零件图的技术要求.docx

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零件图的技术要求

零件图的技术要求一、零件图上技术要求的内容

零件图除了表达零件形状和标注尺寸外，还必须标注和说明制造零件时应达到的一些技术要求。

大致有下列几方面内容：

（1）零件的表面结构。

（2）零件上重要尺寸的公差及零件的形状和位置公差。

（3）零件的特殊加工要求、检验和试验说明。

（4）热处理和表面修饰说明。

（5）材料要求和说明。

图上的技术要求如尺寸公差、形位公差、表面结构应按国家标准规定的各种代（符）号标注在图形上，无法标注在图形上的内容，可用文字分条注写在图纸下方空白处，本节主要根据GB/T131-2006介绍零件表面结构的标注方法。

二、零件的表面结构

1.表面结构的基本概念零件的实际表面是按所定特征加工形成的，看起来很光滑，但借助放大装置便会看到高低不平的状况。

零件实际表面的轮廓是由粗糙度轮廓（R轮廓）、波纹度轮廓（W轮廓）和原始轮廓（P轮廓）构成的，各种轮廓所具有的特性都与零件的表面功能密切相关。

（1）粗糙度轮廓。

粗糙度轮廓是表面轮廓中具有较小间距和峰谷的那部分，它所具有的微观几何特性称为表面粗糙度。

它主要是由所采用的加工方法形成的。

如在切削过程中工件加工表面上的刀具痕迹以及切削撕裂时的材料塑性变形等。

（2）波纹度轮廓。

波纹度轮廓是表面轮廓中不平度的间距比粗糙度轮廓大得多的那部分。

这种间距较大的，随机的或接近周期形式的成分构成的表面不平度称为表面波纹度。

它主要由机床或工件的绕曲、振动、颤动、形成材料应变以及其他一些外部影响等原因引起。

（3）原始轮廓。

原始轮廓是忽略了粗糙度轮廓和波纹度轮廓之后的总的轮廓。

一般由机器或工件的绕曲或导轨误差引起。

2.表面结构的参数

评定表面结构涉及下面的参数：

（1）轮廓参数（GB/T3505-2000）

——R轮廓（粗糙度参数）；

——W轮廓（波纹度参数）；

——P轮廓（原始轮廓参数）。

（2）图形参数（GB/T18618-2002）

粗糙度图形

波纹度图形

（3）支承率曲线参数（GB/T18778.2-2003和GB/T18778.3-2006）本章节主要介绍评定表面结构的粗糙度轮廓（R轮廓）参数中的两项主要参数：

轮廓的算术平均偏差Ra和轮廓的最大高度Rz。

（1）轮廓的算术平均偏差Ra：

如图9.6所示，在一个取样长度lr内纵坐标值Z（x）绝对值的算术平均值。

（2）轮廓的最大高度Rz：

在一个取样长度内最大轮廓峰高Z（p）和最大轮廓谷深Z（v）之和的高度。

表面结构的参数值要根据零件表面不同功能的要求分别选用。

粗糙度轮廓参数Ra几乎

是所有表面必须选择的评定参数。

国家标准GB/T1031-1995规定了Ra的数值系列：

0.012，0.025，0.05，0.1，0.2，0.4，0.8，1.6，3.2，6.3，12.5，25，50，100，其单位为μm。

另外还规定了一组补充系列值，这里不作介绍。

Ra的数值愈大，则表面愈粗糙，加工成本就愈低，随着Ra的数值不断变小，则表面愈光滑，而加工成本则愈来愈高。

所以，在不影响产品使用性能的前提下，应尽量选用较大的表面粗糙度参数值，以降低生产成本。

表9.3列出了常用切削加工表面的粗糙度轮廓参数Ra值及相应的加工等，供选择时参考。

图9.6轮廓的算术平均偏差Ra

表9.3常用切削加工表面的粗糙度轮廓参数Ra值和相应的表面特征及应用举例

3.表面结构的图形符号、代号及标注方法

国家标准GB/T131-2006《产品几何技术规范（GPS）技术产品文件中表面结构的表示法》规定了表面结构的图形符号、代号以及在工程图样上的标注方法。

表面结构的图形符号及其含义以及各图形符号的比例、尺寸及画法见表9.4。

表面结构代号由完整图形符号、参数代号（如Ra或Rz）和参数值组成，必要时应标注补充要求，补充要求包括传输带、取样长度，加工工艺、表面纹理及方向、加工余量等（需要时可查看相应的国家标准）。

在工程图样上标注时，若采用默认定义，并对其他方面不要求时，可采用简化注法，如图9.1所示，将表面结构参数代号及其后的参数值写在图形符号长边的横线下面，为了避免误解，在参数代号和参数值之间应插入空格。

参数极限值的判断与标注规则如下：

参数的单向极限：

当只标注参数代号和一个参数值时，默认为参数的上限值。

若作为参数的单向下限值标注时，参数代号前应加L，例如LRa3.2。

参数的双向极限：

在完整符号中表示双向极限时应标注极限代号，上限值在上方用U表示，下限值在下方用L表示。

如果同一参数具有双向极限要求，在不引起歧义的情况下，可以不加U、L。

16%规则：

当标出参数的上限值与下限值或其中一个极限值时，允许全部实测值中的16%的超差。

最大规则：

要求参数的实测值均不得超过规定值。

为了指明参数的最大值，应在参数代号后面增加一个“max”的标记，Ramax3.2。

表9.4表面结构的图形符号及其含义

4.表面结构要求在图样和其他技术产品文件中的注法

表9.5是部分采用默认定义时的表面结构（粗糙度轮廓）代号及其含义

表9.5默认定义时的表面结构（粗糙度轮廓）代号及其含义

表面结构要求对每一表面一般只标注一次，并尽可能注在相应的尺寸及其公差的同一视图上。

除非另有说明，一般所标注的表面结构要求是对完工零件表面的要求。

根据国家标准GB/T131-2006的规定，表面结构要求在图样和其他技术产品文件中的注法见表9.6

表9.6表面结构要求在图样和其他技术产品文件中的注法

续表9.6

续表9.6

三、公差与配合的概念及其标注方法

公差与配合是机械设计和制造中用以保证产品质量的一项重要技术指标，它也是零件图和装配图等图纸中最重要的一项技术要求。

1.公差与配合的概念

（1）零件的互换性。

从一批相同的零件中任取一件，不经手工修配就能立即用到与它相配的机器上去，就能达到使用要求的性质就称互换性。

零件具有互换性后，不但给机器的装配、维修带来方便，更重要的是为大量生产、流水作业等提供条件，从而可以缩短生产周期、提高劳动生产率和提高经济效益。

前面第八章介绍的标准件如螺栓、螺柱、螺母等都有互换性，因此它们可由标准件厂专门成批地大量生产以供应市场需要。

（2）公差的术语和名词。

1公称尺寸：

设计时所确定的尺寸称为公称尺寸。

2实际尺寸：

加工后实际测量所得的尺寸。

显然，它不可能绝对地等于公称尺寸，而总有一定的误差

③极限尺寸：

实际尺寸与公称尺寸间的误差不能太大，否则零件在装配时就会失效。

允许实际尺寸变动的两个界限值称为极限尺寸。

其中较大的一个为上极限尺寸，较小的一个则为下极限尺寸

④尺寸偏差（简称“偏差”）：

极限尺寸与基本尺寸之代数差为尺寸偏差。

其中上极限偏差为上极限尺寸与基本尺寸之差，下极限偏差为下极限尺寸与基本尺寸之差上、下极限偏差之值可以为正、负或等于零。

国家标准规定孔的上极限偏差以大写字母ES表示、孔的下极限偏差以大写字母EI表示；轴的上极限偏差以小写字母es表示、轴的下极限偏差以小写字母ei表示。

⑤尺寸公差（简称“公差”）：

尺寸公差等于上极限尺寸与下极限尺寸代数差，也即是允许实际尺寸的变动量。

尺寸公差也等于上极限偏差与下极限偏差的代数差的绝对值，因为上极限尺寸总大于下极限尺寸，故公差总为正值。

⑥公差带、零线和公差带图：

图9.7（a）表示了孔的公差带，公差带是分别表示孔和轴的公差大小以及相对于零线位置的一个区域。

按国家标准图例，孔公差带用斜线表示，而轴公差带则用加点表示，如图9.7所示。

图9.7公差带和公差带图这种将孔、轴公差带与公称尺寸相关联并按放大比例画成的简图就叫公差带图，在图中基本尺寸箭头所指向的线，即理论上极限偏差为零的偏差线称为零线；国家标准规定零线上方的偏差为正值，而其下方的偏差则为负值，如图9.7（b）所示⑦公差计算示例：

设已知一孔的公称尺寸=30，其上极限偏差ES=+0.010，下极限偏差EI=-0.010，则

上极限尺寸=上极限偏差+公称尺寸=+0.010+30.000=30.010mm下极限尺寸=下极限偏差+公称尺寸=-0.010+30.000=29.990mm公差=上极限尺寸-下极限尺寸=30.010-29.990=0.020mm，或公差=上极限偏差-下极限偏差=+0.010-（-0.010）=0.020mm。

（3）公差带分析：

公差带是公差配合制的核心。

公差带是由公差带大小和其相对于零线的位置来确定的。

公差带的大小由其标准公差确定，公差带相对于零线的位置则由其基本偏差确定。

1标准公差等级：

标准公差等级是用以确定尺寸精确程度的等级，国家标准规定将标准公差等级分成20级，自IT01、IT0、IT1、IT2⋯⋯IT18。

代号中IT表示标准公差，后面的阿拉伯数字表示公差等级。

在20级标准公差等级中，以IT01级为最高，其公差值最小，尺寸的精确度也最高，并以从IT01级开始，等级依次降至IT18。

在IT01～IT12范围内的标准公差等级用于配合尺寸，而IT12～IT18则用于非配合尺寸。

2基本偏差：

基本偏差是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，一般是指较靠近零线的那个偏差。

国家标准对孔、轴分别规定了28个基本偏差，并用拉丁字母按其顺序表示。

其中大写字母用于孔，小写字母用于轴，图9.8即为国家标准规定的基本偏差系列图。

图9.8基本偏差系列图

从图9.8可见，孔从A到H时下偏差靠近零线，故按定义，它们的下偏差即为基本偏差。

反之，轴从a到h时，其上极限偏差靠近零线，因此，它们的上极限偏差即为基本偏差。

由于图9.8只表示了公差带相对于零线的位置，而不表示公差带的大小，故图中公差带有一端都是开口的。

国家标准中还将孔、轴的基本偏差值制成一系列的表格，本书附录中摘录了一些常用的表格可供查阅。

3公差的标注示例：

孔、轴公差代号均由基本偏差代号与标准公差等级代号组成。

例如：

>50H7：

因H大写，故该尺寸是孔的尺寸。

其中>50为孔的公称尺寸，H7则为该孔的公差带代号。

在此代号中H为孔的基本偏差代号，而“7”则表示标准公差等级为IT7级查阅图9.8可见，H的下极限偏差为基本偏差，且因它位于零线上，故其下极限偏差之

值等于零。

从附录的公差表内，我们可查得>50H7的上下极限偏差值应为

>50g6：

因g为小写，故此尺寸是轴的尺寸。

其中>50为轴的公称尺寸，g6则为该轴的公差带代号。

从图9.8可知，g级的基本偏差指的是上极限偏差，而“6”则表示标准公差等级为IT6级。

从附录的公差表内可以查得>50g6的上、下极限偏差值应为

（4）配合及其基准制①配合的分类。

基本尺寸相同相互装配的孔、轴或包容件与被包容件公差带之间的关系称为配合。

根据零件间的工作要求不同，其配合有时需紧，有时需松，因此配合可分成间隙配合、过盈配合、过渡配合三类

间隙配合：

具有间隙（包括最小间隔等于零）的配合。

此时，孔的公差带在轴的公差带之上，如图9.9所示。

图9.9间隙配合

过盈配合：

具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合。

此时，孔的公差带在轴的公差带之下。

如图9.10所示。

过渡配合：

可能具有间隙或过盈的配合。

此时，孔的公差带与轴的公差带相互交叠，如图9.11所示

②配合的基准制。

为了便于零件的设计和制造，国家标准中规定了基孔制和基轴制两种配合的基准制。

基孔制：

基本偏差为一定的孔的公差带与不同基本偏差的各轴的公差带相配合而形成各种配合制度就称为基孔制配合。

规定基孔制中的孔称为基准孔，其基本偏差代号为H，基准孔的下极限偏差等于零。

如图9.8所示。

基轴制：

基本偏差为一定的轴的公差带与不同基本偏差的各个孔的公差带相配合而形成各种配合制度就称为基轴制配合。

规定基轴制中的轴称为基准轴，其基本偏差代号为h，基准轴的上极限偏差等于零。

如图9.8所示。

图9.10过盈配合

图9.11过渡配合

图9.12表示了基孔制与基轴制中孔、轴的公差带之间的关系。

在实际生产中采用哪种基制的配合应从工艺要求、经济效益等各方面来考虑。

一般说来，基孔制采用较多，因为孔的加工比轴困难。

图9.12基孔制和基轴制配合

2.公差与配合在图上的标注

（1）装配图中的标注方法。

根据国家标准规定，在装配图中标注线性尺寸的配合代号时，必须在公称尺寸的右边用分数的形式分别标出孔和轴的公差带代号，并规定分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号，如图9.13所示。

图9.13装配图中公差带注法

（2）零件图中的标注方法。

零件图中的标注有如下三种形式：

①标注公称尺寸及公差带代号。

如图9.14（a）所示，这种标注方法适用于大批量生产，以便采用专用量具。

②标注基本尺寸及上、下极限偏差值。

如图9.14（b）所示，这种标注方法适用于单件及小批量生产，在标注偏差值时，应用比尺寸数字小一号的字体把上极限偏差连同其正负号写在基本尺寸的右上角；而把下极限偏差连同其正负号写在公称尺寸的右下角。

当上、下极限偏差值相等时，则偏差值的字体大小可以与公称尺寸的字体相同。

当上极限偏差或下极限偏差值为零时，用数字“0”或“0.000”标出，不可省略。

3在公称尺寸后同时标注公差带代号及偏差值（偏差值应写在括弧内）。

如图9.14（c）

图9.14零件图中公差带注法所示，这种标注方法主要用于产量不定的情况。

四、形位公差的概念及其标注方法

1.形位公差的概念零件的设计尺寸和测量得到的实际尺寸不可能绝对相同，总存在着一定的误差。

同理，零件的形状及其各表面间的相对位置在加工后，也不可能与理论上所定的完全一样。

这种零件的实际形状和实际位置相对于理论形状和理论位置所允许的误差变动全量，称为零件的形状与位置公差。

对一般要求不很高的零件，通常只需尺寸公差就可保证其精度了，但对某些要求较高的零件，则除在零件图上标注尺寸公差外，还应标注其形位公差，以满足设计要求和保证产品质量。

图家标准中规定形位公差共14个项目，其代号和名称如表9.7所示

表9.7形位公差的各项目及符号

2.形位公差的标注

（1）形位公差的代号与基准。

形位公差在图上的标注是通过框格来实现的，框格是用细实线画的长方形格子，其高度为数字高度的2倍。

由项目符号、框格及指引线、公差数值和其他有关符号、基准符号组成。

基准符号由字母、方框、一个涂黑的或空白三角形和连线组成，如图9.15所示。

（2）形状公差代号在图样上的标注。

用带箭头的指引线将框格与被测要素相连，当被测要素为轮廓线或表面时，将箭头置于轮廓线或其延长线上，如图9.16（a）所示；当被测要素为轴线、中心线时，箭头指引线应与尺寸线的延长线重合，如图9.16（b）所示。

对于有基准要求的公差的标注，当基准要素为轮廓或表面时，基准代号放在要素的轮廓上或其延长线上，如图9.17（a）所示。

当基准要素为轴线或中心平面时，基准代号要与尺寸线对齐，如图9.17（b）、（c）、（d）所示。

图9.15形位公差的代号与基准

图9.16形位公差的标注

（1）

图9.17形位公差的标注

（2）

当多个被测要素有相同的形位公差要求时，可从一个框格的同一端引出多个指引线当同一个被测要素有不同的形位公差要求时，可从一个指引线上画出多个公差框格如图9.18所示。

图9.18形位公差的标注（3）

对于两个或两个以上的要素组成的公共基准，其基准字母应用横线连起来，写在框格的同一格内。

如图9.19所示。

图9.19形位公差的标注（4）

（3）形位公差标注示例及说明。

解释图9.20中标注的形位公差的意义

Φ160圆柱表面对Φ85圆柱孔轴线A的圆跳动公差为0.03，Φ150圆柱表面对轴线A的径向圆跳动公差为0.02，厚度为20的安装板左端面对Φ150圆柱的轴线B的垂直度公差为0.03，安装板右端面对Φ160的圆柱轴线C的垂直度公差为0.03，Φ125圆柱孔的轴线对轴线A的同轴度公差为Φ0.05，均布于Φ210圆周上的五个Φ6.5孔对基准C和D的位置度公差为Φ0.02。

图9.20形位公差标注示例

零件图的技术要求

一、零件图上技术要求的内容

零件图除了表达零件形状和标注尺寸外，还必须标注和说明制造零件时应达到的一些技术要求。

大致有下列几方面内容：

（1）零件的表面结构。

（2）零件上重要尺寸的公差及零件的形状和位置公差

（3）零件的特殊加工要求、检验和试验说明。

（4）热处理和表面修饰说明。

（5）材料要求和说明。

图上的技术要求如尺寸公差、形位公差、表面结构应按国家标准规定的各种代（符）号标注在图形上，无法标注在图形上的内容，可用文字分条注写在图纸下方空白处，本节主要根据GB/T131-2006介绍零件表面结构的标注方法。

二、零件的表面结构

1.表面结构的基本概念零件的实际表面是按所定特征加工形成的，看起来很光滑，但借助放大装置便会看到高低不平的状况。

零件实际表面的轮廓是由粗糙度轮廓（R轮廓）、波纹度轮廓（W轮廓）和原始轮廓（P轮廓）构成的，各种轮廓所具有的特性都与零件的表面功能密切相关。

（1）粗糙度轮廓。

粗糙度轮廓是表面轮廓中具有较小间距和峰谷的那部分，它所具有的微观几何特性称为表面粗糙度。

它主要是由所采用的加工方法形成的。

如在切削过程中工件加工表面上的刀具痕迹以及切削撕裂时的材料塑性变形等。

（2）波纹度轮廓。

波纹度轮廓是表面轮廓中不平度的间距比粗糙度轮廓大得多的那部分。

这种间距较大的，随机的或接近周期形式的成分构成的表面不平度称为表面波纹度。

它主要由机床或工件的绕曲、振动、颤动、形成材料应变以及其他一些外部影响等原因引起。

（3）原始轮廓。

原始轮廓是忽略了粗糙度轮廓和波纹度轮廓之后的总的轮廓。

一般由机器或工件的绕曲或导轨误差引起。

2.表面结构的参数

评定表面结构涉及下面的参数：

（1）轮廓参数（GB/T3505-2000）

——R轮廓（粗糙度参数）；

——W轮廓（波纹度参数）；

——P轮廓（原始轮廓参数）。

（2）图形参数（GB/T18618-2002）

——粗糙度图形

——波纹度图形

（3）支承率曲线参数（GB/T18778.2-2003和GB/T18778.3-2006）本章节主要介绍评定表面结构的粗糙度轮廓（R轮廓）参数中的两项主要参数：

轮廓的算术平均偏差Ra和轮廓的最大高度Rz。

（1）轮廓的算术平均偏差Ra：

如图9.6所示，在一个取样长度lr内纵坐标值Z（x）绝对值的算术平均值。

（2）轮廓的最大高度Rz：

在一个取样长度内最大轮廓峰高Z（p）和最大轮廓谷深Z（v）之和的高度。

表面结构的参数值要根据零件表面不同功能的要求分别选用。

粗糙度轮廓参数Ra几乎

是所有表面必须选择的评定参数。

国家标准GB/T1031-1995规定了Ra的数值系列：

0.012，0.025，0.05，0.1，0.2，0.4，0.8，1.6，3.2，6.3，12.5，25，50，100，其单位为μm。

另外还规定了一组补充系列值，这里不作介绍。

Ra的数值愈大，则表面愈粗糙，加工成本就愈低，随着Ra的数值不断变小，则表面愈光滑，而加工成本则愈来愈高。

所以，在不影响产品使用性能的前提下，应尽量选用较大的表面粗糙度参数值，以降低生产成本。

表9.3列出了常用切削加工表面的粗糙度轮廓参数Ra值及相应的加工等，供选择时参考。

图9.6轮廓的算术平均偏差Ra

表9.3常用切削加工表面的粗糙度轮廓参数Ra值和相应的表面特征及应用举例

3.表面结构的图形符号、代号及标注方法

国家标准GB/T131-2006《产品几何技术规范（GPS）技术产品文件中表面结构的表示法》规定了表面结构的图形符号、代号以及在工程图样上的标注方法。

9.4。

表面结构的图形符号及其含义以及各图形符号的比例、尺寸及画法见表

表面结构代号由完整图形符号、参数代号（如Ra或Rz）和参数值组成，必要时应标注补充要求，补充要求包括传输带、取样长度，加工工艺、表面纹理及方向、加工余量等（需要时可查看相应的国家标准）。

在工程图样上标注时，若采用默认定义，并对其他方面不要求时，可采用简化注法，如图9.1所示，将表面结构参数代号及其后的参数值写在图形符号长边的横线下面，为了避免误解，在参数代号和参数值之间应插入空格。

参数极限值的判断与标注规则如下：

参数的单向极限：

当只标注参数代号和一个参数值时，默认为参数的上限值。

若作为参数的单向下限值标注时，参数代号前应加L，例如LRa3.2。

参数的双向极限：

在完整符号中表示双向极限时应标注极限代号，上限值在上方用U表示，下限值在下方用L表示。

如果同一参数具有双向极限要求，在不引起歧义的情况下，可以不加U、L。

16%规则：

当标出参数的上限值与下限值或其中一个极限值时，允许全部实测值中的16%的超差。

最大规则：

要求参数的实测值均不得超过规定值。

为了指明参数的最大值，应在参数代号后面增加一个“max”的标记，Ramax3.2。

表9.4表面结构的图形符号及其含义

续表9.4

4.表面结构要求在图样和其他技术产品文件中的注法

表9.5是部分采用默认定义时的表面结构（粗糙度轮廓）代号及其含义

表9.5默认定义时的表面结构（粗糙度轮廓）代号及其含义

表面结构要求对每一表面一般只标注