机械零件图尺寸公差的标注

JUMU实名认证 发表于 2019-09-15 16:16 | 显示全部楼层 | 复制链接分享      上一主题  翻页  下一主题
一、配合及互换性
    零件在加工时,总是存在一定的误差,当一个零件中的轴和另一零件中的孔配合时,如果加工误差过大,可能出现配合效果变差甚至无法配合的情况。而在现代化生产中,往往要求制造出的一批带轴和带孔的零件,在装配时不经挑选和修配,任意取出,孔和轴的配合都能达到预期的配合性质,满足使用要求,这种性能称互换性。零件的互换性是由尺寸公差来实现的。

    注意,国标规定,轴和孔的定义如下:
    轴:通常,指工件的圆柱形外表面,也包括非圆柱形外表面(由二平行平面或切面形成的被包容面)。
    孔:通常,指工件的圆柱形内表面,也包括非圆柱形内表面(由二平行平面或切面形成的包容面)。
二、尺寸公差(简称公差)的基本概念
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1.基本尺寸 按设计要求所确定的尺寸,如图中的φ30为基本尺寸。
2.实际尺寸 通过测量获得的某一孔、轴的尺寸。如果实际尺寸大于最小极限尺寸并小于最大极限尺寸,则尺寸为合格尺寸。
3.极限尺寸 一个孔或轴允许的尺寸的两个极端。
   最大极限尺寸:孔或轴允许的最大尺寸。
   最小极限尺寸:孔或轴允许的最小尺寸。
4.尺寸偏差(简称偏差) 极限尺寸与其基本尺寸的代数差。偏差有正值、负值或零值。
  上偏差:最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。当最大极限尺寸小于其基本尺寸时,其值为负值。孔的上偏差代号为ES,轴的上偏差代号为es,如图中孔的上偏差ES=30.021-30=+0.021;轴的上偏差es=29.993-30=-0.007
  下偏差:最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。当最小极限尺寸大于其基本尺寸时,其值为正值。孔的下偏差代号为EI,轴的上偏差代号为ei,如图中孔的下偏差EI=30-30=0;轴的下偏差
ei=29.993-30=-0.007
5.尺寸公差(简称公差) 最大极限尺寸减最小极限尺寸之差,或上偏差减下偏差之差,它是允许尺寸的变动量。如图孔的公差=30.010-29.077=(+0.010)-(-0.023)=0.033。
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6.公差带图 为更简洁有效的表示公差,常将图(a)简单地用图(b)表示出来,图(b)称为公差带图。
7.零线 在公差带图中,确定公差的一条基准直线。通常以零线表示基本尺寸。
8.尺寸公差带(简称公差带) 在公差带图中,由代表上、下偏差的两条直线所限定的区域。
9.标准公差 GB/T 1800.2-1998 中所附的“标准公差数值”(见下表)所列的用以确定公差带大小的任一公差,用IT表示。标准公差分20个等级,即IT01、IT0、IT1、IT2、IT3......IT18。数字表示等级,数字越小,等级越高。
    标准公差数值(节选)
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10.基本偏差 用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差,一般指靠近零线的那个偏差。若公差带位于零线之上,下偏差为基本偏差;若公差带位于零线之下,上偏差为基本偏差。
    国家标准对轴、孔各规定了28个基本偏差系列,用拉丁字母表示,大写字母代表孔的基本偏差,小写字母代表轴的基本偏差。下图为基本偏差示意图,图中只示意了各基本偏差的相对位置,具体数值可通过查表确定。

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三、配合的基本概念
1.配合种类 基本尺寸相同,互相结合的孔和轴公差带之间的关系称为配合,为满足不同的设计要求,国标规定了以下三种类型的配合:
    间隙配合—孔的公差带在轴的公差带之上,任取一对孔和轴相配都具有间隙(包括间隙等于零)。
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    过盈配合—孔的公差带在轴的公差带之下,任取一对孔和轴相配都具有过盈(包括过盈等于零)。
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    过渡配合—孔的公差带和轴的公差带互相重叠,任取一对孔和轴相配,可能具有间隙也可能具有过盈。
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2.配合制 为了统一极限偏差,达到最大的经济效益,国家标准规定了两种基准制,即基孔制和基轴制。

    基孔制—孔的基本偏差保持一定,而用改变轴的基本偏差来得到各种不同的配合的一种制度。为加工的方便性和经济性,应优先采用基孔制。
    基孔制配合中的孔称基准孔,它的基本偏差H为下偏差,其值为零。

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    基轴制—轴的基本偏差保持一定,而用改变孔的基本偏差来得到各种不同的配合的一种制度。
    基轴制配合中的孔称基准孔,它的基本偏差h为上偏差,其值为零。

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四、公差与配合的标注
1.公差带的表示
    公差带用基本偏差的字母和公差等级数字表示。
    例如:H7 表示孔的公差带;h7表示轴的公差带。
    注意,大写字母表示孔的偏差;小写字母表示轴的偏差。

2.注公差带尺寸的表示
     注公差的尺寸的基本尺寸后跟所要求的公差带或(和)对应的偏差值表示。下图为注公差的尺寸在零件图中的三种表示形式。其中只注基本尺寸和偏差值的形式为常用形式(中图),偏差值应从有关手册或教材附录中查取,书写时其字号比基本尺寸数字小一号,上偏差注在上面,下偏差注在下面。零偏差值也应写出但不带正、负号。若上、下偏差的绝对值相等时,只注一次,并在该偏差值之前加“±”号,偏差字高和基本尺寸字高相等,例如:Ф50±0.05。
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3.配合的表示
    配合用相同的基本尺寸后跟孔、轴公差带表示。孔、轴的公差带写成分数形式,分子为孔公差带、分母为轴公差带;如下图所示。
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精彩评论4

 楼主| JUMU实名认证 发表于 2019-09-15 16:17 | 显示全部楼层 | 复制链接分享
零件的结构形状,主要取决于它在机器中的作用,但制造工艺对它的结构也有某些要求。
  虽然零件有不同的结构形状,但其中作用相同或制造工艺相同的局部结构,其形状却基本相同,而且在许多零件中都经常可以见到。其中应用广泛的一些结构已经标准化,成为标准结构,其形状、大小以及画法都有规定,也有标准可查。其他常见结构也大都基本定形,尺寸标注也有一定形式。
  下面介绍一些常见结构及其尺寸注法,供画零件图时参考。
一、标准结构
  零件上常见的标准结构有螺纹、键槽、销孔、中心孔等。它们的结构形状、尺寸大小以及画法,都有规定,也有标准可查。
二、铸造零件的工艺结构
  为满足铸造加工的要求,铸造零件上的工艺结构主要有拔模斜度、铸造圆角、铸件壁厚以及凸台和凹坑等。
三、零件机械加工的工艺结构
  零件在机械加工过程中形成的工艺结构,主要有倒角和倒圆、砂轮越程槽及各种常见孔。
四、过渡线
  当零件上两个未经机加工的表面相交时,常用小圆弧面进行过渡,此时两个表面的交线就不太明显,但为区分不同的表面、便于看图,仍需要画出称为过渡线的交线。

螺纹

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  为了使加工面末端不留赘物,保证零件之间能装配到底,且在加工时便于退出刀具,常常在加工面的末端预先加工出退刀槽。在螺纹末端加工出的退刀槽称螺纹退刀槽。
  如两零件用螺纹联接,螺纹部分按规定画法画出,螺纹尺寸应注在大径上,螺纹长度尺寸应包含退刀槽和倒角。
键槽
  退刀槽的尺寸一般可按"槽宽X槽径"或"槽宽X槽深"的形式标注。槽宽直接标出,便于选择割槽刀。槽深应由最接近槽底的一个面算起。螺纹退刀槽的型式和尺寸可查GB3-79。
用键联接的两个零件,都必须加工出键槽。轴上的键槽必须注出定位尺寸和键槽的长度尺寸,宽度和深度尺寸则注在剖面图上。轮毂上的键槽是通槽,只需在局部视图上注出键槽的宽度和深度。
    用键联接的两个零件,都必须加工出键槽。轴上的键槽必须注出定位尺寸和键槽的长度尺寸,宽度和深度尺寸则注在剖面图上。轮毂上的键槽是通槽,只需在局部视图上注出键槽的宽度和深度。
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销孔

    两零件用销联接,销孔在装配时才加工,所以在零件图上除注出销孔的定形和定位尺寸以外,还必须注明"配作"两字。
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中心孔

    在加工长轴时,轴端需打中心孔。中心孔有四种形式,可根据需要选用。屏幕中画出了其中两种中心孔。中心孔是标准结构,在图纸上不必画出,只在轴端标注代号和数量,并用符号表明完工后是否保留。具体形式和尺寸大小可查国家标准GB145-85。
    如图A的代号表示在轴的两端作出B型中心孔,D=4,D1=12.5。符号表示完工后要保留中心孔。
    图B的代号表示只在一端作出B型中心孔,符号表示在完工后中心孔保不保留都可以。   图C的代号表示只在一端作出A型中心孔,D=1.6, D2=3.35,符号表示在完工后要去除中心孔。
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拔模斜度

    铸造毛坯时,为了便于将木模从砂型中取出,一般沿木模拔出的方向作出约1:20的斜度,称为拔模斜度。
    拔模斜度在零件图上一般不画出也不标注(如图b所示)。必要时在技术要求中统一注写"拔模斜度1:20"。
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铸造圆角

    在浇铸毛坯时,为了防止砂型落砂,同时避免铸件在冷却过程中因收缩不均匀而在突然转角(即尖角)处产生裂纹,应在造型时把零件的砂型表面交角弄圆,这样,铸件毛坯各表面的相交处都形成圆角过渡,这个圆角过渡就称为铸造圆角。
    毛坯经过机械加工后,粗皮被削去,铸造圆角消失并产生了加工形成的尖角。
    两相交的铸件表面,只要其中一个表面经过机械加工,则两面相交处应画成尖角。只有相交的两个毛坯面都不需机械加工,铸造圆角才能保留,图形上应画出圆角,但注意不要在图形上注出圆角半径,应在技术要求上统一注明,如"未注圆角R3~5"。
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铸件壁厚

    为了避免浇铸时零件各部分因冷却速度不同而产生缩孔或裂纹等缺陷(图a),铸件壁厚应均匀。不要突然变化,厚薄不同的部件应逐渐过渡(图b)。
    铸件壁厚尺寸要在图形上直接注出。
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凸台和凹坑

    零件上与其他零件接触的表面,一般都要进行加工。对于接触面积大的部位,应尽量减少接触面积,以便节约加工费用、增加接触的稳定性(图a)。而对于接触面分散或所在平面不能加工的,则应保证接触部位的加工面积(图b)。为此,在铸件毛坯上经常铸出各种凸台和凹坑,如安装底面、螺栓支承面等。
    在标注此类凸台和凹坑的尺寸时,要分别对待、正确标注。如果是为了减少加工、接触面积的,就应该注出不加工的凹坑尺寸,如安装底面的尺寸(图c)。如果是为了保证有足够的接触面积的,则应注出加工面的尺寸,如螺栓支承面的尺寸(图d)。
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倒角和倒圆
    为了便于装配和操作安全,在轴端和孔端一般都要做成一个小锥面,以去除锐边、毛刺。这个锥面就叫倒角。
    倒角的尺寸可由标准GB6403.4-86查得,一般是轴径、孔径越大,倒角的轴向尺寸C越大。45°的倒角可与倒角的轴向尺寸C连注,如2×45°,可以注在与锥面延长线相交的水平线上(图a),也可象一般尺寸那样画出尺寸界线再标注(图b)。
    非45°的倒角,就应分开标注,不能连注(图c)。
    如果零件上所有或大部分的倒角尺寸都相同时,则可在技术要求中集中注明,如"全部倒角1×45°"或"未注倒角2×45°"等。
    当倒角无一定要求时,则可在技术要求上注明"锐边倒钝"。
    对于阶梯的轴和孔,为了避免因应力集中而产生裂纹,受力较大的零件,往往在轴肩、孔肩处以圆角过渡,叫做倒圆。尺寸注法与圆弧注法相同,圆角半径的数值可由标准GB6403.4-86查得。









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砂轮越程槽

    零件表面需要进行磨削加工时,为了使砂轮可以稍越过加工面,常常在加工面的末端预先加工出砂轮越程槽。
    砂轮越程槽的结构形式和尺寸已经标准化,可由国家标准GB6403.5-86查得。标注尺寸时,按查得的数值注出。为了便于注写尺寸,越程槽一般用局部放大图画出。
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各种常见孔
    孔是零件上最常见的结构,有通孔和盲孔,有光孔和螺孔,还有阶梯孔、沉孔等各种孔。孔一般用钻头钻出。由于钻头尖端的角度接近120°,所以在盲孔的底部也就形成了与钻尖角度相同的圆锥面。这个锥面按120°画出,但不必注出尺寸。钻孔深度也不包含这个锥面的深度。如图(a)中的尺寸25。
    阶梯孔用直径不同的钻头钻出:先用小钻头钻出小孔,再用大钻头扩孔。大钻头钻尖形成的锥孔就留在两级孔的过渡处,一般也画成120°,不注尺寸。大孔的深度尺寸应直接注出,如图(b)中的尺寸18。 钻孔时,钻头应与孔的端面垂直,钻头出口处也应避免单边受力,否则,钻头容易歪斜或折断。必须先把该面铣平或预先铸出凸台或凹坑,然后再钻孔。钻头出口处也应使孔能完整钻出(图c)。
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零件的工艺结构:过渡线
   过渡线的画法:
    1. 当两面相交时,过渡线两端不应与轮廓线接触,如右图所示。
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2. 两圆柱相交时,过渡线可采用简化画法,用弧线画出过渡线,弧线的半径等于两圆柱中较大的圆面半径,如左图所示。
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 楼主| JUMU实名认证 发表于 2019-09-15 16:17 | 显示全部楼层 | 复制链接分享
在生产中,零件各部分的大小是根据零件图上标注的尺寸进行加工和测量的。如果标注的尺寸不完整、不合理、不正确,就会给生产带来困难,甚至出废品,使企业蒙受损失。所以,标注尺寸是一件容不得半点马虎、需要一丝不苟做好的工作。
    零件图尺寸标注的要求,除了要象标注组合体尺寸那样,做到“正确、完整、清晰”以外,还要求做到标注合理。所谓标注合理,就是所标注的尺寸,既要满足设计要求,又要方便加工与测量。
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    如,轴承座中,孔ф30的中心高尺寸是注尺寸A,还是注尺寸B或C呢?这就要考虑尺寸标注的合理性问题了。
    为保证滑动轴承的工作性能,装配精度和互换性,孔ф30中心高尺寸在设计上是从安装底面算起的,尺寸A是必须保证的重要尺寸。若标注尺寸B或C,则不能反映零件的设计要求。同时,在加工ф30孔时,底面是装夹定位面。测量中心高时从底面量起,也比较方便。显然,标注尺寸A才是合理的。
    要做到标注合理,必须具备一定的机械设计(Mechanical Design)和加工工艺知识以及实践经验等。这里只介绍合理标注尺寸的一些初步知识。
一、要正确选择尺寸基准
(一)尺寸基准的概念
    要合理标注尺寸,首先要正确选择尺寸基准。 为了能正确地选择尺寸基准,必须先弄清尺寸基准的概念。 尺寸基准,就是标注或度量尺寸的起点。 如零件上的对称面、加工面、安装底面、端面、回转轴线、圆柱素线或球心等。
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(二)尺寸基准

    在组合体的尺寸标注中,我们已经知道:尺寸基准就是标注或量度尺寸的起点。它可以是立体上的一些面或线。如零件上的对称平面、加工面、安装底面、端面、回转轴线、圆柱素线等。这些面和线同样可以作为零件的尺寸基准。但具体选择哪些面或线作基准,必须根据零件的设计要求和工艺要求而定。
    尺寸基准的类型,按用途可分为两种:
    1. 设计基准---根据设计要求选定的尺寸基准。用来确定零件在装配体中与其他零件的相对位置。
    2. 工艺基准---加工和测量时选用的尺寸基准。用来确定零件各部分的相对位置。
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    如这根小轴,设计时选取轴线为径向的设计基准。加工时,若夹住已加工好的小圆柱段,再来加工大圆柱段,那小圆柱面便是加工时采用的定位基准。而在测量大圆柱段右侧截平面的位置时,为方便测量,可用大圆柱左侧素线为测量基准。定位基准和测量基准都是工艺基准。选取的尺寸基准不同,标注出来的尺寸形式也不同,如截平面的定位尺寸A或B。

(三)主要基准和辅助基准
    每个零件都有长、宽、高三个方向的尺寸,因此,每个方向至少应该有一个尺寸基准。有时为了加工和测量上的方便,还可以附加一些基准。如这个支座,如果高度方向只有底面一个基准,那么,上部螺孔深度的尺寸就只能注成尺寸 D,不便测量。如果增加支座顶部凸台平面作基准,注成尺寸H,测量就方便多了。
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    主要基准--起主要作用的设计基准。即决定零件主要尺寸的基准。
    辅助基准--起辅助作用的附加基准。
    当一个方向上只有一个基准时,这个基准就是主要基准,若有几个基准时,除了其中一个基准是主要基准外,其余基准都是辅助基准。
    如该支座高度方向的这两个基准,底面是主要基准,主要尺寸A等高度方向的尺寸都以它为基准。而顶部凸台面是为了方便测量螺孔深度尺寸而附加的,是辅助基准。

(四)基准的选择原则
    基准的选择原则为:
1. 尽可能使设计基准和工艺基准一致。以便减少加工误差,保证设计要求。
2. 两种基准不能一致时,一般将主要尺寸从设计基准出发标注,以满足设计要求,而将一般尺寸从工艺基准出发标注,以方便加工与测量。
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    如减速箱里的这根从动轴,ф32k6、ф30k6和ф30m6这三个轴段分别装上齿轮和滚动轴承,右端ф24k6轴段与外部设备联接。这四个尺寸是从动轴的主要径向尺寸。为了使轴的传动平稳,齿轮啮合正确,要求这四个轴段在同一轴线上,所以,轴线是径向尺寸的设计基准。轴的两端设计有中心孔,加工时两端用顶尖支承,因此,轴线也是径向的工艺基准。这样两种基准就一致了,加工后所得的尺寸就比较容易达到设计要求。 这根轴在减速箱里的轴向位置由右边的滚动轴承控制,所以,轴上与右边轴承端面的接触面为轴向设计基准,为方便加工和测 量,还可采用与齿轮端面接触的面和轴的右端面作为轴向工艺基准。那么,轴除了控制齿轮轴向位置的重要尺寸13 一定要从设计基准出发标注以外,其他轴向尺寸若不方便从设计基准出发标注时,可从工艺基准出发标注。

二、尺寸的标注原则
    要合理标注尺寸,除了要正确选择尺寸基准以外,还必须掌握一些标注原则。
    (一)重要尺寸要直接注出,以保证设计要求。
    什么是重要尺寸呢? 零件上影响产品工作性能、装配精度以及确定零件位置和有配合的尺寸等,都属于重要尺寸。这些尺寸都应直接注出,而不是由别的尺寸计算得出,以保证设计要求。
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    如这个支座,座孔中心高尺寸的两种注法,表面看来是一样的。但由于每个尺寸在加工和测量上总有误差,所以这两种注法的结果是不同的。中心高尺寸 A是有设计要求的重要尺寸,直接注出时,加工者就会以底面为工艺基准,直接加工并测量出尺寸 A,可减少误差,保证设计要求。而注成尺寸B和C,不但要计算,而且难于保证设计要求。虽然理论上A=B+C,但尺寸B和C在加工和测量时产生的积累误差,很难保证不超出尺寸A的允许误差。因此,重要尺寸A应直接注出才合理。同样的,为了在安装时保证底板上两个安装孔能与机座上的两个孔准确对正,孔的中心距尺寸L一定要直接注出,而不能注成左右的两个尺寸E。

    又如这两个有配合关系的零件1和零件 2,配合部分的尺寸是L。设计时要求两个零件的右端面 B平齐,配合部位只允许两个零件作前后滑动,不能左右移动。为保证这一设计要求,两个零件除了同时以右端面为基准注出定位尺寸L1以外,还应直接注出配合尺寸 L,才能保证设计要求。 如果注成尺寸 L2,加工时尺寸L1和L2产生的积累误差,往往会造成两个零件无法装配或间隙过大。所以,这种注法是不合理的。
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 楼主| JUMU实名认证 发表于 2019-09-15 16:18 | 显示全部楼层 | 复制链接分享
轴承座是滑动轴承(部件)中的一个零件,轴承座和轴承盖配合使用,可起到支承轴的作用。 该轴承座要在刨床、钻床、镗床或车床等多种机床上进行加工,装夹位置变化大,这时可考虑按工作位置安放。 因为装配图的主视图一般按机器或部件的工作位置画出,如该滑动轴承的装配图。因此零件的主视图按工作位置画出,可直接与装配图对照。从而在由零件草图画出装配图,或者根据装配图拆画零件图时,看图和画图都很方便。所以,零件的主视图符合工作位置时,便于与装配图对照,方便画图和看图。 支座、箱体等类零件一般按工作位置安放。
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2.选择主视图
    选择立体图中能反映轴承座形状特征的A向为主视图,并使其安放位置和装配图一致。
    轴承座的主视图    轴承座装配图的主视图

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3.选择其他视图并确定表达方案
    该轴承座除画出主视图外,还应画出俯视图,表达轴承座的宽度和左右两个凸台的位置、形状以及安装孔、连接孔的数目和位置。为了表达这些孔的内部结构,主视图可画成半剖视。这样就只剩下底部凹坑的形状不清楚。这时,可用局部视图补充表达(表达方案一),也可用阶梯剖切法,画出半剖视的左视图(表达方案二)。
    在这两种表达方案中,表达方案一虽然画图简单,但一般对于较复杂的零件,基本视图不宜太少,而且采用半剖视的左视图还有助于将轴承座的形状特征表达得更清楚。对比之下,还是采用表达方案二较好。
轴承座的不同表达方案    表达方案一

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表达方案二
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 楼主| JUMU实名认证 发表于 2019-09-15 16:18 | 显示全部楼层 | 复制链接分享
一、视图选择的基本原则

1.对零件各部分的形状和相对位置的表达要完整、清楚。
2.要便于看图和画图。
3.在明确表示零件的前提下,应使视图(包括剖视图和断面图)的数量为最少。
4.尽量避免使用虚线表达物体的轮廓及棱线。
5.避免不必要的细节重复。
    因此,必须根据零件的结构形状、加工方法及其在机器或部件中的位置和作用,合理地选择视图。

二、视图选择的基本步骤

1. 分析零件
    不但要对零件进行形体分析,还要作结构分析和工艺分析。 形体分析主要分析零件由哪些基本形体组成及分析其相对位置;结构分析主要分析零件的作用、结构特点及其在机器中的装配位置;工艺分析则分析零件的加工方法。
2.选择主视图
  主视图的选择是最为重要的一步。主视图的选择是否恰当,直接关系到看图和画图是否方便,主视图一经选定,其他视图也就容易确定了,所以必须先选好主视图。
  表示零件信息量最多(最能反映零件的形状特征)的那个视图应作为主视图,通常是零件的加工位置或工作位置。
  加工位置是指零件在机床上加工时的装夹位置。主视图与加工位置一致的优点是便于工人看图加工。轴、套、轮和圆盖等类零件的主视图,一般按车削加工位置安放,即将轴线垂直于侧面,并将车削加工量较多的一端放在右边。
  工作位置是指零件安装在机器中工作时的位置,主视图与工作位置一致的优点是便于对照装配图来看图和画图,支座、箱体等类零件一般按工作位置安放,因为这类零件结构形状较为复杂,在加工不同的表面时其加工位置也不同。如果零件的工作位置是倾斜的,习惯上将零件摆正,使尽量多的表面平行或垂直于基本投影面。
  此外,选择主视图时还应考虑合理利用图纸幅面。
  总的说来,视图选择是对图样表达、加工方法、尺寸标注等知识的综合应用过程。零件的结构形状是多种多样的,复杂程度也不一样。应该选用何种表达方案,要视具体情况而定。对于不太复杂的零件,一般用一到三个视图就可以表达清楚。对于复杂的零件,视图数目会较多,表达方法也可能不止一种,这时,就要仔细分析,反复考虑、对比,从而选出较佳的表达方案。对视图选择而言,"没有最好,只有更好"。应通过不断的实践,灵活运用上述基本原则。

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