公差标注和几何公差
零件图的尺寸标注
零件图上的尺寸是制造、检验零件的重要依据,生产中要求零件图中的尺寸不允许有任何差错。在零件图上标注尺寸,除要求正确、完整和清晰外,还应考虑合理性,既要满足设计要求,又要便于加工、测量。
一、关于尺寸
(1)功能尺寸 系指对于机件的工作性能、装配精度及互换性起重要作用的尺寸。功能尺寸对于零件的装配位置或配合关系有决定性的作用,因而常具有较高的精度。这些尺寸是尺寸链中重要的一环,常为了满足设计要求而直接注出。例如,有装配要求的配合尺寸,有连接关系的定位尺寸、中心距等。 (2)非功能尺寸 系指不影响机件的装配关系和配合性能的一般结构尺寸。这些尺寸一般精度都不高。例如,无装配关系的外形轮廓尺寸、不重要的工艺结构(如倒角、倒圆、退刀槽、凹槽、凸台、沉孔)的尺寸等。
(3)公称尺寸 是某一要素或零件尺寸的名义值。例如,平垫圈的公称尺寸是与之相配的螺栓的公称直径,而实际上该垫圈的孔径要大于这个公称尺寸。 (4)基本尺寸 是设计时给定的、用以确定结构大小或位置的尺寸。基本尺寸又是确定尺寸公差的基数,它与公称尺寸的性质是不同的。
(5)参考尺寸 是指在图样中不起指导生产和检验作用的尺寸。它仅仅是为了便于看图方便而给出的参考性尺寸。参考尺寸只有基本尺寸而不带公差,为了区别于其他未注公差的尺寸,标注时应加圆括号表示。
(6)重复尺寸 是指某一要素的同一尺寸在图样中重复注出,或对机件的结构尺寸注成封闭的尺寸链,因其中一环由图样中的其他尺寸和存在的几何关系可以推算出来,此时又不加圆括号者,这都称为重复尺寸。机件每一要素的尺寸一般都只能标注一次,不应重复出现,以避免尺寸之间产生不一致或相互矛盾的错误。 二、正确地选择尺寸基准
要合理标注尺寸,必须恰当地选择尺寸基准,即尺寸基准的选择应符合零件的设计要求并便于加工和测量。零件的底面、端面、对称面、主要的轴线、中心线等都可作为基准。
图7-7 轴承座的尺寸基准
1(设计基准和工艺基准
根据机器的结构和设计要求,用以确定零件在机器中位置的一些面、线、点,称为设计基准。根据零件加工制造、测量和检验等工艺要求所选定的一些面、线、点,称为工艺基准。
图7-7所示为轴承座。轴承孔的高度是影响轴承座工作性能的功能尺寸,图中尺寸40?0.02以底面为基准,以保证轴承孔到底面的高度。其他高度方向的尺寸,如10、12、58均以底面为基准。
在标注底板上两孔的定位尺寸时,长度方向应以底板的对称面为基准,以保证底板上两孔的对称关系,如俯视图中尺寸65。其他长度方向的尺寸,如主视图中φ10、45、35,俯视图中90、8均以对称面为基准。
底面和对称面都是满足设计要求的基准,是设计基准。
轴承座上方螺孔的深度尺寸,若以轴承底板的底面为基准标注,就不易测量。应以凸台端面为基准标注尺寸6,这样,测量就较方便,故轴承座上方平面是工艺基准。
标注尺寸时,应尽量使设计基准与工艺基准重合,使尺寸既能满足设计要求,又能满足工艺要求。如图7-7中底面是设计基准,加工时又是工艺基准。二者不能重合时,主要尺寸应从设计基准出发标注。
2(主要基准与辅助基准
每个零件都有长、宽、高三个方向的尺寸,每个方向至少有一个尺寸基准,且都有一个主要基准,即决定零件主要尺寸的基准。如图7-7中底面为高度方向的主要基准,对称面为长度方向的主要基准,圆筒的后端面为宽度方向的主要基准。 为了便于加工和测量,通常还附加一些尺寸基准,称为辅助基准。辅助基准必须有尺寸与主要基准相联系。如图7-7中高度方向的主要基准是底面,而轴承孔轴线与轴承座上方平面为辅助基准(工艺基准),40?0.02和58两个尺寸为辅助基准与主要基准之间的联系尺寸。
三、标注尺寸应注意的几个问题
1(功能尺寸应直接标注
为保证设计的精度要求,功能尺寸应直接注出。如图7-8中的装配图表明了零件凸块与凹槽之间的配合要求。在零件图中应直接注出功能尺寸40 和40 ,以及11、12,能保证两零件的配合要求。而右图中的尺寸,则需经计算得出,是不合理的。
图7-8 直接注出功能尺寸
2(避免注成封闭的尺寸链
9为阶梯轴,在左图中,长度方向的尺寸a、b、c、d首尾相连,构成一个图7-
封闭的尺寸链。因为封闭尺寸链中每个尺寸的尺寸精度,都将受链中其他各尺寸误差的影响(即b+c+d?a),加工时很难保证总长尺寸a的尺寸精度。所以,在这种情况下,应当挑选一个不重要的尺寸空出不注(称为开口环),以使尺寸误差累积在此处,如右图中的尺寸注法。
图7-9 避免注成封闭的尺寸链
3(考虑加工方法、符合加工顺序
为使不同工种的工人看图方便,应将零件上的加工面与非加工面尺寸,尽量分别注在图形的两边,如图7-10所示。对同一工种的加工尺寸,要适当集中标注,以便于加工时查找,如图7-11所示。
图7-10 加工面与非加工面的尺寸注法 图7-11 同工种加工的尺寸注法
4(考虑测量方便
孔深尺寸的标注,除了便于直接测量,也要便于调整刀具的进给量。图7-12中错误注法图例中的孔深尺寸14、38的注法,则不便于用深度尺直接测量;右图中的尺寸5、5、29在加工时无法直接测量,套筒的外径需经计算才能得出。
图7-12 标注尺寸应便于测量
5(长圆孔的尺寸注法
机件上长圆形的孔或凸台,由于作用和加工方法的不同,而有不同的尺寸注法。 一般情况下(如键槽、散热孔以及在薄板零件上冲出的加强肋等),采用第一种注法。当长圆孔是装入螺栓时,中心距就是允许螺栓变动的距离,也是钻孔的定位尺寸,此时采用第二种注法。在特殊情况下,可采用特殊注法,此时宽度“8”与半径“R4”不认为是重复尺寸,如图7-13所示。
图7-13 长圆孔尺寸的注法
四、零件上常见结构的尺寸标注
零件上常见的销孔、锪平孔、沉孔、螺孔等结构,可参照表7-1标注尺寸。它们的尺寸标注分为普通注法和旁注法两种形式,两种注法为同一结构的两种注写形式。标注尺寸时,可根据图形情况及标尺寸的位置参照选用。
表7-1 零件上常见孔的尺寸注法
一、 幾何公差
1. 定義:幾何公差係表示物體幾何型態之公差:包括形狀公差及位置公差,亦即一種幾何
型態或其所在位置公差,係指一公差區域。而該型態或其位置,必須界於此公差區域內。 2. 應用準則
(1) 應用長度或角度公差有時無法達到管制某種幾何型態之目的,則需註明幾何公差,
幾何公差與長度公差或角度公差相牴觸時應以幾何公差為準。
(2) 某一幾何公差可能自然限制第二種幾何公差,若此兩種幾何公差區域相同時,則
不必標註第二種幾何公差,若第二種幾何公差之公差區域較小時,則不可省略。
1.平行度公差限定時,同時亦限制該平面之真平度誤差。
垂直度公差限定時,同時亦限制該平面之真平度誤差。 2.
3.對稱度公差限定時,同時亦限制真平度與平行度誤差。
4.同心度公差限定時,同時亦限制真直度與對稱度誤差。
3. 幾何公差符號
4.標註例
公差框格:公差標註在一個長方形框格內,此長方形框格分成兩隔或多格,框格內由左至右依順序填入下列各項
, 左起第一格內,填入幾何公差符號。
, 第二格內,填入公差數值,若公差區域為圓形或圓柱,則應在此數值前加一"ψ"
符號。
, 如需標示基準,則填入代表該基準或多個基準之字母。
, 如有與公差有關之註解,如"6孔"或"6x"可加註在框格上方
, 在公差區域內,對形狀之指示,可寫在公差框格之附近或用一引線連接之
A B C
指向說指說明公差明示公差限制基公之大之部準差小, 位 面 之單位 , 符mm 沒號 必
要
時
可
省
略
圖 例 說 明 1.真直度
全部軸線須在一個直徑為0.04之圓柱形公差
區域內。
2.真平度
箭頭所指之平面須介於兩個相距0.03的平行
平面之間
3.真圓度
在任一與軸線正交剖面上,其周圍須介於半徑
差為0.03的兩同心圓之間。
4.圓柱度
本圓柱之表面須介於兩個同軸線而半徑差為
0.02的圓柱面之間。
圖 例 說 明 5.曲面輪廓度
實際輪廓曲面須介於兩個曲面之間,此兩曲面是
以真確輪廓曲面上的各點為球心,以公差數值為
直徑,所作許多學球的兩個包絡面。
6.平行度
與一基準面平行之面 上表面須介於與基準面平行且相距0.03的兩平面
之間。
7.垂直度
圓柱之軸線須在一個直徑為0.03且其軸線與基準
面垂直之圓柱形公差區域內。
8.傾斜度
與一基準線成傾斜之面 傾斜面須介於與基準軸線成75?且相距0.1的兩
平行平面之間。
圖 例 說 明 9.位置度
每一孔之軸線須在一個長方體之公差區域內。此
長方體之端面0.2X0.05,各對稱的位於孔軸線之
真確位置的兩側。
10.同心度
左右兩個圓柱部分不分主從的關聯基準。其軸線
須在一個圓柱形公差區域內,該圓柱的直徑為
0.04。
11.對稱度
孔之軸線須介於兩各平行平面之間。該兩平行面
相距0.03且對稱於兩個基準槽之公有中心面。
12.圓偏轉度
在沿圓錐面上任何一點所量得與該面之法線方線
的偏轉量不超過0.1。
注意:此公差不限定該圓錐面之傾斜度及真直度。
圍繞基準軸線C旋轉
圖 例 說 明 13.總偏轉度
軸向總偏轉度 圓柱端面與測定器間作徑向相對移動,圓柱端面上任
意點之軸向偏轉量不得超過0.1。測定器或機件應置
於基準軸線之正確位置,沿著理論正確輪廓線,作相
對移動。
圍繞基準軸線D旋轉
14.曲線輪廓度
說明
在一個與本圖投影平面平行的平面內,實際輪廓曲線須入於兩個曲線之間。此兩曲線是以真確輪廓曲線上的各點為圓心,以公差數值為直靜作所多小圓的兩個包絡線
註:1.圓偏轉度公差:係指某一幾何型態在任何位置,經過該機件圍繞基準軸線作一完
全迴轉後之最大容許改變量(即針盤指示器指針之全部運動量)。機件迴轉時,不
得有軸向或徑向相對運動。此改變量量取之方向即是引線之箭頭所指的方向。
圓偏轉度公差可能包括以下各項誤差:真圓度、同心度、垂直度、真平度等。
2.總偏轉度公差:係指某一幾何型態在任何位置,經過該機件圍繞基準軸線作不定
數完全迴轉後之最大容許改變量(即針盤指示器之全部運動量)。測定器或機件應
至於基準軸線之正確位置,沿著理論正確輪廓作相對運動。此改變量量取之方向
即是引線之箭頭所指的方向。
二、 表面符號
1.基本符號(標註時,數字及文字說明以朝上、朝左為原則)
(1) 切削加工符號
(2) 表面粗超度
(3) 加工方法之代號
(4) 基準長度(單位為mm,若基準長度為0.8則可省略不寫)
(5) 刀痕方向符號
(6) 加工裕度
2.說明
(1) 切削加工符號
(2) 表面粗糙度
工作物經過各種加工製造後,表面形成精粗不等的情形稱為表面粗糙度,表面粗糙度-6單位為μ, ( 1 μ, = 0.001 mm = 10 mm )
? 粗糙度種類:(R 、R 、R) azmax
? R(中心線平均粗糙度):在表面輪廓曲線擷取某一測量長度(基準長度),將範圍內a
上下面相加除以基準長度即能得到。 ? R(十點平均粗糙度):基準長度內表面輪廓曲線之第三高峰與第三低谷的和稱之。 z
? R(最大粗糙度):基準長度內表面輪廓曲線之最高峰與最低谷的和稱之。 max
中國國家標準(CNS)係採用中心線平均粗糙度,其粗糙度數字後不加a。但若為十點平均粗糙度,則粗糙度數字後需加z;最大粗糙度,則粗糙度數字後需加s 三者關係:4R = R =R azmax
? 表面粗度值
? 超光面(????):加工表面光滑如鏡面(範圍 0.01a ~0.16a) ? 精切面(???):幾乎福法以觸覺或視覺分辨加工表面稱之(範圍 0.25a ~1.6a) ? 細切面(??):加工之表面用手觸摸似甚光滑,但仍能由視覺分辨其刀痕(範圍 2.0a
~6.3a)
? 粗切面(?):表面可由視覺及觸覺分辨殘留之刀痕(範圍 8.0a ~25a) ? 光胚面(,):一般鑄造、鍛造、壓鑄、輥軋、氣焰、電弧切割等無血加工所得之表面
(範圍 32a ~125a)
? 粗糙度等級(在數字前加N,一共分為12級)
粗糙度等級 N12 N11 N10 N9 N8 N7 N6 N5 N4 N3 N2 N1 ? 粗糙度數值50 25 12.5 6.3 3.2 1.6 0.8 0.4 0.2 0.1 0.05 0.025 0.0125 Ra(μm)
(3) 加工方法之代號
項目 加工方法 代號
1. 車削(Turning) 車
2. 铣削(Milling) 铣
3. 刨削(Planing Shaping) 刨
4. 搪孔(Boring) 搪
5. 鑽孔(Drilling) 鑽
6. 絞孔(Reaming) 絞
7. 攻螺紋(Tapping) 攻
8. 拉削(Broaching) 拉
9. 輪磨(Grinding) 輪磨
10. 搪光(Honing) 搪光
11. 研光(Lapping) 研光
12. 拋光(Polishing) 拋光
13. 擦光Buffing() 擦光
14. 砂光(Sanding) 砂光
15. 滾筒磨光(Tumbling) 滾磨
(4) 刀痕方向符號
(5) 加工裕度
加工裕度2mm
(6) 基準長度
? 一般加工,未註明基準長者,採用0.8mm為主 ? 超光面?0.08mm,0.25mm
? 精切面?0.8mm
? 細切面?2.5mm
? 粗切面?8mm,25mm
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