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教学教程:机械制图之零件图

责任编辑:机械新闻网 2018-08-21 我要评论

编者:机械设计不只是使用3D软件画3D图,只有会了这些知识才叫设计刚刚入门。回归基本面,无论你作了三年五年或十年,确信这些知识你已经掌握了,融会贯通了,学...

编者:机械设计不只是使用3D软件画3D图,只有会了这些知识才叫设计刚刚入门。“回归基本面”,无论你作了三年五年或十年,确信这些知识你已经掌握了,融会贯通了,学以致用了吗?

零件图表达了零件的结构形状,尺寸大小和技术要求。零件图是用来指导制造、生产加工和零件检验的图样。在生产过程中,要根据零件图注明的材料和数量进行备料;根据图示的形状、尺寸和技术要求来加工制造;最后还要根据图纸进行检验。

6 零件结构的工艺性

机器上绝大多数零件,都是通过铸造和机械加工来形成,因此,在画零件图时,应该使零件的结构既能满足使用上的要求,又要方便制造。

6.1 铸造零件的工艺结构

一、拔模斜度

用铸造的方法制造零件毛坯时,为了便于在砂型中取出模样,一般沿模样拔模方向作成约1:20的斜度,叫做拔模斜度。因此在铸件上也有相应的拔模斜度,如下图a所示。这种斜度在图上可以不予标注,也不一定画出,如下图b所示;必要时,可以在技术要求中用文字说明。

二、铸造圆角

在铸件毛坯各表面的相交处,都有铸造圆角(下图),这样既能方便起模,又能防止浇铸铁水时将砂型转角处冲坏,还可以避免铸件在冷却时产生裂缝或缩孔。铸造圆角在图上一般不予标注,常常集中注写在技术要求中。下图所示的铸件毛坯的底面(作为安装底面),需要经过切削加工。这时,铸造圆角被削平。

三、铸件壁厚

在浇铸零件时,为了避免各部分冷却速度的不同而产生缩孔或裂缝,铸件壁厚应保持大致用等或逐渐变化,如下图所示。

6.2 零件加工面的工艺结构

6.2.1 倒角和倒圆

如下图所示,为了去除零件的毛刺、锐边和便于装配,在轴或孔的端部,一般都加工成倒角;为了避免因应力集中而产生裂纹,在轴肩处往往加工成圆角的过渡形式,称为倒圆。

6.2.2 螺纹退刀槽和砂轮越程槽

在切削加工中,特别是在车螺纹和磨削时,为了便于退出刀具或使砂轮可以稍稍越过加工面,常常在零件的待加工面的未端,先车出螺纹退刀槽或砂轮越程槽,如下图所示。

螺纹退刀槽和砂轮越程槽的结构尺寸系列,可查表。

6.2.3 钻孔结构

用钻头钻出的盲孔,在底部有一个120°的锥角,钻孔深度指的是圆柱部分的深度,不包括锥坑,如下图a所示。在阶梯形钻孔的过渡处,也存在锥角120°的圆台,其画法及尺寸注法,如下图b所示。

用钻头钻孔时,要求钻头轴线尽量垂直于被钻孔的端面,以保证钻孔准确和避免钻头折断。下图表示了三种钻孔端面的正确结构。

6.2.4 凸台和凹坑

零件上与其它零件的接触面,一般都要加工,为了减少加工面积,并保证零件表面之间有良好的接触,常常在铸件上设计出凸台、凹坑。下图a、b是螺栓连接的支承面做成凸台或凹坑的形式;下图c、d是为了减少加工面积,而做成凹槽或凹腔的结构。

7、典型零件分析

根据零件的结构形状,大致可分成四类零件:

7.1 轴套类零件 — 轴、衬套等零件

下图所示的泵轴属于轴套类零件,主要在车床上加工。

上图所示的泵轴:左边有一段错开90的两个圆柱孔;中间有带键槽的轴颈,与传动齿轮孔配合;右端有螺纹,通过拧紧螺母,将齿轮沿轴向压紧。

为了便于加工时看图,轴线宜水平放置。如下图a所示,泵轴的主视图投影方向,可以有A向和B向两个,所得的视图,如下图b所示。显然,以A向作为主视图能反映泵轴的形状特征,比B向好。

由于轴套类零件基本上是同轴回转体,因此,可采用一个基本视图加上一系列直径尺寸,就能表达它的主要形状。对于轴上的销孔、键槽等,可采用移出剖面。这样,既表达了它们的形状,也便于标注尺寸。对于轴上的局部结构,如砂轮越程槽、螺纹退刀槽等,则可采用局部放大图表达。

在标注轴套类零件的尺寸时,常以水平位置的轴线作为径向尺寸基准(也是高度与宽度方向的尺寸基准)。

7.2 盘盖类零件 — 端盖、阀盖、齿轮等零件

下图所示的阀盖属于盘盖类零件。这类零件的基本形状是扁平的盘状。它们主要是在车床上进行加工的。

视图选择

上图所示的阀盖,左端有外螺纹M36x2连接管道;右端有75x75的方形凸缘,凸缘上的四个14圆柱孔,就是阀盖与阀体连接时,安装四个双头螺柱的。盘盖类零件的主视图,可选用如上图所示的剖视图,也可选用图中作为左视图的外形视图。但经过比较,选用前者作为主视图较好,因为它层次分明,显示了外螺纹、各台阶与内孔的形状及其相对位置;并且也符合它主要的加工位置。

由于盘盖类零件不仅大多有回转体,而且还经常带有各种形状的凸缘、均布的圆孔和肋等局部结构,所以仅采用一个主视图,还不能完整地表达零件。此时,就需增加其它基本视图,如左视图。

尺寸标注

在标注盘盖类零件的尺寸时,通常选用通过轴孔的轴线作为径向尺寸基准。长度方向尺寸基准,常选用重要的端面。

7.2.3 叉架类零件——拨叉、连杆、支座等零件

下图所示的踏脚座属于叉架类零件。这类零件毛坯形状比较复杂,制造时一般先制作木模样,用木模样制作砂型,再浇铸钢铁熔液,凝固成铸件毛坯,然后,对铸件毛坯进行切削加工。

视图选择

这类零件由于加工位置多变,在选择主视图时,主要考虑工作位置和形状特征。

叉架类零件常常需要两个或两个以上的基本视图,并且要用局部视图、剖面等表达零件的细部结构。如在上图中脚踏座,除主视图外,采用俯视图表达安装板、肋和轴承的宽度,以及它们的相对位置;此外,用A向局部视图,表达安装板左端面的形状,用移出剖面表达肋的剖面形状。

尺寸标注

在标注叉架类零件的尺寸时,通常选用安装基面或零件的对称面作为尺寸某准。例如,上图中的踏脚座就选用安装板左端面作为长度方向的尺寸基准;选用安装板的水平对称面作为高度方向的尺寸基准;从这两个基准出发,分别注出74、95,定出上部轴承的轴线位置,作为20、38的径向尺寸基准;宽度方向的尺寸基准是前后方向的对称面,由此在俯视图中注出30140、60,以及在A向局部视图中注出60、90。

7.2.4 箱体类零件 — 阀体、泵体、减速器箱体等零件

下图所示的箱体,属箱体类零件。箱体类零件是用来支承、包容、保护运动零件或其它零件的、一般来说,这类零件的形状、结构,比前面三类零件复杂,并且加工位置的变化更多。在选择主视图时,主要考虑工作位置和形状特征。选用其它基本视图时,应根据实际情况适当采取剖视、剖面、局部视图和斜视图等多种形式,以清晰地表达零件内外形状。

8 看零件图的方法

8.1 读零件图的方法和步骤

读标题栏

了解零件的名称、材料、画图的比例、重量等。

分析视图,想象形状

读零件的内、外形状和结构,是读零件图的重点。组合体的读图方法(包括视图、剖视、剖面等),仍然适用于读零件图。

从基本视图看出零件的大体内外形状;结合局部视图、斜视图以及剖面等表达方法,读懂零件的局部或斜面的形状;同时,也从设计和加工方面的要求,了解零件的一些结构的作用。

分析尺寸和技术要求

了解零件各部分的定形、定位尺寸和零件的总体尺寸,以及注写尺寸时所用的基准。还要读懂技术要求,如表面粗糙度、公差与配合等内容。

综合考虑

把读懂的结构形状、尺寸标注和技术要求等内容综合起来,就能比较全面地读懂这张零件图。

有时为了读懂比较复杂的零件图,还需参考有关的技术资料,包括零件所在的部件装配图以及与它有关零件图。

8.2 读零件图举例

下图是一个壳体的零件图,按下述四个步骤读图:

(一)读标题栏

零件的名称是壳体,属箱体类零件。由ZL102查表可知,材料是铸造铝合金,整个零件是铸件。

(二)分析视图,想象形状

该壳体较为复杂,用三个基本视图(都按需采取适当的剖视)和一个局部视图表达它的内外形状。主视图采用单一的正平面剖切后所得的A-A全剖视图,表达内部形状。俯视图采用阶梯剖后的B-B全剖视图,同时表达内部和底板的形状。采用局部剖视的左视图以及C向局部视图,主要表达外形及顶面形状。

由形体分析可知:读壳体主要由上部的本体、下部的安装底板以及左面的凸块组成。除了凸块外,本体及底板基本上是回转体。

再看细部的结构:顶部有30H7的通孔、12的盲孔和M6的螺孔;底部有48H7与本体上30H7通孔相连接的台阶孔,底板上还馏平4-16的安装孔4-7。结合主、俯、左三个视图看,左侧为带有凹槽T型凸块,在凹槽的左端面上有12、8的阶梯孔,与顶部12的圆柱孔相通;在这个台阶孔的上方和下方,分别有一个螺孔M6。在凸块前方的圆柱形凸缘(从外径30可以看出)上,有20、12的阶梯孔,向后也与顶部12的圆柱孔贯通。从采用局部剖视的左视图和C向视图可看出:顶部有六个安装孔7,并在它们的下端分别平成14的平面。

通过这样的读图,就可以大致看清壳体的内、外形状。

(三)分析尺寸和技术要求

通过形体分析和分析图上所注尺寸可以看出:长度基准、宽度基准分别是通壳体的本体轴线的侧平面和正平面;高度基准是底板的底面。从这三个尺寸基准出发,再进一步看懂各部分的走位尺寸和定形尺寸,就可以完全读懂这个壳体的形状和大小。

在图中可以看到:在这个壳体的顶板和安装底板中相连接贯通的台阶孔48H7、30H7都有公差要求,其极限偏差数值可由公差带代号H7查表获得。

再看表面粗糙度,除主要的圆柱孔30H7、48H7为

外,加工面大部分为

,少数是

;其余仍为铸件表面

。由此可见:该零件对表面粗糙度要求不高。

用文字叙述的技术要求是:铸件要经过时效处理后,才能进行切削加工;图中未注尺寸的铸造圆角都是R1~R3。

(四)综合考虑

把上述各项内容综合起来,就能得出对于这个壳体的总体概念。

9、零件测绘

概述

对现有的零件实物进行绘图、测量和确定技术要求的过程,称为零件测绘。仿造和修配测绘零件的工作常在机器的现场进行,由于受条件的限制,一般先绘制零件草图(即以目测比例、徒手绘制的零件图);然后由零件草图整理成零件工作图(简称零件图)。

零件草图是绘制零件图的重要依据,必要时还可直接用来制造零件,因此,零件草图必须具备零件图应有的全部内容。要求做到:图形正确,表达清晰,尺寸完整,线型分明,图面整洁,字体工整,并注写出技术要求等有关内容。

9.1 零件测绘的方法和步骤

9.1.1了 解和分析测绘对象

首先应了解零件的名称、用途、材料以及它在机器(或部件)中的位置和作用;然后对该零件进行结构分析和制造方法的大致分析。

9.1.2 确定视图表达方案

先根据显示零件形状特征的原则,按零件的加工位置或工作位置确定主视图;再按零件的内外结构特点选用必要的其它视图和剖视、剖面等表达方法。

9.1.3 绘制零件草图

今以绘制球阀上阀盖(下图)的零件草图为例,说明绘制零件草图的步骤。

(1) 在图纸上定出各视图的位置,画出主、左视图的对称中心线和作图基准线,如下图a所示。布置视图时,要考虑到各视图应留有标注尺寸的位置。

(2) 以目测比例详细地画出零件的结构形状,如图833b所示。

(3) 定尺寸基准,按正确、完整、清晰以及尽可能合理地标注尺寸

的要求,画出全部尺寸界线,尺寸线和箭头。经仔细校核后,按规定线

型将图线加深(包括画剖面符号),如图833c所示。

(4) 逐个量注尺寸,标注各表面的表面粗糙度代号,并注写技术要求

和标题栏,如图833d所示。

9.1.4 对画好的零件草图进行复核后,再画零件图。

9.2 零件尺寸的测量方法

测量尺寸‘是零件测绘过程中的一个必要的步骤。零件上全部尺寸的测量应集中进行,这样,不但可以提高工作效率,还可以避免错误和遗漏。测量零件尺寸时,应根据零件尺寸的精确程度选用柜应的量具。常用的量具有直尺。卡钳(外卡和内卡),游标卡尺和螺纹规等。常用的测量方法见表8一11。

9.2.1 线性尺寸

线性尺寸可以用直尺直接测量读数,如图中的长度L1(94),L2(13)和L3(28)。

9.2.2 直径尺寸

直径尺寸可以用游标卡尺直接测量读数,如图中的直径d(14)。

9.2.3 壁厚尺寸

壁厚尺寸可以用直尺测量,如图中底壁厚度X=A-B,或用卡钳和直尺测量,如图中侧壁厚度Y=C-D。

9.2.4 孔间距

孔间距可以用卡钳(或游标卡尺)结合直尺测出,如图中两孔中心距A=L+d。

9.2.5 中心高

中心高可以用直尺和卡钳(或游标卡尺)侧出,如图中左侧50孔的中心高A1=L1+D,右侧18孔的中心高阿A2=L2+d。

9.2.6 曲面轮廓

对精确度要求不高的曲面轮廓,可以用拓印法在纸上拓出它的轮廓形状,然后用几何作图的方法求出各连接圆弧的尺寸和中心位置,如图中68、R8、R4和3.5。

9.2.7 螺纹的螺距

螺纹的螺距可以用螺纹规或直尺测得,如图中螺距P=1.5。

9.2.8 齿轮的模数

对标准齿轮,其轮齿的模数可以先用游标卡尺测得da,再计算得到模数m=da/(z+2)。奇数齿的齿顶圆直径da=2e+d。

9.3 零件测绘时的注意事项

(1) 零件的制造缺陷,如砂眼、气孔、刀痕等,以及长期使用所造成磨损,都不应画出。

(2) 零件上因制造、装配的需要而形成的工艺结构,如铸造圆角、倒圆、退刀槽、凸台、凹槽。

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