零件图与三维建模

第七章零件图与三维建模●零件图的作用、内容和视图选择●零件图尺寸标注和技术要求●画零件的方法和步骤●零件的构形设计●阅读零件图的方法和步骤学习内容第一节零件图的作用和内容一、零件图的作用零件图是企业设计部门提交给生产部门的最重要的技术文件，是随着生产工序而在企业内部流动的，也是企业内部进行零件加工、零件质量检验、零件安装及零件革新的最重要的依据。零件图在企业的生产中起着至关重要的作用。二、零件图的内容标题栏技术要求一组视图完整尺寸第二节零件视图的选择一、视图选择的一般原则零件视图的选择原则为：在正确、清晰、完整地表达出零件内外结构形状及各部分结构相互位置的前提下，尽可能减少视图的数量，以便于绘图和读图。1．主视图的选择(1)形状特征原则形状特征方向作为主视图的投射方向，以满足表达零件清晰的要求。(2)工作位置原则指以零件所在装配体中的位置作为投射时摆放的位置。(3)加工位置原则以零件加工时的位置作为投射时摆放的位置。A工作位置原则B加工位置原则2．其他视图的选择其他视图的选择原则是：配合主视图，有针对性地选择所要表达的内容，在完整、清晰地表达出零件某些结构特征的前提下，力求视图数量较少。二、典型零件的分析表达常见的零件分成四种类型，即轴套类零件、轮盘类零件、叉架类零件、箱体类零件。1．轴套类这类零件一般用一个主视图、若干个断面图来表达，必要时辅以局部放大图。轴类实体模型模型轴类零件图2．轮盘类轮盘类零件大多采用一个主视图加一个基本视图来表达，必要时辅以断面图、局部放大图等。主视图多采用全剖视的表达形式。法兰实体模型法兰盘零件图3．叉架类叉架类零件需要两个或两个以上的基本视图来表达，必要时辅以向视图、斜视图、断面图、局部剖视图等。选择主视图时，主要考虑“工作位置”和“形状特征”原则。叉架类实体模型支架零件图4．箱体类箱体类零件一般采用三个或三个以上的基本视图来表达，辅以向视图、局部视图、局部剖视图等。选择主视图时，主要考虑“工作位置”和“形状特征”原则。由于内部结构复杂，所以多采用全剖视或局部剖视的表达形式。泵体零件图模型齿轮油泵泵体零件图5.板金类零件的表达表达这类零件一般用基本视图和向视图。有局部细节需要表达时，辅以局部视图或局部放大图。支座实体模型支座零件图第三节零件图的尺寸标注一、尺寸基准1.尺寸基准的分类尺寸基准按用途不同，分为设计基准与工艺基准。(1)设计基准设计基准是根据零件在机器中的作用和结构特点，为保证零件的设计要求而选定的基准。如图所示的支撑架，在机器中的位置是用底面A、侧面B和对称面C来确定的，这三个面即为支撑架长、宽和高三个方向的设计基准。支撑架实体模型支撑架设计基准(2)工艺基准工艺基准是零件在加工、测量、检测时所选定的基准。如图所示套在车床上加工时，用左端大圆柱面作为径向定位面，而测量轴向尺寸12、25、28时，则以右端面为起点,因此右端面为工艺基准。套的工艺基准二、尺寸标注形式1．主要尺寸的确定主要尺寸是装配尺寸链中的装配环，它往往影响机器性能规格、工作精度、互换性、配合要求以及零件在机器中的准确位置。主要尺寸在零件加工时必须予以保证，而非主要尺寸允许有稍大的误差。2.尺寸标注形式零件图上同一方向的尺寸标注有链状式、阶梯式和混合式三种形式。尺寸标注形式三、零件尺寸标注应注意的问题1．考虑设计要求(1)正确地选择尺寸基准。(2)主要尺寸要直接标出。(3)尺寸标注应避免出现封闭的尺寸链。2．考虑工艺要求(1)尺寸标注应尽量符合加工顺序，以方便加工和检测。按加工顺序标注尺寸尺寸链(2)按加工方法集中标注尺寸。(3)按测量方便标注尺寸。(4)按加工面与毛坯面标注尺寸。四、常见孔的结构及尺寸注法类型普通注法简化注法说明一般孔4×ø5表示直径为5mm均匀分布的四个光孔孔深可与孔径连注；也可以分开注出光孔锥销孔ø4mm为与锥销孔相配的圆锥销小头直径。锥销孔通常是相邻两零件装在一起时加工的通孔3-M8-6H表示公称直径为8mm，均匀分布的三个螺孔。可以旁注，也可以直接注出螺孔不通孔螺孔深度可与螺孔直径连注；也可分开注出需要注出孔深时，应明确标注孔深尺寸锥形沉孔6×ø7表示直径为7mm均匀分布的六个孔。锥形部分尺寸可以旁注；也可以直接注出柱形沉孔柱形沉孔的小直径为ø6.4mm，大直径为ø12mm，深度为5mm，均需标注沉孔锪平面鏓平面ø20mm处的深度不需标注，一般鏓平到不出现毛面为止五、零件图尺寸标注示例1.零件尺寸标注的方法步骤(1)对零件进行结构分析，从装配图或装配体上了解零件的作用，弄清该零件与其他零件的装配关系。(2)选择基准和标注主要尺寸。(3)考虑工艺要求，结合形体分析法注全其余尺寸。(4)检查。认真检查尺寸的配合与协调，是否满足设计与工艺要求，是否遗漏了尺寸，是否有多余的重复尺寸。2.零件图尺寸标注示例图7-19确定齿轮轴上设计及工艺基准标注齿轮轴主要尺寸齿轮轴的尺寸标注结果第四节零件的技术要求一、表面结构的表示法1．基本概念表面结构的表示法适用于对表面结构有要求时的表示法。(表面粗糙度评定参数国家标准规定了表面粗糙度的评定参数及其数值。主要评定参数有以下两个:1)轮廓算术平均偏差Ra在取样长度l内，轮廓偏距z的绝对值的算术平均值。2)微观不平度十点高度Rz在取样长度l内，5个最大轮廓峰高的平均值与5个最大的轮廓谷深的平均值之和。轮廓算术平均偏差RaL=取样长度RpRzRmYXRp----最大轮廓峰高Rm----最大轮廓谷深Rz=Rp+Rm微观不平度十点高度——Rz(2)表面粗糙度数值的选择当确定了表面粗糙度评定参数类型后，在选择数值时，既要考虑零件的使用要求，又要考虑加工的经济性。具体选用时，可参照生产中的实例，用类比法确定。2．表面结构的符号表面结构符号国家标准GB/T131-2006规定了表面结构符号以及他们的含义。表面纹理标注及表面纹理图示表面粗糙度的代号举例3表面粗糙度的标注方法1.标注规则（1）在同一图样上，每一表面一般只标注一次代（符）号。（2）表面粗糙度代（符）号应注在可见轮廓线、尺寸线、尺寸界线或其延长线上。若位置不够时，可引出标注。（3）符号的尖端必须与所注的表面（或指引线）相接触，并且必须从材料外指向被注表面。3.23.23.23.230°3.23.230°表面粗糙度符号的方向二、公差与配合1．尺寸公差(1)基本概念及有关术语（GB/T1800.1—1997）国家标准《公差与配合》中有关尺寸、偏差与公差的数值以及基本概念列于教材表7-10中。(2)尺寸公差的确定尺寸公差由“标准公差”和“基本偏差”两个要素来确定。前者确定了公差带的大小，后者确定了公差带相对于零线的位置。1)标准公差国家标准将标准公差分为20个等级，即IT01、IT0、IT1~18。IT表示“标准公差”符号，数字表示公差等级。IT01为最高公差等级，其公差值为最小。IT18为最低公差等级，其公差值为最大。标准公差数值可查教材中的附表。2)基本偏差国家标准对孔和轴分别规定了28种基本偏差，用拉丁字母表示，大写表示孔的基本偏差，小写表示轴的基本偏差。基本偏差系列3)公差的确定及画公差带图确定了“标准公差”和“基本偏差”，就可以确定公差(3)公差的标注（GB/T4458.5—2003）零件图中公差带的标注有三种形式：第1种注法适用于成批大量生产的零件；第2种注法适用于单件小批量生产的零件；第3种注法适用于产量不定的情况。零件图中公差带的标注2．配合及配合制(1)配合的基本概念和种类基本尺寸相同的孔、轴之间的装配联接关系称为配合。孔与轴配合时，依据孔、轴公差带的相对位置将孔、轴之间的配合关系分成如下三种：1)间隙配合2)过盈配合3)过渡配合(2)配合制及其选用国家标准规定两种基准配合制度。1)基孔制配合以基本偏差为一定的孔的公差带为基准，与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度。基孔制中的孔为基准孔，规定其基本偏差代号为H，其下偏差为零，上偏差为正值。2)基轴制以基本偏差为一定的轴的公差带为基准，与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度。基轴制中的轴为基准轴，规定其基本偏差代号为h，其上偏差为零，下偏差为负值。基孔制配合基轴制配合(3)常用及优先配合国家制定标准时，对公差带进行了筛选和限制，规定了一般用途的、常用的和优先选用的轴、孔公差带。同时还规定了基孔制和基轴制的常用、优先配合。(4)配合代号在装配图中的标注（GB/T4458.5—2003）配合代号在装配图中的标注三、形状公差和位置公差(GB/T1182—1996)1．形位公差的基本概念经机床切削加工的零件，不仅会产生尺寸误差，还会产生形状和位置误差，如果不加以限制就会影响装配和使用，满足不了设计要求。2．形位公差的特征项目及符号国家标准制订了形位公差的类型、特征项目和表示符号，见教材中表7-9所列。3．形位公差带形位公差带是指被测要素充许变动的区域。形位公差带的定义、解释及选取可阅读相关的专业手册。4.形位公差的标注采用“带箭头的指引线+公差框格”的形式对图样上被测要素进行形位公差标注。(1)公差框格公差框格和字体的线宽相同，为字高的1/10或1/14，在标注形状公差时框格分成两格，在标注位置公差时框格分成三格或三格以上；框格内的内容从左向右填写。形位公差框格被测要素标注示例(2)被测要素的标注(3)基准画法及标注轮廓基准标注中心基准标注滚轮形位公差标注第五节零件的构形设计一、零件常见的工艺结构1.铸造工艺结构(1)起模斜度造型期间，为了顺利地将木模从砂型中取出，铸件的内外壁上沿起模方向应设计出必要的起模斜度，木模的起模斜度为1°～3°，金属模的起模斜度为1°～2°。(2)铸造圆角铸件表面的相交处应圆角过渡，以防止起模时砂型尖角处落砂和浇注金属液体时冲坏砂型尖角处，导致在冷却过程中产生缩孔和裂纹，圆角半径一般取壁厚的0.2~0.3倍，且同一铸件的圆角半径尽可能相同。(3)过渡线因铸件上两表面汇合处用圆角过渡，就使表面相交不够明显，这时两表面的交线称为过渡线。过渡线实例（4）铸件壁厚铸件壁厚应尽量设计均匀或一致，以防止金属液体在冷却过程中产生缩孔、裂孔。铸件壁厚实例2．机械加工工艺结构(1)倒角或圆角为防止装配时划伤人手和便于安装，在轴端、孔端和台阶处常加工出倒角。为了避免应力集中，在轴肩、孔肩的转角处常加工成圆角。倒角圆角(2)退刀槽和砂轮越程槽车削螺纹或磨削加工时，为便于刀具或砂轮进入或退出加工面，装配时保证与相邻零件贴紧可预先加工出退刀槽、砂轮越程槽或工艺孔。退刀槽、砂轮越程槽(3)钻孔结构零件上各种不同形式和用途的孔，多数是用钻头加工而成。不通孔要画出由钻头切削时自然形成的120°锥角。当用两个直径不同的钻头钻台阶孔时，中间出现的锥孔，应注出锥角，但此类锥角在图上不注尺寸。钻孔结构(4)凸台和凹坑零件上与其他零件相接触的表面，一般都要进行加工。为了减少加工面积，同时保证良好接触，常把要加工的部分设计成凸台或凹坑。凸台与凹坑第六节典型零件的三维建模一、轴套类零件的三维建模短轴的三维建模过程：轮廓线与轴线组成的平面图轮廓线绕轴线旋转360°形成立体欲挖出长圆柱形键槽的平面图挖出长圆柱形键槽模型二、盘套类零件的三维建模齿轮的三维建模过程：齿根圆图齿根圆柱齿部端面图齿部立体图齿镶于齿根圆柱表面齿轮立体图圆柱叠于齿轮端面欲挖的内孔轮廓平面挖出内孔及键槽的齿轮模型三、叉架类零件的三维建模拉伸出连接板支架三维建模过程：拉伸出空心圆柱体画出支撑板草图拉伸出支撑板拉伸出肋板拉伸出凸台挖出凸台上内孔及支撑板上的两个槽模型四、箱体类零件的三维建模齿轮油泵泵体的三维建模过程：泵体实体模型画出草图拉伸出立体拉伸出圆柱凸台挖出凸台内孔及底板台阶孔挖出端面孔及螺旋形成第七节读零件图一、读零件图的方法与步骤1．读标题栏2．分析视图3．分析尺寸4．了解技术要求二、读零件图示例以泵体零件图为例，说明看图的方法和步骤。转子泵泵体立体图动画1．看标题栏由标题栏得知零件的名称为转子泵泵体，采用灰铸铁HT300材料，一台转子泵中该零件的件数为1件，该零件图采用的绘图比例