项目6 零件图的绘制与识读 （课件）--《机械制图》 同步教学（电子工业出版社）

机械制图 零件图的绘制与识读 项目六 PART 02 零件图的识读 PART 01 零件图的绘制 目录 contents Part 1. 零件图的绘制 (一)零件图的作用 零件图是用于表达零件的结构形状、尺寸大小和技术要求的图样。 在生产中,零件图是指导零件的加工制造、检验的主要依据,是设计和生产部门的重要技术文件之一。 因此,在画零件图时,必须要求图样正确无误、清晰易懂。 (二)零件图的内容 一张零件图只能表达一个零件,应包括制造和检验该零件所需要的全部技术资料。 一、零件图的作用与内容 以柱塞套为例,一张完整的零件图一般应包括以下 4 项内容,柱塞套零件图如图 6.1 所示。 图 6.1 柱塞套零件图 综合运用视图、剖视图和断面图等各种表达方法,正确、完整、清晰、简便地表达出零件的内外结构形状。 用国家标准中规定的符号、数字、字母和文字等标注零件在制造、检验、安装时应达到的各项技术要求,如表面粗糙度、尺寸公差、形位公差及热处理要求等。 根据标题栏的格式要求填写栏目中的内容。 一般应填写出零件名称、数量、材料、图样比例、图号及设计、制图、审核人的姓名和日期等。 应正确、齐全、清晰、合理地标注出零件在制造和检验时所需要的尺寸,用于确定零件的形状大小。 4.标题栏 3.技术要求 2.尺寸 1.一组图形 (一)零件主视图的选择 主视图是表达零件结构形状最重要的视图,画图、看图都是先从主视图开始。 零件主视图的选择是否合理将直接影响其他视图的选择、配置,以及是否方便看图,甚至影响零件的表达方案。 因此,在全面分析零件结构形状的基础上,要选定合理的主视方向,选择好主视图。 一般来说,零件主视图的选择应满足以下 3 个基本原则。 1.加工位置原则 主视图的投射方向,应尽量与零件主要加工位置一致。 轴类零件的加工主要在车床上完成,因此,零件主视图应选择其轴线水平放置,以便看图加工。 对轴套、轮盘类等回转体零件,选择主视图时,一般应遵循这一原则。 二、零件的视图选择 2.工作位置原则 工作位置是零件在机器或部件中工作时的位置。 零件主视图的选择,应尽量与零件在机器中的工作位置一致,这样便于根据装配关系来考虑零件的形状及有关尺寸,便于校对叉架类、箱体类零件。 3.形状特征原则 形状特征原则是指选择最能反映零件结构形状特征的方向作为主视图的方向,以便清楚地表达零件的结构特征。 (二)其他视图及表达方法的选择 当主视图确定后,其他视图的选择应考虑以下 3 点。 (1)根据零件的复杂程度及内、外结构形状,还应全面地考虑其他视图,要使每个视图都有一个表达重点,但视图数目不宜过多,视图不宜过于分散。 (2)优先考虑采用基本视图,当有内部结构时应尽量在基本视图上作剖视图;对尚未表达清楚的局部结构和倾斜部分结构,可增加必要的局部(剖)视图、斜(剖)视图和局部放大图;有关的视图应尽量保持直接投影关系,配置在相关视图附近。 (3)零件图应尽量少画或不画虚线。 零件的形状结构,除应满足设计要求以外,还应满足制造工艺的要求,即应具有合理的工艺要求。 下面介绍零件上常见的工艺结构。 (一)机械加工工艺结构 1.圆角和倒角 为避免在轴肩、孔肩等转折处由于应力集中而产生裂纹,常将这些转折处加工成圆角。 为便于装配、保护零件表面不受损伤和防止锐边划伤手指,常在轴端、孔端、台肩和拐角处加工出倒角。 如图 6.5 所示为倒角和圆角的标注形式(其中符号 C 表示 45°倒角)。 三、零件上常见的工艺结构 2.钻孔结构 零件上的孔多数是用钻头加工而成的,用钻头钻孔时,钻头要垂直于被钻孔的零件表面,以保证钻孔精度,避免钻头折断。 在曲面和斜面上钻孔时,一般应在孔端制成凸台或凹坑,避免钻头因单边受力产生偏移或折断,如图 6.6 所示。 切削不通孔要画出由钻头切削时自然形成的 120°锥角。 当用两个直径不同的钻头钻台阶孔时,钻孔锥角如图 6.7 所示,此类锥角在图上不注尺寸。 3.退刀槽和越程槽 车削螺纹或磨削加工时,为便于刀具或砂轮进入或退出加工面,装配时保证与相邻零件贴紧可预先加工出退刀槽、砂轮越程槽或工艺孔,螺纹退刀槽和砂轮越程槽如图 6.8 所示。倒角、圆角、退刀槽、砂轮越程槽均属于标准结构,其尺寸可查附录表及有关手册。 (二)铸件工艺结构 1.壁厚 铸件各处的壁厚应力求均匀一致,不宜相差过大。 若铸件各处的壁厚相差较大,则壁厚应由大向小缓慢过渡,以防止产生缩孔、裂缝等,如图 6.9 所示。 2.铸造圆角 为便于脱模和避免砂型尖角在浇注时落砂,同时为防止铸件在冷却过程中,尖角产生缩孔和裂缝,所以在铸件两表面的相交处应以圆角过渡,这种圆角称为铸造圆角,如图 6.10 所示。 3.拔模斜度 在铸造零件的生产过程中,为了便于将木模从砂型中顺利取出,常在铸件的内外壁上沿起模方向设计出一定的斜度,这个斜度称为拔模斜度,如图 6.11 所示。拔模斜度一般较小,木模为 1° ~3°,金属模为 0° ~2°,在图样上可以不画也不标注,但是需要在技术要求中说明。 4.过渡线 铸造零件上两表面相交处,常常用铸造圆角或锻造圆角进行过渡,从而使两相交表面的交线不明显,把这种不明显的交线称为过渡线。 过渡线的形状与相贯线相同,只是有圆角处断开。 国家标准规定,过渡线用细实线表示。常见的过渡线及其画法如图 6.12 所示。 5.凸台和凹坑 为了保证加工表面的质量,节省材料,减轻零件重量,降低铸造费用,提高零件加工精度,保证加工进度,常把要加工的部分设计成凸台、凹槽、凹坑或沉孔。 铸件上的凸台和凸坑如图 6.13 所示。 零件图所注尺寸,是零件加工制造的主要依据,所以零件尺寸的标注要做到正确、完整、清晰、合理。 (一)尺寸基准的选择 零件的尺寸基准,是指零件装配到机器上或加工测量时,用于确定其位置的一些点、线、面。 按用途来分,基准可分为设计基准和工艺基准。 四、零件图的尺寸标注 用以确定零件在机器中位置的点、线、面称为设计基准。 如图 6.14 所示为轴承座的尺寸标注,机架在机器中的位置是用接触面 B、C 和对称面 D 来确定的,这 3 个面分别是机架长、高和宽 3 个方向的设计基准。 零件在加工、测量、检验时所选定的点、线、面称为工艺基准。 工艺基准如图 6.15 所示,当该零件在车床上加工时,以左端大圆柱曲面为径向加工定位基准;当测量轴向尺寸 a、b、c 时,以右端面为测量基准。 因此,右端面就是工艺基准。 总之,一般选作零件图尺寸基准的线和面有: (1)零件上主要回转结构的轴线; (2)零件结构的对称面; (3)零件的主要加工面、重要端面、轴肩平面、重要支承面、装配面及两零件重要安装面。 (二)合理标注尺寸的原则 在选择基准时,为减少误差,保证零件的设计要求,最好使设计基准与工艺基准重合。 当不能重合时,零件的功能尺寸从设计基准开始标注,不重要的尺寸从工艺基准开始标注或按形体分析法标注。 根据设计、加工、测量上的要求,零件在同一方向上有多个基准,但在此方向上只能有一个主要的尺寸基准,称为主要基准,其他的尺寸基准为辅助基准。 主要基准应作为设计基准,也应作为工艺基准,辅助基准可为设计基准或工艺基准,主要基准和辅助基准及两辅助基准之间都应有一个联系尺寸。 轴的尺寸基准如图 6.16 所示,由于轴为回转体,所以它的轴线是其径向尺寸的主要基准,齿轮的端面Ⅰ是轴向尺寸的主要基准,其端面Ⅱ是轴向的第二辅助基准。 (三)尺寸配置的原则 由于设计、工艺要求不同,零件图上同一方向的尺寸标注有多种形式,常用的尺寸注法如图 6.17 所示。 3 1 2 零件同一方向的几个尺寸由同一基准出发,称为坐标式,如图 6.17(b)所示。 零件同一方向的几个尺寸依次首尾相连,称为链状式,如图 6.17( a)所示。 零件同方向尺寸标注既有链状式又有坐标式标注的,称为综合式,如图 6.17( c)所示。 2.坐标式 1.链状式 3.综合式 (四)标注尺寸应注意的问题 (1)恰当地选择基准。 (2)重要尺寸一定要从基准处单独直接标出,如图 6.18 所示。 零件的重要尺寸,一般是指有配合要求的尺寸,影响零件在整个机器中的工作精度和性能的尺寸,决定零件装配位置的尺寸等。 如图 6.18(a)所示的轴承孔的中心高应以设计基准(底面)为起点直接注出尺寸 a,不能用b 和 c 的两尺寸之和来代替,如图 6.18(b)所示。 (3)不要标注成封闭的尺寸链。尺寸链是指头尾相接的尺寸形成的尺寸组。如图6.19(a)所示,阶梯轴轴向的方向尺寸 a、b、c、d 构成一封闭的尺寸链。 (4)标注的尺寸要便于加工和测量,分别如图 6.20 和图 6.21 所示。 按零件的加工顺序标注尺寸,便于加工和测量,有利于保证加工精度。 另外,按设计基准的要求,应标出图 6.21(e)图例中的中心线到加工面的尺寸,但在实际操作时却不易测量。 为此,就考虑加工测量的方便,应改用图 6.21(f)的标注方式。 (5)毛坯与加工面的尺寸标注如图 6.22 所示。 对于铸件、锻造零件,同一方向上的加工面和非加工面应各选择一个基准分别标注有关尺寸,并且两个基准之间只允许有一个联系尺寸,如图 6.22(a)所示。 (五)零件上常见结构要素的尺寸注法 零件上常见结构要素的尺寸注法如表 6.1 所示。 五、零件图上的技术要求 (一)技术要求的内容 机械图样中的技术要求主要是指零件几何精度方面的要求,如表面粗糙度、极限与配合、形状和位置公差等。 技术要求也包括物理化学性能方面的要求,如对材料热处理和表面处理等方面的要求。 技术要求一般应尽量用技术标准规定的代(符)号标注在零件图中,没有规定的可用简明的文字逐项注写在标题栏附近的适当位置。 轮廓算术平均偏差 Ra 如图 6.24所示,Ra 能较客观地反映表面微观不平度,所以优先选用 Ra 作为评定参数。 参数 Rz 在反映表面微观不平程度上不如 Ra,但易于在光学仪器上测量,特别适用于超精加工零件表面粗糙程度的评定。 (二)表面结构 1.表面粗糙度的概念 在零件加工时,由于切屑变形和机床振动等因素,使得零件的实际加工表面存在着微观的高低不平,这种微观的高低不平程度称为表面粗糙度。 2.表面粗糙度的评定参数 表面粗糙度的评定参数有轮廓算术平均偏差 Ra 和轮廓最大高度 Rz。 实际使用时多选用Ra,也可选用 Rz。 参数值可给出极限值,也可给出取值范围。 3.表面结构的符号与代号 表面粗糙度、表面波纹度、表面几何形状总是同时生成于同一表面。表面结构符号及含义如表 6.2 所示,表面结构符号及含义如表 6.3 所示。 4.表面结构要求在图样中的注法 表面结构要求对每一表面一般只标注一次,并尽可能标注在相应的尺寸及其公差的同一视图上,除非另有说明,所标注的表面结构要求是对完工零件表面的要求。 表面结构要求在图样中的注法如表 6.4 所示。 (三)极限与配合 1.零件的互换性 零件的互换性是指在批量生产中,要求所有经检验合格的零件都能按装配关系直接装配,并满足装配的技术要求,这就要求同种零件可以互相替换。 零件的这种性质,称为零件的互换性。 影响零件的互换性的因素有 3 个:表面粗糙度、尺寸公差和形位公差。 5.表面粗糙度的选择 一般来说,凡是零件上有配合要求或有相对运动的表面,Ra 值要小。 Ra 值愈小,零件表面愈平整光滑,质量要求越高,加工成本也越高。 因此,在满足使用要求的前提下,尽可能选用较大的 Ra 值。 同时,在选择数值时,既要满足零件的功能要求,又要符合加工的经济性。 2.尺寸公差的概念 极限与配合示意图及孔、轴公差带图如图 6.25 所示。 公称尺寸:由图样规范定义的理想形状要素的尺寸。 实际尺寸: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。 上极限尺寸:零件的实际尺寸所允许的最大值。 下极限尺寸:零件的实际尺寸所允许的最小值。 上极限偏差:上极限尺寸和公称尺寸的差称为上极限偏差;孔的上极限偏差代号为 ES,轴的上极限偏差代号为 es。 下极限偏差:下极限尺寸和公称尺寸的差称为下极限偏差;孔的下极限偏差代号为 EI,轴的下极限偏差代号为 ei。 公差是指允许尺寸的变动量,即上极限尺寸和下极限尺寸的差,也等于上极限偏差和下极限偏差的差。 3.尺寸公差带代号 用零线表示公称尺寸,上方为正,下方为负,用矩形的高表示尺寸的变化范围(公差),这个矩形的高度称为公差带。 矩形的上边代表上极限偏差,矩形的下边代表下极限偏差,距零线近的偏差为基本偏差,这样的图形称为公差带图。 矩形的高度代表公差带宽度。 公差带宽度取决于公称尺寸和公差等级,公差带的位置取决于基本偏差。 4.配合 (1)配合。 公称尺寸相同,互相结合的孔和轴公差带之间的关系称为配合,按配合性质不同可分为间隙配合、过盈配合和过渡配合。 (2)基准制。 采用基准制是为了统一基准件的极限偏差,从而减少零件加工定值刀具和量具的规格数量,国家标准规定了两种配合制度:基孔制和基轴制。 5.公差与配合在图样中的标注 公差与配合在图样中的标注如图 6.29 所示。 在零件图中,线性尺寸的标注有 3 种标注式:只标注上形、下极限偏差;只标注偏差代号;既标注偏差代号,又标注上、下极限偏差,但极限偏差用括号括起来。 公差与配合在装配图中的标注如图 6.30 所示。 在装配图上一般只标注配合代号,配合代号用分数表示,分子为孔的公差带代号,分母为轴的公差带代号。 (四)形状公差与位置公差 1.形位公差的概念 形状误差是指实际表面和理想几何表面的差异,位置误差是指相关联的两个几何要素的实际位置相对于理想位置的差异。 形状和位置误差的允许变动量称为形状公差和位置公差,简称形位公差。 2.形位公差的特征及符号 常用的形位公差符号有 14 种。 线轮廓度和面轮廓度有基准要求时为位置公差,无基准要求时为形状公差。 3.形位公差带的定义和标注示例 形位公差带的定义和标注示例如表 6.7 所示。 当被测要素为面或线时,指引线的箭头指向该要素的轮廓线或延长线上;当被测要素为回转曲面的轴线时,指引线的箭头应与该要素的尺寸线对齐。 当基准要素为轴线时,应将基准符号与该要素的尺寸线对齐。 六、常见零件的图例分析 由于零件在机器或部件中的用途不同,其结构形状也是多种多样的,为了便于研究零件,根据零件的结构形状大致可分为 4 类,即轴套类零件、盘盖类零件、叉架类零件、箱体类零件。 (一)轴套类零件 此类零件包括各种用途的轴、杆、轴套等。 轴用来支承传动件和传递动力;轴套用来支承、定位、导向和保护传动零件。 1.结构特点 轴套类形体比较简单、规则,多数由大小不等而同轴的圆柱、圆锥等回转体组成,其主体一般由若干直径不等的同轴回转体所形成的台阶,可供安装在轴上的零件轴向定位用。 2.表达方法 这类零件主要结构形状是回转体,一般只用一个基本视图,即主视图来表达轴的各段长度及各结构的轴向位置。对于空心的零件,主视图应采用剖视,如图6.33所示的套筒。轴套类零件一般省去投影为圆的视图,而用移出剖面来表示轴上键槽、销孔等结构。当零件上的部分细小结构(如退刀槽、倒圆等)表达不清时,可采用局部放大图来表示。 3.尺寸标注 轴的径向尺寸基准是回转轴线,沿轴线方向分别注出各段轴的直径尺寸,轴向尺寸的尺寸基准一般选取重要的定位面(即轴肩,如 35k6 处的轴承定位面)或端面。 4.技术要求 (1)有配合要求或有相对运动的轴段,其表面粗糙度、尺寸公差和形位公差比其他轴段要求严格。 (2)为提高强度和韧性,往往需对轴类零件进行调质处理。 (二)盘盖类零件 盘盖类零件主要有齿轮、带轮、手轮、法兰盘和端盖等。 这类零件在机器中主要起传动、支承、轴向定位或密封等作用。 1.结构特点 轮盘类零件的结构形状特点一般为轴向尺寸小而径向尺寸较大的扁平的盘状,零件的主体多数由同轴回转体构成,也有主体形状是矩形,并在径向分布有螺孔或光孔、销孔、轮辐等结构,端盖零件图如图 6.34 所示。 2.表达方法 3.尺寸标注 4.技术要求 盘盖类零件主要是在车床上加工,有的表面则需在磨床上加工,因此加工位置选择主视图,轴线水平放置。 盘盖类零件一般常用主视图、左视图(或右视图)两个视图来表达。 盘盖类零件有配合关系的内、外表面及起轴向定位作用的端面,需要具有较小的粗糙度值。 盘盖类零件主要有两个方向的尺寸,即径向尺寸和轴向尺寸。 径向尺寸往往以轴线或对称面为基准,轴向尺寸以经过机械加工并与其他零件表面相接触的较大的端面为基准,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。 (三)叉架类零件 常见的叉架类零件主要有拨叉、连杆和各种支架等,这类零件包括各种用途的叉杆和支架零件,一般有支承部分、工作部分和连接部分,主要起连接、传动、支承等作用。 拨叉主要用在各种机器的操纵机构上,起操纵、调速作用;连杆起传动作用;支架主要起支承和连接作用。 1.结构特点 叉架类零件形式多样,结构形状较为复杂而不规则,常有弯曲或倾斜结构,连接部分多为肋板结构,且形状弯曲、扭斜较多。 支承部分和工作部分的细部结构也较多,如圆孔、螺孔、槽、油孔、凸台、凹坑等。 2.表达方法 叉架类零件一般加工工序多,加工位置难以分出主次,工作位置也多变化,所以一般按工作位置和形状特征原则选择主视图。 3.尺寸标注 叉架类零件在长、宽、高 3 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。 4.技术要求 叉架类零件对表面粗糙度、尺寸公差和形位公差没有特别的要求,按一般的规律给出即可。 (四)箱体类零件 泵体、阀体、变速箱体、机座等都属于箱体类零件,一般是机器或部件的主体部分,它起着容纳和支承其他零件的作用,因此多为中空的壳体,其周围一般分布有连接螺孔等,结构形状复杂,一般多为铸件。 1.结构特点 箱体类零件多为铸件,结构形状比较复杂,且加工工序多。 2.表达方法 箱体类零件的加工工序较多,装夹位置又不固定,因此一般均按工作位置和形状特征原则选择主视图,其他视图至少在两个或两个以上。 3.尺寸标注 箱体的结构比较复杂,尺寸较多。 这里以泵体零件图为例来分析它的尺寸基准,以及轴孔的位置尺寸。 (1)尺寸基准。 泵体底面为安装基面,因此泵体底面为高度方向尺寸的设计基准。 (2)轴孔的位置尺寸。 箱体类零件的尺寸标注应特别注意各轴孔的位置尺寸及轴孔之间的位置尺寸,因为这些尺寸的正确与否,将直接影响传动轴的位置和传动的准确性。 4.技术要求 泵体零件图如图 6.36 所示。 (1)重要的箱体孔和重要的表面,其粗糙度的值要低。例如,孔的表面粗糙度 Ra 的值为 3.2 m,左端面的表面粗糙度 Ra 的值为 1.6 m,右端面的表面粗糙度 Ra的值为3.2 m。箱体上重要的轴孔应根据要求注出尺寸公差,如箱体零件图中的尺寸、。 图 6.36 泵体零件图 (2)对箱体上某些重要的表面和重要的轴孔中心线应给出形位公差要求。 例如,本例中箱体上孔轴线相对于轴线的同轴度为0.02;孔的右端面相对于轴线的垂直度为 0.01;箱体的左端面相对于轴线的垂直度为 0.02。 除了上述类型零件,还有一些其他类型的零件,如冲压件、注塑件和镶嵌件等。 它们的表达方法与上述类型零件的表达方法类似。 Part 2. 零件图的识读 一、概括了解 首先看标题栏,可对零件有个初步的了解。 从壳体零件图的标题栏可以看出,该零件的名称是壳体,属于箱体类零件,其作用是容纳和支承其他零件,绘图比例为 1 ∶ 2,材料是 ZL102。 读各视图时,首先要纵览全图分析表达方案,弄清各视图之间的关系,想象零件整体形状。 如图 6.37 所示为壳体零件图,有四个视图,即主、俯、左三个基本视图和一个局部视图。 二、分析视图,想象出零件的结构形状 主视图采用全剖视图,用平行于正面且通过直径为 30 的通孔轴线的单一剖切平面剖开;俯视图也采用全剖视图,用两个平行于水平面的剖切平面剖开;另两个视图,左视图为了表示小锪平孔采取了局部剖视,而 C 图采用了局部视图,分别表示壳体的外形。 在分析零件各部分的结构形状时,应首先利用形体分析法将零件假想分解成若干组成部分,然后从主视图入手,围绕主视图,根据投影规律,将各个视图联系起来看,想象出每个组成部分的结构形状。 再根据零件图上所表示各部分的位置关系,最后综合想象出零件的整体形状,壳体轴测图如图 6.38 所示。 图 6.37 壳体零件图 在分析尺寸时,应首先找出三个坐标方向的尺寸基准,然后从基准出发,按形体分析的方法,找出组成各部分的定形尺寸、定位尺寸和总体尺寸;最后要深入了解尺寸之间的相互关系;特别要注意尺寸是否正确、完整、清晰、合理。 三、尺寸分析 零件图的技术要求是制造、检验零件的质量标准,必须详细地了解和分析零件图上所标注的表面粗糙度、极限与配合、形位公差、热处理及表面处理等技术要求。 通过图 6.36 所示的壳体零件图的技术要求可知,壳体有两处给出了尺寸公差,即尺寸30H7 和48H7,这两处孔与安装在一起的轴之间有配合要求,且这两个孔都是基准孔。 表面粗糙度 Ra 也是30H7 和48H7的值要求高,都是 6.3 m,其余表面满足工作性能要求,表面粗糙度 Ra 的值相对要高。该零件没有形位公差要求。 另外,从“技术要求”的文字说明中可以看出,壳体铸件应经时效处理,以消除内应力。 四、分析技术要求,综合看图 谢谢大家 $$