零件图中尺寸的合理标注.docx
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零件图中尺寸的合理标注
零件图中尺寸的合理标注
零件图中尺寸的合理标注
在生产中，零件各部分的大小是根据零件图上标注的尺寸进行加工和测量的。
如果标注的尺寸不完整、不合理、不正确，就会给生产带来困难，甚至出废品，使企业蒙受损失。
所以，标注尺寸是一件容不得半点马虎、需要一丝不苟做好的工作。
零件图尺寸标注的要求，除了要象标注组合体尺寸那样，做到“正确、完整、清晰”以外，还要求做到标注合理。
所谓标注合理，就是所标注的尺寸，既要满足设计要求，又要方便加工与测量。
如，轴承座中，孔ф30的中心高尺寸是注尺寸A，还是注尺寸B或C呢？
这就要考虑尺寸标注的合理性问题了。
为保证滑动轴承的工作性能，装配精度和互换性，孔ф30中心高尺寸在设计上是从安装底面算起的，尺寸A是必须保证的重要尺寸。
若标注尺寸B或C，则不能反映零件的设计要求。
同时，在加工ф30孔时，底面是装夹定位面。
测量中心高时从底面量起，也比较方便。
显然，标注尺寸A才是合理的。
要做到标注合理，必须具备一定的机械设计和加工工艺知识以及实践经验等。
这里只介绍合理标注尺寸的一些初步知识。
一、要正确选择尺寸基准
（一）尺寸基准的概念
要合理标注尺寸，首先要正确选择尺寸基准。
为了能正确地选择尺寸基准，必须先弄清尺寸基准的概念。
尺寸基准，就是标注或度量尺寸的起点。
如零件上的对称面、加工面、安装底面、端面、回转轴线、圆柱素线或球心等。
二、尺寸基准
在组合体的尺寸标注中，我们已经知道：
尺寸基准就是标注或度量尺寸的起点。
它可以是立体上的一些面或线。
如零件上的对称平面、加工面、安装底面、端面、回转轴线、圆柱素线等。
这些面和线同样可以作为零件的尺寸基准。
但具体选择哪些面或线作基准，必须根据零件的设计要求和工艺要求而定。
尺寸基准的类型，按用途可分为两种：
1.设计基准---根据设计要求选定的尺寸基准。
用来确定零件在装配体中与其他零件的相对位置。
2.工艺基准---加工和测量时选用的尺寸基准。
用来确定零件各部分的相对位置。
如这根小轴，设计时选取轴线为径向的设计基准。
加工时，若夹住已加工好的小圆柱段，再来加工大圆柱段，那小圆柱面便是加工时采用的定位基准。
而在测量大圆柱段右侧截平面的位置时，为方便测量，可用大圆柱左侧素线为测量基准。
定位基准和测量基准都是工艺基准。
选取的尺寸基准不同，标注出来的尺寸形式也不同，如截平面的定位尺寸A或B。
三、主要基准和辅助基准
每个零件都有长、宽、高三个方向的尺寸，因此，每个方向至少应该有一个尺寸基准。
有时为了加工和测量上的方便，还可以附加一些基准。
如这个支座，如果高度方向只有底面一个基准，那么，上部螺孔深度的尺寸就只能注成尺寸D，不便测量。
如果增加支座顶部凸台平面作基准，注成尺寸H，测量就方便多了。
主要基准--起主要作用的设计基准。
即决定零件主要尺寸的基准。
辅助基准--起辅助作用的附加基准。
当一个方向上只有一个基准时，这个基准就是主要基准，若有几个基准时，除了其中一个基准是主要基准外，其余基准都是辅助基准。
如该支座高度方向的这两个基准，底面是主要基准，主要尺寸A等高度方向的尺寸都以它为基准。
而顶部凸台面是为了方便测量螺孔深度尺寸而附加的，是辅助基准。
四、基准的选择原则
基准的选择原则为：
1.尽可能使设计基准和工艺基准一致。
以便减少加工误差，保证设计要求。
2.两种基准不能一致时，一般将主要尺寸从设计基准出发标注，以满足设计要求，而将一般尺寸从工艺基准出发标注，以方便加工与测量。
如减速箱里的这根从动轴，ф32k6、ф30k6和ф30m6这三个轴段分别装上齿轮和滚动轴承，右端ф24k6轴段与外部设备联接。
这四个尺寸是从动轴的主要径向尺寸。
为了使轴的传动平稳，齿轮啮合正确，要求这四个轴段在同一轴线上，所以，轴线是径向尺寸的设计基准。
轴的两端设计有中心孔，加工时两端用顶尖支承，因此，轴线也是径向的工艺基准。
这样两种基准就一致了，加工后所得的尺寸就比较容易达到设计要求。
这根轴在减速箱里的轴向位置由右边的滚动轴承控制，所以，轴上与右边轴承端面的接触面为轴向设计基准，为方便加工和测量，还可采用与齿轮端面接触的面和轴的右端面作为轴向工艺基准。
那么，轴除了控制齿轮轴向位置的重要尺寸13一定要从设计基准出发标注以外，其他轴向尺寸若不方便从设计基准出发标注时，可从工艺基准出发标注。
五、尺寸的标注原则
要合理标注尺寸，除了要正确选择尺寸基准以外，还必须掌握一些标注原则。
（一）重要尺寸要直接注出，以保证设计要求。
什么是重要尺寸呢？
零件上影响产品工作性能、装配精度以及确定零件位置和有配合的尺寸等，都属于重要尺寸。
这些尺寸都应直接注出，而不是由别的尺寸计算得出，以保证设计要求。
如这个支座，座孔中心高尺寸的两种注法，表面看来是一样的。
但由于每个尺寸在加工和测量上总有误差，所以这两种注法的结果是不同的。
中心高尺寸A是有设计要求的重要尺寸，直接注出时，加工者就会以底面为工艺基准，直接加工并测量出尺寸A，可减少误差，保证设计要求。
而注成尺寸B和C，不但要计算，而且难于保证设计要求。
虽然理论上A=B+C，但尺寸B和C在加工和测量时产生的积累误差，很难保证不超出尺寸A的允许误差。
因此，重要尺寸A应直接注出才合理。
同样的，为了在安装时保证底板上两个安装孔能与机座上的两个孔准确对正，孔的中心距尺寸L一定要直接注出，而不能注成左右的两个尺寸E。
（一）装配尺寸标注示例
又如这两个有配合关系的零件1和零件2，配合部分的尺寸是L。
设计时要求两个零件的右端面B平齐，配合部位只允许两个零件作前后滑动，不能左右移动。
为保证这一设计要求，两个零件除了同时以右端面为基准注出定位尺寸L1以外，还应直接注出配合尺寸L，才能保证设计要求。
如果注成尺寸L2，加工时尺寸L1和L2产生的积累误差，往往会造成两个零件无法装配或间隙过大。
所以，这种注法是不合理的。
（二）一般尺寸的标注应考虑工艺要求，以方便加工和测量
什么是一般尺寸呢？
零件上不影响产品工作性能、装配精度或无配合、无定位要求等非重要尺寸，均属一般尺寸。
1、根据加工顺序配置尺寸
对零件上没有特殊要求的尺寸，一般可按加工顺序标注，这样可方便按图加工。
2.按不同的加工方法集中标注尺寸
为便于不同工种的加工者找到所需的尺寸，标注尺寸时应注意按不同的加工方法集中标注尺寸。
不同加工方法的尺寸应分开，而同一加工方法的尺寸应尽量集中标注，以免看错尺寸或因寻找尺寸而浪费时间。
如这个零件,如果把孔的尺寸分开注在两个视图上（右图）,工人在钻孔时，必须先对投影才能找齐尺寸，既花时间，又容易出错。
如果把孔的有关尺寸集中注在俯视图上（左图），钻孔时看尺寸就方便了。
3、应考虑加工的可能性
标注尺寸时，还应考虑加工的可能性，不要注出让加工者为难、甚至无法加工的尺寸。
4．应便于测量
标注尺寸时，在满足设计要求的前提下，应考虑测量方便，尽量做到使用普通量具就能测量，以便减少专用量具的设计和制造。
如这个零件，左端阶梯的深度，应以左端面为基准标注尺寸才便于测量，若注成右图所示的形式，测量就不方便了。
5、不经切削加工的尺寸，可按形体分析法标注
对零件（特别是铸件或锻件）上非加工面，即毛坯面的尺寸，可按形体分析法标注，以便制造木模或模具。
标注的时候，还要注意非加工面（毛坯面）的尺寸应与加工面尺寸分开标注。
并且注意两种尺寸在同一个方向上只能有一个联系尺寸。
这里所述的一般原则，对没有机械加工工艺知识的学员来说，是不易掌握和体会的。
有条件的学员，应带着这些问题，到实践中去，虚心向技术人员和工人师傅请教。
同时还应注意，由于新的加工方法和新的加工设备不断出现，不同的企业对工艺尺寸的要求也会有所不同，但总的原则却是基本一样的。
（三）应避免注成封闭尺寸链
所谓封闭尺寸链，是指零件同一方向上的尺寸，象链条一样，一环扣一环并首尾相接，成为封闭形式。
标注尺寸时应注意避免这种情况。
如这根轴的轴向尺寸A、B、C、L，就构成了封闭尺寸链。
这样标注的结果，使尺寸主次不分，加工顺序不明。
不但给加工带来困难，甚至还会出废品。
为什么呢？
因为在零件的每条尺寸链中，总有一个尺寸是在加工过程中自然形成的。
这个尺寸称为封闭环或终结环，其他尺寸则称为组成环。
加工顺序不同，封闭环的位置也不同。
由于各段尺寸的加工不可能绝对准确，在保证使用要求的情况下，也允许有一定的尺寸误差。
那么，各组成环尺寸误差的总和，最终将落在封闭环上。
如果封闭环刚好是有设计要求的重要尺寸，就很难保证符合设计要求了。
例如这根轴，假设各段尺寸都允许有一定的误差范围，总长是封闭环。
那么各段尺寸A、B、C都可能加工成最大或最小尺寸。
各段尺寸误差的总和将落在封闭环L上。
尺寸段越多，误差总和就越大。
如果要保证误差总和不超过L的允许误差，那么各段的允许误差就越小，加工就越精细，势必延长工时，增加成本，不利生产。
所以，为避免注成封闭尺寸链，一般都是将尺寸链中最不重要的一个尺寸作为封闭环，不注尺寸，变成开口环。
或注出后打上括号作为参考尺寸，使加工的积累误差都落到开口环上，这样，既方便加工，又保证了设计要求。
这根轴，如果尺寸A最不重要，就取消不注，或给A打上括号，这样，标注就合理了。
四、尺寸的标注步骤
通过前面的介绍，我们可以得出合理标注尺寸的步骤为：
1．正确选择尺寸基准
2．考虑设计要求，直接注出重要尺寸
3．考虑工艺要求，注出一般结构
4．用形体分析法补齐尺寸
5．检查是否产生封闭尺寸链如产生封闭尺寸链，应予以改正。
显然，尺寸的合理标注，必须通过对零件的作用、结构和加工、测量方法等的分析，才能进行。
这些分析，一般都结合视图选择进行。
对一些常见的典型结构，其尺寸标注，大都规范化，很多都有国标可查，可参看“零件上的常见结构”部分的内容。
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