方向都应有尺寸基准,尺寸基准根据其作用分为两类:1.设计基准根据零件的结构特点
和设计要求而选定的基准,称为设计基准,如轴、盘类零件的轴线等。如图9-8所示泵体的底面用于确定齿轮孔高度,因此它是高度方向的设计
基准;泵体的对称中心面用于保证安装孔、螺钉孔之间的长向距离及其对于轴孔的对称关系,所以对称中心面为长方向的设计基准。2.工艺基
准 为便于对零件加工和测量所选定的基准,称为工艺基准。如图9-9所示的小轴,在车床上加工时,车刀每一次车削的最终位置,都是以右
端面为基准定位的。因此右端面即为轴向尺寸的工艺基准。在图9-8中,工艺基准与设计基准重合。基准确定之后,主要尺寸即应从设计基准
出发标注,一般尺寸则应从工艺基准出发标注。当零件结构形状比较复杂时,同一方向的尺寸基准可能有几个,其中决定零件主要尺寸的基准称主
要基准;为加工测量方便而附加的基准称辅助基准。9.3.2零件图上的尺寸标注零件图中的尺寸按其重要性一般可分为重要尺寸、一
般尺寸和不重要尺寸。重要尺寸是指影响零件精度和性能的尺寸,如配合尺寸等。它们有较严格的公差要求,相应的表面粗糙度要求也较高。一般尺
寸是指零件上一般结构的尺寸,通常为非配合尺寸,对误差要求不高,故一般不注出公差要求。不重要尺寸允许有相对较大的误差,在图样上也不必
注出公差要求。因此,合理的尺寸标注应遵循以下原则。1.重要尺寸必须从主要尺寸基准直接注出。加工好的零件尺寸存在着误差,为了使零
件的重要尺寸,不受其它尺寸误差的影响,应在零件图中把重要尺寸直接注出。如图9-10(c)中的a尺寸就是重要尺寸,应从长度方向的尺寸
基准——对称中心面直接标注。图9-10重要尺寸应直接注出.如图9-10(c)中的a尺寸就是重要尺寸,应从长度方向的尺寸基准—
—对称中心面直接标注。2.不能注成封闭尺寸链。如图9-11(a)所示,尺寸是同一方向串联并头尾相接组成封闭的图形,称为封闭尺
寸链。若A尺寸比较重要,则A尺寸将受到尺寸B、C的影响难于保证,所以不能注成封闭尺寸链。解决办法可将不重要的尺寸B去掉,这样注法,
尺寸A也就不受尺寸C的影响,A、C尺寸的误差都可积累到不注尺寸的部位上,所图9-11(b)所示。3.一般尺寸的标注应考虑加工工艺
要求。(1)按加工顺序标注尺寸为了便于工人看图和加工测量,减少差错,应按加工顺序标注尺寸。所图9-12所示的减速器输出轴按车削
加工顺序标注尺寸。(2)按加工方法标注尺寸标注尺寸时,用不同方法加工的有关尺寸,内部尺寸和外部尺寸应分类集中标注。如图9-13
、9-14所示。9.3.3 零件上常见结构的尺寸注法(表9-1)常见零件结构的尺寸注法如表9-1所示。9.4 零件图的技术
要求技术要求用来说明零件在制造时应达到有关质量要求。技术要求的主要内容包括:表面粗糙度、极限与配合、形状和位置公差、热处理和表面
处理等内容。这些项目凡是有规定代号的,可用代号直接标注在图上,无规定代号的则可用文字说明,书写在标题栏上方。9.4.1表面粗
糙度表面粗糙度的概念零件在加工过程中,一般受刀具与零件间的运动和摩擦、机床的振动以及刀具形状、切屑分裂时的塑性变形等因素影响,
看似很光滑的表面,在放大镜或显微镜下观察,总会发现到高低不平的状况,出现高起部分(峰)、低凹部分(谷),如图9-17所示。零件加工
表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特征称为表面粗糙度。见图9-17表面粗糙度是评定零件表面质量的一项技术指标,
它对零件的配合性质、疲劳强度、接触刚度、耐磨性、耐腐蚀性、密封性等有较大的影响。因此,为了保证产品质量、提高产品的使用寿命和降低成
本,在设计零件时必须对其表面提出合理的表面粗糙度要求。国家标准GB/T3505—2009中规定了表面粗糙度的评定参数,分别为轮廓
算术平均偏差Ra和轮廓最大高度Rz,其中Ra能较充分地反映零件表面微观形状高度方向的特性且测量方便、应用广泛。Ra的数值愈小,零件
表面愈平整光滑;Ra数值愈大,零件表面愈粗糙。轮廓算术平均偏差Ra的数值,国家标准做了规定,见表9-2。
表9-2Ra数值系列表面粗糙度数值的选用见表9-3。
表9-3表面粗糙度的常用数值和应用示例2.表面粗糙度代号及其标注表面粗糙度符号及其含义见表9
-4。符号画法和符号尺寸见图9-18。表面粗糙度参数值的标注示例及其意义见表9-5表面粗糙度在图样上的标注(表9-6)。9
.4.2公差与配合1.互换性与公差的概念互换性是指在同一规格的一批零、部件中,任取其一,不经任何选择或修配就能装配到机器(或部
件)上,并达到规定的使用要求。机器现代化大生产中,机器的零、部件应当具有互换性,以便广泛地组织协作,进行高效率的专业化生产,从而降
低产品的生产成本,提高产品质量,方便使用与维修,取得最佳的经济效益。零件在加工过程中,由于刀具、机床精度等多种因素的影响,不可能
也没有必要把零件的尺寸制造得绝对准确。实际上,只要将零件尺寸和几何参数限定在一定的范围内,就能保证零件的互换性。允许零件尺寸和几何
参数的变动量就是公差。2.尺寸公差的相关术语和概念(1)基本尺寸(D、d)基本尺寸就是根据零件结构和强度要求,设计给出的尺
寸。根据基本尺寸应用上下偏差可以计算出极限尺寸。(2)实际尺寸(Da、da)实际尺寸就是经过测量所得的尺寸,是用测量尺寸来近
似表达的零件的真实尺寸。(3)极限尺寸极限尺寸就是允许零件尺寸变化的两个极限值,分别为最大极限尺寸(Dmax、dmax)和最小
极限尺寸(Dmin、dmin)。(5)偏差零件实际尺寸减去其基本尺寸所得的代数差,称为偏差。最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数
差为上偏差;最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差为下偏差。上偏差和下偏差统称极限偏差。孔的上、下偏差代号用大写字母ES、EI表示;
轴的上、下偏差代号用小写字母es、ei表示。(6)尺寸公差(简称公差)尺寸公差是指尺寸的允许变动量,即最大极限尺寸减最小极限
尺寸之差,或上偏差减下偏差之差。公差仅表示尺寸允许变动的范围,是无正、负之分的绝对值,且不为零。孔和轴的公差分别用Th、Ts表示。
(7)零线在公差带图中,确定偏差位置的一条基准直线,称为零偏差线,简称零线。通常以零线表示基本尺寸,如图9-16(b)所示。
零线沿水平方向绘制,零线之上的偏差为正,零线之下的偏差为负。在零线左端标上“0”和“+”、“-”号。3.公差的确定(1)标
准公差与公差等级标准公差是指用以确定公差带大小的任一公差,用符号“IT”表示。公差等级是指同一公差等级对所有基本尺寸的一组公差被
认为具有同等精确程度。公差等级分为20个等级,即ITO1,ITO,IT1,…,IT18。IT表示标准公差,后面的数字表示公差等级
,ITO1级的精度最高,等级依次降低,IT18级的精度最低。注意,对一定的基本尺寸而言,公差等级越高,公差数值越小,尺寸精度越高。
标准公差数值可查附表。(2)基本偏差基本偏差是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。当公差带位于
零线上方时,其基本偏差为下偏差;当公差带位于零线下方时,其基本偏差为上偏差,如图9-20所示。从图中可见,孔A—H基本偏差为下偏
差(正值),轴a—h的基本偏差为上偏差(负值),它们的绝对值依次减小,其中h和H的基本偏差为零。孔JS和轴js的公差带相对于零线
对称分布,故基本偏差可以是上偏差或下偏差,其数值为标准公差的一半(即±IT/2)。孔J—ZC基本偏差为上偏差(负值,J例外),轴
j—zc基本偏差为下偏差(正值,j例外),其绝对值依次增大。图中基本偏差只表示公差带的位置,而不表示公差带的大小,故公差带一端画
成开口。国标对不同的基本尺寸和基本偏差规定了轴和孔的基本偏差数值,见附表所示。(5)公差的查表、计算及画公差带图例如:标注ф5
0H7,H7是表示公差带大小和位置的代号,其偏差的具体数值还需查表计算,如查附表中孔的极限偏差表可知ф50H7的上偏差值为+0.0
25,下偏差值为0,孔的尺寸可写为ф500+0.025,孔公差带图如图9-21所示。4.配合和配合种类基本尺寸相同的互相配
合的孔、轴公差带之间的关系称为配合。由于基本尺寸相同的孔和轴的实际尺寸不同,装配后会产生“间隙”或“过盈”,据此,孔、轴间的配合分
为三类,如图9-22所示。表示配合关系的代号由孔的公差代号和轴的公差带代号组成,用分数形式表示,分子为孔公差带代号,分母为轴公差
带代号,例如配合代号或H8/f7。5.基准制基本尺寸相同的孔、轴公差带组合起来,就可组成各种不同的配合。为简化起
见,可固定其一而变更另一个,即可满足不同的使用要求。为此,国家标准对孔、轴配合规定了以下两种基准制。(1)基孔制基本偏差固定
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,称为基孔制,如图9-23所示。基孔制中的孔称为基准孔,H为基准孔的
基本偏差代号,基本偏差为下偏差,且为零,上偏差为正值。(2)基轴制基本偏差固定的轴的公差带,与不同基本偏差的孔的公差带形成各种
配合的一种制度,称为基轴制,如图9-24所示。基轴制中的轴称为基准轴,h为基准轴的基本偏差代号,基本偏差为上偏差,且为零,下偏差为
负值。基孔制和基轴制是两种并列的配合制度,按照孔、轴公差带相互位置的不同,两种基准制都可形成间隙、过渡和过盈三种不同的配合类别。
6.公差与配合的选用(1)基准制的选择一般情况,应优先选用基孔制,是因为孔比轴难加工。与标准件配合时,基准制依据
标准件而定,例如,滚动轴承的内圈与轴的配合应选用基孔制,而外圈与座孔的配合则应选用基轴制。(2)公差等级的选择公差等级的选用原
则是在满足零件使用要求的前提下,尽可能选用较低的公差等级,以减少零件的制造成本。注意:由于孔比轴难加工,应选择孔的公差等级比轴低一
级,如7级轴配8级孔。此外,孔和轴也可采用相同公差等级。公差等级的选择常用类比法确定。(3)配合的选择设计中应根据使用要求,尽
可能选用优先配合和常用配合。优先、常用配合如表9-4和表9-5所列。表9-8基本尺寸≤500mm基轴制优先选用和常用配合
(图略)7.公差与配合在图样上的标注(1)公差在零件图上的标注零件图上公差的标注有以下三种形式。①在基本尺寸后直接注
出上、下偏差,是零件图公差标注的基本形式,如图9-25(c)所示。②在基本尺寸后同时注出公差带代号和上、下偏差,这时上、下
偏差必须加上括号,如图9-25(d)所示。③在基本尺寸后直接注出公差带代号,如图9-25(b)所示。注意:在标注时,
基本偏差代号与公差等级数字等高,如H8、f6;用上、下偏差数值标注尺寸公差时,上偏差写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,偏差数字比基本尺寸数字小一号。上、下偏差值前必须标出正、负号,小数点必须对齐,小数点后的数位也必须相同。当上或下偏差为“
零”时,可用数字“0”标出,并要与另一个偏差的个位数字对齐,例如标注ф450+0.015。当上、下偏差数值相同,偏差数值只需注写一
次,并应在基本尺寸和偏差之间注出“±”符号,且两者数字高度相同,例如标注ф80±0.017。(2)配合在装配图上的标注将配
合代号标注在基本尺寸右边即可,如图9-26(a)所示。注意:当滚动轴承与轴和壳体孔配合时,只标注轴和壳体孔的公差带代号,滚动轴承的
公差带代号不注,如图9-26所示,图9-26(b)和(c)分别是拆下来的壳体孔和轴的尺寸。9.4.2形状和位置公差形状和
位置公差(简称形位公差)是机械零件设计图样上的一项重要的技术要求。1.基本概念零件经加工后,不仅会产生尺寸误差,而且还会存在几
何形状和相对位置的误差,如图9-27所示,其中,形状误差是指加工后实际表面形状对理想表面形状的误差,位置误差是指零件的各表面之间、
轴线之间或表面与轴线之间的实际相对位置对理想相对位置的误差,这两种误差也会影响零件的使用性能。因此,为满足使用的要求,必须正确合理
地规定零件几何要素的形状和位置的公差以限制实际要素的形状和位置误差。形位公差即形位误差所允许的变动全量。2.形位公差的特征项目及
其符号,如表9-6所示。表9-9形位公差分类、特征项目及符号3.形位公差代号和基准代号在图样上,形位公差一般应采用由公
差框格和指引线组成的代号进行标注,当无法采用代号标注时,允许在技术要求中用文字说明。(1)形位公差代号形位公差采用框格形式标注
时,框格用细实线绘制,在图样上根据需要可画成水平或垂直两种,不能斜画。框格的高度是图样中尺寸数字高度的二倍,框格长度根据需要确定。
框格中的参数值和字母,其高度应与图样中尺寸数字的高度相同,如图9-28(a)所示。(2)基准代号基准代号由基准符号(粗短横)、
圆圈和连线(细实线)和字母组成。注意:基准符号用粗短横线表示,宽度为粗实线的2倍,长度一般为5~10mm,基准代号其画法如图9
-28(b)表示。表示基准的字母应用大写拉丁字母如A、B、C等,无论基准方向如何,圆圈内字母都应水平书写。圆圈用细实线绘制,圆圈直
径为图样上尺寸数字高度的2倍。4.形位公差的标注用带箭头的指引线将被测要素与公差框格相连,指引线箭头应指向公差带的宽度或直径
方向。指引线用细实线绘制,可从框格左端或右端的中间位置垂直引出,不能与框格倾斜,引向被测要素时可以弯折一次。指引线箭头引向被测要
素时,应指在可见轮廓线或其引出线上,且应明显地与尺寸线错开,如图9-29(a)所示。但当被测要素为轴线或对称平面时,指引线的箭头应
与尺寸线对齐,如图9-29(b)所示。形位公差标注示例如图9-30所示:框格中的“○”是圆度的符号,表示在垂直于轴线的任一截面
上,ф100圆必须位于半径差为公差值0.004的两同心圆之间。框格,中的“//”是平行度的符号,表示零件右端面必须位于距离为公差
值0.01,且平行于基准平面A的两平行平面之间。框格中的“⊥”是垂直度的符号,表示零件上孔的轴线与基准平面B的垂直度误差必须位于
直径为公差值0.03的圆柱面范围内。框格中的“◎”是同轴度的符号,表示零件上两孔轴线的同轴度误差,ф30H7孔的轴线必须位于直径
为公差值0.02,且与ф20H7基准孔轴线A同轴的圆柱面范围内。9.5 零件上常见的工艺结构零件上一些为满足工艺需要而设计的结
构形状,称之为零件的工艺结构。零件的结构除应满足设计要求外,还应考虑加工、制造的方便和可能,使所绘制的零件图,在满足零件工作性能要
求的同时,具有良好的结构工艺性。下面介绍一些零件上常见的工艺结构。9.51铸造工艺结构铸造圆角零件铸造时,为了防止砂型在尖
角落砂和浇注时溶液冲坏砂型,以及避免铸件冷却时在尖角处产生裂纹和缩孔,在铸件表面转角处做成圆角,称为铸造圆角。一般铸造圆角半径取R
3-5R5mm或壁厚的0.2~0.4倍。如图9-31(a)所示。2.拔模斜度铸造生产中,为便于从砂型中顺利取出木模,常沿模
型的拔模方向做成3°~6°的斜度,这个斜度称拔模斜度。拔模斜度在图样上可以不必画出,不加标注,由木模直接做出,如图9-31(b)所
示。为了避免在轴肩、孔肩等转折处由于应为集中而产生裂纹,常在这些转折处加工成圆角过渡,称为倒圆,如图9-35所示。4.钻孔结构
钻孔时,为保证钻孔质量,钻头的轴线应与被加工表面垂直。否则,会使钻头折弯,甚至折断。当被加工面倾斜时,可设置凹坑或凸台;钻头钻透
时的结构,要考虑到不使钻头单边受力,如图9-38所示。9.6典型零件的图例分析零件在机器或部位中的作用不同,其结构形状也多
种多样,若根据它们在机器中作用、加工方法和结构形状特征,大致可分为轴套类、盘盖类、叉架类、箱体类等四种典型类型。通过分析这四类零
件的结构特点、视图选择、尺寸标注、技术要求等的共性和个性,并进行归纳、比较、找出规律为学习绘制和识读零件图提供参考。9.6.1
轴套类零件这类零件包括各种用途的轴、杆和套筒等。轴类零件在机器中主要用来支承传动件(如齿轮、带轮等),实现旋转运动并传递动力。
套主要是用来支承、定位、导向和保护传动零件的。2.视图选择这类零件主要加工工序在车床、磨床上进行,一般按加工位置原则将轴线水平
放置,并尽可能将直径小一端放在右边,便于加工时,图与物对照读图。(1)这为零件一般只需一个基本视图——主视图。9.6.
2盘盖类零件盘盖类零件包括法兰盘、端盖、各种轮子(手轮、齿轮、链轮、带轮)等。轮类零件一般用键、销与轴连接,用以传递扭矩。盖
类零件一般用于支承、定位和密封等。结构特点盘盖类零件的基础形状是扁平的盘状,一般由同轴不同直径的回转体或方形板状组成,其厚度方
向尺寸往往比其他方向尺寸小得多。常见结构有凸台、凹坑、均布安装孔、螺孔、销孔、轮辐等结构。2.视图选择(1)盘盖类零件一般采用
主左(或右)两个视图表示。主视图按加工位置或工作位置放置,以反映盘盖厚度方向一面作为画主视图的投射方向。(2)主视图通常采用全剖
的方法表达内部结构形状;用左(或右)视图表示外形轮廓、孔槽结构及分布情况。(3)对于基本视图未能表达清楚的其他结构形状,也可采用
断面图、局部放大图或局部视图等来表达。3.尺寸标注选择零件右端盖的左端面作为长度方向尺寸基准;以左视图中水平中心线和垂直中心
线分别为高度、宽度方向尺寸基准。从长、宽、高三个方向的尺寸基准出发即可依次注出对应尺寸。9.6.3叉架类零件叉架类零件包括拨
叉、连杆、摇臂、杠杆等。一般由支承部分、工作部分和连接部分组成,主要起支承、连接和拨动零件的作用。1.结构特点叉架类零件结构
形状复杂且不规则,连接部分多是不同断面形状的肋板、连接板;支承部分和工作部分多有槽、螺孔和沉孔等,具有铸(锻)造圆角凸台、凹坑等常
见结构。2.视图选择(1)因其结构形状较复杂,加工工序多,难分主次,一般以自然平稳位置和工作位置放置,并选取反映结构形状特征方
向作为画主视图投射方向。(2)常用两个或两个以上的基本视图,根据具体结构辅以局部视图、断面图、局部剖视图等。(3)如图9-42
所示摇臂采用主、右视图;主视图全部,右视图局部剖视,A斜视图及断面图。2.尺寸标注以对称中心面B为长方向尺寸主要基准;C为宽
方向尺寸主要基准;ф9的轴线D为高方向尺寸主要基准。图中其他尺寸可按形状分析法及从各自工艺基准出发来标准。9.6.4
箱体类零件各种阀体、泵体、减速器箱体等属于箱体类零件。箱体是机器或部件的外壳或座体,它是机器或部件的骨架零件,起着支承、定位、密
封和包容内部机构的作用。这类零件多为铸件,经过必要机械加工而成。1.结构特点箱体类零件一般内外结构形状较为复杂,零件总体特点
是由薄壁围成不同形状的较大空腔,与其相连供安装用的底板组成壳体;在箱壁上有凸台、凹坑、肋板、安装孔、螺孔、及供安装轴承用的圆孔或半
圆孔等结构。2.视图选择(1)箱体类零件通常采用三个或三个以上的基本视图,并根据箱体结构特点选择合适剖视等画法,表示其外部和
内腔形状。(2)主视图主要考虑工作位置原则和形状特征原则。(3)对较小结构,常采用局部剖视和断面图。如左视图采用半剖加局部剖;
主视图采用全部及重合断面图。3.尺寸标准(1)箱体类零件常以主要孔的轴线、对称面、较大加工或结合面及底面作长、宽、高三个方向
的主要尺寸基准。(2)箱体类零件尺寸较多,必须运用形体分析法标注尺寸,注全各部分定形尺寸和定位尺寸。(3)如图9-43所示,长
度方向是以左右对称面作为尺寸基准;宽度方向是以前后对称面作为尺寸基准;高度方向是以底面作为尺寸基准。主要尺寸从此三个主要基准注出;
其余的尺寸从工艺基准出发标注。9.7零件图的绘制与阅读9.7.1零件图的绘制零件图是用来指导零件生产的重要技术文件,因
此零件图上的任何错误都会导致严重的后果。为此,在画零件图时,必须认真负责、耐心细致、一丝不苟,要画出内容正确完整、表达简洁合理、图
面清晰美观的图样。具体画图步骤如下。(1)分析零件(参见9.4.1)(2)确定视图表达方案和表达方法。(3)根据视图表达方案
和零件的大小、复杂程度,确定画图比例和图纸幅面,并画出图框和标题栏。(4)合理布置视图,画出各视图的基准线、对称线、中心线和轴线
等。此时,应注意视图之间要留有足够的空隙,以便标注尺寸。此外,图面上还应留有注写技术要求等内容的空间。(5)画视图底稿,先画主体
轮廓,后画局部和细小结构。注意画图时,以主视图为主,但要兼顾其他视图,要保证各视图之间的投影关系。(6)选择尺寸基准,标注尺寸及
公差,标注表面粗糙度,标注形位公差等。(7)检查、修改,确定正确无误后,加深图线、画剖面线、填写其他技术要求和标题栏。分析零件
(参见9.4.1)(8)确定视图表达方案和表达方法。(9)根据视图表达方案和零件的大小、复杂程度,确定画图比例和图纸幅面,并画
出图框和标题栏。(10)合理布置视图,画出各视图的基准线、对称线、中心线和轴线等。此时,应注意视图之间要留有足够的空隙,以便标注
尺寸。此外,图面上还应留有注写技术要求等内容的空间。(11)画视图底稿,先画主体轮廓,后画局部和细小结构。注意画图时,以主视图为
主,但要兼顾其他视图,要保证各视图之间的投影关系。(12)选择尺寸基准,标注尺寸及公差,标注表面粗糙度,标注形位公差等。(13
)检查、修改,确定正确无误后,加深图线、画剖面线、填写其他技术要求和标题栏。9.7.2零件图的阅读在生产实践中经常需要阅读零
件图。设计时,需要参照原有的或同类机械中零件的图样,通过分析、研究、改进,设计出更为先进和合理的零件。制造时,需要按照图样为零件拟
订合理的加工制造工艺方案,以保证产品质量,降低加工成本。因此,读零件图是工程技术人员必须具备的一种技术能力。下面以图9-44蜗杆蜗
轮减速器箱体零件图为例,简要介绍读零件图的一般方法和步骤。1.概括了解和简要功能分析从标题栏和相关资料来了解零件的名称、材料
和比例等内容,并大致了解零件的作用。由图9-44标题栏可知,零件为箱体,材料是牌号为HT150的铸铁,图样比例为1:2。箱体是减速
器的主要零件,主要用来容纳和支承蜗杆轴、蜗轮轴和蜗轮。2.视图分析,看懂零件的结构形状根据零件主视图,配合其他视图,了解各视
图之间的相互关系,然后运用形体分析法和线面分析法,逐一看懂零件各部分的结构形状以及它们之间的相对位置。一般先看主要部分,后看次要部
分;先主体后局部,先外形后内形,然后综合起来想像出零件的整体结构形状。具体步骤如下。(1)分析视图先找出主视图和基本视图、局部视
图等,然后了解各视图间的相互关系及其所表达的内容,对剖视图应找出剖切位置和投影方向。由图9-44可知,此零件图采用了四个基本视图
和两个局部视图,根据视图的配置关系可知,A-A全剖视图为主视图,表达了箱体沿水平轴线(蜗杆轴线)剖切后的内部结构,在俯视图上可找到
剖切平面A-A的剖切位置。左视图为B-B全剖视图,表达了箱体沿铅垂直轴线(蜗轮轴线)剖切后的内部结构,在主视图上可找到剖切平面B-
B的剖切位置。俯视图为表达外形的视图。上述三个视图按基本视图投影关系配置。C-C剖视图,在主视图上可找到剖切平面C-C的剖切位置
,它用来表达底板和肋板的结构形状。D向、E向局部视图表达箱体两侧凸缘、凸台的形状,从标注方法上可找出它们的投影关系。(2)分析结
构形状,运用形体分析法将反映零件特征的视图分解为几个部分,找出每一部分在各视图上的图形,把这些图形联系起来,进行想象分析,弄懂各部
分的结构形状,然后按它们的相对位置,综合相象出零件的整体结构形状。在图9-44中,可把左视图的B-B剖视图,分解为四个部
分,按投影关系找出其他视图上的各个部分的相应投影。可以看出:1是箱体上部的长方形腔体,用来容纳啮合的蜗轮蜗杆;2是铅垂方向带阶梯孔
的空心圆柱,是箱体的蜗轮轴的轴孔;3是长方形底板,为安装箱体之用;4是丁字形肋板,用来加强上述三部分的相互连接;箱体两侧凸缘、凸台
的形状反映在D向、E向视图上;联系主视图,可看清箱体的蜗杆轴的轴孔,还有螺孔,通孔等结构,保证箱体与其他零件的连接之用。3.尺寸
分析尺寸分析应先确定长、宽、高三个方向上的尺寸基准,然后运用形体分析的方法,仔细找出每部分结构的定位尺寸,分清哪些是重要尺寸,从
而进一步看清零件的结构特点。一般情况下,视图分析和尺寸分析都是结合进行的。在图9-44中,经过分析可以得出以下观点。(1)尺寸基
准。箱体蜗杆轴轴孔的水平轴线和底面是高度方向的尺寸基准,其中底面是主要基准;过箱体蜗轮轴轴孔铅垂轴线的长方腔体的左右对称平面、凸缘
和凸台端面是长方向的尺寸基准,其中过铅垂轴线的长方腔体的对称平面是主要基准;宽度方向的主要基准是蜗轮轴轴孔和铅垂轴线。(2)重要
尺寸。箱体轴承孔直径及有关轴向尺寸(如尺寸φ47J7和尺寸60±0.3等),轴承孔中心距(如尺寸41±0.035)和轴线与安装面的
距离或中心高(如尺寸20±0.2和尺寸60±0.3)均属箱体的重要尺寸。另外,箱体的各部分尺寸,尽可能配置在反映该部分形状特征的
视图上,如同一轴线上的一系列直径尺寸(如尺寸φ66,φ52J7,φ40J7,φ62)配置在主视图上。箱壁厚度6注在俯视图上,肋板厚
度10注在C-C剖视图上等。尺寸这样配置,有助于分析箱体的结构形状。4.技术要求分析技术要求包含了尺寸公差、形位公差、表面粗糙
度以及热处理等内容。图9-44零件图中标有公差要求的配合尺寸:孔φ47J7、轴向尺寸60±0.3等。标有形位公差要求的有:孔φ52
J7、φ40J7的轴线与基准平面C(底面)的平行度等。轴承孔内圆表面,加工后光滑程度要求较高,具有较小的表面粗糙度为3.2,而孔
的端面表面粗糙度可略大,为6.3。箱体的大多数表面为非加工表面,因而在图样右上角标注“其余”,说明箱体的其余表面粗糙度是用不去除材
料的方法获得。箱体零件图上技术要求中,还注明了未标注的圆角尺寸和箱体铸件需要经人工时效处理等。通过上述对箱体零件图的分析,说明了
读零件图的一般方法和步骤,而在实际读图过程中,各个步骤是相互结合进行的。零件图的阅读过程是一个逐步深入理解的过程,只有通过不断的
实践,才能熟练地掌握。[本章实训识读零件图]实训题目识读图9-45所示“轴”零件图,了解该零件的基本形体,指出轴向、
径向二个方向的主要尺寸基准,同时回答以下问题。⑴该零件采用的比例为;材料为。⑵轴上键槽的长度为
,宽度为,深度为,其定位尺寸为。⑶键槽工作面-两个侧面的表面
粗糙度为,键槽底面的表面粗糙度为。⑷Φ32表示基本尺寸为,上偏差为
,下偏差为,最大极限尺寸为,最小极限尺寸为,公差为
。实训目的掌握零件图标注尺寸的要求,并了解合理标注尺寸时应当考虑的问题;熟练掌握阅读零件图的方法及步骤
,能阅读常见的零件图,能在图样上识别表面粗糙度、尺寸公差与配合的代号与符号。实训过程1、分析该零件的基本形体为同轴回转件,属
于轴类零件,该零件的结构形状共用了五个图形表达。其中主视图采用了局部剖视图;为了表达轴上键槽、孔的结构形状,另外采用了两个移出剖面
图、一个局部视图和一个局部放大图。2、回答前面提出的问题[思考题]1.什么叫零件图,它在生产中有何作用?一张零件图应包括哪些
内容?2.选择主视图通常考虑哪三个原则?3.什么叫尺寸基准?安度晚年哪些类型?4.零件的哪些面、线,常作为尺寸基准?5.零
件图的尺寸标注应符合什么要求?6.根据表面粗糙度的标注原则,试总结出种方向表面粗糙度代号标注的规律。7.什么叫公差?什么叫配合
?在零件图上臬标注公差与配合?8.什么叫形状和位置公差?形位公差有哪些项目?9.试述阅读零件图的方法步骤。图9-32铸件
壁厚5.零件表面圆角过渡在铸造和铸造零件上,表面相交处一般都有小圆角光滑过渡,因而两表面之间的交线便消失了。为了看图时能分清不
同表面的界线,在投影中仍应画出这种交线,即过渡线。过渡线的画法与相贯线的画法相同,但为了区别于相贯线,在过渡线的两端与小圆角弧线
之间应留有间隙,如图9-33所示。图9-33过渡线画法9.5.2机械加工工艺结构1.倒角和倒圆为了去除零
件加工表面转角处的毛刺、锐边和便于零件装配、在轴线或孔的端部一般加工成45°倒角,如图9-34所示。图9-34倒角结构图9
-35圆角结构2.退刀槽和砂轮越程槽在车削加工螺纹或磨削加工时,为了便于退出刀具或使砂轮能稍微超过磨削部位,常在被加工部位
的终端,加工出螺纹退刀槽或砂轮越程槽,如图9-36所示。其结构形式和尺寸,根据轴、孔直径大小,从相应标准附表查出。图9-35
退刀槽和越程槽图9-36退刀槽和越程槽的尺寸标注3.凸台和凹坑两零件的接触面一般都要进行加工,为减少加工面积,并保证接触
面的接触良好,常在零件的接触部位设置凸台板或凹坑,如图9-37所示。图9-37凸台和凹坑图9-38钻孔结构9.52
装配工艺结构为了便于零件的装配和拆卸,必须保证有必要的安装、拆卸紧固件的空间位置或设置必要的工艺孔。如扳手旋转空间,轴承拆卸空间
等,如图9-39所示。图9-39搬手空间位置1.结构特点轴套类零件大多数由多段同轴圆柱体组成,它们的轴向尺寸一般比径向
尺寸大,且有倒角、圆角、键槽、退刀槽和中心孔等结构。图9-40输出轴零件图(2)零件上其他结构形状,如在轴上孔、槽等结构
,可采用局部视图、局部剖视、断面图表示。(3)倒角、倒圆、退刀槽、砂轮越程槽等结构常采用局部放大图和筒化表示法。3.尺寸标注
(1)轴套类零件有径向和轴向两个方向的尺寸,径向尺寸的主要基准为轴线,轴向尺寸主要基准一般选取重要定位面。轴肩端面E是齿轮装配时
定位面,因此E面为该轴的轴向尺寸的主要基准。由基准出发,正确、完整、清晰、合理地标注各轴段的径向尺寸和轴向尺寸。图9-41端
盖零件图图9-42摇臂零件图图9-43传动器箱体零件图图9-44蜗杆蜗轮减速箱体零件图在上述三个符号的
长边上均可加一横线,用于标注有关参数和说明基本符号加一小圆,表示零件表面是用不去除材料的方法获得。如铸、锻、冲压变形、热轧、冷轧
、粉末冶金等,或者是用于保持原供应状况的表面(包括保持上道工序的状况)基本符号加一短画,表示零件表面是用去除材料的方法获得。如车
、铣、钻、磨、剪切、抛光、腐蚀、电火花加工、气割等基本符号,表示零件表面可用任何方法获得。当不加注粗糙度参数值或有关说明时,仅适
用于简化代号标注意义及说明符号表9-4表面粗糙度符号图9-18表面粗糙度符号的画法表9-5表面粗糙度参数值的
标注示例及其意义用不去除材料的方法获得的表面,Ra的最大允许值为25μm用去除材料的方法获得的表面,Ra的最大允许值为3.2
μm用任何方法获得的表面,Ra的最大允许值为3.2μm意义符号表9-6表面粗糙度在图样上的标注当所有表面具有相同
粗糙度要求时,其代(符)号在图样右上角统一标注符号、代号一般注在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或其延长线上。每个表面只能标注一次。
对其中使用最多的一种代(符)号,可统一注在图样右上角,并加注“其余”两字符号的尖端必须从材料外指向零件表面。代号中数字及符号的方
向须与尺寸数字注写方向一致。当轮廓线处于上图中所示30°内,可以应用指引线引出标注说明标注图例同一表面有不同粗糙度要求时,须
用细实线作为分界线,并注出相应的表面粗糙度代(符)号和尺寸连续间断的同一表面,可用细实线连接起来,也只标注一次。当空位不够时,可
以引出标注为简化标注或标注位置受限制时,可以标注简化代号,但要在标题栏附近说明这些简化代号的意义说明标注图例图9-19
公差与配合示意图和孔轴公差带图(8)公差带在公差带图中,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条直线所限定的一个
区域就是公差带。它是由公差带大小和其相对零线的位置来确定的。(9)尺寸公差带图由于公差或偏差的数值与基本尺寸数值相差甚大,不便
用同一比例表示,同时为便于分析故将其简化,不画孔、轴的结构,仅画出放大的孔、轴公差带来分析问题。这种表示基本尺寸和尺寸公差大小、位
置的图形,称为公差带图。图9-16(b)所示为孔轴公差带图,为区别轴、孔的公差带,孔公差带区域打斜线表示,轴公差带区域打点表示。公
差带方框的左右长度可根据需要任意确定。公差带包括“公差带大小”和“公差带位置”两个参数。公差带大小由标准公差确定,公差带位置由基
本偏差确定。(3)基本偏差系列根据实际需要,国家标准规定了基本偏差系列,孔和轴各有28种基本偏差代号,用拉丁字母表示,如图9
-20所示,大写字母表示孔的基本偏差代号,小写字母表示轴的基本偏差代号。图9-20基本偏差系列(4)公差带代号公差带代
号由基本偏差代号和标准公差等级代号组成。如:H8—基本偏差代号为H,公差等级为8级的孔公差带代号;f7—基本偏差代号为f,公差
等级为7级的轴公差带代号图9-21ф50H7孔公差带图图9-22配合的种类图9-23基孔制配合图9-24
基轴制配合注:①、在基本尺寸小于或等于3mm及在小于或等于100mm时,为过渡配合;②标注黑三角的配合为优先配合。
配合选用的常用方法也是类比法,即在对现有的机械设备上行之有效的一些配合有充分了解的基础上,对技术要求和工作条件与之类似的配合件,用
参照类比的方法确定配合。当零件之间具有相对转动、移动或无相对运动但需经常拆卸时,必须选择间隙配合;当零件之间无键、销等定位连接件
,只依靠结合面之间的过盈来实现传动时,必须选择过盈配合;当零件之间无相对运动,同轴度要求较高,且不依靠配合传递动力时,常选择过渡配
合。图9-25公差与配合在图样上的标注图9-26滚动轴承与孔和轴配合的标注图9-27形位误差图9-28形位
公差代号和基准代号在标注基准代号时,基准符号应靠近该要素的轮廓线或其引出线,并应明显地与尺寸线错开,如图9-29(c)所示。但当
基准要素为轴线、对称平面时,基准代号的连线应与尺寸线对齐,如图9-29(d)所示。图9-29形位公差的标注图9-30形
位公差标注示例图9-31铸造圆角、拔摸斜度铸件壁厚铸件壁厚设计的是否合理,对铸件质量有很大的影响。铸件的壁比较厚,冷却的
慢,易产生缩孔;壁厚变化不均匀,在突变处易产生裂纹,如图9-32所示。同一铸件壁厚相差一般不得超过2~2.5倍。在图9-32中,其
中a、c结构合理,b、d结构不合理。案例导入机器零件在加工和检验时用的图样称为零件图。零件是组成机器的基本单元,每个专
用的零件都要有零件图。零件图是加工、检验及维修零件的依据,是指导生产的重要技术文件。在生产过程中,根据零件图和图样的技术要求进行准备、加工制造及检验。因此,在画零件图时必须使图样正确无误、清晰易懂。图9-1传动器图9-2传动器轴零件图(1)一组图形。用必要的视图、剖视图、断面图、局部放大图及其他规定画法,正确、完整、清晰、合理地表达零件的结构和形状。图9-2用一个基本视图(含局部剖视图的主视图)、一个断面图和两个局部视图清楚表达了零件的结构形状。(2)完整的尺寸。正确、完整、清晰、合理地标注零件制造、检验时所需要的全部尺寸。(3)技术要求。用规定的符号、代号、数字或文字说明零件在制造、检验、装配、调整过程中应达到的各项技术。如表面粗糙度、尺寸公差、形位公差、热处理和表面处理等要求。(4)标题栏。在图样的右下角,按规定的格式印制或画图(参考图9-2)。根据标题栏的格式要求填写相关内容,如零件名称、材料、数量、重量、比例、图号以及单位名称设计、制图、审核者的签名和时间等内容。9.2.1主视图的选择主视图是零件视图中最重要的视图,是视图表达方案的核心。零件主视图选择是否恰当,将直接关系到能否把零件内外结构和形状表达清楚,同时也关系到其它视图的数量及位置,从而影响读图和绘图是否方便。选择主视图的原则是:将反映零件信息量最多的那个视图作为主视图。一般应从主视图的投射方向和零件的工作位置、加工位置来考虑。图9-3轴承盖图9-4轴类零件的加工位置图9-5轴承座主视图的选择图9-6吊钩的工作位置图9-7泵体视图方案的选择图9-8尺寸基准的选择图9-9阶梯轴的工艺基准与设计基准图9-10重要尺寸应直接注出图9-11不注封闭尺寸链图9-12输出轴车削加工顺序和尺寸标注图9-13按不同加工方法标注尺寸图9-14内外尺寸分别集中标注(3)按测量方便和可能标注尺寸如图9-15(b)所示,标注尺寸B不便测量,尺寸A不可能直接测量;图9-15(a)所示尺寸才是合理注法。图9-15(d)尺寸不能测量;图9-15(c)尺寸才是合理。图9-15标注尺寸应考虑测量方便和可能(一)图9-16标尺寸应考虑测量方便和可能(二)ф5为与锥销孔相配的圆锥销小头直径。锥销孔通常是相邻两零件装在一起时配作加工的锥销孔4×ф5表示直径为5,均匀分布的四个光孔。孔深可与孔径连注,也可以分开注出一般孔光孔需要注出孔深时,应明确标注孔深尺寸一般孔3×M6表示公称直径为6,均匀分布的3个螺纹孔。可以旁注,也可以直接注出螺孔说明标注方法零件结构类型图9-17表面粗糙度的放大状况应优先选用第一系列,当第一系列不能满足要求时,可选取第二系列。应优先选用第一系列,当第一系列不能满足要求时,可选取第二系列。
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(本文系在羡智库原创)