零件图上的技术要求

模块4　零件图

任务1　零件图视图的表达

任务目标

任务内容

读一读：零件图的作用和内容。

想一想：零件图视图的选择原则是什么？

任务实施

一、零件图的作用和内容

在实际生产中，工人根据技术人员提供的零件图制造出经检验后合格的每个零件，然后再装配成机器或部件。用来制造、检验零件的图样称为零件工作图（简称零件图）。零件图要反映出设计者的意图，表达出机器或部件对该零件的要求，还要表达出该零件的内、外结构形状及尺寸大小，同时要考虑到结构和制造的合理性，它是制造和检验零件的主要技术依据。

1.零件图的作用

零件图是制造和检验零件的主要依据，是设计部门提交给生产部门的重要技术文件，也是进行技术交流的重要资料。

2.零件图的内容

一张完整的零件图应包括以下几项基本内容，如图4.1.1所示。

（1）一组视图

该组视图要综合运用视图、剖视图、断面图、局部放大图及各种规定和简化画法，完整、清晰、准确和简便地表达出零件的内（外）结构、形状和相对位置。

（2）完整的尺寸

图样上必须正确、完整、清晰、合理地标注出零件各部分结构形状的大小和相对位置的全部尺寸，以便于零件的制造和检验。

（3）技术要求

图样上要用规定的符号、代号和数字、文字注明零件在制造、检验、装配过程中应达到的各项技术指标和要求，如表面粗糙度、尺寸公差、形位公差、材料和热处理以及其他特殊要求。

（4）标题栏

标题栏应配置在图框的右下角，主要填写零件的名称、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。

图4.1.1　齿轮轴零件图

二、零件图的视图选择

1.主视图的选择

主视图是表达零件结构形状最主要的视图。表达零件时，首先应确定主视图，主视图选择得是否合理将直接影响到其他视图的选择和配置。因此，在全面分析零件形状的基础上，选择零件图的主视图时，一般应从主视图的投射方向和零件的摆放位置两方面来考虑。

（1）选择主视图的投射方向———形状特征原则

从形体分析角度来说，应将最能反映零件各部分形状特征和各组成部分之间相对位置关系的方向作为主视图的投影方向，如图4.1.2所示。

图4.1.2　主视图的选择（一）

（2）选择主视图的摆放位置———工作位置原则

所选择的主视图的位置，应尽可能与零件在机械或部件中的工作位置相一致，如图4.1.3所示。

图4.1.3　主视图的选择（二）

（3）选择主视图的摆放位置———加工位置原则

工作位置不易确定或按工作位置画图不方便的零件，主视图一般按零件在机械加工中所处的位置作为主视图的位置。因为，零件图的重要作用之一是用来指导制造零件，若主视图所表示的零件位置与零件在机床上加工时所处位置一致，则便于工人加工时看图，如图4.1.4所示。

图4.1.4　主视图的选择（三）

（4）选择主视图的摆放位置———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，则可按其自然摆放平稳的位置为画主视图的位置，如图4.1.5所示。

图4.1.5　主视图的选择（四）

总之，零件的主视图选择，既要反映零件各部分形体特征，又要符合零件在机器中的工作位置和主要加工位置。但有些不规则的零件很难满足以上要求，对这些零件则主要根据其形状结构特点选择自然放置位置来选择主视图。此外，选择主视图时还应考虑合理利用图纸。

2.其他视图的选择

主视图确定后，应根据零件的具体情况分析确定其他视图。对于十分简单的轴、套、球类零件，一般只用一个视图，再加所注的尺寸，就能把其结构形状表达清楚。但是对于一些较复杂的零件，只靠一个主视图是很难把整个零件的结构形状表达完全的。因此，还应选择适当数量的其他视图与之配合，才能将零件的结构形状完整清晰地表达出来。选择其他视图时，应考虑以下几点：

①视图数量要恰当，在保证充分表达零件内、外结构形状的前提下，尽可能使零件的视图数目为最少，以便于画图和看图。

②优先考虑采用基本视图，在基本视图上作剖视图，并尽可能按投影关系配置各视图。

③每个视图都应有明确的表达重点，各个视图互相配合、互相补充而不重复。

④合理地布置视图位置，做到既使图样清晰美观，又便于读图。

总之，零件的视图选择是一个比较灵活的问题。选择时，一般应多考虑几种方案，加以比较后，力求用较好的方案表达零件。通过多画、多看、多比较、多总结，不断实践，才能逐步提高表达能力。

小贴士：画零件图时应尽量采用国家标准允许的简化画法作图，以提高绘图工作效率。

三、典型零件的视图选择

1.轴套类零件

对于轴套类零件一般是一个主视图轴线横放，大端在左，小端在右，以符合加工位置。主视图上应能看到键槽或孔的投影，并对其作断面图或局部剖视，也可以加上必要的局部视图或向视图。

2.轮盘类零件

对于轮盘类零件应按加工位置轴线横放。主视图外带左视图或右视图。

3.叉架类零件

叉架类零件一般形状比较复杂，大多是铸件或锻件，扭拐部位较多，肋及凸块等也较多。其主视图可按现状特征或主要加工位置来表达，但其主要轴线或平面应平行或垂直于投影面。视图往往不少于两个。局部视图或断面图较多，斜剖视图及局部视图也较多。

4.箱壳类零件

箱壳类零件内外形状复杂，其主视图一般应符合形状特征原则并按工作位置放置。基本视图不少于三个。若内外形状具有对称性，应采用半剖视图。若内部外部形状都较复杂且不对称，则可选投影不相遮掩处用局部视图，且保留一定虚线。对局部的内外部结构，可以用斜视图、局部剖视图或断面图来表达。

任务拓展

展示一至两个简单零件让学生进行零件的视图表达分析并绘图。

任务2　零件图的尺寸注法

任务目标

任务内容

零件图上所标注的尺寸除应满足正确、完整、清晰的要求外，还应做到标注合理。

想一想：怎样合理标注零件尺寸？

任务实施

零件图中标注的尺寸是加工和检验零件的重要依据。在零件图上标注尺寸，除了要做到完整、正确、清晰外，还应着重解决合理标注尺寸的问题。标注尺寸的合理性，就是要求图样上所标注的尺寸既要符合零件的设计和加工工艺要求，又要符合生产实际，便于加工和测量，并有利于装配。要把尺寸注得合理，需要有一定的实践经验和专业知识，要对零件进行形体、结构分析和工艺分析，才能恰当地选择尺寸基准，合理地选择尺寸标注形式。这里主要介绍一些合理标注尺寸的基本知识和注意的问题。

一、尺寸标注基准

尺寸基准是标注和测量尺寸的起点，是指确定零件上几何元素位置的一些点、线、面。零件在长、宽、高三个方向应各有一个主要尺寸基准。有时为了加工、检验的需要，还可增加一个或几个尺寸基准，称辅助尺寸基准。辅助基准与主要基准之间应有尺寸直接联系。常用的尺寸基准有基准面（如底板的安装面、重要的端面、装配结合面、零件的对称面等）、基准线（如回转体的轴心线、对称中心线等）和基准点（如圆心，球心等），如图4.2.1所示。

1.按尺寸基准性质分

（1）设计基准

设计基准是根据零件在机器中的位置、作用和结构特点，为保证零件的设计要求而选定的基准，如图4.2.2所示。

（2）工艺基准

便于零件加工、测量、装配时使用的基准称工艺基准，如图4.2.3所示。

图4.2.1　尺寸基准

图4.2.2　设计基准

图4.2.3　工艺基准

2.按尺寸基准重要性分

（1）主要基准

决定零件主要尺寸的基准是主要基准。

（2）辅助基准

为便于加工和测量而附加的基准是辅助基准。

图4.2.4（a）中尺寸b不便测量，改为图4.2.4（b）所示的注法，则在轴上有两个基准。

在选择辅助基准时，应注意使其与主要基准有尺寸联系，如图4.2.4（b）中的尺寸l。

总之，零件都有长、宽、高三个方向的尺寸，每一个方向至少要有一个基准。当同一方向具有多个基准中，其中必定有一个是主要基准，其余的为辅助基准。

图4.2.4　主要基准和辅助基准

在标注零件尺寸时，如一时难以确定设计基准和工艺基准，一般常取零件上回转面的轴线，装配中的定位面、支承面等重要表面，零件的对称面和大的端面等作为基准。

小贴士：作为基准的表面，表面光滑程度要求较高。

3.标注尺寸的形式

根据图样上尺寸布置的情况，以轴类零件为例，尺寸标注的形式可分为三种：

（1）链式

零件同一方向的几个尺寸依次首尾相连，这种尺寸标注方式称为链式。链式可保证各端尺寸的精度要求，但由于基准依次推移，使各端尺寸的位置误差受到影响，如图4.2.5所示。

（2）坐标式

零件同一方向的几个尺寸由同一基准出发，这种尺寸标注方式称为坐标式。坐标式能保证所注尺寸误差的精度要求，各段尺寸精度互不影响，不产生位置误差积累，如图4.2.6所示。

（3）综合式

零件同方向尺寸既有链状式标注又有坐标式标注，即为综合式。综合式既能保证零件一些部位的尺寸精度，又能减少各部位的尺寸位置误差积累，在尺寸标注中应用最广泛，如图4.2.7所示。

图4.2.5　链式尺寸注法

图4.2.6　坐标式尺寸注法

图4.2.7　综合式尺寸注法

二、尺寸标注的基本要求

1.重要尺寸直接注出

零件上凡是影响产品性能、工作精度和互换性的重要尺寸（规格性能尺寸、配合尺寸、安装尺寸、定位的尺寸），都必须从设计基准直接注出。如图4.2.8中重要尺寸Φ、D、A就是直接注出的。

2.所注尺寸应符合工艺要求

（1）按加工方法标注尺寸

如图4.2.9所示是零件的圆弧槽部分，是用盘铣刀加工的，应注出盘铣刀直径Ф60，而不是半径R30。

为使不同工种的工人在生产时识图方便，对于加工与非加工部位的尺寸或不同工序的加工尺寸，应在图形两边分别标注，如图4.2.10所示。

图4.2.8　重要尺寸注法

图4.2.9　尺寸标注符合加工方法要求

（2）按加工顺序标注尺寸

这种标注方法符合加工和测量要求，如图4.2.11、图4.2.12、图4.2.13所示。

3.避免封闭的尺寸链

同一零件同一方向上的各尺寸首尾相接、串联组成封闭图形的一组尺寸叫封闭尺寸链。为避免封闭的尺寸链，可以选择一个不重要的尺寸不予注出，使尺寸链留有开口，如图4.2.14所示。

图4.2.10　分别标注两边尺寸

图4.2.11　按加工顺序要求标注尺寸

图4.2.12　按测量要求标注尺寸（一）

图4.2.13　按测量要求标注尺寸（二）

图4.2.14　避免封闭的尺寸链

三、常见孔的尺寸注法

零件上常见孔的尺寸注法，见表4.2.1。

表4.2.1　常见孔的尺寸注法

教师评估

任务3　零件图上的技术要求

任务目标

任务内容

想一想：零件图上的技术要求有哪些？

小贴士：技术要求中，凡已有规定代号和符号的，应用代号、符号直接标注在图上；无规定代号、符号的，则可用文字或数字说明，书写在零件图的右下方。

任务实施

一、表面粗糙度的概念及其注法

1.基本概念

表面粗糙度是指零件表面因加工而形成的微观几何形状误差。

2.评定表面粗糙度的参数

①轮廓算术平均偏差———Ra，如图4.3.1所示。

②轮廓最大高度———Rz，如图4.3.2所示。

小贴士：优先选用轮廓算术平均偏差Ra。

图4.3.1　轮廓算术平均偏差（Ra）

图4.3.2　轮廓最大高度（Rz）

3.表面粗糙度代（符）号及其注法

（1）表面粗糙度符号、意义及说明

a———用任何方法获得的表面（单独使用无意义）；

b———用去除材料的方法获得的表面；

c———用不去除材料的方法获得的表面；

d———横线上用于标注有关参数和说明；

e———表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求。

（2）表面粗糙度参数

①表面粗糙度参数的单位是μm。

②注写Ra时，只写数值。注写Rz时，应同时注出Rz和数值。

③注一个值时，表示为上限值；注两个值时，表示为上限值和下限值。

表面粗糙度主要参数Ra的标注形式见表4.3.1。

表4.3.1　表面粗糙度主要参数Ra的标注形式

（3）表面粗糙度在图样上的标注方法

图样上所标注的表面粗糙度符号、代号是指该表面完工后的要求。

①表面粗糙度符号、代号一般注在可见轮廓线、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，如图4.3.3所示。

图4.3.3　表面粗糙度的标注（一）

表面粗糙度代号中，数字及符号的方向必须按图4.3.4所示的规定标注。

带有横线的表面粗糙度符号应按图4.3.5所示的规定标注。

在同一图样上，每一表面一般只标注一次符号、代号，并尽可能靠近有关的尺寸线。当位置狭小或不便标注时，符号、代号可以引出标注。用细实线连接不连续的同一表面如图4.3.6所示，其表面粗糙度符号、代号只标注一次。

②统一和简化标注。

当零件所有表面具有相同的表面粗糙度要求时，其符号、代号可在图样的右上角统一标注，如图4.3.7所示。

图4.3.4　表面粗糙度的标注（二）

图4.3.5　表面粗糙度的标注（三）

图4.3.6　表面粗糙度的标注（四）

图4.3.7　表面粗糙度的标注（五）

当零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度要求时，对其中使用最多的一种符号、代号可以统一注在图样的右上角，并注“其余”两字，如图4.3.8所示。为了简化标注方法，或者标注位置受到限制时，可以标注简化代号，如图4.3.9所示。

图4.3.8　表面粗糙度的标注（六）

图4.3.9　表面粗糙度的标注（七）

也可采用省略的注法，但应在标题栏附近说明这些简化符号、代号的意义，如图4.3.10、图4.3.11所示。

中心孔的工作表面、键槽工作面、倒角、圆角的表面粗糙度代号，可以简化标注，如图4.3.12所示。

③其他规定注法。

零件上连续表面及重复要素（孔、槽、齿等）的表面如图4.3.13所示，其表面粗糙度符号、代号只标注一次。

同一表面上有不同的表面粗糙度要求时，须用细实线画出其分界线，并注出相应的表面粗糙度代号和尺寸，如图4.3.14所示。

齿轮、渐开线花键、螺纹等工作表面没有画出齿（牙）形时，其表面粗糙度代号可按图4.3.15所示的方式标注。

图4.3.10　表面粗糙度的标注（八）

图4.3.11　表面粗糙度的标注（九）

图4.3.12　表面粗糙度的标注（十）

图4.3.13　表面粗糙度的标注（十一）

图4.3.14　表面粗糙度的标注（十二）

图4.3.15　表面粗糙度的标注（十三）

二、公差与配合在图样上的标注与识读

1.互换性的概念

在一批相同规格的零件或部件中，不经挑选和经修配或其他加工就能顺利装配到机械上去，并能够达到预期的性能和使用要求。我们把这批零件或部件所具有的这种性质称为互换性。在日常生活和现代工业生产中，人们常和互换性打交道。例如，自行车上的螺钉或螺帽掉了，手表上的发条断了或电池坏了，人们只要到商店去买一个相同规格的螺钉、螺帽、发条或电池换上就行了。又如，一只手表、一辆汽车或一架飞机，都是由许多零部件组合而成的，而这些零部件又往往是由不同的车间、工厂甚至不同的国家生产，但这些合格的零部件都是按互换性原则进行设计和生产制造的，在其尺寸大小、规格及功能上彼此具有相互替换的性能。

2.极限与配合的基本术语及定义

（1）零件的尺寸

①基本尺寸：通过应用上、下偏差可算出极限尺寸的尺寸，如图4.3.16中的35。孔的基本尺寸用L表示，轴的基本尺寸用l表示。

②实际尺寸：通过测量获得的某一孔、轴的尺寸。

③极限尺寸：一个孔或轴允许的尺寸的两个极端，分为最大极限尺寸和最小极限尺寸。合格实际尺寸应位于其中，也可达到极限尺寸。

④最大极限尺寸：孔或轴允许的最大尺寸，分别用Lmax、lmax表示。如图4.3.16中，孔：Lmax＝35.025；轴：lmax＝34.975。

⑤最小极限尺寸：孔或轴允许的最小尺寸，分别用Lmin、lmin表示。如图4.3.16中，孔：Lmin＝35；轴：lmin＝34.050。

（2）偏差与公差

①偏差：某一尺寸（实际尺寸、极限尺寸等）减其基本尺寸所得的代数差。偏差可以为正、为负或为零。

②极限偏差：指上偏差和下偏差。最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为上偏差；最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为下偏差。

轴的上偏差用es表示，下偏差用ei表示。孔的上偏差用ES表示，下偏差用EI表示。如图4.3.16中：孔ES＝Lmax－L＝35.025－35＝＋0.025，EI＝Lmin－L＝35－35＝0；轴es＝lmax－l＝34.975－35＝－0.025，ei＝lmin－l＝34.950－35＝－0.050。

③尺寸公差（简称公差，用T表示）：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，是允许尺寸的变动量。孔公差用Th表示，轴公差用Ts表示。

由于最大极限尺寸总是大于最小极限尺寸，上偏差总是大于下偏差，所以它们的代数差值总为正值，一般将正号省略，取其绝对值。即尺寸公差是一个没有符号的绝对值。

尺寸偏差和公差的关系如图4.3.16所示。

如：孔Th＝35.025－35＝0.025或Th＝＋0.025－0＝0.025；

轴Ts＝34.975－34.950＝0.025或Ts＝－0.025－（－0.050）＝0.025。

图4.3.16　尺寸及公差

④标准公差（IT）。标准公差是国家标准极限与配合制中所规定的任一公差。如表4.3.2所示，国家标准将标准公差分为20个公差等级，用标准公差等级代号IT01，IT0，IT1，……，IT18表示。“IT”为“国际公差”的符号，阿拉伯数字01，0，1，……，18表示公差等级。如IT8的含意为8级标准公差。在同一尺寸段内，从IT01至IT18，精度依次降低，而相应的标准公差值依次增大。其关系为：

表4.3.2　标准公差数值（摘自GB／T1800.3—1998）

⑤极限与配合图解（也称公差与配合图解）。在实际应用中，为了简便表达相互结合的孔、轴的基本尺寸、极限尺寸、极限偏差与公差的相互关系问题，只按一定比例放大画出孔与轴的公差带部分，这种图示方法称为极限与配合图解。图4.3.16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称为公差带，表示基本尺寸的一条直线称为零线。

⑥基本偏差。在极限与配合制中，确定公差带相对零线位置的极限偏差称为基本偏差。它可以是上偏差或下偏差，一般为靠近零线的那个偏差。图4.3.17中孔公差带的基本偏差为下偏差0，轴公差带的基本偏差为上偏差－0.025。

国家标准对孔和轴分别规定了28个基本偏差。并规定：大写字母表示孔的基本偏差，小写字母表示轴的基本偏差，如图4.3.18所示。

基本偏差系列图仅给出了公差带的一端，而另一端则取决于公差等级和这个基本偏差的组合。

⑦零件的配合。

a.配合。配合是指基本尺寸相同的相互结合的孔和轴公差带之间的关系。根据相互结合的孔和轴公差带的相互位置关系，配合分为三类：间隙配合，过盈配合和过渡配合。

图4.3.17　基本偏差

图4.3.18　基本偏差系列示意图

b.间隙配合。具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合称为间隙配合。此时，孔公差带在轴公差带之上，如图4.3.19所示。

图4.3.19　间隙配合

c.过盈配合。这是指具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合。此时，孔的公差带在轴的公差带之下，如图4.3.20所示。

d.过渡配合。可能具有间隙或过盈的配合称为过渡配合。此时，孔的公差带与轴的公差带相互交叠，如图4.3.21所示。

图4.3.20　过盈配合

图4.3.21　过渡配合

⑧配合制。

同一极限制的孔和轴组成配合的一种制度称为配合制。国家标准规定了两种配合制，即基孔制配合和基轴制配合。

a.基孔制配合：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形成各种配合（间隙、过渡或过盈）的一种制度。在基孔制配合中，选作基准的孔称为基准孔，基准孔的下偏差为零，上偏差为正值。基准孔的基本偏差代号为“”，如图4.3.22所示。

b.基轴制配合：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形成各种配合（间隙、过渡或过盈）的一种制度。在基轴制配合中，选作基准的轴称为基准轴，基准轴的上偏差为零，下偏差为负值。基准轴的基本偏差代号为“h”，如图4.3.23所示。

（3）优先与常用公差带及配合

①优先与常用的孔、轴公差带。在GB／T1801—1999中，国标对尺寸≤500mm范围内，规定了优先、常用和一般用途的孔、轴公差带，如图4.3.24、图4.3.25所示。图中圆圈内的为优先选用公差带，方框中的为常用公差带，其余为一般用途的公差带。对这些公差带，GB／T1800—1999中都制定了孔、轴极限偏差表，使用时可直接查表。

图4.3.22　基孔制配合

图4.3.23基轴制配合

图4.3.24　优先、常用和一般用途的孔公差带

②优先与常用配合。国标还规定了优先与常用配合。基孔制的优先与常用配合见表4.3.3，基轴制的优先与常用配合见表4.3.4。

表4.3.3　基孔制优先、常用配合（摘自GB／1801—1999）

续表

注：①在基本尺寸≤3mm和 的基本尺寸≤100mm时，为过渡配合；
②标注◤符号者为有线配合。

图4.3.25　优先、常用和一般用途的轴公差带

（4）极限与配合的标注

①零件图上的标注。零件图上，一些重要的尺寸一般应标注出极限偏差或公差带代号。用公差带代号标注含意如下所示：

表4.3.4　基轴制优先、常用配合（摘自GB／1801—1999）

注：标注◤符号者为优生配合。

用于大批量生产的零件图，可只注公差带代号。公差带代号的注写形式如图4.3.26（a）所示；用于中小批量生产的零件图，一般可只注极限偏差，如图4.3.26（b）所示；如要求同时标注公差带代号及相应的极限偏差时，其极限偏差应加上圆括号，如图4.3.26（c）所示。

标注时应注意，上下偏差绝对值不同时，偏差数字用比基本尺寸数字小一号的字体书写，下偏差应与基本尺寸注在同一底线上，如图4.3.27（a）所示；若某一偏差为零时，数字“0”不能省略，必须标出，并与另一偏差的整数个位对齐，如图4.3.27（b）所示；若上下偏差绝对值相同符号相反时，则偏差数字只写一个，并与基本尺寸数字字号相同，如图4.3.27（c）所示。

②装配图上的标注。在装配图上，一般标注配合代号，也可标注极限偏差。在装配图上标注线性尺寸的配合代号时，配合代号必须注写在基本尺寸的右边，用分数形式注出，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号，如图4.3.28（a）所示，也允许按图4.3.28（b）或（c）所示的形式标注。

图4.3.26　公差带代号、极限偏差在零件图上标注的三种形式

图4.3.27　上下偏差的书写

图4.3.28　配合代号在装配图上标注的三种形式

在装配图中标注相配零件的极限偏差时，孔的基本尺寸和极限偏差标注在尺寸线的上方，轴的基本尺寸和极限偏差标注在尺寸线的下方，如图4.3.29（a）所示，也允许按图4.3.29（b）所示形式标注。

零件（孔或轴）与标准件、外购件配合时，只标注零件的公差带代号，如图4.3.30所示。

三、形状和位置公差

1.基本概念

零件在加工后形成的各种误差是客观存在的，除了我们在极限与配合中讨论过的尺寸误差外，还存在着形状误差和位置误差。我们把零件实际几何要素的形状与理想几何要素的形状之间的误差称为形状误差，把零件上各几何要素之间实际相对位置与理想相对位置之间的误差称为位置误差。形状误差与位置误差简称形位误差，形位误差的允许变动量称为形位公差。

图4.3.29　基本尺寸和极限偏差在装配图上的标注形式

图4.3.30　零件（孔或轴）与标准件、外购件配合时的标注

2.形位公差特征项目及符号

国家标准规定，将形位公差分为形状公差和位置公差两大类和14个特征项目。各特征项目的名称及符号见表4.3.5。

表4.3.5　形位公差特征项目及符号

3.形位公差的标注

国家标准规定，在图样中形位公差一般要用框格代号标注。形位公差框格中，不仅要表达形位公差的特征项目、基准代号和其他符号，还要正确给出公差带的大小、形状等内容。

（1）形位公差框格

①形位公差代号如图4.3.31所示。

图4.3.31　形位公差代号

小贴士：形位公差代号的框格高为2h（h为字体高度）。

②基准代号如图4.3.32所示。

图4.3.32　基准代号

小贴士：基准代号由基准符号、连线、圆圈和基准字母组成。圆圈直径与框格高度相等。字母用大写拉丁字母水平书写，高度与图样中的字体相同。

（2）被测要素和基准要素的标注

被测要素和基准要素的标注方法见表4.3.6。

表4.3.6　被测要素、基准要素的标注方法

续表

续表

（3）图样上形位公差标注的识读示例

图4.3.33　阶梯轴形位公差的标注

例4.1　识读图4.3.33所示阶梯轴上的形位公差，并说出其含义。

：直径为Ф22圆锥的大、小两端面对该段轴的轴心线圆跳动公差为0.01mm。

：圆锥体任一正截面的圆度公差为0.04mm。

：Ф18段圆柱面的圆柱度公差为0.05mm。

：M12外螺纹的轴心线对两端中心孔轴心线的同轴度公差为φ0.01mm。

四、表面热处理

表面处理是为改善零件表面性能的各种处理方式，如渗碳淬火、表面镀涂等。通过表面处理，可以提高零件表面的硬度、耐磨性、抗蚀性、美观性等。热处理是改变整个零件材料的金相组织，以提高或改善材料机械性能的处理方法，如淬火、退火、回火、正火、调质等。表面处理及热处理的要求可直接注在图上，如图4.3.34所示。也可以用文字注写在技术要求的文字项目内，如图4.3.35所示。

图4.3.34　表面热处理（一）

图4.3.35　表面热处理（二）

对于零件的特殊加工、检查、试验、结构要素的统一要求及其他说明，应根据零件的需要注写。一般用文字注写在技术要求的文字项目内。

教师评估

任务4　识读零件图

任务目标

任务内容

想一想：零件有哪些工艺结构？

练一练：分析各类典型零件的结构类型、视图表达方法、尺寸标注以及技术要求。

任务实施

一、零件上常见的工艺结构

零件的结构形状主要取决于它在机器中的作用，但制造工艺对它的结构也有某些要求。

1.铸造工艺结构

为满足铸造加工的要求，铸造零件上的工艺结构主要有拔模斜度、铸造圆角、铸件壁厚以及凸台和凹坑等。

（1）拔模斜度

用铸造的方法制造零件毛坯时，为了便于在砂型中取出模样，在铸件的内外壁沿起模方向应有一定斜度，称为拔模斜度。这种斜度在图上可以不予标注，也不一定画出，如图4.4.1所示。

图4.4.1　拔模斜度

（2）铸造圆角

当零件的毛坯为铸件时，因铸造工艺的要求，铸件各表面相交的转角处都应做成圆角。铸造圆角可防止铸件浇铸时转角处的落砂现象及避免金属冷却时产生缩孔和裂纹。铸造圆角的大小一般取R＝3～5mm，可在技术要求中统一注明，如图4.4.2所示。

图4.4.2　铸造圆角

（3）铸件厚度

当铸件的壁厚不均匀一致时，铸件在浇铸后因各处金属冷却速度不同，将产生裂纹和缩孔现象。因此，铸件的壁厚应尽量均匀，如图4.4.3（a）所示；当必须采用不同壁厚连接时，应采用逐渐过渡的方式，如图4.4.3（c）所示。铸件的壁厚尺寸一般直接注出。

图4.4.3　铸件厚度

（4）过渡线

由于铸造圆角的存在，铸件表面的交线变得不明显，为了区分不同表面，应以过渡线的形式画出。

①两曲面相交的过渡线如图4.4.4所示。

图4.4.4　过渡线（一）

②平面与平面或平面与曲面相交的过渡线如图4.4.5所示。

图4.4.5　过渡线（二）

③肋板与圆柱面相交的过渡线，其形状取决于肋板断面的形状及相切或相交的关系，如图4.4.6所示。

2.机械加工工艺结构

（1）退刀槽和砂轮越程槽

在零件切削加工时，为了便于退出刀具及保证装配时相关零件的接触面靠紧，在被加工表面台阶处应预先加工出退刀槽或砂轮越程槽。车削外圆时的退刀槽，其尺寸一般可按“槽宽×直径”或“槽宽×槽深”方式标注。车螺纹退刀槽或磨削外圆和端面时的砂轮越程槽如图4.4.7所示。

图4.4.6　过渡线（三）

图4.4.7　车螺纹退刀槽和砂轮越程槽

（2）倒角、圆角工艺结构

①倒角。为了去掉切削零件时产生的毛刺、锐边，保护装配面便于装配和保证操作安全，常在轴或孔的端部等处加工倒角。倒角多为45°，也可制成30°或60°，在不致引起误解时，零件图中的倒角可以省略不画，其尺寸也可简化标注，如图4.4.8所示。

②倒圆。为避免零件在台肩等转折处由于应力集中而产生裂纹，常加工出圆角，如图4.4.9所示。圆角半径R数值可根据轴径或孔径查表确定，其尺寸也可简化标注。

（3）凸台和凹坑

零件上与其他零件的接触面，一般都要加工。为了减少加工面积，并保证零件表面之间有良好的接触，常常在铸件上设计出凸台、凹坑，凹槽和凹腔，如图4.4.10所示。

（4）钻孔结构

用钻头钻孔时，要求钻头轴线尽量垂直于被钻孔的端面，以保证钻孔准确和避免钻头折断。三种钻孔端面的正确结构如图4.4.11所示。

（5）铣方和中心孔

①铣方。在轴或孔上加工方形结构称铣方，其画法和尺寸标注如图4.4.12所示。

图4.4.8　倒角

图4.4.9　圆角

图4.4.10　凸台和凹坑

②中心孔。加工较长的轴类零件时，常采用中心孔定位与装夹，中心孔可以不画，只需用规定符号标注其代号表示设计要求，其画法和尺寸标注如图4.4.13所示。

图4.4.11　钻孔结构

二、典型零件图

机器零件的种类很多，结构形状也千差万别。通常根据结构和用途相似的特点及加工制造方面的特点，将一般零件分为轴套类、轮盘类、叉架类和箱体类等四类典型零件。

1.轴套类零件

这类零件一般有轴、衬套等零件。通常只画出一个基本视图再加上适当的断面图和尺寸标注，就可以把它的主要形状特征以及局部结构表达出来。为了便于加工时看图，轴线一般按水平放置进行投影，键槽面对观察者，在键槽地方增加必要的断面图或局部视图等。主动齿轮轴的零件图，如图4.4.14所示。

①从标题栏可知，该零件叫主动齿轮轴，属于轴类零件。齿轮轴是用来传递动力和运动的，其材料为45号钢。从总体尺寸看，最大直径为48mm，总长145mm。

图4.4.12　铣方

图4.4.13　中心孔

②分析表达方案和形体结构。齿轮轴的表达方案由主视图和移出断面图组成，轮齿部分作了局部剖。主视图将齿轮轴的主要结构表达得很清楚，齿轮轴由几段不同直径的回转体组成，最大圆柱上制有轮齿，右端圆柱上有螺纹，零件两端及轮齿两端有倒角，移出断面图用于表达键槽深度和进行标注。

图4.4.14　主动齿轮轴

③分析尺寸。右端面为长度方向的主要尺寸基准，以此为基准注出了尺寸40、98、145等。轴向的重要尺寸，如键槽长度16，齿轮宽度30等已直接注出。

④分析技术要求。不难看出两个Ф18及Ф18的轴颈处有配合要求，尺寸精度较高，均为7级公差，相应的表面粗糙度要求也较高，均为Ra1.6等。另外，零件图对调质处理提出了文字说明要求。

2.盘盖类零件

这类零件的基本形状是扁平的盘状，一般有端盖、阀盖、齿轮等零件，它们的主要结构大体上有回转体，通常还带有各种形状的凸缘、均布的圆孔和肋等局部结构。在视图选择时，一般选择过对称面或回转轴线的剖视图作主视图，同时还需增加适当的其他视图（如左视图、右视图或俯视图）把零件的外形和均布结构表达出来。如图4.4.15所示，用相交剖切方式画出B—B主视全剖视图，还增加了一个局部剖视的左视图以表达均布孔和相交孔。

在标注盘盖类零件的尺寸时，通常选用通过轴孔的轴线作为径向尺寸基准，长度方向的主要尺寸基准常选用重要的端面。

图4.4.15　端盖

3.叉架类零件

这类零件一般有拨叉、连杆、支座等零件。由于它们的加工位置多变，在选择主视图时，主要考虑工作位置和形状特征。对其他视图的选择，常常需要两个或两个以上的基本视图，并且还要用适当的局部视图、断面图等表达方法来表达零件的局部结构。

在标注叉架类零件的尺寸时，通常选用安装基面或零件的对称面作为尺寸基准。尺寸标注方法如图4.4.16所示。

4.箱体类零件

这类零件的形状、结构比较复杂，而且加工位置的变化更多。这类零件一般有阀体、泵体、减速器箱体等零件。在选择主视图时，主要考虑工作位置和形状特征。选用其他视图时，应根据实际情况采用适当的剖视、断面、局部视图和斜视图等多种辅助视图，以清晰地表达零件的内外结构，如图4.4.17所示。

在标注尺寸方面，通常选用设计上要求的轴线、重要的安装面、接触面、箱体某些主要结构的对称面等作为尺寸基准。对于箱体上需要切削加工的部分，应尽可能按便于加工和检验的要求来标注尺寸。

知识拓展零件测绘

根据已有的零件，目测徒手画出零件的视图，测量并注上尺寸及技术要求，得到零件草图，再参考有关资料整理绘制出零件图，这称为零件测绘。零件测绘对仿制机器、改造设备、修配零件等都有重要作用。

一、零件测绘的方法和步骤

1.了解和分析测绘对象

为了把被测零件准确完整地表达出来，应首先对被测零件进行认真分析，应了解零件的名称、材料以及它在机器或部件中的位置、作用及与相邻零件的关系，仔细分析零件的内外结构形状。

2.确定被测零件的视图表达方案

按照零件的工作位置、加工位置以及尽量多地反映形状特征的原则，确定主视图的投射方向，再根据零件的复杂程度选择其他视图。

3.画零件草图

目测、徒手画出零件草图。零件草图一般不用或只用少数简单绘图工具，徒手绘出。零件草图一般要求线型明显清晰、图形正确、内容完整、比例匀称、字迹工整，如图4.4.18所示。

4.根据零件草图画零件图

绘制的零件草图有时某些问题可能处理得不够完善，所以还需要对草图进一步检查和校对，然后用仪器或计算机画出零件工作图。

二、常用测量方法

1.线性尺寸及内、外径尺寸的测量方法

如图4.4.19所示，使用的量具有钢直尺，内、外卡钳，游标卡尺，千分尺等；测量时，应根据对尺寸精度要求的不同选用不同的测量工具。一般用钢直尺测一般轮廓，用外卡钳测外径，用内卡钳测内径，用游标卡尺测精确尺寸。

2.壁厚、孔间距的测量方法

壁厚、孔间距的测量如图4.4.20所示。

3.螺纹和圆弧的测量方法。

螺纹和圆弧的测量如图4.4.21所示。

图4.4.16　托架

图4.4.17　轴承座

图4.4.18　轴零件草图

图4.4.19　线性尺寸及内、外径尺寸的测量方法

图4.4.20　壁厚、孔间距的测量方法

图4.4.21　螺纹和圆弧的测量方法

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