第三節(jié)　零件圖

一、零件圖的內(nèi)容

圖2-47是千斤頂?shù)囊粋€(gè)主要零件——螺桿的零件圖。參照該零件圖可以看出，一幅完整的零件圖應(yīng)包括以下幾項(xiàng)基本內(nèi)容。

（1）一組視圖　即根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，采用恰當(dāng)?shù)谋磉_(dá)方法，表達(dá)出零件的內(nèi)、外部結(jié)構(gòu)和形狀的一組圖樣。

（2）全部尺寸　正確、完整、清晰、合理地標(biāo)注出制造和檢驗(yàn)零件所需要的全部尺寸。

（3）技術(shù)要求　用規(guī)定的符號、數(shù)字、字母和文字標(biāo)注或說明零件制造、檢驗(yàn)或裝配過程中應(yīng)達(dá)到的各項(xiàng)要求，如表面粗糙度、極限與配合、形狀和位置公差、熱處理以及表面處理等要求。

（4）標(biāo)題欄　標(biāo)題欄位于零件圖的右下角，用來填寫零件的名稱、數(shù)量、材料、比例、圖號及相關(guān)責(zé)任人的簽字、日期等基本信息。

二、零件圖的視圖表達(dá)特點(diǎn)

零件圖必須正確、完整、清晰而又簡明地表達(dá)零件的內(nèi)、外部的結(jié)構(gòu)形狀和大小，要達(dá)到這個(gè)要求就必須對零件選擇一個(gè)恰當(dāng)?shù)谋磉_(dá)方案。零件圖表達(dá)方案的選擇應(yīng)該在了解零件在機(jī)器（或部件）中的位置和作用并仔細(xì)分析零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，靈活地采用視圖、剖視圖、斷面圖以及其他各種表達(dá)方法，合理地選擇主視圖和其他視圖，以便確定較合理的表達(dá)方案。

（一）常見零件的類型及其特點(diǎn)

根據(jù)零件的用途、形狀結(jié)構(gòu)及制造工藝等特點(diǎn)，常見的零件可分為軸套類零件、盤蓋類零件、叉架類零件和箱體類零件四種類型。

1.軸套類零件

軸套類零件的主要表面為圓柱面，上面常有鍵槽、銷孔、退刀槽、倒角、螺紋等結(jié)構(gòu)。這種類型的零件主要用來傳遞運(yùn)動(dòng)和支承傳動(dòng)件，常見的有軸、絲杠、閥桿、曲軸、套筒、軸套等。

2.盤蓋類零件

盤蓋類零件的結(jié)構(gòu)通常為短粗回轉(zhuǎn)體，也可能是方形或是組合形，通常由鑄、鍛毛坯加工而成。零件上常有輪輻、軸孔或鍵槽、螺紋等結(jié)構(gòu)。主要作用是傳遞運(yùn)動(dòng)、連接、支承和密封。如手輪、齒輪、法蘭盤、端蓋等零件。

3.叉架類零件

相對軸套類零件和盤蓋類零件而言，叉架類零件的形體不規(guī)則且較為復(fù)雜，常常具有肋、板、桿、筒、座、凸臺、凹坑等的綜合結(jié)構(gòu)。根據(jù)零件在機(jī)器中的作用及安裝要求的不同，叉架類零件具有多種不同的形體結(jié)構(gòu)。但是大多數(shù)叉架類零件的主體部分都可以分為工作、固定以及連接三大部分，主要用來操縱、調(diào)節(jié)連接和支承。如撥叉、搖臂、連桿、支架、支座等零件。

4.箱體類零件

箱體類零件大多為鑄件，內(nèi)、外形結(jié)構(gòu)均較復(fù)雜，主要結(jié)構(gòu)是由均勻的薄壁圍成不同形狀的空腔，上面常有軸孔、螺孔、凸臺、凹坑、肋板、鑄造圓角、拔模斜度等結(jié)構(gòu)，起到容納和支承的作用，如閥體、泵體、箱體、機(jī)座等零件。

（二）主視圖的選擇

主視圖是零件圖中最重要的圖形，畫圖和看圖一般都是從主視圖開始。主視圖選擇的合理與否直接影響到整個(gè)表達(dá)方案的合理性，選擇主視圖要注意以下幾個(gè)原則。

（1）特征原則　主視圖要能充分反映零件的結(jié)構(gòu)形狀特征。

（2）工作位置原則　主視圖要能夠反映零件在機(jī)器或部件的工作位置。

（3）加工位置原則　主視圖要能夠反映零件在主要加工工序中的加工位置。

在確定一個(gè)零件的主視圖時(shí)，要結(jié)合零件自身的結(jié)構(gòu)特征，綜合考慮上述原則。軸類零件的主視圖與零件的主要加工位置一致，這樣便于工人加工時(shí)看圖操作。軸套類或是盤蓋類零件都可以按照加工位置原則確定主視圖。如圖2-48所示的叉架類零件的主視圖就符合工作位置原則，這樣便于零件圖與裝配圖直接對照。其他還有箱體類零件也可按照這一原則選擇主視圖。當(dāng)然，主視圖的選擇還要兼顧其他視圖的選擇，而且還要考慮到視圖布局的合理性。

（三）其他視圖的選擇

要清楚地表達(dá)一個(gè)零件，除了主視圖以外，還需要一定數(shù)量的其他視圖對主視圖沒有表達(dá)清楚的部分進(jìn)行補(bǔ)充表達(dá)。包括剖視圖、斷面圖、局部放大圖和簡化畫法等。選擇其他視圖要注意以下幾點(diǎn)。

①視圖的數(shù)量要恰當(dāng)。在保證表達(dá)完整、清晰的前提下，盡量減少圖形的個(gè)數(shù)，以便于畫圖和看圖。

②選擇的表達(dá)方法要恰當(dāng)，每個(gè)視圖都要有明確的表達(dá)目的，表達(dá)要有所側(cè)重。

（四）選擇表達(dá)方案的一般步驟

（1）分析零件　分析零件的結(jié)構(gòu)和工藝，了解零件的功用及裝配位置。

（2）確定主視圖　主視圖的確定要以特征原則為主，同時(shí)盡量兼顧符合加工位置原則和工作位置原則。

（3）確定其他視圖的數(shù)量及表達(dá)方法　根據(jù)主視圖的表達(dá)情況以及零件本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來確定視圖數(shù)量和表達(dá)方法。需要特別指出的是，零件的表達(dá)方案并不是唯一的，可以多擬出幾種表達(dá)方案，進(jìn)行對比選擇，這樣更有助于選出最佳方案。

三、零件圖的尺寸標(biāo)注

尺寸標(biāo)注是零件圖的重要組成部分，是加工和檢驗(yàn)零件的重要依據(jù)。零件圖中標(biāo)注的尺寸除了應(yīng)符合前面組合體尺寸標(biāo)注所述的正確、完整和清晰的基本要求外，還必須滿足合理性的要求。尺寸標(biāo)注的合理性是指所注的尺寸既要滿足設(shè)計(jì)要求，又要滿足加工、測量和檢驗(yàn)的要求。要做到標(biāo)注尺寸的合理性要求，需要相關(guān)人員具備一定的機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造方面的知識，本節(jié)主要介紹合理標(biāo)注尺寸的基本知識。

（一）零件的尺寸基準(zhǔn)

標(biāo)注和度量尺寸的起點(diǎn)稱為尺寸基準(zhǔn)。合理地標(biāo)注尺寸需要從合理選擇尺寸基準(zhǔn)開始。根據(jù)基準(zhǔn)作用的不同，基準(zhǔn)可以分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)。

（1）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)　根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求而選定的用于保證零件使用性能的一些基準(zhǔn)線或基準(zhǔn)面稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。常見的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)有：

①零件上主要回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的軸線，如圖2-49所示；

②零件結(jié)構(gòu)的對稱面；

③零件上的一些重要的面，如支承面、裝配面或重要的結(jié)合面；

④零件上的主要加工面。

（2）工藝基準(zhǔn)　根據(jù)零件的加工制造、測量和檢驗(yàn)等工藝要求所選定的一些基準(zhǔn)線或是基準(zhǔn)面稱為工藝基準(zhǔn)。每一個(gè)零件都有長、寬、高三個(gè)方向的尺寸，每個(gè)方向至少要有一個(gè)基準(zhǔn)。有時(shí)為了滿足設(shè)計(jì)、加工、測量的要求，會(huì)在同一個(gè)方向上確定多個(gè)基準(zhǔn)，其中決定主要尺寸的基準(zhǔn)稱為主要基準(zhǔn)，其余的稱為輔助基準(zhǔn)。

（二）合理標(biāo)注尺寸的原則

（1）功能尺寸要直接注出　影響產(chǎn)品的工作性能和裝配技術(shù)要求的尺寸，稱為功能尺寸。零件在加工時(shí)圖樣中所標(biāo)注的尺寸必須保證其精度要求，而沒有注出的尺寸則無須保證。因此，功能尺寸必須直接注出。如圖2-49所示的軸承座的孔的軸線到零件底面的尺寸要直接注出。

（2）避免出現(xiàn)封閉的尺寸鏈　所謂封閉的尺寸鏈?zhǔn)侵赴匆欢樞蚴孜蚕噙B，組成一整圈的封閉尺寸。圖2-50（a）所示的尺寸注成了封閉的尺寸鏈。這樣每個(gè)尺寸的精度都要受到其他尺寸的影響，精度難以全部保證，顯然不合理。因此，在尺寸標(biāo)注時(shí)，要避免出現(xiàn)封閉的尺寸鏈。解決的辦法就是選擇一個(gè)相對不重要的尺寸不注出，使尺寸鏈有一個(gè)開口，開口環(huán)的尺寸是在保證其他尺寸時(shí)自然形成的。如圖2-50（b）所示。

（3）標(biāo)注尺寸要便于測量　只有在所注的尺寸便于測量的前提下，才能保證零件的加工精度。圖2-51（a）所示的尺寸標(biāo)注中，其中內(nèi)腔孔中間段所標(biāo)注的尺寸是不方便測量的，應(yīng)改成圖2-51（b）的標(biāo)注形式。

（4）標(biāo)注尺寸要考慮加工方法和加工順序的因素　按加工順序標(biāo)注尺寸符合加工過程，便于加工和測量，從而保證零件的工藝要求。如圖2-52所示階梯軸的尺寸標(biāo)注是按加工順序標(biāo)注尺寸的。

四、零件圖的技術(shù)要求

為了保證零件的設(shè)計(jì)要求和使用性能，必須在零件圖上標(biāo)注或說明零件在加工制造過程中的技術(shù)要求。零件圖上的技術(shù)要求主要有表面粗糙度、極限與配合、形狀和位置公差以及材料的熱處理和表面處理等。

（一）表面粗糙度

1.表面粗糙度的概念

零件的各個(gè)表面，不管加工得多么光滑，放在放大鏡（或顯微鏡）下面都可以看出高低不平的情況，如圖2-53所示。加工表面上具有的較小間距和峰谷所組成的微觀幾何形狀特征稱為表面粗糙度。它是衡量零件質(zhì)量的標(biāo)志之一，它對零件的配合、耐磨性、抗腐蝕性、接觸剛度、抗疲勞強(qiáng)度、密封性以及外觀都有影響。

2.表面粗糙度的評定參數(shù)

（1）輪廓算術(shù)平均偏差Ra　表面粗糙度的評定參數(shù)，是用來定量描述零件表面微觀幾何形狀特征的。主要有輪廓算術(shù)平均偏差（Ra）、微觀不平度十點(diǎn)高度（Rz）和輪廓最大高度（Ry）。其中輪廓算術(shù)平均偏差（Ra）能較充分地反映零件表面輪廓特征，如圖2-54所示。因此Ra被推薦優(yōu)先選用。

（2）表面粗糙度參數(shù)值的選用　一般來說，Ra值越小，表面質(zhì)量要求越高，零件表面就越光滑，工作性能越好，使用壽命也越長。但要獲得粗糙度值小的表面，零件就需經(jīng)過復(fù)雜的工藝過程，這樣加工成本可能隨之急劇增高。因此不能簡單地認(rèn)為表面粗糙度越小就越好，要在滿足功能要求的前提下，盡可能選用較大的粗糙度值。表2-6為Ra優(yōu)先選用的系列值。

3.表面粗糙度的符號、代號及其標(biāo)注

（1）表面粗糙度符號　符號畫法見圖2-55，符號尺寸見表2-7。

（2）表面粗糙度代號　表面粗糙度符號與參數(shù)Ra的具體數(shù)值相結(jié)合，便組成了表面粗糙度代號。

（3）表面粗糙度的標(biāo)注

①表面粗糙度代號中的數(shù)字及符號的方向，必須按圖2-56所示的畫法標(biāo)注。

②在同一圖樣中，零件每一個(gè)表面只注一次表面粗糙度代號。一般將其標(biāo)注在可見輪廓線、尺寸界線、引出線或它們的延長線上。符號的尖端必須從材料外指向被注表面，如圖2-56、圖2-57所示。

（二）極限與配合

1.零件互換性的概念

所謂互換性是指零部件所具有的不經(jīng)任何挑選和修配便能在同規(guī)格范圍內(nèi)互相替換的特性。零件具有互換性，不但給機(jī)器裝配、修理帶來方便，更重要的是為機(jī)器的現(xiàn)代化大批量生產(chǎn)提供可能性。

2.極限的有關(guān)術(shù)語、定義

在零件的加工過程中，由于機(jī)床精度、刀具磨損、測量誤差等因素的影響，不可能把零件的尺寸做得絕對準(zhǔn)確。為了保證互換性，必須將零件尺寸的加工誤差限制在一定的范圍內(nèi)，規(guī)定出尺寸的變動(dòng)量。

（1）基本尺寸　由設(shè)計(jì)給定的尺寸稱為基本尺寸，一般要符合標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列，以減少定值刀具、量具、夾具的種類。

（2）實(shí)際尺寸　通過測量所得到的尺寸。由于存在測量誤差，實(shí)際尺寸并非被測尺寸的真值。真值是客觀存在的，但不確定。因此，只能以測得尺寸作為實(shí)際尺寸。

（3）極限尺寸　允許尺寸變化的兩個(gè)界限值稱為極限尺寸。兩個(gè)界限值中較大的一個(gè)稱為最大極限尺寸，較小的一個(gè)稱為最小極限尺寸。

（4）尺寸偏差　最大極限尺寸減去基本尺寸所得的代數(shù)差稱為上偏差。孔的上偏差用ES表示，軸的上偏差用es表示。最小極限尺寸減去基本尺寸所得的代數(shù)差稱為下偏差。孔的下偏差用EI表示，軸的下偏差用ei表示。

（5）尺寸公差　允許尺寸的變動(dòng)量稱為尺寸公差（簡稱公差）。公差等于最大極限尺寸與最小極限尺寸的代數(shù)差的絕對值，也等于上偏差與下偏差的代數(shù)差的絕對值。

（6）尺寸公差帶　由代表上、下偏差的兩條直線所限定的一個(gè)區(qū)域，稱為尺寸公差帶。可以用如圖2-58所示公差帶圖表示。

（7）零線　即在公差帶圖中，表示基本尺寸的一條直線，以其為基準(zhǔn)確定偏差和公差。

圖2-59所示為極限與配合示意圖。

（8）基本偏差　標(biāo)準(zhǔn)中所列的，用以確定公差帶相對于零線位置的上偏差或下偏差稱為基本偏差，一般為靠近零線或位于零線的那個(gè)極限偏差。孔和軸各有28個(gè)基本偏差，孔的基本偏差代號用大寫字母表示，軸的用小寫字母表示。如圖2-60所示。

（9）標(biāo)準(zhǔn)公差　標(biāo)準(zhǔn)中所列的，用以確定公差帶大小的任一公差稱為標(biāo)準(zhǔn)公差。標(biāo)準(zhǔn)公差用IT表示，IT后面的數(shù)字表示標(biāo)準(zhǔn)公差等級。國家標(biāo)準(zhǔn)將公差等級分為20級，即從IT01、IT0、IT1～I(xiàn)T18，且按順序尺寸精度依次降低。參見表2-8。

3.配合簡介

（1）配合的種類　在機(jī)器裝配中，將基本尺寸相同的、相互結(jié)合的孔和軸公差帶之間的關(guān)系稱為配合。配合分間隙配合、過盈配合和過渡配合三種。如圖2-61所示。

①間隙配合　孔與軸配合時(shí)，始終產(chǎn)生間隙（包括最小間隙為零）的配合。

②過盈配合　孔與軸配合時(shí)，始終產(chǎn)生過盈（包括最小過盈為零）的配合。

③過渡配合　孔與軸配合時(shí)，有時(shí)產(chǎn)生間隙，有時(shí)產(chǎn)生過盈的配合。

（2）配合制　國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種配合制，即基孔制和基軸制。基孔制是基本偏差為H的孔的公差帶，與不同基本偏差的軸的公差帶形成各種配合的制度；基軸制是基本偏差為h的軸的公差帶，與不同基本偏差的孔的公差帶形成各種配合的制度。如圖2-61所示。

4.極限與配合的標(biāo)注

①在零件圖中，線性尺寸的公差有三種標(biāo)注形式：一是只標(biāo)注上、下偏差，用于單件、小批量生產(chǎn)時(shí)［圖2-62（a）］；二是只標(biāo)注公差帶代號，用于大批量生產(chǎn)時(shí)［圖2-62（b）］；三是既標(biāo)注公差帶代號，又標(biāo)注上、下偏差，但偏差值用括號括起來，用于產(chǎn)量不定時(shí)［圖2-62（c）］。

②在裝配圖上一般只標(biāo)注配合代號（圖2-63）。配合代號用分?jǐn)?shù)形式表示，分子為孔的公差帶代號，分母為軸的公差帶代號。對于與軸承等標(biāo)準(zhǔn)件相配的孔或軸，則只標(biāo)注非基準(zhǔn)件（配合件）的公差帶符號。

（三）形狀和位置公差

1.基本概念

形狀誤差是指實(shí)際要素和理想幾何要素的差異；位置誤差是指相關(guān)聯(lián)的兩個(gè)幾何要素的實(shí)際位置相對于理想位置的差異。形狀和位置誤差的允許變動(dòng)量稱為形狀和位置公差（簡稱形位公差）。

2.形位公差的代號

在技術(shù)圖樣中，形位公差采用代號標(biāo)注，當(dāng)無法采用代號時(shí)，允許在技術(shù)要求中用文字說明。

形位公差代號由形位公差符號、框格、公差值、指引線、基準(zhǔn)代號和其他有關(guān)符號組成。公差要求在矩形框格中給出，必須按照標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)注，如圖2-64（a）所示；圖2-64（b）所示的是基準(zhǔn)代號。

形狀和位置公差的名稱及符號見表2-9。

3.形位公差標(biāo)注示例

（1）被測要素的標(biāo)注　標(biāo)注形位公差時(shí)，指引線的箭頭要指向被測要素的輪廓線或其延長線。

當(dāng)被測要素是線或表面時(shí)，指引線的箭頭應(yīng)指向要素的輪廓線或其延長線，并明顯地與尺寸線錯(cuò)開。如圖2-65所示。

當(dāng)被測要素是軸線時(shí)，指引線的箭頭應(yīng)與該要素尺寸線的箭頭對齊，指引線箭頭所指方向是公差帶的寬度方向或直徑方向。當(dāng)被測要素為各要素的公共軸線或公共中心平面時(shí)，指引線箭頭可直接指在軸線或中心線上。如圖2-66所示。

（2）基準(zhǔn)要素的標(biāo)注　基準(zhǔn)要素的標(biāo)注是用帶基準(zhǔn)符號的指引線將基準(zhǔn)要素與公差框格的另一端相連。基準(zhǔn)符號的連線必須與基準(zhǔn)要素垂直。

當(dāng)基準(zhǔn)符號不便與公差框格直接相連時(shí)，采用基準(zhǔn)代號標(biāo)準(zhǔn)，并在公差框格的第三格內(nèi)填寫與基準(zhǔn)代號相同的字母。如圖2-67所示。

五、讀零件圖

讀圖和繪圖一樣重要，是工程技術(shù)人員不可缺少的基本功之一。正確的閱讀零件圖是加工出符合圖樣要求的合格零件的前提。

看零件圖的方法和步驟如下。

1.看標(biāo)題欄

通過看標(biāo)題欄了解零件的名稱、材料、繪圖比例等情況，可以對零件有一個(gè)整體的認(rèn)識。

如圖2-68所示，由標(biāo)題欄可知，零件的名稱是支架，材料是HT200。

2.分析零件的表達(dá)方案

從主視圖入手，了解每個(gè)視圖的名稱及表達(dá)方法，順序如下：

①找出主視圖；

②分析其他視圖，明確視圖、剖視、斷面等的數(shù)量及相互之間的投影關(guān)系；

③對于剖視、斷面等，要找出剖切面的位置；

④對于局部視圖、斜視圖，要找到表示投影部位字母和表示投影方向的箭頭；

⑤查看有無局部放大圖和簡化畫法。

根據(jù)視圖的配置關(guān)系，可知圖2-68是由主視圖、俯視圖、左視圖和一個(gè)局部視圖組成的。主視圖采用局部剖視，左視圖采用全剖視，俯視圖采用半剖視。

3.用形體分析法和線面分析法對零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析

利用形體分析法和線面分析法能更好地搞清楚投影關(guān)系和便于綜合想象出整個(gè)零件的形狀。形體分析時(shí)可以按照先主后次、由表及里的順序，對不便于進(jìn)行形體分析的部分進(jìn)行線面分析，最終把每個(gè)細(xì)節(jié)都看懂。

4.進(jìn)行尺寸分析

①了解定形尺寸和定位尺寸。

②了解尺寸基準(zhǔn)。

③先了解功能尺寸和非功能尺寸。

④確定零件的整體尺寸。

如圖2-68所示，支架的長度方向的基準(zhǔn)是對稱面，寬度方向的基準(zhǔn)是后端面，高度方向的基準(zhǔn)是底面。其他還有輔助基準(zhǔn)，如直徑為?22的圓孔的軸線。

5.分析工藝和技術(shù)要求

①明確零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

②了解零件的制造方法。

③了解零件的技術(shù)要求。

【思考題】

1.零件圖的主要作用是什么？主要包括哪些內(nèi)容？

2.技術(shù)要求主要有哪些內(nèi)容？分別代表什么含義？

3.零件上常見結(jié)構(gòu)的尺寸是如何標(biāo)注的？

4.閱讀零件圖的基本步驟是什么？