機械制圖基礎(chǔ)知識培訓(xùn)教程

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機械制圖基礎(chǔ)知識培訓(xùn),2011年7月31日,圖形 對象 信息庫：提供大量設(shè)計要求、功能要求、加工要求、檢測要求、附 加要求 圖樣 無聲的語音 表達(dá)設(shè)計思想 圖樣 信息庫 產(chǎn)品的實現(xiàn)過程 信息流,一、圖樣基本要求及其發(fā)展趨勢,,,,1、四大參數(shù)的控制及表達(dá),四大參數(shù)：形狀、大小、方向、位置。 四大參數(shù)的控制：,因此圖樣必須解決：理想狀態(tài)的表達(dá)及實際狀態(tài)控制。,一、圖樣基本要求及其發(fā)展趨勢,四大參數(shù)表達(dá)是基礎(chǔ) 四大參數(shù)控制是核心 其它附加要求,2、基本圖樣的要求：,國際大公司,日本公司在解決裝配時,符號化、簡化法。,二維+三維混合使用 目前國際流行,三維化 以美國為代表,3、機械圖樣發(fā)展趨勢,,,,,,,一、圖樣基本要求及其發(fā)展趨勢,Ф30 0 -0.02 (A) 上下極限尺寸均為重要尺寸； Ф30 0 -0.02 (A) 上極限尺寸為重要尺寸； Ф30 0 -0.02 (A)下極限尺寸為重要尺寸。,4、主次分清 A、B、C,,5、細(xì)化目的保護(hù)信息庫中的信息,圖樣分類 外形圖 看不出結(jié)構(gòu) 總圖 無工藝要求 工藝圖 加工圖,,,,一、圖樣基本要求及其發(fā)展趨勢,二、機械圖樣的表達(dá)原則,,無聲的語音 有聲的語音 不是圖樣,,圖樣 唯一性,1、圖樣是設(shè)計思想的表達(dá)工具。 美國為代表，以設(shè)計原則為主 美國圖紙，需要工藝轉(zhuǎn)化,主視圖：裝配 / 工作 / 特征位置。 在圖樣上標(biāo)注的尺寸 / 形位公差，來自于功能。 設(shè)計人員 設(shè)計圖 工藝人員 工藝圖 車間。 允差0.2 0.015 設(shè)計圖樣的基準(zhǔn) ：以設(shè)計基準(zhǔn)為主，考慮裝配位置。 設(shè)計圖樣不能直接到車間，工藝圖紙為車間加工圖紙。,,,,,,,,,,日本為代表 日本圖樣可以直接指導(dǎo)加工。 功能要求 設(shè)計思想 經(jīng)過工藝轉(zhuǎn)化 新的設(shè)計思想 圖樣 主視圖：主加工位置 考慮加工的可行性 考慮加工的經(jīng)濟性 圖樣上標(biāo)注的尺寸/形位公差，來自于工藝基礎(chǔ) 工藝基準(zhǔn)/加工位置。,2、圖樣是加工依據(jù)，是生產(chǎn)的指導(dǎo)書，按工藝原則。,,,,,,3、圖樣是質(zhì)量判斷的依據(jù) 檢測原則,,蘇聯(lián)為代表，本國采用。 功能要求 設(shè)計思想 檢測轉(zhuǎn)化 新的設(shè)計方案 圖樣。 檢測可行性 檢測誤差最小,,,,二、機械圖樣的表達(dá)原則,,,,目前中國規(guī)定的檢測誤差為：1/10（ ISO規(guī)定的檢測測量誤差 1/40） 如果設(shè)計公差值為：0.01mm，加工誤差只有 0.009; 0.001 給測量誤差。 測量工具的選擇 GB/T 3177 圖樣表達(dá)的大原則：設(shè)計、工藝、檢測。,二、機械圖樣的表達(dá)原則,（一）標(biāo)準(zhǔn)體系介紹 GB/T －84 GB/T －2000 舊體系 新體系,三、形狀參數(shù)表達(dá) 機械制圖,,,機械制圖 技術(shù)制圖 機械制圖,,,,1、舊機械制圖中標(biāo)準(zhǔn)體系,GB/T 4457-84（ .1～ .5）圖紙基礎(chǔ)：解決通用性問題 GB/T4458-84 （ .1～ .5）投影法：解決機械形狀、尺寸、方向、位 置等的投影畫法。 GB/T4459－84 基本結(jié)構(gòu)的表達(dá)：螺紋、齒輪、花鍵、彈簧、中心 孔等的規(guī)定畫法。 GB/T4460－84 運動示意圖，運動簡圖。,,標(biāo)準(zhǔn)化的超前性 產(chǎn)品設(shè)計 全生命周期設(shè)計 標(biāo)準(zhǔn)化的開發(fā)性－隨時補充新的東西，如軟件等 標(biāo)準(zhǔn)化的通用性。技術(shù)制圖可通用于機械、電氣、船體、建筑四大行業(yè) 3、新標(biāo)準(zhǔn)制定原則 GB/T 4457－ 圖樣的規(guī)定畫法 GB/T 4458－ 零部件表面特征的表達(dá)方法 GB/T 4459－ 結(jié)構(gòu)要素的表達(dá)方法,2、新標(biāo)注的概念,三、形狀參數(shù)表達(dá) 機械制圖,,,GB/T4457 GB/T4457（.1～.5）圖紙幅面與格 比例 字體 圖線共九種 八種+粗虛線（用途：允許零件表面處理的標(biāo)記）。 改變圖線寬度，細(xì)實線 1/2 b 粗實線 包括剖面符號15種 2 種金屬 13 種非金屬 該標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)性、通用性強,3、新標(biāo)準(zhǔn)制定原則,三、形狀參數(shù)表達(dá) 機械制圖,,GB/T4458 零件表面的特征的表達(dá)方法 GB/T4458.2－2003裝配圖中零部件序號 增加3.4條款 GB/T4458.4尺寸標(biāo)注法 解決以下三個問題 尺寸界線 尺寸標(biāo)注：組成 尺寸線（終端結(jié)構(gòu)） 數(shù)字 基本規(guī)則：線性尺寸、角度尺寸。 取消旋轉(zhuǎn)視圖 “字母+旋轉(zhuǎn)”的標(biāo)記（例：A旋轉(zhuǎn)），代之以 ＋字母， 如： （ 30°）A 、或 A（30°））箭頭靠近字母，旋轉(zhuǎn)角度可以 省略。,,,,三、形狀參數(shù)表達(dá) 機械制圖,,,,,3) GB/T4459 （.1~ .10） 機構(gòu)件的規(guī)定畫法 新標(biāo)準(zhǔn)10種結(jié)構(gòu)件。 老標(biāo)準(zhǔn)只有GB/T4459 （.1~ .5）5種結(jié)構(gòu)件。,4) GB/T16675.1～16675.2簡化表示法,機件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)要求繁多，圖樣復(fù)雜性 簡化 圖樣畫法的簡化 尺寸注法的簡化 尺寸的簡化標(biāo)注見GB16675.2-96,,5) GB/T19096-2003 未定義形狀邊的術(shù)語和注法 研究自由曲面的標(biāo)準(zhǔn)（包括相關(guān)凹、過渡線、毛刺等的符號表示）,三、形狀參數(shù)表達(dá) 機械制圖,,常用符號的縮寫 GB16675.2 P30,,,,,,,,其中沉孔標(biāo)注示例： Ф10H8 5 該標(biāo)記表示：沉孔Ф10 H8，深度5，小孔Ф8 Ф8 多孔標(biāo)注4×Ф8 該標(biāo)記表示：4等直徑Ф8孔。 詳見該標(biāo)準(zhǔn)。,三、形狀參數(shù)表達(dá) 機械制圖,,圖樣 投影畫法：正投影 投影畫法：正投影 圖樣 規(guī)定畫法（4459） 簡化畫法 示意畫法 二維視圖 過渡時間 三維視圖。 正投影法 投影方法 平行投影中的正投影法 第一角投影法 第三角投影方 第一角法：歐洲、中國等國家使用，在圖角上標(biāo)注（E） 第三角法：美國、日本等國使用，在圖角上標(biāo)注（A） 外貿(mào)合同 中國采用第一角，必要時，可采用第三角投影。必要指 用戶要求 否則不開放第三角投影法。 正投影 鏡像投影（最早用于室內(nèi)裝潢）。,4、圖樣畫法－投影法,,,,,,,,,,,,三、形狀參數(shù)表達(dá) 機械制圖,,第一角投影法的布圖,第三角投影法的布圖,三、形狀參數(shù)表達(dá) 機械制圖,,1、孔軸公差等級選用 Ф30 H7 / f7 錯誤 Ф30 H9/ f9 正確 原因工藝等價原則 由于孔和軸加工難度不一樣，在相同尺寸、相同公差等級情況下會出 現(xiàn)工藝不等價的情況。 工藝等價的原則： 基本尺寸≤ 10mm所有孔軸一定要求同級 基本尺寸 500mm所有孔軸一定要求同級 10 ≤基本尺寸≤500 孔軸公差等級的處理。 公差等級01～18分為20級，基本偏差系列分27級,四、大小參數(shù)的表達(dá)和控制 尺寸及其尺寸公差,,,2、在基孔制 H時，軸公差 間隙配合，軸公差 a～h 以8級分界，≤ 8級不同級 , ≥8級同 級，8級時由設(shè)計處理。 標(biāo)注舉例 Ф30 H9/f9 Ф30H7/f6 過渡配合 j，js，k，m，n ≤ 8級 不同級 8 同級 過盈配合 p～zc 以7級分界，≤7級 不同級 , 7 級同級 3、在基軸制 h時，孔公差 間隙配合 A～H , 以8級分界，≤ 8級不同級 , ≥8級同級，8級時由設(shè)計處理。 過渡配合 J，JS，K, M，N ≤ 8級 不同級 , 8 同級 過盈配合 P～ZC, 以7級分界，≤7級 不同級 , 7 級同級 說明：公差配合時，優(yōu)先考慮基孔制。,四、大小參數(shù)的表達(dá)和控制 尺寸及其尺寸公差,4、一般不推薦2級差以上。 5、公差計算 間隙配合：Tf＝ Xmax－Xmin ＝TH+TS 過渡配合 Tf＝ Xmax－Ymax＝TH+TS 過盈配合 Tf＝ Ymin－Ymax＝TH+TS Tf－－ 配合公差 Xmax－ 最大間隙 Xmin－ 最小間隙 Ymin－ 最小過盈 Ymax－ 最大過盈 TH －孔公差 TS －軸公差,四、大小參數(shù)的表達(dá)和控制 尺寸及其尺寸公差,,舉例：Ф30基本尺寸公差值 0.02mm。 1) 極限尺寸表示法：最大極限尺寸為Ф29.98 最小極限尺寸為Ф29.96 -0.02 2) 該尺寸的標(biāo)注Ф30 -0.04 基本尺寸的確定，根據(jù)材料的剛度 / 強度。 3) 公差數(shù)值的確定 經(jīng)驗值 參數(shù)值 計算值 工藝加工 公差值 功能、特性參數(shù) 設(shè)計依據(jù),四、大小參數(shù)的表達(dá)和控制 尺寸及其尺寸公差,,,間隙配合： Xmax（最大間隙）取決于定位精度 Xmin （最小間隙）取決于潤滑理論，計算出最小間隙 Xmin 潤滑狀態(tài) Xmax Xmin 過渡配合 Xmax Ymin (最小過盈) Xmin Y max (最大過盈) Ymin＝Xmin＝0 過盈配合 Ymax 取決于材料強度 / 性質(zhì)。 Y min 取決于連接強度（保證最小過盈量）。 排除表面粗糙度,四、大小參數(shù)的表達(dá)和控制 尺寸及其尺寸公差,,,,,,,考慮磨損/摩檫,功能要求,,公差帶圖：,四、大小參數(shù)的表達(dá)和控制 尺寸及其尺寸公差,,0,,,,,,,,孔公差帶,,,,,,,,,最大間隙,軸公差帶,最小間隙,6、公差計算舉例： Ф20 Xmax＝0.054 Xmin＝0.020 最小間隙要考慮孔、軸形位誤差控制。 Xm 1/3 1/3 1/3 形狀誤差 儲備 尺寸補償 Tf＝Xmax –Xmax＝ TH+TS ＝ 0.054 - 0.020＝0.034 Ф20H7 / f6 試分法：0.017+0.017 查表得： IT6＝0.013 IT7＝0.021 按基孔制H 6～7級時，孔軸不同級 Ф20H7 / f6 孔7級 0.021 、軸6級 0.013,四、大小參數(shù)的表達(dá)和控制 尺寸及其尺寸公差,,四、大小參數(shù)的表達(dá)和控制 尺寸及其尺寸公差,查表得出Ф20 孔IT7公差值：0.021mm ，基本偏差 0 孔H7, 上偏差 0.021mm 下偏差 0； 軸IT6公差值：0.13mm ， 基本偏差 －0.020mm， 軸f 6 上偏差－0.02mm， 下偏差－0.033mm。,四、大小參數(shù)的表達(dá)和控制 尺寸及其尺寸公差,+0021 孔尺寸Ф20 0,-0.020 軸尺寸Ф20-0.033,特性參數(shù)（公差數(shù)值）變化范圍：，68％的加工零件應(yīng)處在2σ間，符合正態(tài)分布法。,四、大小參數(shù)的表達(dá)和控制 尺寸及其尺寸公差,7、尺寸標(biāo)注解決的是大小問題。以下8種標(biāo)注所代表的不同設(shè)計思想。,,,,,,,說明： A、GB/TI1840未注公差分 f （精密級）m（中等級） c（粗糙級） v（最初級）四級，企業(yè)標(biāo)注一般公差常取m級；或在圖樣標(biāo)題欄中寫明。 B、 以上8種尺寸的標(biāo)注，說明不同的加工形式，設(shè)計思想不一樣，測量方法不一樣，控制尺寸的結(jié)果也不一樣。,8、尺寸標(biāo)注舉例：,四、大小參數(shù)的表達(dá)和控制 尺寸及其尺寸公差,,（1）、參考尺寸的尺寸標(biāo)注及尺寸鏈計算： 圖中3個尺寸組成一個尺寸環(huán)，其中無論一尺寸不標(biāo)，表示空環(huán)，空環(huán)的尺寸公差，由其相鄰尺寸得來。因此（30）最大30.03，（30）最小29.97。,（2）理論正確尺寸與形位公差符號連用的作用：,四、大小參數(shù)的表達(dá)和控制 尺寸及其尺寸公差,,四被測孔的軸線必須位于直經(jīng)為公差值?0.10內(nèi)，且相對于A、B、C三基準(zhǔn)表面的理論正確尺寸所確定的是理想軸線位置。,+0.05 （3）?30 0 E,四、大小參數(shù)的表達(dá)和控制 尺寸及其尺寸公差,零件合格條件 用量規(guī)（通規(guī)）保證零件不超過最大實體?30.05 用通用量具如分厘卡、游標(biāo)卡測量兩點距離不得小于?30。,+0.05 （3）?30 0 T,四、大小參數(shù)的表達(dá)和控制 尺寸及其尺寸公差,,用給定的直徑尺寸公差，控制誤差。 公差錐允差是0.05，單邊0.025，被測零件在陰影錐中為合格。,1、大小、形狀、位置、方向的控制 大小變化－尺寸公差控制 形狀變化－形狀公差控制：直線度/平面度/圓度/圓柱度 無基準(zhǔn)。 位置變化－定位公差控制：位置度/同軸（圓心）度/對稱度 有基準(zhǔn)。 方向變化－定向公差控制：平行度/垂直度/傾斜度 有基準(zhǔn)。 綜合控制－跳動公差帶控制：圓跳動、全跳動 有基準(zhǔn)。,五、四大參數(shù)的控制方法,,,,,此外，線輪廓度、面輪廓度：可以是控制形狀誤差（無基準(zhǔn)），也可以控制位置誤差（有基準(zhǔn)）。 詳見：GB/T1182《形狀和位置公差通則、定義、符號和圖樣表示法》,2、公差帶方向、控制方向、公差代寬度方向,五、四大參數(shù)的控制方法,五、四大參數(shù)的控制方法,標(biāo)注形位公差，必須將公差帶的四大參數(shù)表達(dá)清楚。,五、四大參數(shù)的控制方法,,,,,,,,,,,,,0.02,0.04,,,,,,,,,,,,,? 20,?19.98,該零件合格,?20－0 － 0.08,形狀公差不能解決錐度。,五、四大參數(shù)的控制方法,如圖所示：?10孔，只控制了垂直方向的誤差，但位置變動沒有控制。,3、結(jié)論： 1）公差帶的控制 形狀公差只控制形狀誤差變化，不能控制方向和位置的變化。 定向公差控制方向變化，不涉及到位置－定向公差帶。 定位公差控制位置/方向/形狀的變化。 2）公差帶的表示（四參數(shù)） 形狀公差 大小 沒有方向位置的控制。 形狀 大小 定向公差帶 形狀 方向（基準(zhǔn) ） 定位公差帶 大小 形狀 方向（基準(zhǔn) 定位（二基準(zhǔn)）,五、四大參數(shù)的控制方法,,,,,,,,三基準(zhǔn),,,,,3） 標(biāo)注框格的基本形式 形狀公差兩格 定向公差三格 定位公差三格,五、四大參數(shù)的控制方法,定位,,,,,,定向,? 0.02,C,A,B,大小、形狀,大小、形狀、方向、位置,4) 框格的派生模式派生模式 （1） （2） （3）,五、四大參數(shù)的控制方法,5) 雙框格標(biāo)注形式的三種情況,五、四大參數(shù)的控制方法,下層框格是對上層框格的進(jìn)一步控制。,A,B,,,,,,,,,,,,,,,同一輪廓的雙重要求,五、四大參數(shù)的控制方法,C,,,全長要求,局部要求,任意100mm長度中的直線度允差為0.02mm。總長300mm長度的直線度允差為0.05mm。,五、四大參數(shù)的控制方法,附加符號的應(yīng)用 （+）、（ ）、（ ）、（ ） 控制誤差方向的符號,,,,允差方向 （中心外凸）,五、四大參數(shù)的控制方法,只允許從右至左減小,4、綜合控制 邊界控制概念 形狀、定向、定位 單項控制,,,綜合控制,形狀與位置的組合,邊界特征 1) 邊界大小 MMS最大實體尺寸－ MMC最大實體邊界 LMS最小實體尺寸－ LMC最小實體邊界 MMVS最大實體實效尺寸－MMVC最大實體實效邊界 LMVS最小實體實效尺寸－LMVC最小實體實效邊界 在MMS時：軸 Lmax， （MMC ) 孔 Lmin。 MMVS: 軸 Lmax + δ 形位公差 (MMVC) 包絡(luò)概念 孔 Lmin - δ,五、四大參數(shù)的控制方法,,,,,,,五、四大參數(shù)的控制方法,,,,,,2) 邊界的標(biāo)注,邊界一種極限狀態(tài)（兩零件裝配的極限狀態(tài)） 邊界控制，是指零件尺寸合格，并且在邊界范圍之內(nèi)才能判斷為合格。 單向 零件尺寸在滿足上面條件時，尺寸公差 形位公差（不可逆） 送,,五、四大參數(shù)的控制方法,,-0.020 Φ30-0.033,邊界范圍：Φ29.98～Φ29.967。 當(dāng)零件做到Φ29.967時，有0.013mm的公差值可以送給形位公差，即直線度誤差的允值可以到0.02+0.013＝0.033。,A、,,B,R 字母表示可逆。即零件尺寸公差和形位公差可互補。 雙向可逆 尺寸公差 形位公差 送給,,,,5) 最大實體邊界 是指零件在最大實體狀態(tài)時，具有理想狀態(tài) E o M 。加工時向最 小實體加工。即軸向小方向加工?？紫虼蠓较蚣庸?。 6) 邊界的體現(xiàn) 量規(guī) 檢測軸； 塞規(guī) 檢測孔。 7) M MMVC 為確保裝配。 LMVC E MMC 為確保配合特性。 LMC 8) 邊界控制的標(biāo)注 輪廓要素+中心要素 標(biāo)注在中心要素上。 即：智能關(guān)系要素能使用邊界，輪廓要素不能使用邊界控制,五、四大參數(shù)的控制方法,,,,,,,,,,,,,1、公差是靜態(tài)的 ，即 T＝C。 正確的觀點： 在邊界控制的條件下，公差具有動態(tài)（b變動）概念。 即： T=f （x） T－公差，C-常數(shù)， f （x） 線性函數(shù)。 2、 形位公差是當(dāng)尺寸公差無法控制尺寸時，才加形位公差控制。 正確的觀點： 尺寸公差：控制大小 控制對象 形位公差：控制形狀、方向、位置。 由于控制對象不同，尺寸公差無法替代形位公差。 3、形位公差要求：定位、定向、形狀，以形位公差的代號為準(zhǔn)， 見GB/T 1182-1996中4.1款表1。 4、邊界控制 符號見GB/T 1182-1996中4.2款表2。 邊界控制 量規(guī)，邊界體現(xiàn)，功能需要。,注意點：,,,,注意點：,4、邊界控制,L LMVC最小實體實效 L 只與被測要素的狀態(tài)有關(guān)，而與基準(zhǔn)狀態(tài)無關(guān)。,,L 除了與被測要素的狀態(tài)有關(guān)，還與基準(zhǔn)狀態(tài)有關(guān)。,M MVC最大實體實效 M 只與被測要素的狀態(tài)有關(guān)，與基準(zhǔn)狀態(tài)無關(guān)。,M 與被測要素的狀態(tài)有關(guān)，與基準(zhǔn)狀態(tài)有關(guān)。在尺 寸不超差的情況下，尺寸公差能單向補償形位公差。,允許尺寸/形位公差超差，并互補。 尺寸公差 形位公差 在 MMVC內(nèi),,,,動態(tài)公差帶圖－公差、邊界、控制、效果,-0.01 Φ20-0.04該圓柱的直線度公差，為未注形位公差，其控制按照GB/T1184－96條款5中H、K、L選用。如果選H級，查得允差為0.05mm，得公差帶圖,0.06,尺寸檢測：兩點法； 直線度：工藝保證在0.05mm內(nèi)； 直線度檢查：抽檢。,,1、,陰影面積為公差帶變動范圍,動態(tài)公差帶圖－公差、邊界、控制、效果,尺寸,公差帶控制：軸線Φ20的直線度，用滾壓發(fā)測量直線度。 在實際測量中由于軸線提取困難，一般標(biāo)注素線的直線度，并用秒表測量8根素線的直線度誤差。,陰影面積為公差帶變動范圍,動態(tài)公差帶圖－公差、邊界、控制、效果,3、,-0.01 Φ20-0.04,,,,,邊界控制： M – MMVC / MMVS 檢測 量規(guī)（通規(guī)） 兩點法,當(dāng)加入 R 時，尺寸/形位公差可逆互補時補償?shù)某叽绻?尺 寸,,,形位公差,,尺寸變動應(yīng)在公差帶圖內(nèi),,Φ19.96,Φ19.99,,0.01,0.04,,,,,,,,,邊界控制時，尺寸公差補償形位公差,尺寸,,,,陰影面積為公差帶變動范圍,動態(tài)公差帶圖－公差、邊界、控制、效果,4、,邊界控制 軸的最大極限尺寸19.99 用量規(guī)孔檢驗。通過合格； 最小極限尺寸19.96，用兩點法測量≥19.963合格。,,形狀公差根據(jù)最大實體邊界，當(dāng)軸做到最小，允許誤差0.03mm。 即：19.99-19.96＝0.03,陰影面積為公差帶變動范圍,動態(tài)公差帶圖－公差、邊界、控制、效果,邊界控制+公差帶控制（統(tǒng)計公差） 最大極限尺寸：Φ19.99時， 直線度誤差允許值為0。 最小極限尺寸：Φ19.96時， 直線度誤差允許值為Φ0.01,尺寸檢測分段： （1） 當(dāng)尺寸Φ19.99～19.98 內(nèi) 用量規(guī)、兩點法測量， 且直線度允差值根據(jù)尺寸19.98～19.99圍成的小三角形內(nèi)； （2）當(dāng)尺寸Φ19.98 ～19.96 直線度允差值最大不得超過0.01mm。 用通用量具測量最大最小尺寸，用絲表、秒表測量素線的直線度。,,5、,陰影面積為公差帶變動范圍,機械制圖培訓(xùn),參考資料： 1、《新編形狀和未注公差標(biāo)注讀解》 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社2002年出版 2、GB/T 1182-1996 形狀和位置公差 通則、定義、符號和圖樣表示法 3、 GB/T 1184-1996 形狀和位置注公差 未注公差值,