2、零件图作用:是制造和检测零件质量的依据,它直接服务于生产,是生产中的重要技术文件。
3、零件图内容:零件图不仅要反映设计者的设计意图,而且要表达零件的各种技术方面的要求,如:尺寸精度、表面粗糙度等。螺杆的零件图,如图所示。
从图中可知,一张完整的零件图应具备:一组视图、完整的尺寸、技术方面的要求和标题栏。
选择适当的剖视、断面、局部放大图等表示法,用最简明的方案将零件的形状、结构表达出来。
尺寸不仅要标注得完整、清晰,而且还要合理,既能满足设计意图,又宜于加工制造,便于检验。
内容一般来说包括:零件名称、材料、数量、比例、图的编号以及设计、描图、绘图、审核人员的签名等。
填写时注意:①零件名称:要精练,如“轴”、“齿轮”、“泵盖”等,不必体现零件在机器中的具体作用。
②图样代号:按隶属编号和分类编号进行编制。机械图样一般都会采用隶属编号。图样编号要有利于图纸的检索。
③零件材料:要用规定的牌号表示,不得用自编的文字或代号表示。如图所示零件图
选择一组视图,并不只限于三个基本视图,可采用视图、剖视图、断面图等方法,表达零件的形状结构。
主视图要能将组成零件的各形体间的相互位置和主要形体的形状、结构表达得最清楚。
按工作位置选取,易想像零件在机器或部件中的作用,便于对照装配图进行作业。
(1)结构特点:主体部分大多是同轴回转体,一般起支承转动零件、传递动力的作用,常带有键槽、轴肩、螺纹及退刀槽或砂轮越程槽等结构。如图
(2)主视图选择:轴套零件主要在车床上加工,其主视图应按加工位置原则选择,即应将轴线)其他视图选择:根据零件的结构特点,配合尺寸标注,一般只用一个基本视图表示。
特别提示:①轴类零件一般是实心的,主视图多采用不剖或局部剖视图,对轴上的沟槽、孔洞可采用移出断面或局部放大图,如图所示。
②套类零件一般是空心的,主视图多采用全剖视图或半剖视图,其上沟槽、孔洞可采用移出断面或局部放大图。
(1)结构特点:整体的结构是同轴线的回转体,常带有各种形状的凸缘、均布的圆孔和肋等结构。
盘类零件一般用来传递运动或动力,如齿轮、带轮等;盖类零件一般用来作为轴承孔等的端盖。如图
(2)主视图选择:盘盖类零件主要是在车床上加工,其主视图遵循加工位置原则,将轴线水平放置画图,并用剖视图表达内部结构及相对位置。
通常需用两个基本视图来进行表达,除主视图外,另一基本视图主要表达其外轮廓以及零件上各种孔的分布。如图
(2)主视图选择:叉架类零件加工位置多变,所以主要是根据它们的形状特征和工作位置来选择主视图。如图
(3)其他视图选择:通常选用两个基本视图表示。主视图没有表达清楚的结构(如:肋、轴承孔等)采用移出断面、局部视图和斜视图等。如图
从图中能够准确的看出,对于表达轴承孔和肋的宽度,用右视图是多余的;而对于T形肋来说,采用断面较恰当。显然,这种视图表达方案不如前面的表达方案简炼、清晰。
(1)结构特点:一般均很复杂,其内部有空腔、孔等结构。用来支承、包容和保护运动零件或其他零件。如图
箱体类零件毛坯多采用铸件,由于加工位置多变,其主视图主要考虑形状特征或工作位置。常采用全剖视表达内部结构和各部分的相对位置。
俯视图:常采用视图表达箱壁结构形状。左视图:常采用全剖或半剖视图表达内部结构及相对位置。
其它没有表达清楚的结构(如:肋、凸台等)采用移出断面、局部视图和斜视图等。如图所示
① 主视图:采用工作位置,且采用全剖视图,主要表达了蜗轮轴孔的结构形状以及各形体的相互位置。
零件要经过铸造、锻造和机械加工等制作的完整过程,因此,其结构形状不仅要满足设计的基本要求,还要符合制造、装配等方面的工艺技术要求,以保证零件质量好、成本低、效益高。
(1)作用:为了尽最大可能避免因应力集中而产生裂纹,在阶梯轴和孔的轴肩、孔肩处常以圆角(称倒圆)过渡。轴和孔的端面上加工成45°或其他度数的倒角,其目的是为了去除零件的毛刺、锐边,便于安装和操作安全。如图
注:零件上倒角尺寸全部相同时,可在图样右上角注明“全部倒角C×(×为倒角的轴向尺寸)”,当零件倒角尺寸无一定要求时,则可在技术方面的要求中注明“锐边倒钝”。
用钻头加工盲孔时,由于钻头尖部有120°的圆锥面,所以其底部总有一个120°圆锥面。扩孔加工也将在直径不等的两柱面孔之间留下120°的圆锥面。如图所示
钻孔时,应尽量使钻头垂直于孔端面,否则易将孔钻偏或将钻头折断。当孔的端面是斜面或曲面时,应先把该平面铣平或制成凸台或凹坑等结构。如图所示
在切削加工中,特别是在车螺纹和磨削时,为了使刀具易于退出,常在加工表面的台肩处,先加工出退刀槽或越程槽。如图所示
(1)壁厚:尽量均匀,应使厚壁与薄壁慢慢地过渡,以免铸件在冷却过程中,因冷却速度的不同而产生缩孔或裂缝。
(2)铸造圆角:相邻两表面相交处应做成圆角。既能防止浇注时铁水将砂型转角处冲坏,还可避免铸件在冷却时产生裂缝或缩孔。如图所示
起模斜度:制造铸件毛坯时,为便于在型砂中取出模型,沿起模方向的内外壁上的斜度,一般为3°~5°30′。
由于铸造圆角的的影响,铸件表面的截交线、相贯线变得不明显,为便于看图时明确相邻两形体的分界面,画零件图时,仍按理论相交的部位画出,但在交线两端或一端留出空白,此时的截交线和相贯线称过渡线。如图所示
正确—靠的是遵循国家标准;完整—靠的是形体分析法;清晰—靠的是仔细推敲每一个尺寸的标注位置。
尺寸标注的合理:标注的尺寸既要符合零件的设计的基本要求,以保证机器的质量(良好的工作);又要满足工艺技术要求,以便于加工和检验。
包括:规格性能尺寸、有配合要求的尺寸、零件间相对位置的尺寸、连接尺寸、安装尺寸等,一般有公差要求。
包括:外形轮廓尺寸、无配合要求的尺寸、工艺要求的尺寸(如退刀槽、凸台、凹坑、倒角)等,一般不注公差。
(3)测量基准:测量时,确定零件在量具中位置的基准。2、主要基准和辅助基准
(1)主要基准:决定零件的主要尺寸的基准,一般在长、宽、高三个方向各选一个。
沿长度方向上,端面Ⅰ为主要基准,Ⅱ、Ⅲ为辅助基准。辅助基准与主要基准之间应有尺寸联系,以确定辅助基准的位置,如尺寸12、112。
(二)作为尺寸基准的几何要素:对称平面、主要加工面、安装底面、端面、孔轴的轴线等。如图
“基准重合原则”:主要基准应与设计、工艺基准重合,工艺基准应与设计基准重合。不能统一时,主要尺寸应从设计基准出发标注。
如图所示轴承挂架,三个方向的主要基准Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都是设计基准。Ⅰ又是加工Ф20和顶面的工艺基准,Ⅱ是加工两个螺钉孔的工艺基准,Ⅲ又是加工平面D和E的工艺基准
选用端面E和轴线F作为辅助基准,以E为辅助基准标注尺寸12、48,以F辅助基准标注尺寸Ф20 。
步骤: ①分析尺寸基准; ②形体分析,标注定形与定位尺寸;③整理完成全部尺寸标注。
② 形体分析,注出主要形体的定形及定位尺寸。先底板然后蜗杆轴孔、蜗轮轴孔、箱体。如图
1、基准型:零件上同一方向的一组尺寸,都是从同一基准出发进行标注,如图a。
优点:前一尺寸的误差并不影响后一尺寸,但总尺寸的误差则是各段尺寸误差之和。
优点:各尺寸的加工误差都累加到空出不注的一个尺寸上如图d中的尺寸e。较好地适应零件的设计和工艺要求。
5、标注毛坯面的尺寸时,在同一方向上的多个毛坯面,一般只能有一个毛坯面与加工面有联系尺寸,其他毛坯面则要以该毛坯面为基准标注。如图
如图a)所示尺寸a和k为重要尺寸,分别决定轴承座的使用性能和装配质量;若按图b)尺寸a误差就会很大,轴承上两个Ø6孔不能与机座上的孔准确装配。
特别提示:因为加工某一表面时,将受到同一尺寸链中几个尺寸的约束,标注不当时易产生矛盾,甚至造成废品。
尺寸链:同一方向上的一组尺寸顺序排列时,形成的封闭回(环)路。尺寸链中的每一个尺寸称为一个环。其中每一个尺寸,均受到其余尺寸的影响。
加工基准面与非加工基准面之间只用一个尺寸A相联系(原因毛坯面制造误差大,如果有多个毛坯面以加工面为统一基准标注,则加工这个基准时,往往不能同时保证达到这些尺寸的要求 )
主要包括:1、表面粗糙度;2、尺寸公差;3、表面形状和位置公差;4、材料及其热处理等。
表面粗糙度:加工零件时,由于切削变形和机床振动等因素的影响,在零件的实际加工表明产生由较小间距和峰、谷所组成的微观高低不平度,如图所示。
轮廓算术平均偏差(Ra):在一个取样长度内,纵坐标y(x)绝对值的算术平均值。
GB/T131—1993规定,表面粗糙度代号是由规定的符号和有关参数值组成。如图
(1)一般标注在可见轮廊线、尺寸界线、引出线或它们的延长线上。符号的尖端必须从材料外指向表面。
(3)在同一图样上,每一表面一般只标注一次,并尽可能靠近有关尺寸线。当不便标注时,可以引出标注。
(4)零件表面有相同的表面粗糙度要求时,其代(符)号可在图样的右上角统一标注。如表
(2)摩擦表面要比非摩擦表面的参数值小。有相对运动的工作表面,运动速度愈高,其参数值愈小。
极限与配合是零件图和装配图中一项重要的技术方面的要求,也是检验产品质量的技术指标。
表现:①装配前不经过挑选;②装配中不经过修配;③装配后满足设计和使用性能要求。
意义:零件具有互换性,既便于装配和维修,更有助于组织生产协作,提高生产率。
①基本尺寸:设计给定的尺寸,如φ30是根据计算和结构上的需要所决定的尺寸。
②极限尺寸:允许尺寸变动的两个极限值,以基本尺寸为基数来确定。如图所示,最大极限尺寸Φ30.010,最小极限尺寸Φ29.990。
③尺寸偏差:极限尺寸与基本尺寸代数差。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。孔的上、下偏差分别用ES和EI表示;轴的上、下偏差分别偏差用es和ei表示。
④尺寸公差(简称公差):允许尺寸的变动量。即最大极限尺寸与最小极限尺寸之差:30.010-29.990=0.02;也等于上偏差减去下偏差:0.01-(-0.01) =0.02。公差总是大于零的正数。
⑥公差带:在公差带图中,由代表上、下偏差的两条直线限定的区域。一般用带斜线)标准公差与基本偏差
国家标准GB/T 1800.2—1998中规定,公差带是由标准公差和基本偏差组成的,标准公差决定公差带的高度,基本偏差确定公差带相对零线的位置。如图
① 标准公差:由国家标准规定的公差值。其大小由两个因素决定,一个是公差等级,另一个是基本尺寸。
公差等级用来确定尺寸的精确程度。国家标准将标准公差分为20级,即IT01、IT0、IT1、IT2……IT18。IT表示标准公差,数字表示公差等级。IT01级的精确度最高,以下逐级降低。
②基本偏差:用以确定公差带相对于零线位置的那个极限偏差,一般指靠近零线的那个偏差(上偏差或下偏差)。
基本偏差代号:孔和轴的各有28种,用字母或字母组合表示,孔用大写字母表示,轴用小写字母表示。如图所示
JS和js的公差带对称分布于零线两边,孔和轴的上、下偏差分别是+IT/2、-IT/2。
基本偏差系列图只表示公差带的位置,不表示公差的大小, 因此,公差带一端是开口的,由标准公差限定。
类别:按配合性质不同,配合可分为间隙配合、过渡配合和过盈配合三类,如图所示。
① 间隙配合:孔与轴装配时,有间隙(包括最小间隙等于零)的配合。孔的公差带在轴的公差带之上。
② 过渡配合:孔与轴装配时,可能有间隙或过盈的配合。孔的公差带与轴的公差带互相交叠。
③ 过盈配合:孔与轴装配时有过盈(包括最小过盈等于零)的配合。孔的公差带在轴的公差带之下。
配合制:在制造相互配合的零件时,使其中一种零件作为基准件,它的基本偏差固定,通过改变另一种零件基本偏差来获得各种不同性质配合的制度。
①基孔制:基本偏差为H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制度。
②基轴制:基本偏差为h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制度。
(1)在零件图中标注:在零件图中,线性尺寸的公差有三种标注形式:一是只标注上、下偏差;二是只标注公差带代号;三是既标注公差带代号,又标注上、下偏差,但偏差值用括号括起来。如图
(2)在装配图中标注:在装配图上一般只标注配合代号。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。如图
特别提示:对于与轴承等标准件相配的孔或轴,则只标注非基准件(配合件)的公差带符号。如图
①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,偏差数字应比基本尺寸数字小一号。上、下偏差前面必须标出正、负号。
③当上偏差或下偏差为“零”时,用数字“0”标出,并与另一偏差的小数点前的个位数对齐。
④当上、下偏差数值相同时,偏差只需注写一个数字,并应在偏差与基本尺寸之间注出符号±,且两者字高相同
解: H8/f7 是基孔制配合,其中H8是基准孔的公差带代号;f7是配合轴的公差带代号。
(1)Ф18H8基准孔的极限偏差,由附表26中查得。在表中由基本尺寸从大于14至18的行和公差带H8的列相交处查得(+0.027 ,0 mm ),是基准孔的上、下偏差。
(2)Ф18f7配合轴的极限偏差,由附表25中查得。在表中由基本尺寸从大于14至18的行和公差带f7的列相交处查得(-0.016,-0.034mm),是配合轴的上、下偏差。
形位误差会影响零件的使用性能,因此,对一些零件的重要工作面和轴线,常对其形状和位置误差进行限制。
在技术图样中,形位公差采用代号标注,当无法采用代号时,允许在技术方面的要求中用文字说明。
(1)形位公差代号:由形位公差符号、框格、公差值、指引线、基准代号和其他有关符号组成。如图
特别提示:当被测定的要素为线或表面时,从框格引出的指引线箭头,应指在该要素的轮廓线或其延长线上。当被测要素是轴线时,应将箭头与该要素的尺寸线对齐,当基准要素是轴线时,应将基准符号与该要素的尺寸线对齐。
在机器制造和修理过程中,为了改善材料的机械加工工艺性能,并使零件获得良好的力学性能和使用性能,常采用热处理的方法,热处理可分为退火、正火、淬火、回火及表面热处理,见附表30。