教案零件图的尺寸标注与常见的工艺结构.docx
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教案零件图的尺寸标注与常见的工艺结构
课程课时方案（课时单元）
授课题目（章、节）
项目四：
学会看零件图
任务2：
零件图的尺寸标注与常见的工艺结构
授课类型
理论课
授课时间
第14天第1次
教学目的及要求
1.了解零件图的作用和内容
2.深入理解零件的主视图选择的两个基本原则
3.掌握选择零件表达方案时应注意的问题
4.掌握合理选择尺寸基准的方法。
标注的尺寸除了应满足正确、完整、清晰的要
求外，还应知道合理，即知道要考虑设计和加工工艺的要求
5.熟悉零件上常见的工艺结构，知道它们的用途，掌握它们的查表方法和尺寸标注
重点
1.零件的主视图选择
2.合理地选择基准，标注零件尺寸。
3.零件上常见的铸造工艺结构和机械加工工艺结构
4.合理地选择基准，标注零件尺寸。
5.零件上常见的铸造工艺结构和机械加工工艺结构
6.合理地选择基准，标注零件尺寸
7.零件上常见的铸造工艺结构和机械加工工艺结构
难点
1.零件表达方案选择的实际应用
2.合理地选择基准，标注零件尺寸
3.零件上常见的铸造工艺结构和机械加工工艺结构
教学方法及手段
理论讲授法
教学过程设计
教学步骤、内容、方法、手段、板书设计等
时间分配
一、组织教学
1.清点学生人数
2.填写教学日历
二、讲授新课
1.简单介绍零件图的作用和内容
2.讲解零件的视图选择的基本要求
3.讲解零件的主视图选择的两个基本原则
4.讲清基准的概念、种类和选择，以及标注尺寸时应注意的事项
5.介绍尺寸配置的形式，常见零件图形上孔的尺寸注法
6.讲解常用的零件铸造工艺结构和机械加工工艺结构
三、课时小结（具体内容见教案）
四、告知学生预习件图的尺寸标注零件常见的工艺结构
3分钟
82分钟
5分钟
作业及思
考题
1.作业见习题册。
2.思考零件的视图选择的基本要求。
参考资料
王新，卢广顺.机械制图（M）.第1版.北京:
中国邮电大学版社,2010.
侯玉荣、於红梅.新编机械制图（M）.第1版.北京:
东北师范大学出版社,2014.
课后小结
1.零件图的作用和内容
2.零件的表达方案选择的基本要求
3.零件的主视图选择的两个基本原则
4.选择零件表达方案时应注意的问题
5.基准的概念、种类和选择
6.标注尺寸时应注意的事项。
7.常见零件图形上孔的尺寸注法。
8.常用的零件铸造工艺结构和机械加工工艺结构。
项目四：
学会看零件图
任务2：
零件图的尺寸标注与常见的工艺结构
机器或部件都是由许多零件装配而成，制造机器或部件必须首先制造零件。
零件图是表单个零件的图样，它是制造和检验零件的主要依据。
本次课开始学习零件图的有关内容。
4.2.1零件图的作用和内容
1.零件图的作用
零件图是表示零件结构、大小及技术要求的图样。
任何机器或部件都是由若干零件按一定要求装配而成的。
图1所示的铣刀头是铣床上的一个部件，供装铣刀盘用。
它是由座体7、轴6、端盖10、带轮5等十多种零件组成。
图4.2—2所示即是其中座体的零件图。
图1铣刀头轴测图
零件图是制造和检验零件的主要依据，是指导生产的重要技术文件。
2.零件图的内容
零件图是生产中指导制造和检验该零件的主要图样，它不仅仅是把零件的内、外结构形状和大小表达清楚，还需要对零件的材料、加工、检验、测量提出必要的技术要求。
零件图必须包含制造和检验零件的全部技术资料。
因此，一张完整的零件图一般应包括以下几项内容（如图2）：
图2铣刀头座体零件图
（1）一组图形用于正确、完整、清晰和简便地表达出零件内外形状的图形，其中包括机件的各种表达方法，如视图、剖视图、断面图、局部放大图和简化画法等。
（2）完整的尺寸零件图中应正确、完整、清晰、合理地注出制造零件所需的全部尺寸。
（3）技术要求零件图中必须用规定的代号、数字、字母和文字注解说明制造和检验零件时在技术指标上应达到的要求。
如表面粗糙度，尺寸公差，形位公差,材料和热处理，检验方法以及其它特殊要求等。
技术要求的文字一般注写在标题栏上方图纸空白处。
（4）标题栏题栏应配置在图框的右下角。
它一般由更改区、签字区、其它区、名称以及代号区组成。
填写的内容主要有零件的名称、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。
3.零件表达方案的选择
零件的表达方案选择，应首先考虑看图方便。
根据零件的结构特点，选用适当的表示方法。
由于零件的结构形状是多种多样的，所以在画图前，应对零件进行结构形状分析，结合零件的工作位置和加工位置，选择最能反映零件形状特征的视图作为主视图，并选好其它视图，以确定一组最佳的表达方案。
选择表达方案的原则是：
在完整、清晰地表示零件形状的前提下，力求制图简便。
（1）零件分析
零件分析是认识零件的过程，是确定零件表达方案的前提。
零件的结构形状及其工作位置或加工位置不同，视图选择也往往不同。
因此，在选择视图之前，应首先对零件进行形体分析和结构分析，并了解零件的工作和加工情况，以便确切地表达零件的结构形状，反映零件的设计和工艺要求。
（2）主视图的选择
主视图是表达零件形状最重要的视图，其选择是否合理将直接影响其他视图的选择和看图是否方便，甚至影响到画图时图幅的合理利用。
一般来说，零件主视图的选择应满足“合理位置”和“形状特征两个基本原则。
1）合理位置原则
所谓“合理位置”通常是指零件的加工位置和工作位置。
①加工位置是零件在加工时所处的位置。
主视图应尽量表示零件在机床上加工时所处的位置。
这样在加工时可以直接进行图物对照，既便于看图和测量尺寸，又可减少差错。
如轴套类零件的加工，大部分工序是在车床或磨床上进行，因此通常要按加工位置（即轴线水平放置）画其主视图，如图3所示。
图3轴类零件的加工位置
②工作位置是零件在装配体中所处的位置。
零件主视图的放置，应尽量与零件在机器或部件中的工作位置一致。
这样便于根据装配关系来考虑零件的形状及有关尺寸，便于校对。
如图4.2—2所示的铣刀头座体零件的主视图就是按工作位置选择的。
对于工作位置歪斜放置的零件，因为不便于绘图，应将零件放正。
2）形状特征原则
确定了零件的安放位置后，还要确定主视图的投影方向。
形状特征原则就是将最能反映零件形状特征的方向作为主视图的投影方向，即主视图要较多地反映零件各部分的形状及它们之间的相对位置，以满足表达零件清晰的要求。
图4.2—4所示是确定机床尾架主视图投影方向的比较。
由图可知，图4（a）的表达效果显然比图4（b）表达效果要好得多。
图4确定主视图投影方向的比较
（3）选择其它视图
一般来讲，仅用一个主视图是不能完全反映零件的结构形状的，必须选择其它视图，包括剖视、断面、局部放大图和简化画法等各种表达方法。
主视图确定后，对其表达未尽的部分，再选择其它视图予以完善表达。
具体选用时，应注意以下几点：
1）根据零件的复杂程度及内、外结构形状，全面地考虑还应需要的其它视图，使每个所选视图应具有独立存在的意义及明确的表达重点，注意避免不必要的细节重复，在明确表达零件的前提下，使视图数量为最少。
2）优先考虑采用基本视图，当有内部结构时应尽量在基本视图上作剖视；对尚未表达清楚的局部结构和倾斜部分结构，可增加必要的局部（剖）视图和局部放大图；有关的视图应尽量保持直接投影关系，配置在相关视图附近。
3）按照视图表达零件形状要正确、完整、清晰、简便的要求，进一步综合、比较、调整、完善，选出最佳的表达方案。
4.2.2零件图的尺寸标注
零件图中的尺寸，不但要按前面的要求标注得正确、完整、清晰，而且必须标注得合理。
为了合理地标注尺寸，必须对零件进行结构分析、形体分析和工艺分析，根据分析先确定尺寸基准，然后选择合理的标注形式，结合零件的具体情况标注尺寸。
零件的结构形状，主要是根据它在部件或机器中的作用决定的。
但是制造工艺对零件的结构也有某些要求。
本次课将重点介绍标注尺寸的合理性问题和常见工艺结构的基本知识和表示方法。
1.正确选择尺寸基准
零件图尺寸标注既要保证设计要求又要满足工艺要求，首先应当正确选择尺寸基准。
所谓尺寸基准，就是指零件装配到机器上或在加工测量时，用以确定其位置的一些面、线或点。
它可以是零件上对称平面、安装底平面、端面、零件的结合面、主要孔和轴的轴线等。
（1）选择尺寸基准的目的
一是为了确定零件在机器中的位置或零件上几何元素的位置，以符合设计要求；二是为了在制作零件时，确定测量尺寸的起点位置，便于加工和测量，以符合工艺要求。
（2）尺寸基准的分类
根据基准作用不同，一般将基准分为设计基准和工艺基准二类。
1）设计基准
根据零件结构特点和设计要求而选定的基准，称为设计基准。
零件有长、宽、高三个方向，每个方向都要有一个设计基准，该基准又称为主要基准，如图4.2—5（a）所示。
对于轴套类和轮盘类零件，实际设计中经常采用的是轴向基准和径向基准，而不用长、宽、高基准，如图4.2—5（b）所示。
2）工艺基准
在加工时，确定零件装夹位置和刀具位置的一些基准以及检测时所使用的基准，称为工艺基准。
工艺基准有时可能与设计基准重合，该基准不与设计基准重合时又称为辅助基准。
零件同一方向有多个尺寸基准时，主要基准只有一个，其余均为辅助基准，辅助基准必有一个尺寸与主要基准相联系，该尺寸称为联系尺寸。
如图5（a）中的40、11、30，图5（b）中的30、90。
（a）叉架类零件
（b）轴类零件
图5零件的尺寸基准
（3）选择基准的原则
尽可能使设计基准与工艺基准一致，以减少两个基准不重合而引起的尺寸误差。
当设计基准与工艺基准不一致时，应以保证设计要求为主，将重要尺寸从设计基准注出，次要基准从工艺基准注出，以便加工和测量。
2.合理选择标注尺寸应注意的问题
（1）结构上的重要尺寸必须直接注出
重要尺寸是指零件上对机器的使用性能和装配质量有关的尺寸，这类尺寸应从设计基准直接注出。
如图6中的高度尺寸32±0.01为重要尺寸，应直接从高度方向主要基准直接注出，以保证精度要求。
（a）合理（b）不合理
图6重要尺寸从设计基准直接注出
（2）避免出现封闭的尺寸链
封闭的尺寸链是指一个零件同一方向上的尺寸像车链一样，一环扣一环首尾相连，成为封闭形状的情况。
如图7所示，各分段尺寸与总体尺寸间形成封闭的尺寸链，在机器生产中这是不允许的，因为各段尺寸加工不可能绝对准确，总有一定尺寸误差，而各段尺寸误差的和不可能正好等于总体尺寸的误差。
为此，在标注尺寸时，应将次要的轴段尺寸空出不注（称为开口环），如图8（a）所示。
这样，其它各段加工的误差都积累至这个不要求检验的尺寸上，而全长及主要轴段的尺寸则因此得到保证。
如需标注开口环的尺寸时，可将其注成参考尺寸，如图8（b）所示。
图7封闭的尺寸链
（a）（b）
图8开口环的确定
（3）考虑零件加工、测量和制造的要求
1）考虑加工看图方便。
不同加工方法所用尺寸分开标注，便于看图加工，如图9所示，是把车削与铣削所需要的尺寸分开标注。
图9按加工方法标注尺寸
2）考虑测量方便。
尺寸标注有多种方案，但要注意所注尺寸是否便于测量，如图10所示结构，两种不同标注方案中，不便于测量的标注方案是不合理的。
图10考虑尺寸测量方便
3.零件上常见孔及倒角的尺寸注法
盲孔、螺纹孔、沉孔、锪平孔和倒角是零件图上常见的结构，它们的尺寸标注见图所示。
图11盲孔
图12螺纹孔
图13沉孔
图14锪平孔
图15倒角
4.2.3零件的工艺结构
1.铸造工艺结构
（1）拔模斜度
用铸造方法制造零件的毛坯时，为了便于将木模从砂型中取出，一般沿木模拔模的方向作成约1：
20的斜度，叫做拔模斜度。
因而铸件上也有相应的斜度，如图16（a）所示。
这种斜度在图上可以不标注，也可不画出，如图16（b）所示。
必要时，可在技术要求中注明。
图16拔模斜度
（2）铸造圆角
在铸件毛坯各表面的相交处，都有铸造圆角，如图17。
这样既便于起模，又能防止在浇铸时铁水将砂型转角处冲坏，还可避免铸件在冷却时产生裂纹或缩孔。
铸造圆角半径在图上一般不注出，而写在技术要求中。
铸件毛坯底面（作安装面）常需经切削加工，这时铸造圆角被削平如图17所示。
图17铸造圆角
铸件表面由于圆角的存在，使铸件表面的交线变得不很明显，如图18，这种不明显的交线称为过渡线。
图18过渡线及其画法
过渡线的画法与交线画法基本相同，只是过渡线的两端与圆角轮廓线之间应留有空隙。
图19是常见的几种过渡线的画法。
（a）（b）
图19常见的几种过渡线
（3）铸件壁厚
在浇铸零件时，为了避免各部分因冷却速度不同而产生缩孔或裂纹，铸件的壁厚应保持大致均匀，或采用渐变的方法，并尽量保持壁厚均匀，见图20。
（a）错误
（b）正确
图20铸件壁厚的变化
2.机械加工工艺结构
机械加工工艺结构主要有：
倒圆、例角、越程槽、退刀槽、凸台和凹坑、中心孔等。
常见机械加工工艺结构的画法、尺寸标注及用途见表8—2。
（1）倒角与倒圆
为便于装配和操作安全，通常在轴及孔端部加工成倒角。
为减少应力集中，有轴肩处往往制成圆角过渡形式，称为倒圆。
见图21所示。
注：
其中45·倒角应在倒角轴向尺寸数字前加注符号“C”，而非45·倒角的尺寸必须分别注出轴向尺寸和角度尺寸。
图21倒角与倒圆的工艺结构
（2）退刀槽和越程槽
零件在切削加工中（特别是在车螺纹和磨削），为了便于退出刀具或使被加工表面完全加工，常常在零件的待加工面的末端，加工出退刀槽（图22）或砂轮越程槽（图23）。
图22退刀槽的工艺结构
图23越程槽的工艺结构
（3）凸台和凹坑
为使配合面接触良好，并减少切削加工面积，应将接触部位制成凸台或凹坑（图24）等结构。
图24凸台与凹坑的工艺结构
（4）钻孔结构
钻孔时，为保证孔的质量，钻头的轴线应与被加工表面垂直。
否则，会使钻头折弯，甚至折断。
当被加工面倾斜时，可设置凹坑或凸台；钻头钻透时的结构，要考虑到不使钻头单边受力，如图25所示。
用钻头钻盲孔时，在底部有一个120·的锥角。
钻孔深度指的是圆柱部分的深度，不包括锥角。
在阶梯形钻孔的过渡处，也存在锥角120·的圆台。
对于斜孔、曲面上的孔，为使钻头与钻孔端面垂直，应制成与钻头垂直的凸台或凹坑。
图25钻孔结构
（5）中心孔
图26中心孔的结构
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