五零件图.docx

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五零件图

（五）零件图

【考试大纲】

1．识记内容

零件图的作用、内容。

2．理解内容

（1）零件图的合理视图、设计基准、工艺基准、工艺结构、表面结构、极限与配合、几何公差要求。

（2）零件图的各项技术要求的含义和注写。

3．综合运用内容

中等复杂程度的零件图识读。

第一讲零件图概述

【教学目的】

1.讲解并识记零件图的作用和内容

2.深入理解零件的主视图选择的两个基本原则

3.掌握选择零件表达方案时应注意的问题

【教学重点】零件的主视图选择

【教学难点】零件表达方案选择的实际应用

【教学用具】

多媒体课件、动画演示、三角板、圆规

【教学方法】

精讲：

重点讲情零件视图表达方案的一般方法和步骤。

多练：

在讲授后，通过练习、讨论和分析归纳帮助学生自我消化、自我提高，从而提升选择零件表达方案选择的能力。

【教学安排】2课时

【教学过程】

课时1

（一）零件图的作用

零件图是表示零件结构、大小及技术要求的图样。

任何机器或部件都是由若干零件按一定要求装配而成的。

零件图是制造和检验零件的主要依据，是指导生产的重要技术文件。

（二）零件图的内容

零件图是生产中指导制造和检验该零件的主要图样，它不仅仅是把零件的内、外结构形状和大小表达清楚，还需要对零件的材料、加工、检验、测量提出必要的技术要求。

零件图必须包含制造和检验零件的全部技术资料。

因此，一张完整的零件图一般应包括以下几项内容（如图5—1）：

（1）一组图形

用于正确、完整、清晰和简便地表达出零件内外形状的图形，其中包括机件的各种表达方法，如视图、剖视图、断面图、局部放大图和简化画法等。

（2）完整的尺寸

零件图中应正确、完整、清晰、合理地注出制造零件所需的全部尺寸。

图5—1铣刀头座体零件图

（3）技术要求

零件图中必须用规定的代号、数字、字母和文字注解说明制造和检验零件时在技术指标上应达到的要求。

如表面粗糙度，尺寸公差，形位公差,材料和热处理，检验方法以及其它特殊要求等。

技术要求的文字一般注写在标题栏上方图纸空白处。

（4）标题栏

题栏应配置在图框的右下角。

它一般由更改区、签字区、其它区、名称以及代号区组成。

填写的内容主要有零件的名称、材料、数量、比例、图样代号以及设计、审核、批准者的姓名、日期等。

标题栏的尺寸和格式已经标准化，可参见有关标准。

课时2

（三）零件表达方案的选择

零件的表达方案选择，应首先考虑看图方便。

根据零件的结构特点，选用适当的表示方法。

由于零件的结构形状是多种多样的，所以在画图前，应对零件进行结构形状分析，结合零件的工作位置和加工位置，选择最能反映零件形状特征的视图作为主视图，并选好其它视图，以确定一组最佳的表达方案。

选择表达方案的原则是：

在完整、清晰地表示零件形状的前提下，力求制图简便。

1.零件分析

零件分析是认识零件的过程，是确定零件表达方案的前提。

零件的结构形状及其工作位置或加工位置不同，视图选择也往往不同。

因此，在选择视图之前，应首先对零件进行形体分析和结构分析，并了解零件的工作和加工情况，以便确切地表达零件的结构形状，反映零件的设计和工艺要求。

2.主视图的选择

主视图是表达零件形状最重要的视图，其选择是否合理将直接影响其他视图的选择和看图是否方便，甚至影响到画图时图幅的合理利用。

一般来说，零件主视图的选择应满足“合理位置”和“形状特征两个基本原则。

（1）合理位置原则

所谓“合理位置”通常是指零件的加工位置和工作位置。

1）加工位置是零件在加工时所处的位置。

主视图应尽量表示零件在机床上加工时所处的位置。

这样在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。

如轴套类零件的加工，大部分工序是在车床或磨床上进行，因此通常要按加工位置（即轴线水平放置）画其主视图，如图5—2所示。

2）工作位置是零件在装配体中所处的位置。

零件主视图的放置，应尽量与零件在机器或部件中的工作位置一致。

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。

如图5—2所示的铣刀头座体零件的主视图就是按工作位置选择的。

对于工作位置歪斜放置的零件，因为不便于绘图，应将零件放正。

图5—2轴类零件的加工位置

（2）形状特征原则

确定了零件的安放位置后，还要确定主视图的投影方向。

形状特征原则就是将最能反映零件形状特征的方向作为主视图的投影方向，即主视图要较多地反映零件各部分的形状及它们之间的相对位置，以满足表达零件清晰的要求。

图5—3所示是确定机床尾架主视图投影方向的比较。

由图可知，图5—3（a）的表达效果显然比图5—3（b）表达效果要好得多

（a）（b）

图5—3确定主视图投影方向的比较

2.选择其它视图

一般来讲，仅用一个主视图是不能完全反映零件的结构形状的，必须选择其它视图，包括剖视、断面、局部放大图和简化画法等各种表达方法。

主视图确定后，对其表达未尽的部分，再选择其它视图予以完善表达。

具体选用时，应注意以下几点：

（1）根据零件的复杂程度及内、外结构形状，全面地考虑还应需要的其它视图，使每个所选视图应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，在明确表达零件的前提下，使视图数量为最少。

（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；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）按照视图表达零件形状要正确、完整、清晰、简便的要求，进一步综合、比较、调整、完善，选出最佳的表达方案。

（四）小结

1.零件图的作用和内容

2.零件的表达方案选择的基本要求

3.零件的主视图选择的两个基本原则

4.选择零件表达方案时应注意的问题

【教学后记】

第二讲零件图的尺寸标注及常见的工艺结构

【教学目的】

1.讲清基准的概念、种类和选择，以及标注尺寸时应注意的事项，掌握合理选择尺寸基准的方法；

2.复习尺寸配置的形式，常见零件图形上孔的尺寸注法

3.熟悉零件上常见的工艺结构，知道它们的用途，掌握它们的查表方法和尺寸标注

【教学重难点】

1.合理地选择基准，标注零件尺寸。

2.零件上常见的铸造工艺结构和机械加工工艺结构

【教学用具】

多媒体课件、动画演示、三角板、圆规

【教学方法】

常见零件工艺结构在前面有关图例中或在生产实习中，已有所接触。

因此，在这里应根据学生的现有知识水平讲解，讲解重点放在工艺结构的图示特点和尺寸标注上，并注意在后面的典型零件测绘中进一步熟悉和巩固。

【教学安排】3课时

【教学过程】

课时1

（一）零件图的尺寸标注

一.正确选择尺寸基准

零件图尺寸标注既要保证设计要求又要满足工艺要求，首先应当正确选择尺寸基准。

所谓尺寸基准，就是指零件装配到机器上或在加工测量时，用以确定其位置的一些面、线或点。

它可以是零件上对称平面、安装底平面、端面、零件的结合面、主要孔和轴的轴线等。

1.选择尺寸基准的目的

一是为了确定零件在机器中的位置或零件上几何元素的位置，以符合设计要求；二是为了在制作零件时，确定测量尺寸的起点位置，便于加工和测量，以符合工艺要求。

2.尺寸基准的分类

根据基准作用不同，一般将基准分为设计基准和工艺基准二类。

（1）设计基准

根据零件结构特点和设计要求而选定的基准，称为设计基准。

零件有长、宽、高三个方向，每个方向都要有一个设计基准，该基准又称为主要基准，如图5—4（a）所示。

对于轴套类和轮盘类零件，实际设计中经常采用的是轴向基准和径向基准，而不用长、宽、高基准，如图5—4（b）所示。

（2）工艺基准

在加工时，确定零件装夹位置和刀具位置的一些基准以及检测时所使用的基准，称为工艺基准。

工艺基准有时可能与设计基准重合，该基准不与设计基准重合时又称为辅助基准。

零件同一方向有多个尺寸基准时，主要基准只有一个，其余均为辅助基准，辅助基准必有一个尺寸与主要基准相联系，该尺寸称为联系尺寸。

如图5—4（a）中的40、11、30，图5—4（b）中的30、90。

（a）叉架类零件

（b）轴类零件

图5—4零件的尺寸基准

3.选择基准的原则

尽可能使设计基准与工艺基准一致，以减少两个基准不重合而引起的尺寸误差。

当设计基准与工艺基准不一致时，应以保证设计要求为主，将重要尺寸从设计基准注出，次要基准从工艺基准注出，以便加工和测量。

（二）合理选择标注尺寸应注意的问题

1.结构上的重要尺寸必须直接注出

重要尺寸是指零件上对机器的使用性能和装配质量有关的尺寸，这类尺寸应从设计基准直接注出。

如图5—5中的高度尺寸32±0.01为重要尺寸，应直接从

高度方向主要基准直接注出，以保证精度要求。

（a）合理（b）不合理

图5—5重要尺寸从设计基准直接注出

2.避免出现封闭的尺寸链

封闭的尺寸链是指一个零件同一方向上的尺寸像车链一样，一环扣一环首尾相连，成为封闭形状的情况。

如图5—6所示，各分段尺寸与总体尺寸间形成封闭的尺寸链，在机器生产中这是不允许的，因为各段尺寸加工不可能绝对准确，总有一定尺寸误差，而各段尺寸误差的和不可能正好等于总体尺寸的误差。

为此，在标注尺寸时，应将次要的轴段尺寸空出不注（称为开口环），如图5—7（a）所示。

这样，其它各段加工的误差都积累至这个不要求检验的尺寸上，而全长及主要轴段的尺寸则因此得到保证。

如需标注开口环的尺寸时，可将其注成参考尺寸，如图5—7（b）所示。

图5—6封闭的尺寸链

（a）（b）

图5—7开口环的确定

3.考虑零件加工、测量和制造的要求

（1）考虑加工看图方便。

不同加工方法所用尺寸分开标注，便于看图加工，如图5—8所示，是把车削与铣削所需要的尺寸分开标注。

图5—8按加工方法标注尺寸

（2）考虑测量方便。

尺寸标注有多种方案，但要注意所注尺寸是否便于测量，如图5—9所示结构，两种不同标注方案中，不便于测量的标注方案是不合理的。

图5—9考虑尺寸测量方便

课时2

（三）零件上常见孔的尺寸注法

光孔、锪孔、沉孔和螺孔是零件图上常见的结构，它们的尺寸标注分为普通注法和旁注阀。

（四）铸造零件的工艺结构

1.拔模斜度

用铸造方法制造零件的毛坯时，为了便于将木模从砂型中取出，一般沿木模拔模的方向作成约1：

20的斜度，叫做拔模斜度。

因而铸件上也有相应的斜度，如图5—10（a）所示。

这种斜度在图上可以不标注，也可不画出，如图5—10（b）所示。

必要时，可在技术要求中注明。

图5—10拔模斜度

2.铸造圆角

在铸件毛坯各表面的相交处，都有铸造圆角，如图5—11。

这样既便于起模，又能防止在浇铸时铁水将砂型转角处冲坏，还可避免铸件在冷却时产生裂纹或缩孔。

铸造圆角半径在图上一般不注出，而写在技术要求中。

铸件毛坯底面（作安装面）常需经切削加工，这时铸造圆角被削平如图5—11所示。

图5—11铸造圆角

铸件表面由于圆角的存在，使铸件表面的交线变得不很明显，如图5—12，这种不明显的交线称为过渡线。

图5—12过渡线及其画法

过渡线的画法与交线画法基本相同，只是过渡线的两端与圆角轮廓线之间应留有空隙。

图5—13是常见的几种过渡线的画法。

（a）（b）

图5—13常见的几种过渡线

3.铸件壁厚

在浇铸零件时，为了避免各部分因冷却速度不同而产生缩孔或裂纹，铸件的壁厚应保持大致均匀，或采用渐变的方法，并尽量保持壁厚均匀，见图5—14。

（a）错误

（b）正确

图5—14铸件壁厚的变化

课时3

（五）机械加工工艺结构

机械加工工艺结构主要有：

倒圆、例角、越程槽、退刀槽、凸台和凹坑、中心孔等。

1.倒角与倒圆

2.退刀槽和越程槽

3.凸台和凹坑

4.中心孔

（六）小结

1.基准的概念、种类和选择

2.标注尺寸时应注意的事项。

3.常见零件图形上孔的尺寸注法。

4.常用的零件铸造工艺结构和机械加工工艺结构。

【教学后记】

第三讲零件图的技术要求及其注写

（一）

【教学目的】

1.复习表面粗糙度评定参数及代号在图样上的标注方法；

2.复习极限和配合。

【教学重点】

1.表面粗糙度符号和高度参数轮廓算术平均偏差Ra的标注和识看；

2.极限和配合的基本术语。

【教学难点】

在零件图上表面粗糙度符号的正确书写。

【教学方法】

多媒体课件、动画演示、三角板、圆规。

【教学安排】2课时

【教学过程】

课时1

（一）表面粗糙度

1、表面粗糙度的概念

零件在加工过程中，受刀具的形状和刀具与工件之间的摩擦、机床的震动及零件金属表面的塑性变形等因素，表面不可能绝对光滑，如图5—15（a）所示。

零件表面上这种具有较小间距的峰谷所组成的微观几何形状特征称为表面粗糙度。

一般来说，不同的表面粗糙度是由不同的加工方法形成的。

表面粗糙度是评定零件表面质量的一项重要的指标，降低零件表面粗糙度可以提高其表面耐腐蚀、耐磨性和抗疲劳等能力，但其加工成本也相应提高。

因此，零件表面粗糙度的选择原则是：

在满足零件表面功能的前提下，表面粗糙度允许值尽可能大一些。

（a）（b）

图5—15表面粗糙度

表面粗糙度是以参数值的大小来评定的，目前在生产中评定零件表面质量的主要参数是轮廓算术平均偏差。

它是在取样长度l内，轮廓偏距y绝对值的算术平均值，用Ra表示，如图5—15（b）。

用公式可表示为：

Ra=

∣y（x）∣dx或Ra≈

∣yi∣

国家标准对Ra（um）的数值作了规定。

表8—3和表8—4分别列出常用Ra值及Ra值对应的主要加工方法和应用举例。

对照表8—3和表8—4讲解。

2、表面粗糙度的注法

（1）表面粗糙度代号

零件表面粗糙度代号是由规定的符号和有关参数组成的。

零件表面粗糙度符号的画法及意义、零件表面粗糙度代号的填写格式见表8—5。

图样上所注的表面粗糙度代号应是该表面加工后的要求。

：

基本符号，表示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。

：

基本符号上加一短划，表示表面是用去除材料的方法获得。

例如：

车、铣、钻、磨、剪切、抛光、腐蚀、电火花加工、气割等。

：

基本符号上加一小圆，表示表面是用不除材料的方法获得。

例如：

铸、锻、冲压变形、热轧、冷轧、粉末冶金等。

或是用于保持原供应状况的表面。

：

a1、a2—表面粗糙度参数的允许值（单位:

μm），常见的有Ra,Ry,Rz

b—加工方法、镀涂或其它表面处理c—取样长度（单位：

mm）

d—加工纹理方向符号

e—加工余量（单位：

mm）

f—表面粗糙度间距参数（单位：

μm）

表面粗糙度高度参数轮廓

算术平均偏差Ra在代号中用数值表示，参数值前可不标注参数代号，Ra的注写见表8—6。

（2）表面粗糙度在图样上的标注方法

1）标注法则

①在同一图样上，每一表面只标注一次符号、代号，并应标注在可见轮廓线、尺寸线、尺寸界线或它们的延长线上。

②符号的尖角必须从材料外指向标注表面。

③在图样上表面粗糙度代号中，数字的大小和方向必须与图中的尺寸数值的大小和方向一致。

④由于加工表面的位置不同，粗糙度符号也可随之平移和旋转，但不能翻转和变形；粗糙度数值可随粗糙度符号旋转而旋转，但需与该处尺寸标注的方向一致。

2）应用标注方法示例，见表8—7。

参照表8—7重点讲解。

课时2

（二）极限与配合

1．互换性和公差

所谓零件的互换性，就是从一批相同的零件中任取一件，不经修配就能装配使用，并能保证使用性能要求，零部件的这种性质称为互换性。

零、部件具有互换性，不但给装配、修理机器带来方便，还可用专用设备生产，提高产品数量和质量，同时降低产品的成本。

要满足零件的互换性，就要求有配合关系的尺寸在一个允许的范围内变动，并且在制造上又是经济合理的。

公差配合制度是实现互换性的重要基础。

2．基本术语

在加工过程中，不可能把零件的尺寸做得绝对准确。

为了保证互换性，必须将零件尺寸的加工误差限制在一定的范围内，规定出加工尺寸的可变动量，这种规定的实际尺寸允许的变动量称为公差。

有关公差的一些常用术语见图5—16。

图5—16尺寸公差术语图解

（1）基本尺寸根据零件强度、结构和工艺性要求，设计确定的尺寸。

（2）实际尺寸通过测量所得到的尺寸。

（3）极限尺寸允许尺寸变化的两个界限值。

它以基本尺寸为基数来确定。

两个界限值中较大的一个称为最大极限尺寸；较小的一个称为最小极限尺寸。

（4）尺寸偏差（简称偏差）某一尺寸减其相应的基本尺寸所得的代数差。

尺寸偏差有：

上偏差=最大极限尺寸—基本尺寸

下偏差=最小极限尺寸—基本尺寸

上、下偏差统称极限偏差。

上、下偏差可以是正值、负值或零。

国家标准规定：

孔的上偏差代号为ES，孔的下偏差代号为EI；轴的上偏差代号为es，轴的下偏差代号为ei。

（5）尺寸公差（简称公差）允许实际尺寸的变动量

尺寸公差＝最大极限尺寸－最小极限尺寸＝上偏差－下偏差

因为最大极限尺寸总是大于最小极限尺寸，所以尺寸公差一定为正值。

（6）公差带和零线由代表上、下偏差的两条直线所限定的一个区域称为公差带。

为了便于分析，一般将尺寸公差与基本尺寸的关系，按放大比例画成简图，称为公差带图。

在公差带图中，确定偏差的一条基准直线，称为零偏差线，简称零线，通常零线表示基本尺寸。

如图5—17。

图5—17公差带图

（7）标准公差用以确定公差带大小的任一公差。

国家标准将公差等级分为20级：

IT01、IT0、IT1~IT18。

“IT”表示标准公差，公差等级的代号用阿拉伯数字表示。

IT01~IT18，精度等级依次降低。

标准公差等级数值可查有关技术标准。

（8）基本偏差用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差。

一般是指靠近零线的那个偏差。

根据实际需要，国家标准分别对孔和轴各规定了28个不同的基本偏差，基本偏差系列如图5—18所示。

轴和孔的基本偏差数值见附表14和附表15。

图5—18基本偏差系列图

从图5—18可知：

基本偏差用拉丁字母表示，大写字母代表孔，小写字母代表轴。

公差带位于零线之上，基本偏差为下偏差；

公差带位于零线之下，基本偏差为上偏差。

（9）孔、轴的公差带代号由基本偏差与公差等级代号组成，并且要用同一号字母和数字书写。

例如φ50H8的含义是：

φ50H8

此公差带的全称是：

基本尺寸为φ50，公差等级为8级，基本偏差为H的孔的公差带。

又如φ50f7的含义是：

φ50f8

此公差带的全称是：

基本尺寸为φ50，公差等级为8级，基本偏差为f的轴的公差带。

四、小结

1．表面粗糙度的概念和三种高度评定参数

2．表面粗糙度代号在图样上的标注方法。

3．互换性的概念和极限和配合的基本术语。

【课后练习】

练习册P118页8—8

【教学后记】

第四讲零件图的技术要求及其注写

（二）

【教学目的】

1．讲解极限与配合代号在图样上的标注方法

2．介绍形状和位置公差的基本概念和有关术语

3．讲解形状和位置公差代号在图样上的标注方法

【教学要求】

1．掌握极限与配合代号在图样上的标注方法

2．能正确理形状和位置公差的基本概念和有关术语

3．掌握形状和位置公差代号的标注方法，能了解代号中各种符号和数字的含义。

【教学重点】

1．零件图上极限与配合代号的标注和识读

2．形状和位置公差的项目和符号

3．零件图上形状和位置公差代号的标注和识读

【教学难点】

在零件图上极限与配合代号和表面形状和位置公差代号的正确书写。

【教学方法】

这一部分内容较多，很难在短时间内讲透，所以要精讲多练，通过充分练习使学生熟练掌握，达到正确标注和识读的目的。

【教学安排】4课时

【教学过程】

课时1

（一）复习旧课

1．复习表面粗糙度的概念和三种高度评定参数。

2．复习互换性的概念和极限和配合的基本术语。

3．复习表面粗糙度代号在图样上的标注方法。

（二）引入新课题

上次课学习了孔和轴的公差带，本次课继续学习相互结合的孔和轴之间的配合。

另外评定零件的质量的因素是多方面的，不仅零件的尺寸和表面粗糙度影响零件的质量，零件的几何形状和结构的位置也大大影响零件的质量，所以本次课还要学习零件的形状和位置公差的有关内容。

（三）教学内容

一、极限和配合

1．配合

基本尺寸相同，相互结合的孔和轴公差带之间的关系称为配合。

（1）配合的种类

根据机器的设计要求和生产实际的需要，国家标准将配合分为三类：

①间隙配合孔的公差带完全在轴的公差带之上，任取其中一对轴和孔相配都成为具有间隙的配合（包括最小间隙为零），如图5—19所示。

图5—19间隙配合

②过盈配合孔的公差带完全在轴的公差带之下，任取其中一对轴和孔相配都成为具有过盈的配合（包括最小过盈为零），如图5—20所示。

图5—20过盈配合

③过渡配合孔和轴的公差带相互交叠，任取其中一对孔和轴相配合，可能具有间隙，也可能具有过盈的配合，如图5—21所示。

图5—21过渡配合

（2）配合的基准制

国家标准规定了两种基准制：

①基孔制基本偏差为一定的孔的公差带，与不同基本偏差的轴的公差带构成各种配合的一种制度称为基孔制。

这种制度在同一基本尺寸的配合中，是将孔的公差带位置固定，通过变动轴的公差带位置，得到各种不同的配合，如图5—22所示。

基孔制的孔称为基准孔。

国标规定基准孔的下偏差为零，“H”为基准孔的基本偏差。

图5—22基孔制配合

②基轴制基本偏差为一定的轴的公差带与不同基本偏差的孔的公差带构成各种配合的一种制度称为基轴制。

这种制度在同一基本尺寸的配合中，是将轴的公差带位置固定，通过变动孔的公差带位置，得到各种不同的配合，如图5—23。

基轴制的轴称为基准轴。

国家标准规定基准轴的上偏差为零，“h”为基轴制的基本偏差。

图5—23基轴制配合

课时2

2．公差与配合的标注

（1）在装配图中的标注方法

配合的代号由两个相互结合的孔和轴的公差带的代号组成，用分数形式表示，分子为孔的公差带代号，分母与轴的公差带代号，标注的通用形式如图5—24所示。

（a）（b）

图5—24装配图中尺寸公差的标注方法

（2）在零件图中的标注方法

如图5—25所示，图（a）标注公差带的代号；图（b）标注偏差数值；（c）公差带代号和偏差数值一起标注。

（a）（b）（c）

图5—25零件图中尺寸公差的标注方法

课时3

二、形状和位置公差

评定零件的质量的因素是多方面的，不仅零件的尺寸影响零件的质量，零件的几何形状和结构的位置也大大影响零件的质量。

1、形状和位置公差的基本概念

图5—26（a）所示为一理想形状的销轴，而加工后的实际形状则是轴线变弯了，如图5—26（b），因而产生了直线度误差。

又如，图5—27（a）所示为一要求严格的四棱柱，加工后的实际位置却是上表面倾斜了，如图5—27（b），因而产生了平行度误差。

（a）（b）（a）（b）

图5—26形状误差图5—27位置误差

如果零件存在严重的形状和位置误差，将使其装配造成困难，影响机器的质量，因此，对于精度要求较高的零件，除给出尺寸公差外，还应根据设计要求，合理地确定出形状和位置误差的最大允许值，如图5—28（b）中的φ0.08（即销轴轴线必须位于直径为公差值φ