模块六任务2零件图的技术要求.doc

《机械制图与CAD》学习领域教案
NO：20
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复习提问
1.零件图的作用与内容
2.零件图的工艺结构及其表达
学习情境
模块六 零件图
课程内容
任务2 零件图的技术要求
课时
2
学习目标
1.了解零件图的技术要求及其作用
2.掌握零件图上技术要求的标注方法
主要内容（*重点、难点）
教学设计与组织
教学重点：
表面粗糙度、尺寸公差、几何公差及其在图样上的正确标注
教学难点：
表面粗糙度、尺寸公差、几何公差及其意义、标注
【教学设计】
小结
课堂练习
知识点讲解
任务概述

【教学组织】
班级授课
教学地点
教学仪器设备

多媒体课件；挂图；教具
教学时间
教学内容
教学方法
45分钟
1．表面粗糙度
1.1表面粗糙度的概念
表面结构包括表面粗糙度、表面波纹度、表面缺陷、表面几何形状等多项技术指标，它们在零件的加工过程中，同时生成并存在于同一表面中，影响零件的外观、加工成本、使用性能。
零件表面上具有的较小间距的峰谷痕迹，称为表面粗糙度。
表面粗糙度对零件的配合性质、耐磨性、抗腐蚀性、接触刚度、抗疲劳强度、密封性和外观等都有影响。图样上要根据零件的功能要求，对零件的表面粗糙度做出相应的规定。

（a） 概念 （b） 大小评定
图5-53 表面粗糙度
1.2表面粗糙度的评定参数
（1）轮廓算术平均偏差Ra
（2）表面粗糙度参数值的选用
Ra值越小，表面越光滑，质量越高，但获得表面所需的工艺越复杂，工序越多，加工成本越高。
基本原则是：在满足零件功能要求的前提下，尽量选用较大的表面粗糙度参数值，以降低加工成本。一般地，零件的工作表面、配合表面、密封表面、运动速度高和单位压力大的摩擦表面等，参数值应取小些。
1.3表面结构图形符号及其在图样上的标注方法
（1）表面结构图形符号
符号画法如图5-54所示，符号尺寸如表5-3所示，符号含义如表5-4所示。

图5-54 表面图形符号符号画法
表5-3 表面图形符号符号尺寸
轮廓线的宽度
0.35
0.5
0.7
1
1.4
2
2.8
数字与字母的高度h
2.5
3.5
5
7
10
14
20
符号的线宽d′
0.25
0.35
0.5
0.7
1
1.4
2
高度h1
3.5
5
7
10
14
20
28
高度h2
8
11
15
21
30
42
60
表5-4 表面结构图形符号及意义
符 号
意 义

基本符号，仅适用于简化代号标注。当加注参数或补充说明时，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，不能单独使用。

扩展图形符号一。表示表面是用去除材料的方法获得，如：车、铣、钻、磨、剪切、抛光、腐蚀、电火花加工、气割等

扩展图形符号二。表示表面是用不去除材料的方法获得，如：铸、锻、冲压、热轧、冷轧、粉末冶金等。

完整图形符号。符号长边上加一横线，用于标注有关参数和说明。

在完整图形符号上均加一小圆，表示图样某个视图上构成封闭轮廓的各部分有相同的表面结构要求

（2）表面结构代号
表面结构完整图形符号、参数代号与所选具体参数值的组合，称为表面结构代号。
表5-5 表面结构代号示例
代 号
（GB/T131-1993）
代 号
（GB/T131-2006）
意 义

用去除材料的方法获得的表面，
Ra的上限值为3.2μm

用任何方法获得的表面，
Ra的上限值为6.3μm

用不去除材料的方法获得的表面，
Ra的上限值为6.3μm

用去除材料的方法获得的表面，
Ra的上限值为6.3μm，
Ra的下限值为3.2μm

（3）表面结构代号在图样上的标注：左方上方直接标注；下方右方引出标注。
一般应使代号中数字的注写方向和尺寸的注写方向一致，符号的尖端应从材料外指向并接触被注表面。
表面结构代号一般标注在可见轮廓线，尺寸界线、带箭头的指引线或它们的延长线上。

图5-55 表面结构代号的注写方向

图5-56 表面结构代号标注在轮廓线或其延长线、带箭头的指引线上
在同一图样中，零件的每一个表面只注一次表面结构代号。
当零件的多数（或全部）表面有相同的表面结构要求时，可简化标注：统一标注在标题栏附近。

图5-57 大多数表面有相同表面结构要求的简化注法
2.极限与配合
在零件图，需标注形如的尺寸，表示对该尺寸的加工有精度要求。其中φ30称公称尺寸，H8称公差带代号，+0.033和0分别称上极限偏差和下极限偏差（两个极限偏差），这些概念组成了有关极限与配合的内容。
2.1极限与配合的概念
（1）零件互换性的概念
一批相配合的零件只要按零件图上的技术要求加工，不经任何挑选或修配，任取一对进行装配，就能达到所设计的工作性能的要求，零件间的这种性质称为互换性。
零件具有互换性，可给机器装配、修理带来方便，也为机器的现代化大生产提供了可能性。
（2）公称尺寸
根据零件的强度和结构要求，由设计确定的尺寸。其数值应符合标准尺寸系列，以方便加工和检验。
（3）实际尺寸
通过测量所得到的尺寸。由于任何加工方法都存在制造误差，实际尺寸一般不等于公称尺寸；由于存在测量误差，测量的尺寸并非实际尺寸的真值。
（4）极限尺寸
允许尺寸变动的两个界限值。两个界限值中较大的一个称为上极限尺寸；较小的一个称为下极限尺寸。
（5）尺寸偏差（简称偏差）
上极限尺寸减去公称尺寸所得的代数差称为上极限偏差；下极限尺寸减去公称尺寸所得的代数差为下极限偏差。
国家标准规定：孔的上极限偏差代号为ES，下极限偏差代号为EI；轴的上极限偏差代号为es,下极限偏差代号为ei。
（6）尺寸公差（简称公差）
允许尺寸的变动量。尺寸公差等于上极限尺寸减去下极限尺寸，也等于上极限偏差减去下极限偏差。公差总是正数。
（7）公关带和公差带图
公差带是由代表上、下极限偏差的两条直线所限定的一个区域，公差带的区域宽度（即公差大小）和位置是构成公差带的两个要素。
表示公差带的图称为公差带图，如图5-59所示。在公差带图中，用来表示公称尺寸的线称为零线，在零线左端标上“0”“+”、“-”号，零线上方偏差为正；零线下方偏差为负。矩形的上边线代表上极限偏差，下边线代表下极限偏差，高度表示公差。

图5-58 极限与配合示意图 图5-59 公差带图
（8）标准公差与标准公差等级
标准公差是国家标准所列的用以确定公差带大小的任一公差，用IT表示。
标准公差等级是确定尺寸精确程度的等级。标准公差分20个等级，即IT01、IT0、IT1～IT18，其中IT01级最高，向后依次降低，IT18级最低。
对于一定的公称尺寸，标准公差等级愈高，标准公差值愈小，尺寸的精确程度愈高。
国家标准将500mm以内的公称尺寸范围分成13段，按不同的标准公差等级列出了各段公称尺寸的标准公差值，见表5-6。
（9）基本偏差
用以确定公差带相对于零线位置的上极限偏差或下极限偏差，称基本偏差，一般是指靠近零线的那个偏差。
当公差带位于零线上方时，其基本偏差为下极限偏差，当公差带位于零线下方时，其基本偏差为上极限偏差。
国家标准分别对孔和轴各规定了28个不同的基本偏差。孔、轴的基本偏差数值可从有关表中查出。
基本偏差代号用拉丁字母表示，大写字母表示孔的基本偏差代号，小写字母表示轴的基本偏差代号。

图5-60 基本偏差系列
（10）配合的种类
在机器的装配中，公称尺寸相同的、相互结合的孔和轴的公差带之间的关系，称为配合。
由于孔和轴的实际尺寸不同，装配后可以产生“间隙”或“过盈”。在孔与轴的配合中，孔的尺寸减去轴的尺寸所得的代数差为正值时是间隙，为负值时是过盈。

图5-61 配合
配合按其出现间隙或过盈的不同,分为三类：
间隙配合 孔和轴相配都成为具有间隙（包括最小间隙为零）的配合。
过盈配合 孔和轴相配都成为具有过盈（包括最小间隙为零）的配合。
过渡配合 孔和轴相配，可能具有间隙，也可能具有过盈的配合。
（11）配合的基准制
基准制是以两个相配合零件中的一个零件为基准件，对其选定标准公关带，而改变另一个零件的公差带，从而形成各种配合的一种制度。
国家标准规定了两种基准制：
基孔制 基本偏差为“H”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。也就是在公称尺寸相同的配合中将孔的公差带位置固定，通过变换轴的公差带位置得到不同的配合。

基准孔 过盈配合 过渡配合 间隙配合
图5-62 基孔制配合
基轴制 基本偏差为“h”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。也就是在公称尺寸相同的配合中将轴的公差带位置固定，通过变换的孔的公差带位置得到不同的配合。

基准轴 过盈配合 过渡配合 间隙配合
图5-63 基轴制配合
2.2极限与配合的标注
（1）公差在零件图中的标注
一是只标注上下极限偏差数值，这种注法常用于单件或小批量生产中。
二是只标注公差带代号，这种注法常用于大批量生产中。
三是同时标注公差带代号和偏差数值，如图5-64（b）所示，其中偏差数值要用括号括起来。这种标注形式常用于产品转产较频繁的生产中。
国家标准规定，同一张零件图上其公差只能选用一种标注形式。
（2）配合在装配图中的注法
尺寸公差在装配图中标注时，须标注配合代号。
配合代号由相配的孔和轴的公差带代号组成，用分数形式表示，分子为孔的公差带代号；分母为轴的公差带代号。
在配合代号中含有H的，则为基孔制配合；含有h的，则为基轴制配合。
如果即含有H，同时也含有h时，则是基准孔与基准轴相配合即最小间隙为零的间隙配合，一般视为基孔制配合，也可以视为基轴制配合。
与轴承等标准件相配合的孔或轴，只标注非标准件的公差带代号。

（a） （b） （c）
图5-64  尺寸公差在零件图上的标注

（a） （b） （c）
图5-65  尺寸公差在装配图上的标注
讲授法
25分钟
3.几何公差
3.1形状和位置公差的概念
加工后的零件不仅尺寸存在误差，而且几何形状和相对位置也存在误差。为了满足使用性能的要求，必须有形状和位置公差要求。
形状误差是指实际要素和理想要素形状之间的差异；位置误差是指相关联的两个几何要素的实际位置相对理想位置的差异。
形状和位置误差的允许变动量称为形状和位置公差（简称几何公差）。
3.2几何公差的代号
在技术图样中，几何公差采用代号标注，当无法采用代号时，允许在技术要求中用文字说明。
几何公差代号由几何公差符号、框格、公差值、指引线、基准代号和其他有关符号组成。

表5-7 几何公差分类、名称及符号

几何公差的框格及基准代号画法如图5-66（a）、（b）所示。指引线的箭头指向被测要素的表面或其延长线，箭头方向一般为公差带的方向，框格中的字符高度与尺寸数字的高度相同，基准中的字母一律水平书写。

（a） （b）
图5-66  几何公差代号
3.3形状和位置公差的标注
（1）被测要素的标注
当被测要素为线或表面时，指引线箭头应指向该要素的轮廓线或其延长线，并明显地与尺寸线错开，如图5-67所示。

图5-67  几何公差标示例（一）
当被测要素为轴线、中心平面时，指引线箭头应与该要素的尺寸线对齐，如图5-68所示。

图5-68  几何公差标示例（二）
（2）基准要素的标注
基准要素的标注方法之一是用带基准符号的指引线将基准要素与公差框格另一端相连。基准符号用短粗线，方向与基准要素平行；其连线要与基准要素垂直。
当基准符号不便与公差框格相连时，需用基准代号标注。
当基准要素为轮廓线或表面时，基准符号应靠近该要素的轮廓线或其引出线标注，并应明显地与尺寸线箭头错开。
当基准要素为轴线、中心平面时，基准符号应与该要素的尺寸线箭头对齐。

（a） （b） （c）
图5-69 基准要素的标注
讲授法
15分钟
课堂练习：技术要求及其标注练习
内容：习题集相关作业
练习法
辅导答疑法
5分钟
课堂小结
技术要求是零件图的重要组成部分。零件由于使用性能的要求，必须控制其尺寸误差、几何误差和表面粗糙度，这些误差就是通过技术要求来进行相应的控制和检测的。技术要求相关内容在图样的正确标注是本课程学习中的一个难点，需要多加练习。
综述法
教研室主任签名

累计课时
2