公差与配合的基本概念和标注方法

项目6　零件图

【项目内容】

1．零件图的内容、尺寸标注及技术要求。

2．零件的工艺结构。

3．识读零件图以及零件的测绘。

【项目目的】

1．理解零件图的作用和内容。

2．熟悉零件图的视图选择原则和典型零件的表示方法。

3．了解尺寸基准的概念，熟悉典型零件图的尺寸标注。

4．了解并掌握技术要求的基本内容及其代号的标注和识读方法。

5．了解零件上常见的工艺结构。

6．掌握识读零件图的方法和步骤。

7．理解绘制零件图的方法和步骤。

【项目实施过程】

任务6.1　零件图的内容

要制造机器或部件必须按照要求生产出零件，生产和检验零件所依据的图样称为零件图。一张完整的零件图通常要包括以下基本内容（见图6．1）。

（1）一组视图

用视图、剖视、断面及其他规定画法，正确、完整、清晰地表达零件的内、外结构形状。

（2）全部尺寸

表达零件在生产和检验时所需的全部尺寸。

图6．1　阀盖零件图

（3）技术要求

用文字或其他符号标注或说明零件制造、检验或装配过程中应达到的各项要求，如表面粗糙度、尺寸公差、形位公差、热处理、表面处理等要求。

（4）标题栏

标题栏中应填写零件的名称、代号、材料、数量、比例、单位名称、设计、制图和审核人员的签名和日期等。

任务6.2　零件图的视图选择

零件图中选用的一组视图，应能完整、清晰地表达零件的内、外结构形状，并要考虑画图的方便。要达到以上要求，必须对零件的结构特点进行分析，恰当地选取一组视图，包括主视图的选择和其他视图的选择。

6.2.1　主视图的选择

主视图是表达零件最重要的视图，从便于看图这一要点出发，在选择主视图时应考虑以下两个方面：

（1）主视图的投影方向

选择最能明显地反映零件的结构形状以及各组成部分的相对位置的方向作为主视图的投影方向，也称形体特征原则。

如图6．2（a）所示的阀体，若按箭头A的方向画主视图，并采用全剖视图（见图6．2（b）），可以反映出阀体内外结构形状及相对位置；若按箭头B的方向画主视图，采用半剖视图（见图6．2（c）），也可以表示阀体内外结构形状，但相对位置不明显。两者比较，前者作主视图的投影方向更好。

图6．2　阀体的主视图选择

（2）零件的放置

零件在投影体系中的放置，应尽量符合它的工作位置（零件在部件中工作时所处的位置）和主要加工位置（零件在加工时主要工序的位置或加工前在毛坯上划线时的主要位置），这样便于装配和加工。如图6．2（b）所示阀体的主视图就是按工作位置和主要加工工序的位置放置而绘制的。

必须指出，在选择主视图时，同时满足以上两点最为理想。但当两者不能兼顾时，要根据具体情况而定。通常将零件按习惯位置安放，如工作中没有固定位置的运动件、结构形状不规则的叉架类零件等。另外，选择主视图时，还应考虑合理利用图纸幅面，如长、宽相差悬殊的零件，应使零件的长度方向与图纸的长度方向相一致。

6.2.2　其他视图的选择

主视图确定后，其他视图的选择应根据零件的内外结构形状及相对位置是否能表达清楚来确定。一般遵循的原则是在能够清楚地表达出零件的内外结构形状和便于看图的前提下，应使所选的视图的数量尽量的少，各视图表达的重点明确，简明易懂。对在标注尺寸后已表达清楚的形体，可考虑不再用视图重复表达。

任务6.3　典型零件的表达分析

任何机器或部件都是由零件按一定的装配关系和装配要求装配而成。根据零件在机器或部件上的作用，一般将其分为3类：

①一般零件。一般零件按它的结构特点可分为轴套类、盘盖类、箱体类和叉架类等。这些零件的结构形状，都必须按照它在机器或部件中的作用和制造工艺要求进行设计。一般零件都要画出零件图以供制造。

②传动零件。传动零件起传递动力和运动的作用。这些起传动作用的结构要素，如齿轮、V形槽等，大多已经标准化，并有规定的画法。传动零件一般也要画出它的零件图。

③标准零件。标准零件也称为标准件。标准件一般起零件间的联接、定位、支撑、密封等作用，如螺栓、螺母、垫圈、键、销、滚动轴承、毡圈、油杯、螺塞等。这些标准件的结构、尺寸大小都已标准化，可根据规定标记，查阅有关标准，通常不画其零件图。

6.3.1　轴套类零件的表达分析

轴套类零件多用于传递动力或支撑其他零件，如轴、套筒、衬套、套管、螺杆等。

（1）结构特点

轴套类零件主要由大小不同的圆柱、圆锥等回转体组成。由于设计、加工或装配上的需要，此类零件上有倒角、螺纹、轴肩、退刀槽、越程槽、键槽、销孔和平面等结构，如齿轮泵泵轴（见图6．3）。

图6．3　齿轮泵泵轴

（2）加工方法

根据轴套类零件的结构特点，它们多在车床、磨床上加工。

（3）视图选择

轴套类零件一般只画一个基本视图，即主视图。并将其轴线按加工位置放置，再采用适当断面图、局部视图、局部放大视图等表达方法，将其结构形状表达清楚，如图6．3所示。

6.3.2　盘盖类零件的表达分析

盘盖类零件多用于传递动力和扭矩，或起支撑、轴向定位及密封等作用，主要包括端盖、手轮、皮带轮、法兰盘、齿轮等。

（1）结构特点

盘盖类零件的主体部分通常为回转体，其上有一些沿圆周分布的孔、肋、槽、齿等其他结构。如图6．1所示阀盖的零件图。

（2）加工方法

盘盖类零件的外圆、内孔、端面和键槽等，主要在车床和插床上加工或采用铸造毛坯再经过机械加工。

（3）视图选择

盘盖类零件通常采用两个基本视图，一般取非圆视图作为主视图，其轴线多按主要加工工序的位置水平放置，并采用全剖视图。对圆周上分布的肋、孔等结构不在对称平面上时，则采用简化画法或旋转剖视图。另一视图表达其外形轮廓和各组成部分，如孔、轮辐等的相对位置。如图6．4所示为端盖的视图。

图6．4　端盖的视图

6.3.3　箱体类零件的表达分析

箱体类零件一般多用于支承和装置其他零件。主要包括泵体、阀体、机座及减速箱壳等。

（1）结构特点

箱体类零件常有内腔、凸台、凹坑、安装底板、安装孔、螺纹、销孔等。如图6．9所示为阀体的视图。

（2）加工方法

由于箱体类零件结构复杂，且以铸件居多，一般需经多种工序的机加工。

（3）视图选择

箱体类零件一般需要3个或3个以上的视图和一定数量的其他视图。通常按工作位置放置，以最能反映其形状特征、主要结构和各组成部分相对位置的方向作为主视图的投影方向。根据其复杂程度，按视图数量尽量少的原则，选用其他视图。采用剖视图、局部视图、断面图等表达方式，每个视图均有表达重点，如图6．5所示。

6.3.4　叉架类零件的表达分析

叉架类零件大都用来支承其他零件或用于机械操纵系统和传动机构上。主要包括拨叉、支架、中心架及连杆等，在一般机械中应用较为广泛。

（1）结构特点

叉架类零件多由肋板、耳片、底板和圆柱形轴孔、实心杆等部分组成。如图6．6所示为踏脚板的视图。

图6．5　壳体的直观图及视图

（2）加工方法

由于叉架类零件的结构形状比较复杂，一般先铸成毛坯，然后对毛坯进行多工序机加工。

（3）视图选择

叉架类零件常采用两个或两个以上基本视图。在选择主视图时，通常以工作位置放置，主要考虑其形状特征、主要结构和各组成部分的相互关系。根据其具体结构形状选用其他视图。常采用局部剖视图、断面图、旋转视图或旋转剖视图等表达方法，如图6．7和图6．8所示。

图6．6　踏脚板的视图

图6．7　摇杆的视图

图6．8　托架的视图

任务6.4　零件图的尺寸标注

6.4.1　正确选择尺寸基准

在零件图中，除了用一组完整的视图表达清楚零件内外的结构形状外，还必须标注一组完整的尺寸，以表示该零件的大小。零件图上的尺寸是加工检验零件的重要依据，除了要符合前面所述的完整、清晰、符合国家标准规定的要求外，还要考虑如何把零件的尺寸标注得合理，以符合设计要求和工艺要求。要满足这些要求，就必须正确地选择尺寸基准，所谓尺寸基准，就是标注尺寸的起点。根据基准的作用不同，可分为设计基准和工艺基准。

（1）设计基准

根据零件的结构特点和设计要求所选定的基准，如图6．9（a）所示箭头所指的轴线即为该零件的径向设计基准。

（2）工艺基准

零件在加工和测量时所选定的基准，又可分为定位基准和测量基准。

①定位基准。在加工过程中确定零件位置时所选定的基准，如图6．9（b）所示。

图6．9　基准的分类

②测量基准。在测量零件已加工表面时所选定的基准，如图6．9（c）所示。

零件在长、宽、高3个方向上至少各有一个主要基准，但根据设计、加工、测量上的要求，一般在同一方向还可能有几个辅助基准，主要基准和辅助基准之间有尺寸联系，如图6．10所示。其中Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ分别为长、宽、高3个方向的主要基准。另外，为了便于加工和测量沉孔的深度尺寸，增加了宽度方向的辅助基准Ⅳ；考虑到结构上对沉孔中心距的要求，又增加了长度方向的辅助基准Ⅴ。

图6．10　主要基准和辅助基准

6.4.2　尺寸标注的形式

由于零件的结构特点及其在机器或部件中的作用不同，在零件图上标注尺寸时，通常采用以下3种形式，如图6．11所示。

（1）链式

零件图上同一方向的尺寸彼此首尾相接，前一尺寸的终止处为后一尺寸的基准。如图6．11（a）所示小轴的轴向尺寸分a，b，c3段连续注出，各段尺寸偏差均为±0．1mm。采用这种注法，任何一段尺寸的加工误差都被控制在±0．1mm内，不影响其他一段尺寸的精度，但小轴总长的误差则为各段误差的代数和，其误差范围可达±0．3mm。因此，对零件上系列孔的中心距要求较为严格时，常采用这种标注方式。若对零件上各段尺寸无特殊要求时，不宜采用此注法。

图6．11　标注尺寸的3种形式

（2）坐标式

零件图上同一方向的一组尺寸，从同一基准注起。如图6．11（b）所示小轴的轴向尺寸，各尺寸均以小轴的右端面为基准注出。这样每一尺寸的加工精度，只取决于这道工序的误差，不受其他尺寸误差的影响。小轴总长d的加工误差也能控制在±0．1mm内。但小轴中段的尺寸精度，要受到尺寸e±0．1mm和a±0．1mm的影响，其误差范围可达±0．2mm。因此，当需要按选定的基准决定一组精确尺寸时，常采用这种注法。但要保证相邻几何要素间的尺寸精度时，不宜采用此法。

（3）综合式

综合式就是链式和坐标式的综合。在确定基准后，一部分尺寸从同一基准注出，另一部分从前一尺寸的终点注起。如图6．11（c）所示小轴采用综合式标注尺寸，这样不仅保证了小轴中段的加工误差在±0．1mm内，还保证了它与右端面基准的距离e的加工误差不超过±0．1mm，同时总长d的加工误差也被控制在±0．1mm内。因此，这种注法形式兼有上述两种注法的优点，得到广泛应用。

6.4.3　主要尺寸和一般尺寸

（1）主要尺寸

影响机器或部件的工作性能、工作精度以及确定零件位置和有配合关系的尺寸，均属主要尺寸。在标注这类尺寸时，应直接从设计基准注起，而且应在尺寸数字后注出公差带代号或偏差值。如图6．12所示的φ5．5－－00．．000152，φ9

－00．010，12±0．1均属主要尺寸。

（2）一般尺寸

不影响机器或部件的工作性能和工作精度或结构上无配合和定位的尺寸均属一般尺寸。一般尺寸不注写公差带或偏差值，有时将其尺寸公差统一写在技术要求里。如“未注尺寸公差为IT14”等。如图6．12所示的φ13，25，6，2×45°均属一般尺寸。

图6．12　主要尺寸和一般尺寸

6.4.4　标注尺寸应注意的问题

要使图中的尺寸标注合理，除恰当地选择尺寸基准、标注形式及分清尺寸的重要性外，还应注意以下问题：

（1）考虑设计要求

1）恰当地选择基准

基准的选择要根据设计要求和便于加工测量而定，如图6．13（a）、（b）所示。在选择基准时，应尽可能使设计基准和工艺基准重合，这样可以减少由于这两个基准不重合带来的尺寸误差。

2）主要尺寸直接注出

主要尺寸由主要基准直接注出，以保证设计要求，如图6．13（a）所示。

3）不要注成封闭尺寸链

在零件图中，如同一方向有几个尺寸构成封闭尺寸链时，则应选取不主要的一环作为开口环，而不注出它的尺寸。如图6．14所示的a，b，c，d4个尺寸构成封闭环，若c尺寸为不主要一环，则不应标注尺寸，这样可使制造误差全集中在这一环上，而保证了其他尺寸。但有时为了设计和加工的需要，也可注成封闭形式，此时封闭环的尺寸数字要加圆括号，供绘图、加工和划线时参考，一般称其为参考尺寸。

（2）考虑工艺要求

1）尽量符合加工顺序

如图6．13（d）所示的主轴是按加工要求标注的尺寸，考虑到该零件在车床上调头加工，因此，其轴向尺寸是以两端为基准注出的。如图6．13（c）所示为按设计要求标注的尺寸。如图6．13（e）所示为按综合考虑设计要求和加工要求所注的尺寸。

2）应考虑测量方便

标注尺寸时，在满足设计要求的前提下，应尽量考虑使用通用量具进行测量，避免或减少使用专用量具。如图6．15（a）所示标注长度方向尺寸A在加工和检验时测量较困难，如图6．15（b）所示的标注形式测量方便。

图6．13　主轴的尺寸标注

图6．14避免封闭尺寸

图6．15　考虑测量方便（一）

除了有设计要求的尺寸外，尽量不从轴线、对称线出发标注尺寸。如图6．16所示键槽的尺寸注法，若注尺寸E，测量较困难，尺寸也不易控制，故应标注尺寸F。

图6．16　考虑测量方便（二）

3）考虑刀具尺寸及加工的可能性

凡由刀具控制的尺寸，应尽量给出刀具的有关尺寸，如图6．17所示的衬套，在其左视图中给出了铣刀的直径，轮廓用点画线画出。如图6．18所示为加工斜孔时标注尺寸的实例。根据加工的可能性，孔A的定位尺寸5mm最好从外面标注，因为钻头只能从外面进行加工。上述情况，如果注成图中的尺寸A1和B1，将给加工造成困难。

图6．17　考虑刀具的尺寸

图6．18　考虑加工的可能性

任务6.5　零件图的技术要求

在零件图中，除一组视图和完整的尺寸外，还应在图中注出设计、制造、检验、修饰和使用等方面的技术要求，它也是零件图中不可缺少的一项重要内容。

6.5.1　技术要求的内容

零件图中技术要求的内容涉及的范围很广，大致包括以下内容：

①说明零件表面粗糙程度的表面粗糙度。

②零件上重要尺寸的尺寸公差及形位公差。

③零件的特殊加工要求、检验和实施方面的说明。

④零件热处理和表面修饰说明。

⑤零件的材料要求和说明。

零件图的技术要求，如表面粗糙度、尺寸公差和形位公差应按国家标准规定的各种代号直接注写在图样上；无法标注在图样上的内容，如特殊加工要求、检验和试验、表面处理和修饰等内容，一般用文字的形式分条注写在图样的空白处；零件材料应注写在标题栏内。

6.5.2　表面粗糙度

（1）表面粗糙度的概念

零件表面在加工的过程中，由于机床和刀具的振动、材料的不均匀等因素，加工后的表面总会存在凸凹不平的加工痕迹，这种零件表面微观不平度称为表面粗糙度。表面粗糙度对零件的使用性能，如耐磨性、抗腐蚀性、密封性、抗疲劳能力等都会产生影响。表面粗糙度是评定零件表面质量的一项重要指标，一般来说，对这项指标要求越高，零件的寿命越长，而加工成本也会越高。因此，应该根据零件的工作状况和要求，合理地确定零件各表面的粗糙度。

（2）评定表面粗糙度的参数

为了满足对零件表面不同的使用要求，对于表面粗糙度，有关标准规定了6项评定参数。高度参数有3项，即轮廓算术平均值偏差Ra、轮廓微观不平度10点高度Rz、轮廓最大高度Ry。间距参数有两项，即轮廓单峰平均间距S、轮廓微观不平度平均间距Sm。第六项是轮廓支承长度率tp。在一般机械制造工业中常用的表面粗糙度参数是高度参数的轮廓算术平均值偏差Ra，下面就此作以介绍。Ra的数值见表6．1，一般优先选用表中的第一系列。

Ra的一般使用情况见表6．2。

表6．1　Ra的数值表

表6．2　Ra的一般使用情况

续表

（3）图样上零件表面粗糙度的标注

图样上零件表面粗糙度代号表示该零件表面加工完工后的要求。若仅需要表示零件表面是加工面（采用去除材料或不去除材料的方法），对表面粗糙度的其他规定没有要求时，允许只标注表面粗糙度符号。

①图样上表示零件表面粗糙度的符号及含义（见表6．3）。

②表面粗糙度各项规定在符号中的注写位置如图6．19所示。

表6．3　表面粗糙度符号及其含义

③Ra值在代号中的标注。表面粗糙度高度参数Ra在代号中用数值（单位：μm）表示，参数值前不标注参数代号。Ra值在代号中的标注见表6．4。

图6．19　表面粗糙度各项规定在符号中的注写位置

表6．4　Ra值在代号中的标注

6.5.3　公差与配合的基本概念和标注方法

（1）互换性

现代化的机械工业要求机械零件或部件具有互换性。所谓互换性，是指成批或大量生产中，规模大小相同的零件或部件，不经选择地任取一个，不经任何辅助加工及修配，就可以顺利地装配到产品上，并达到一定的使用要求，上述这种性质称为互换性。零、部件具有互换性，不仅有利于装配和维修，而且可以简化设计，保证协作，便于采用先进的设备和工艺，从而提高劳动生产率。

零件的互换性是通过规定零件的尺寸公差、表面形状和位置公差以及表面粗糙度等技术要求来实现的。

（2）公差与配合的基本概念

在公差和配合标准中，轴与孔这两个名词有其特殊的含义。所谓轴，主要是指圆柱外形表面，也包含其他外表面中单一尺寸确定的部分；所谓孔，主要指圆柱形内表面，也包含其他内表面中单一尺寸确定的部分。为了正确地了解公差与配合的内容，下面介绍有关概念：

1）尺寸公差

在生产过程中，由于受到设备条件（如机床、工具、量具）和操作技能的影响，零件的尺寸不可能制作得绝对精确，因此，为了保证零件的互换性，就必须对零件的尺寸规定一个允许的变动量，此变动量即为尺寸公差。表6．5为国家标准《公差与配合》中有关尺寸公差的名词解释。

2）标准公差

标准公差是国家规定的，用以确定公差带大小的任一公差，它由基本尺寸和公差等级所组成。标准公差分20个等级，即IT01，IT0，IT1，…，IT18。IT表示标准公差，阿拉伯数字表示公差等级，它反映了尺寸精度的高低。IT01公差最小，尺寸精度最高。IT18公差最大，尺寸精度最低。标准公差值见表6．6。

表6．5　尺寸公差的名词解释

续表

表6.6　标准公差值

3）基本偏差

基本偏差是国家标准规定的、用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零线的那个偏差。当公差带在零线上方时，基本偏差为下偏差；反之，则为上偏差；如图6．20所示。孔和轴分别规定了28个基本偏差，其代号用拉丁字母按其顺序表示，大写的字母表示孔，小写的字母表示轴。在基本偏差系列图中，每个基本偏差只表示公差带的位置，不表示公差带的大小。因此，公差带的一端是开口的。轴和孔的基本偏差值可根据基本尺寸从标准表中查取。再根据标准公差即可计算出孔和轴的另一偏差。

图6．20　基本偏差系列图

对于孔的另一偏差（上偏差ES或下偏差EI）为

ES＝EI＋IT　或　EI＝ES－IT

对于轴的另一偏差（上偏差es或下偏差ei）为

es＝ei＋IT　或　ei＝es－IT

孔和轴的公差带代号由基本偏差代号与公差等级代号组成。例如：

4）配合

基本尺寸相同的相互接合的孔和轴公差带之间的关系称为配合。由于孔和轴的实际尺寸不同，装配后可出现不同程度的松紧程度，即出现“间隙”或“过盈”。当孔的实际尺寸减去与之配合的轴的实际尺寸所得的代数差为正值时产生间隙，为负值时产生过盈。因此，国家标准规定配合分为3类：即间隙配合、过渡配合和过盈配合。

①间隙配合

孔与轴装配时产生间隙（包括最小间隙等于零）的配合称为间隙配合。此时，孔的公差带在轴的公差带之上，如图6．21（a）所示。

图6．21　配合情况

②过盈配合

孔与轴装配时产生过盈（包括最小过盈量为零）的配合称为过盈配合。此时，孔的公差带在轴的公差带之下，如图6．21（b）所示。

③过渡配合

孔与轴装配时可能产生间隙或过盈的配合称为过渡配合。此时，孔与轴的公差带重叠，如图6．21c）所示。

5）基准制

当基本尺寸确定之后，为了得到各种不同性质的配合，需要确定其公差带。如果孔与轴的公差带任意变动，则配合情况变化很多，不便于零件的设计和制造。为此，国家标准对配合规定了两种基准制，即基孔制和基轴制。

①基孔制

基本偏差一定的孔的公差带，与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度称为基孔制（见图6．22（a））。基孔制的孔为基准孔，其基本偏差代号为H，下偏差为零。

②基轴制

基本偏差一定的轴的公差带，与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度称为基轴制（见图6．22（b））。基轴制的轴为基准轴，其基本偏差代号为h，上偏差为零。

实际生产中选用基孔制还是基轴制，要从机器或部件的结构、工艺要求、经济性等方面考虑，一般情况下优先选用基孔制。若与标准件形成配合时，应按标准件确定基准制。如与滚动轴承内圈配合的轴应按基孔制；与滚动轴承外圈配合的孔应选择基轴制。

图6．22　基孔制和基轴制

6）公差等级的选用

公差等级的高低不仅影响产品的性能，还影响产品加工的经济性。由于孔的加工较轴的加工困难，因此，选用公差等级的时候，通常孔比轴低一级。在一般机械中，主要的精密部位用IT5，IT6，常用部位用IT6—IT8，次要部位用IT8—IT9。

7）优先、常用配合

国家标准在最大限度满足生产需求的前提下，考虑到各类产品的不同特点，制订了优先及常用配合。基孔制常用配合有59种，其中包括13种优先配合（见表6．7）；基轴制常用配合有47种，其中也包括了13种优先配合（见表6．8）。

表6．7　基孔制优先、常用配合

续表

注：1.在基本尺寸小于或等于3mm和在基本尺寸小于或等于100mm时，为过渡配合。

2．带▼的配合为优先配合。

表6．8　基轴制优先、常用配合

注：带▼的配合为优先配合。

为了使用方便，国家标准对所规定的孔、轴公差带列有极限偏差表，其中优先选用的轴、孔极限偏差可查阅GB1801—79。

（3）公差与配合在图样上的标注

1）在零件图上的标注（见表6．9）

在零件图中，孔和轴的公差有以下3种标注形式：

①在孔和轴的基本尺寸后面只注公差带。

②在孔和轴的基本尺寸后面注出上、下偏差值。

③在孔和轴的基本尺寸后面同时注出公差带代号和上、下偏差值，这时应将偏差值加上括号。

2）在装配图上的标注（见表6．9）

表6．9　公差与配合标注示例

根据国家标准规定，在装配图上一般是在基本尺寸后标注配合代号。配合代号由孔、轴公差带代号组合而成，写成分数形式，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号。

公差与配合在图样上标注时，代号字体的大小与基本尺寸数字的大小相同；偏差值比基本尺寸数字的字体小一号，上偏差注在右上角，单位为mm，偏差值前必须注出正负号（偏差值为0时例外）；上、下偏差的小数点必须对齐，小数点后的位数也必须相同，如φ50－－00．．000295，φ45＋＋00．．005205；若上、下偏差值相同而符号相反，则在基本尺寸后面注“±”，再填写一个数值，其数字大小与基本尺寸数字的大小相同，如100±0．25。

6.5.4　形状和位置公差

在机械中某些精度要求较高的零件，除了要保证其尺寸公差外，还要保证其形状和位置公差。形状和位置公差（形位公差）是指零件的实际形状、位置对理想形状和位置的允许变动量，它是评定产品质量的又一重要指标，它直接影响到机器、仪表、量具和工艺装备的精度、性能、强度和使用寿命。

国家标准规定用代号标注形位公差。在实际生产中，如无法用代号标注时，允许在技术要求中用文字说明。

形位公差代号包括形位公差各项的符号（见表6．10）、形位公差框格及指引线。

表6．10　形位公差各项的符号

如图6．23所示为气门阀杆，附加的文字为有关形位公差的标注说明。从图中可知，当被测要素为线或面时，从框格引出的指引线箭头，应指在该要素的轮廓或其延长线上。当被测要素是轴线时，应将箭头与该要素的尺寸线对齐，如M8×1轴线的同轴度注法。当基准要素是轴线时，应加上基准符号与该要素的尺寸线对齐，如图中的基准A。

图6．23　形位公差标注示例

任务6.6　零件的工艺结构

由于设计和工艺的要求，零件上常有一些特定的结构，如键槽、退刀槽、锥销孔、螺孔、销孔、沉孔、中心孔、滚花、倒角、凸台等。这些结构往往影响零件的使用功能，是结构设计中必须考虑的因素之一。在绘制零件图时，必须准确地表达出上述结构，以便使所绘制的零件图符合要求。

6.6.1　铸件结构

铸件工艺结构的作用及注意事项见表6．11。

表6．11　铸件工艺结构的作用及注意事项

6.6.2　模锻件结构

模锻件工艺结构的作用及注意事项见表6．12。

表6．12　模锻件工艺结构的作用及注意事项

6.6.3　机械加工件结构

机械加工件工艺结构的作用及注意事项见表6．13。

表6．13　机械加工件工艺结构的作用及注意事项

任务6.7　读零件图

在设计和制造的过程中，都涉及读零件图的问题，因此工程技术人员，必须具备识读零件图的能力。识读零件图的目的是根据已给定的零件图想象出零件的结构形状，弄清零件各部分尺寸、技术要求等内容。下面阐述识读零件图的一般方法和步骤。

6.7.1　识读零件图的方法和步骤

（1）概括和了解

首先看标题栏了解零件的名称、材料、画图的比例等。必要时还需要结合装配图和其他设计资料，弄清楚该零件的使用情况，包括用在什么地方，以及它的功能和作用。

（2）视图分析

首先从主视图入手，确定各视图之间的对应关系，并找到剖视、断面的剖切位置、投影的方向等，然后分析各视图的表达重点。

（3）形体分析

根据零件的功用，结合视图特征，利用组合体的看图方法，对零件进行形体分析，看懂零件的内外结构形状是识读零件图的重点。

形体分析的一般顺序：首先，从基本视图开始，从外到内地分析，看懂大体结构；其次，结合其他视图，看懂局部形状；最后，结合加工方面的要求，综合考虑，确定零件的整体结构形状。

（4）尺寸分析

根据尺寸标注原则，首先找到各方向的主要尺寸基准，再按形体分析法分析各个尺寸，分清哪些是零件的主要尺寸和一般尺寸。

（5）技术要求分析

首先，从图中的形位公差的标注分析了解零件在形状和位置方面的精度要求；其次，从表面粗糙度的标注弄清零件的加工面和非加工面，即表面质量要求；最后，分析了解零件图中所注写的其他技术方面的要求和说明。

6.7.2　读零件图实例

现以壳体为例（见图6．24），说明阅读零件图的过程。

（1）概括了解

看标题栏可知，该零件的名称是壳体，属箱体类零件，材料为ZL102（铸造铝合金），画图比例为1∶2，是铸件。

（2）视图分析

壳体的表达采用3个基本视图（均采用适当的剖视）和一个局部视图。主视图为单一的正平面剖切所得的A—A全剖视图，表达壳体的内部结构形状。俯视图为两相互平行的水平面阶梯剖切所得的B—B全剖视图，同时表达壳体内部和底板的形状及底板上带锪平光孔的分布。局部视图的左视图和C向局部视图，主要表达壳体的外形和顶面形状及顶面上各种孔的相对位置。

图6．24　壳体的零件图

（3）形体分析

由所给视图分析可知，该壳体主要由上部的本体、下部的安装板以及左边的凸块组成。除了凸块外，本体及底板基本上是回转体。壳体的顶部有φ30H7的通孔、φ12的盲孔和M6的螺孔；底部φ48H7的孔与φ30H7的通孔相联接形成阶梯孔；底板上有带锪平4×φ16的安装孔4×φ7。壳体的左侧是带有凹槽的T形凸块，凹槽的左端面上有φ12，φ8的阶梯孔，与顶部φ12的圆柱孔相通；在该阶梯孔的上方和下方，各有一个M6的螺孔。在凸块的前方有一个圆柱形凸缘，其外径φ30，内径是φ20，φ12的阶梯孔，向后与顶部φ12的圆柱孔贯通。从局部剖视的左视图和C向局部视图可看出，壳体的顶部有6个安装孔φ7，并在它的下部分别锪平成φ14的平面。以上分析，可大致看清楚壳体的内、外结构形状。

（4）尺寸分析

从壳体零件图上所注的尺寸可知，长度方向、宽度方向的主要尺寸基准分别是过壳体本体轴线的侧面和正平面，用以确定左侧凸块、顶部各孔及凸块前方凸缘等结构的位置；高度方向的主要尺寸基准是底板的底面，用以确定前方凸缘的位置等。主要尺寸包括：本体内部的阶梯孔φ30H7和φ48H7，顶部各孔的定位尺寸12，28，22，54，底板上4个孔的定位尺寸φ76，前方凸缘的定位尺寸25，36，48及左方凸块的定位尺寸55，22，24等。至于图6．24中的其他尺寸，请读者自行分析，便可以完全读懂壳体的形状和大小。

（5）技术要求分析

壳体是铸件，由毛坯到成品需要经车、钻、刨、镗、螺纹加工等工序，技术要求的内容较多。从图6．24中看出，有公差要求的尺寸是壳体本体内部的阶梯孔φ48H7，φ30H7，其极限偏差值可由公差代号H7查表获得；表面粗糙度的要求，除主要的圆柱孔φ30H7，φ48H7之外，加工面大部分为，少数为，其余为铸造表面。由此可知，该零件的表面质量要求不高；用文字叙述的技术要求：铸件要经过时效处理，才能进行切削加工；图中未注尺寸的铸造圆角都是R1～R3。

综合上述各项内容的分析，便能得出壳体零件的总体概念。

任务6.8　零件测绘

对现有零件实物进行绘图、测量和确定技术要求的过程称为零件测绘。在机器或部件设计、仿造、维修以及进行技术改造时，常常要进行零件测绘。

零件测绘常在现场进行，由于受各方面条件的限制，工程技术人员不用绘图仪器，凭目测或简单方法确定零件各部分比例关系，徒手在白纸或方格纸上画出零件的图样，这种图样称为零件草图。

零件草图是绘制零件工作图的主要根据，必要时还可以直接用来制造零件。因此，绝不可潦草从事，它必须包括零件图上所要求的全部内容。

6.8.1　零件测绘的一般方法和步骤

（1）了解和分析测绘对象

在着手绘制零件草图之前，首先了解所测绘零件的名称、用途、材料以及它在机器或部件中的位置和作用，然后对该零件进行形体分析和制造方法的大致了解。

（2）拟订视图表达方案

根据零件图的视图选择原则和各种表达方法，结合被测零件的具体情况，选择恰当的视图表达方案，即可确定图纸的幅面，并画出图框、标题栏等。

（3）徒手绘制零件草图

现以绘制连杆为例（见图6．25），说明绘制零件草图的步骤。

①在图纸上定出各视图的位置，画出各视图的基准线和中心线，布置视图时，要考虑各视图之间应留出足够的空间以便于标注尺寸等。

②目测比例，用细实线画出表达零件内外结构形状的视图、剖视和断面等。画图时，注意各几何形体的投影在基本视图上应尽量同时绘制，以保证正确的投影关系。另外，不要把零件毛坯或机加工中的缺陷和使用过程中的磨损及破坏反映在图样中。

③选定尺寸基准，按正确、完整、清晰以及尽可能合理地标注尺寸的要求，画出尺寸线、尺寸界线及尺寸箭头，并加注有关符号（如“φ”“R”等），同时画出剖面线。

④仔细检查，按规定线型徒手将图线加深，然后量取和标注尺寸数值，标注各表面粗糙度代号，注写其他技术要求，填写标题栏，完成草图。

在测量尺寸时，要力求准确，并注意以下3点：

图6．25　连杆的轴测剖视图

①配合零件的尺寸测量其中一个即可，如相互配合的轴和孔的直径，相互旋合的内外螺纹的大径等。

②对于重要尺寸，如齿轮的中心距，应通过计算确定；有些测量的尺寸应查表取标准数值；对于不重要的尺寸，如为小数，应圆整为整数。

③零件上已标准化的结构尺寸，如倒角、圆角、键槽、螺纹退刀槽等结构尺寸，可查阅相关标准确定；零件上与标准部件（如滚动轴承）配合的孔和轴的尺寸，可通过标准部件的型号查表确定。

在标注表面粗糙度代号时，要按零件各表面的作用和加工情况标注。在注写公差代号时，根据零件设计要求和作用确定。初学者可参阅同类型或用途相近的零件图及有关资料确定。若以文字形式说明技术要求，一般注写在标题栏的上方。

6.8.2　根据零件草图绘制零件工作图

一般情况下，零件草图绘制完成后要画机器或部件的装配图，然后再经过整理绘制出零件的工作图，按零件工作图生产、检验零件。因此，绘制零件工作图之前，必须对零件草图再次进行整理、审核。

（1）审核零件草图

零件草图的审核包括以下内容：

①表达方案是否完整、清晰和方便，是否需要调整。

②尺寸标注是否完整、清晰和合理，尺寸间是否需要协调。

③技术要求是否满足零件的性能与加工要求。

④图中各项内容是否符合标准规定。

若在审核中发现问题，在绘制零件工作图时应予以修改更正。

（2）绘制零件工作图

零件工作图的绘制步骤与零件草图的绘制步骤基本相同，其不同之处如下：

①零件草图是根据实物现场测绘的图样，而零件工作图是根据零件草图绘制的图样。

②零件工作图是严格按比例在计算机上绘制、输出的图样。因此，要选择恰当的比例、图纸幅面，再画出图框、标题栏等。

如图6．26所示为由连杆草图画出的零件图。

图6．26　连杆的零件工作图