3零件图技术要求

第六章零件图零件图技术要求零件图是指导生产零件的重要文件。除了用图形和尺寸来描述零件的性态外，还必须有制造该零件所应该达到的一些质量要求。这些要求一般就称为技术要求。为了能够更加全面的认识零件图，本次课就对这部分内容作一简单介绍。技术要求大体上应包括以下内容：（零件图上所要注写的技术要求）表面粗糙度尺寸的公差与配合零件材料材料热处理……那么，仅靠我们这一门课程，要把上述这些内容全面、系统地阐述清楚是不大可能的。这里，我们仅就一些主要内容作一介绍。有些知识，同学们在学习完有关的后续课程以后，就会明白。一、表面粗糙度（一）概念经过精加工的零件表面，用肉眼看来是很光滑的，但放在放大镜或显微镜下去观察就显得粗糙不平了。一般来讲，不同的加工方法，零件的塑性变形和机床振动等，都会影响零件表面微观不平的程度。粗糙度就是指零件表面的这种微观几何特性。表面粗糙度是衡量零件质量的标志之一。它对零件的耐磨性、抗腐性和抗疲劳能力有很大影响，也影响零件的配合质量。零件表面粗糙度不大，比较光洁时，可带来较好的效果，但这样会增加加工工时，提高成本。因此，在满足零件使用要求的前提下，应尽量选用较低的要求。（二）衡量指标1.取样长度和表面粗糙度参数在判别表面粗糙度特征时，取一段长度，也就是在这一段长度内来确定表面粗糙度的参数值。表面粗糙度参数是一个复杂的参数，从几何特性来说，其峰高与波距是主要特征。如果l设为取样长度，显然在l长度内孤立的测量它某一峰高或波距是不能确切反映整个零件表面的粗糙度。因此，必须综合加以评定。综合评定轮廓表面粗糙度的基准就是轮廓的最小二乘中线，也称轮廓中线。用m表示(如图所示)所谓轮廓的最小二乘中线m就是指,有若干条横向直线（水平线），其中只有一条横向水平线使得实际轮廓曲线上各点到该线距离的平方和为最小。这样轮廓中线，也就是基准线m就确定了。L为了满足对零件表面不同的使用要求，对于工业制品的表面粗糙度，有关标准中规定了六项评定表面粗糙度的参数：其中高度参数有三项，间距参数有二项，还有一项是轮廓支撑长度率。(1)轮廓算术平均偏差Ra在三项高度中，参数Ra能充分反映表面微观几何形状高度方面的特征，并且所用仪器（轮廓仪）的测量方法比较简单。因此常用的参数范围内，优先选用轮廓算术平均偏差Ra。轮廓算术平均偏差Ra是指在取样长度l内，被测表面轮廓上各点至基准线之间距离绝对值的算术平均值。Ra≈1／10(|y1|+|y2|+……+|y10|)LRa设计时Ra的数值一般优先选用如下系列：100502512.56.33.21.60.80.40.20.10.05…0.0250.012…（取半）教材P71表18-13教材中给出了第一系列（优先选用）数值P207可见Ra↗，零件表面粗糙度↗，零件表面越不光滑。Ly1y2y3y4y5y6y7y8y9y10y11y12yx(2)轮廓微观不平度十点高度RzRz是指在取样长度内5个最大轮廓峰高的平均值与5个最大轮廓谷深的平均值之和。用公式表示就是：关于Rz的数值，教材的P207也列出了表功设计时参考。yxyyyyyyyP1P2P3P4V1V2V4yV3yyP5V5PyVL51515151iViiPizYYR（3）轮廓最大高度Ry轮廓的波峰、波谷距基准线的最大值，这是高度参数的三个值。除此之外，还有三个参数：（4）轮廓单峰平均间距S即在取样长度l内,轮廓的单峰间距Si的平均值。yxS1S2S3S4S5SiLniiiSnSSSnS1211][1（5）轮廓微观不平度的平均间距Sm（两边而不是只考虑单峰[单边]）（6）轮廓支撑长度率tp取样长度l内，用一平行于基准线的线（水平线）与轮廓相截！由此得到的各段截线长度之和称为轮廓支撑长度nplntpp,其中：niinpbbbbn121Lyxb1b2b3bi上述6个评定表面粗糙度的参数GB1031-83标准已将Ra、Rz、Ry三项高度参数列入正文，作为基本评定参数。而将S、Sm和tp三项列入附录中，作为附加评定参数。对于大多数表面来说，一般只给出高度参数中的两个参数Ra及Rz或Ra及Ry。而最常用的只有一个，即Ra。2、表面粗糙度代号及其意义基本符号，单独使用该符号没有意义。表示表面粗糙度使用去除材料的方法获得（各种动力→车、铣、钻、磨、剪切、抛光、腐蚀、电火花）短划线上面要用数值，Ra时Ra省略不写。Rz与Ry时要写Rz与Ry并在其后跟上数值。基本符号加上一小圆。表示表面粗糙度是用不去除材料的方法获得。（锻、铸、冲压变形、冷热轧、粉末冶金等）另外，还有一种符号例如：表示表面粗糙度用去除材料方法获得。Ra（省略不写）最大允许值3.2μm微米（1/1000mm）取样长度为5mm。抛光取样长度（mm)3.25有了表示粗糙度的系列数值Ra（表）以及符号就可以定量表达（描述）零件表面的几何特性了。常用的有：教材的P193列出了各种加工方法所能获得的Ra值。有关将这些符号如何运用到具体的零件上。见教材P209数值越大，表面越粗糙。100502512.56.33.21.60.80.40.20.10.0250.05二、公差与配合的概念及其注法（一）公差与配合的概念1.零件的互换性日常生活当中，如果一只灯泡坏了，在市场上换买一个换上去，灯就亮了，在装配机器时，把同样零件的任一零件，不经挑选或修配，便可以装配到机器上去，机器就能正常运转。在修配时，把任一同样规格的零件配换上去，仍能保持机器的原有性能。那么，这些在相同零件中，不经挑选和修配就能装配并能保持原有性能的性质，称为互换性。零件具有互换性，不但给机器装配、修理带来方便，也提高了生产率、降低生产成本，更重要的是为机器的现代化大量生产提供可能性。为了保证互换性，就必须对零件的尺寸规定一个允许的最大变动量。这个允许的最大变动量，就是我们下面要学习的公差。换句话说，规定了零件实际尺寸的变动范围，只要加工后的零件它的尺寸在这个允许的范围内，零件进行装配时就能保证互换性，从而保证其正常使用。这是互换性与公差，公差为互换性提供必要保证。2.公差的有关术语在零件的加工过程中，由于机床精度，刀具磨损，测量误差等诸多因素影响，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，规定出尺寸的变动量。为此介绍如下概念：基本尺寸：根据零件强度，结构和工艺要求设计、确定的尺寸。实际尺寸：通过测量所得到的尺寸。极限尺寸：允许尺寸变化的两个边界值。两个当中较大的为最大极限尺寸，较小为最小极限尺寸。尺寸偏差：（偏差）（包括：上、下两个偏差）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、下偏差又称为极限偏差，它可正、可负或零。国家标准规定：孔：上偏差用代号ES表示；下偏差用代号EI表示；轴：上偏差用代号es表示；下偏差用代号ei表示；用图来表示上述术语为：孔轴零线公差示意图基本尺寸MaxMineseiEIESMaxMin5）尺寸公差（公差）：允许尺寸的变动量。尺寸公差=最大极限尺寸—最小极限尺寸=上偏差—下偏差。不论是孔或轴，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。公差带：表示公差大小和相对于零线位置的一个区域；公差带图：用方块将公差带和零线以及它们之间相互位置关系表示出来的图形。如图所示：公差带方框的左右长度根据需要任定，上、下偏差的距离应成比例。一般用斜线表示孔公差带,用点表示轴公差带。O基本尺寸孔公差带轴公差带公差带图ESEIesei（7）公差等级：确定尺寸精确程度的等级。国家标准将公差等级分为20级：IT01，IT0，IT1~IT18。这里，“IT”表示标准公差，公差等级代号用阿拉伯数字01~18来表示，并依次降低。见教材314（附录）表格基本偏差：用以确定公差带（方框图）零件位置的上偏差或下偏差。一般是指（方框图中）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。其中：基本偏差用拉丁字母（一个或两个）表示，大写字母表示孔，小写字母表示轴。这样，由此就确定了基准偏差系列基准偏差系列分布图如下：对于孔：对于轴：这里排除了象O、Q、W几个容易产生误解的字母，增加了象CD、EF、FG几个组合字母。例如φ50O7很容易使人误解为φ5007，Q也容易写成0…O+-基本尺寸ABCCDDEEFFFGGHJKMNPRSTZCO+-基本尺寸abccddeefffgghkjsmnprstzc(9)孔、轴的公差代号由基本偏差与公差等级代号组成的，并且要用同一号字母书写。(10)举例：1)说明φ50H8的含义此公差带的全称是：基本尺寸为φ50mm公差等级为8级基本偏差为H的孔的公差带另,可根据教材P317附表，查得：I.基本尺寸（范围）40~50mmII.由孔基本偏差代号（位置要素）H得其下偏差（基本偏差）EI=0III.再由公差等级代号（大小要素）8查P314标准公差数值△=0.025得出其上偏差△=ES–EI=上偏差—下偏差ES=△+EI=+0.025于是φ50H8就可以写成025.0050其公差带可表示为：O+0.0250基本尺寸+-（二）配合的有关术语：1、配合种类：根据机器的设计要求、工艺要求和生产实际的需要，国家标准将配合分为三类：a.间隙配合孔的公差带完全在轴的公差带之上。孔轴孔公差带轴公差带最小间隙最大间隙b.过盈配合孔的公差带完全在轴的公差带之下。c.过渡配合孔和轴的公差带相互交迭。可能有间隙，也可能有过盈。见教材P215孔公差带轴公差带最小过盈最大过盈2、配合的基准制国家标准规定了两种基准制：（1）基孔制孔的基本偏差一定，与不同基本偏差的轴的公差带相配合。这就是基孔制。国家标准规定：基孔制中下偏差为零，H为基准孔的基本偏差。其公差带图可表示为：O+-基本尺寸基孔制基准孔ESHEI（2）基轴制轴的基本偏差不变与不同基本偏差的孔的公差带相配合的一种制度。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为基准轴的基本偏差。O+-基本尺寸基准轴基轴制eiesh（三）公差与配合的选用由于孔的加工要比轴的加工、测量困难，且刀、量具磨损也较严重。国家规定优先选用基孔制，同时在配合中选用孔比轴低一级的公差等级。（四）公差与配合的标注用分数形式表示，分子为孔的公差代号，分母为轴的公差代号，标注通用形式如下：孔的公差代号基本尺寸————————轴的公差代号例如：零件图装配图φ20H7φ20g6φ20H7g6三、表面形状和位置公差零件的尺寸是由尺寸公差来加以限制的，而零件表面的形状和表面间的相对位置，则是由表面形状和位置公差加以限制的。（一）形、位公差的概念所谓形、位公差是指零件加工后的实际要素的形状和相对位置对理想形状和理想位置允许的变化范围。（二）形、位公差的种类和符号分为形状公差和位置公差两大类，其中形状公差六种，位置公差八种。（用形象符号来表示）1、形状公差2、位置公差三）形、位公差的代号及其标注方法1、形、位公差框格画法1)方框格用细实线绘制，一般画成水平位置，必要时也画可成垂直位置。2)公差框格按实际需要可分割成两格或多格，各格内按从左到右的顺序填写如下内容：a)第一格—形、位公差符号b)第二格—形、位公差数值及有关附加符号第三格以及以后各格—基准代号的字母及其它符号2、被测要素部位的指引线及其画法1)当被测部位为轴、球心或对称平面时指引线的箭头应与该部位的尺寸对齐。2)如被测要素为表面时3)对于位置公差，其标注如下：φ20φ0.01φ0.01φ20A0.05AA0.05A3、形状公差的定义和示例说明1)直线度说明：圆柱表面上任一素线必须位于轴向平面内，距离为公差值t=0.02mm的两平行直线之间。φ0.022)平面度说明：上表面必须位于距离为公差值t=0.1mm的两平行平面内。0.10.13)圆度说明：在垂直于轴线的任一正截面上，该圆必须位于半径差为公差值为公差值t=0.02mm的两同心圆之间。4)圆柱度5)线轮廓度6)面轮廓度以上是自身几何形状描述。φd0.02t=0.024、位置公差的意义