工程图学基础 第8章 零件图

第一节零件图的作用与内容

第8章零件图任何机械产品都是由零件装配而成的，如图所示的铣刀头。

表达单一零件形状、大小和技术要求等内容的工程图样称为零件工作图，简称零件图。如图所示为铣刀头中的座体零件图。

零件图的作用生产中的重要技术文件反映了设计者的设计意图表达了机器或部件对该零件的要求制造加工和检验零件的依据零件图的内容一组视图

零件尺寸技术要求标题栏——零件的内、外部结构和形状

——制造和检验零件时的全部尺寸——制造和检验时应达到的技术要求——零件的基本信息和绘图信息等

第二节零件的视图选择零件视图选择的要求——用一组视图正确、完整、清晰地表达出零件内、外部的形状结构，并且要考虑读图和画图的方便。

一、视图的选择原则1.主视图的选择原则——形状特征原则

选择反映零件结构形状最多和各形状结构之间相对位置关系明确的方向作为主视图的投射方向。另外，从便于读图这个基本要求出发，主视图对应于零件的安放位置主要考虑其加工位置和工作位置。

2.其他视图的选择原则在完整清晰地表达零件内外结构形状的前提下，尽量减少视图的数量，要使每个视图有它自己的表达重点，避免重复表达。二、视图选择的方法和步骤1.视图选择的方法——结构功能分析法选择零件的形状结构及其功能来看，零件上的结构可以分为：主体结构、局部功能结构和工艺结构。零件结构主体结构局部功能结构工艺结构——把零件上的局部功能结构和工艺结构忽略后抽象出来的形体结构形状

——零件上与其他零件之间有连接或定位关系的结构，如键槽、安装孔及定位销孔等；——零件为了便于零件的加工、制造、测量等方面而设计的结构，如退刀槽、砂轮越程槽、铸造圆角、倒角、凸台与凹台等。

2.视图选择的步骤第一步：确定主视图形状特征原则结构分析安放位置和投影方向加工位置安装位置自然位置确定表达方法第二步：确定其他视图——补充主视图中没有表达清楚的零件其他结构零件结构主体结构局部功能结构和工艺结构——采用基本视图以及在基本视图上做剖视

——采用局部（剖）视图、断面图或者局部放大图来表达，并采用规定画法或者如实画出3.确定表达方案原则——目的明确，相辅相成按照表达零件形状结构要正确、完整、清晰、简便的要求，力求减少视图数量，进一步综合、比较、调整、完善，确定一个较好的表达方案。

注意：

在视图中尽量避免使用虚线表达零件内部的结构，应尽量在基本视图上作剖视，使不可见结构变为可见。但有时，适当少量虚线的使用，可以减少视图的数量时，这个虚线应该保留。

以零件“支架”的为例零件“支架”的结构及各部分的名称表达方案一表达方案二零件支架的表达方案二较好；考虑到视图中尽量不使用虚线，最终确定出零件支架的表达方案如下图所示。第三节零件图的尺寸标注零件上各部分的大小是按照图样上标注的尺寸进行制造和检验的，因此，零件图中的尺寸是零件图的主要内容。零件的尺寸标注要做到正确、完整、清晰及合理。正确——尺寸的格式必须符合国家标准的要求完整——要能够完全确定其各组成结构的大小和相对位置关系清晰——每个尺寸必须标注在适当的位置，以便于读图合理——即要满足设计要求，又要符合加工、测量等工艺要求一、合理标注尺寸应注意的问题1.合理选择尺寸基准

（1）尺寸基准的定义

——通常把标注尺寸的起点称为尺寸基准

一般零件需要标注长、宽、高三个方向的尺寸，所以在每个方向上应各有一个尺寸基准。

（2）尺寸基准的分类尺寸基准的分类主要尺寸基准辅助尺寸基准——每个方向只能有一个

——每个方向可以有多个，但每个必须和主要尺寸基准有尺寸联系尺寸基准的分类设计基准工艺基准——据零件结构特点和设计要求所选的基准——据零件在加工和测量时所选用的基准（3）常选用的基准常选用的基准线零件的对称面常选用的基准面零件上回转面的轴线中心线零件的结合面零件的重要支撑面零件的安装面（4）选用基准的优先顺序第一步判断这个方向上是否对称

若对称选择对称面作为该方向的基准

若不对称第二步：判断该方向上有没有较大平面、安装基面或者与其他零件的结合面若有选择该表面作为该方向的基准

若没有第三步：判断该方向有没有较大或较重要的回转面

重要回转面的轴线就是该方向的基准

（5）选择基准的举例2.重要尺寸直接标注

零件的规格尺寸、配合尺寸、连接尺寸、安装尺寸均为零件上的重要尺寸，这类尺寸直接影响产品的性能，通常应从设计基准直接标注上图所示零件轴承座中，轴承孔的中心高尺寸32就是一个重要尺寸，必须由高度方向基准直接标注，而不应当从底板的上表面开始标注243.避免出现封闭尺寸链在零件图中，按同一个方向依次连接起来的尺寸标注形式称为尺寸链。如果在同一个尺寸链中的所有各环都标注了尺寸，则会形成一个封闭尺寸链，这种标注形式是不能保证主要尺寸的精度要求的。

一般正确的标注方法是：将尺寸链中不重要的尺寸段作为封闭环，并且标注该封闭环的尺寸，这样就保证了主要尺寸的精度要求。

在一个尺寸链中，总有一个尺寸是在加工到最后自然得到的，这个尺寸称为封闭环。尺寸链中的其他尺寸称为组成环。4.按加工顺序标注尺寸零件上同一个方向各表面的加工是有一定的先后顺序的，在标注尺寸时应尽量与加工顺序一致，以便于加工和测量。5.考虑测量方便标注尺寸时，应考虑零件在实际制造、检验时的测量方便和可行性，尽量做到使用通用量具就可以直接测量，以减少使用专用测量工具。（a）（b）上图（b）中的尺寸7，不便于测量，所以不合理，合理的标注如图（a）所示二、零件上常见结构要素的尺寸标注零件上常见的结构有螺孔、光孔、沉孔、键槽退刀槽、越程槽、倒角、滚花、平面和中心孔等，这些结构的尺寸习惯注法

。螺孔——通孔光孔——盲孔螺孔——盲孔光孔——锥孔光孔——精加工孔沉孔——柱形沉孔沉孔——锥形沉孔键槽——平键键槽沉孔——锪平面退刀槽及砂轮越程槽键槽——半圆键键槽滚花倒角中心孔结构平面第四节典型零件的视图选择和尺寸标注一般零件轴套类零件——例如：轴、齿轮轴、衬套等零件盘盖类零件——例如：阀盖、端盖、齿轮等零件叉架类零件——例如：连杆、拨叉、支座等零件箱体类零件——例如：阀体、箱体、泵体等零件薄板冲压件——例如：油底壳、引擎盖等零件注塑与镶嵌件——例如：操作手柄等零件一、轴套类零件1.结构特点轴套类零件的主要结构是同轴回转体（圆柱体或圆锥体），轴向尺寸较长，径向尺寸较小。根据设计及工艺上的要求，这类零件通常带有键槽、轴肩、螺纹、挡圈槽、退刀槽、销孔及中心孔等结构。2.表达方法轴套类零件主要是在车床或磨床上加工，为了加工时看图方便，主视图应按照加工位置安放，即将轴套类零件的轴线水平放置。

轴套类零件一般用一个基本视图作为主视图来表达主体结构形状，而用移出断面、局部视图、局部剖视图等视图来表达轴套类零件上的孔、槽和中心孔等结构；用局部放大图来表达退刀槽等细小结构，以利于标注尺寸。

3.尺寸标注轴套类零件的主体结构是同轴的回转体，所以径向的尺寸基准就是轴线；长度方向的尺寸基准，通常选用重要的端面、接触面（轴肩）或定位面。二、盘盖类零件1.结构特点盘盖类零件多为铸造件，其基本形状是基本形状是扁平的盘状，主要部分是回转体，其余部分包括有与其他零件连接、定位或安装的连接凸缘及孔等，如端盖、透盖、法兰盘及各类轮子等2.表达方法大多数盘盖类零件主要在车床上加工，因此，一般也是将这类零件的轴线水平放置，并作全剖、半剖或局部剖视，以表达其内部结构。

其它视图的选择可以根据盘盖类零件的复杂程度而定。一般常需要画出其左视图或右视图。3.尺寸标注在标注盘盖类零件的尺寸时，选用通过轴孔的轴线作为径向尺寸基准。

径向尺寸基准也是标注方形凸缘的高、宽方向的基准。长度方向基准，常选择重要的端面。三、叉架类零件1.结构特点叉架类零件包括拨叉和支架两大类零件，这类零件的毛坯形状比较复杂，制造时，一般先制作木模样，用木模样制作砂型，再浇铸金属溶液，凝固成铸件毛坯，然后，对铸件毛坯进行切削加工。

2.表达方法叉架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。

这类零件常需要两个或两个以上的基本视图，并且要用局部视图、断面图等表达零件的细部结构。3.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平面作为尺寸基准。

四、箱体类零件1.结构特点箱体类零件是用来支撑、包容、保护运动零件或其它零件的。

一般说来，箱体类零件的形状、结构，比前面三类零件要复杂得多，往往有较复杂的内腔、壁厚和肋板等结构，并且加工位置的变化较多。

一般说来，安装在机器或部件中，它的位置是不动的。2.表达方法在选择主视图时，主要考虑工作位置和形状特征，并考虑采用适当的剖视图来表达内部结构与形状；选用其它视图时，应根据箱体类零件内外形状的复杂程度以及是否对称等情况，适当采取相应的剖视图、断面图、局部放大图和斜视图等多种形式，以清晰表达零件的内外形状。3.尺寸标注在标注箱体类零件的尺寸时，通常选用设计上所要求的轴线、重要的安装面、接触面、箱体上某些主要结构的对称面等来作为尺寸基准。

五、薄板冲压件这类零件，多是由板材经过冲压或者钣金加工而成。

这类零件一般不进行或进行少量切削加工，零件的弯折处一般有小圆角，以免冲压变形时断裂或产生裂纹，零件的板面上往往有许多孔和槽口，一般都是通孔，这些只需在反映圆的视图中画出，在其他视图中只需画出表示位置的中心线。

六、注塑与镶嵌零件这类零件是把熔融的塑料压注在模具内，冷却后成型，或者把金属材料与非金属材料镶嵌在一起成型。因此，在视图表达和尺寸标注方面与前述相同。

镶嵌零件是一个组件，零件图可按照装配图编排零部件的序号，并在明细栏内说明其组成零件的名称、数量和材料等相关信息。第五节零件图的技术要求零件图上的技术要求包括表面粗糙度、极限与配合、几何公差、热处理和表面处理等方面的内容。零件图上的技术要求，应按照国家标准规定的符号、代号、文字标注在图形上。对于一些无法标注在图形上的内容，可以用文字分别注写在图纸下方的空白处。一、表面粗糙度零件加工时，由于刀具在零件表面上留下的刀痕、切削分裂材料时表面金属的塑形变形、机床的振动等各种因素的影响，使得零件表面存在着微小间距的轮廓峰谷。下图是零件表面在放大镜下呈现的景象。零件表面结构是指上述因素引起的几何形貌，是表面粗糙度、表面结构的概念、表面波纹度、表面缺陷和表面几何形状的总称。

机件表面经过加工处理后得到的轮廓可分为三种，即粗糙度轮廓、波纹度轮廓和原始轮廓。对一般的机械零件，粗糙度轮廓是常见的。这种表面上具有较小间距的峰谷所组成的微观几何形状特性，称为表面粗糙度。表面粗糙度是评定零件表面质量的重要指标之一，它对零件的配合、耐磨性、耐腐蚀性、密封性、外观及使用寿命等都有影响。对不同的表面粗糙度需要采用不同的加工方法，因此，零件的表面粗糙度应根据零件表面的功用恰当选用，选用的原则是：

在保证机器性能要求的前提下，尽量选择较大的数值，以降低生产成本。1.表面粗糙度的评定参数（1）轮廓算术平均偏差Ra

（2）轮廓最大高度Rz——在取样长度内轮廓峰顶线和谷底线之间的距离

定义：在取样长度内，被测轮廓偏距（在测量方向上轮廓线上的点与基准线之间的距离）绝对值的算数平均值。近似为（3）轮廓算术平均偏差Ra

的数值2.表面粗糙度代号、符号及其标注符号意义

基本符号，表示表面可用任何方法获得。当不加注粗糙度参数值或有关说明（如表面处理、局部热处理状况等）时，仅适用于简化代号标注

基本符号加一短划，表示表面是用去除材料的方法获得，如车、铣、钻、磨、剪切、抛光、电火花加工、气割等；仅当其含义是“被加工表面”时可单独使用

基本符号加一小圆，表示表面是用不去除材料的方法获得。如铸、锻、冲压变形、热冷轧、粉末冶金等，或者是用于保持原供应状况的表面（包括保持上道工序的状况）

在上述三个符号的长边上均可加一横线，用于标注有关参数的说明

在上述三个符号上均可加一小圆，表示周边表面具有相同的表面粗糙度要求

表面粗糙度符号的画法及各部分名称含义名称含义H1H1=1.4h(h为字体高度)H2H2=2H1d′符号的线宽d′=h/10a粗糙度参数及其数值，单位为μmb

第i个粗糙度高度参数值c

加工方法，如“车”、“磨”等d加工纹理方向符号e加工余量，单位为mm3.表面粗糙度代号及其含义代号含义用不去除材料的方法获得，轮廓算术平均偏差Ra的上限值为3.2μm用去除材料的方法获得，轮廓最大高度Rz的最大值为3.2μm表示用不去除材料的方法获得，双向极限值，轮廓最大高度上限值为3.2μm，最大规则；下限值为0.8μm，默认规则用任意加工方法获得，两个单项极限值：轮廓算术平均偏差Ra最大值为3.2μm，最大规则；轮廓最大高度Rz的上限值为12.5μm，默认规则4.表面粗糙度代号在图样上的标注方法示例图例说明

表面粗糙度符号一般标注在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的延长线上，且每个表面只标注一次；符号的尖端必须从材料外指向该表面

表面粗糙度代号的注写和读取方向与尺寸的注写和读取方向一致图例说明

必要时也可以用带箭头或黑点的指引线引出标注表面粗糙度要求图例说明

必要时也可以用带箭头或黑点的指引线引出标注表面粗糙度要求图例说明

如果棱柱的每个表面有不同的表面粗糙度要求，则应分别单独标注

图例说明

在图形或标题栏附近对有相同表面粗糙度要求的表面用带字母的完整符号简化标注

图例说明在图形或标题栏附近对有相同表面粗糙度要求的表面用表面粗糙度基本符号或扩展符号的简化注法图例说明

表面粗糙度要求标注在几何公差框格的上方图例说明

在不致引起误解时，表面粗糙度要求标注在特征尺寸的尺寸线上图例说明有相同表面粗糙粗度要求的简化注法：如果在工件的多数（包括全部）表面有相同的表面粗糙度要求时，则其表面粗糙度要求可统一标注在图样的标题栏附近

图例说明零件上连续表面或重复要素（孔、齿、槽）的表面，其表面粗糙度代号只标注一次图例说明对连续表面或用细实线连接不连续的同一表面，其表面粗糙度符号或代号只需标注一次

图例说明由几种不同工艺方法获得的同一表面，当需要明确每种工艺方法的表面粗糙度要求时，可按上图进行标注。图中：Fe表示零件基体为铁，Ep表示电镀，镀层材料为Cr，镀层厚度为50微米，磨削工序仅对50mm的圆柱表面有效二、极限与配合

在装配机器时，在同一批规格大小相同的零件中，任取其中一件，而不需加工就能装配到机器上去，并能保持机器的原有性能，零件的这种性质称为互换性。1.零件的互换性为使零件具有互换性，对零件的实际尺寸规定一个允许的变动范围，这个变动范围就是尺寸公差。

2.尺寸公差3.有关尺寸公差的术语（1）公称尺寸

——理想形状要素的尺寸（2）实际尺寸

——零件加工完毕后，通过实际测量所得的尺寸（3）极限尺寸

——允许零件尺寸变化的两个极端。其中较大的一个尺寸称为上极限尺寸，较小的一个尺寸称为下极限尺寸。（4）极限偏差

——极限偏差分为上极限偏差（ES、es）和下极限偏差（EI、ei）。上极限偏差为上极限尺寸减去其公称尺寸所得到的代数差下极限偏差为下极限尺寸减去其公称尺寸所得到的代数差。

上、下极限偏差可以使正值、负值或零。

上极限偏差=上极限尺寸-公称尺寸下极限偏差=下极限尺寸-公称尺寸孔的上、下偏差分别用ES、EI表示轴的上、下偏差分别用es、ei表示（5）尺寸公差

——允许零件尺寸的变动量。（6）零线

——在公差带图中，用以确定极限偏差的一条基准直线，即为零偏差线，简称零线，通常以零线表示公称尺寸。（7）尺寸公差带

——在公差带图中，由代表上、下偏差的两条直线所限定的一个带状区域。（8）标准公差

——国家标准规定用以确定公差带大小的一系列公差值。标准公差分为20个等级，即IT01、IT0、IT1、IT2……IT18。IT为标准公差代号，阿拉伯数字表示公差等级，它是确定尺寸精确程度的等级。

从IT01至IT18，公差等级依次降低（9）基本偏差

——国家标准规定用以确定公差带相对零线位置的上偏差或下偏差，一般为靠近零线的那个偏差。当公差带在零线的上方时，基本偏差为下偏差；反之，则为上偏差。孔和轴分别共规定了28个基本偏差用拉丁字母按其顺序表示，大写表示孔，小写表示轴。（a）孔的基本偏差（b）轴的基本偏差（10）孔、轴的公差带代号

——由基本偏差代号和公差等级代号组成量。4.配合（1）配合

——公称尺寸相同的轴和孔（或类似轴与孔的结构）装配在一起，轴和孔的公差带之间的关系称为配合。

配合——反映了轴和孔之间所要求达到的松紧程度。配合种类间隙配合过盈配合过渡配合

——有间隙（包括最小间隙等于零）的配合

——有过盈（包括最小过盈等于零）的配合

——可能具有间隙也可能具有过盈的配合（a）间隙配合（b）过盈配合（c）过渡配合（2）配合制度

——国标规定了配合的两种基准制度，即基孔制和基轴制。

基准制的选择基孔制基轴制

——基本偏差为一定的孔的公差带，与不同基本偏差的轴形成各种配合的一种制度基孔制配合中的孔为基准孔，其代号为H，下偏差为零。

——基本偏差为一定的轴，与不同基本偏差的孔形成各种配合的一种制度基轴制配合中的轴为基准轴，其代号为h，上偏差为零。（a）基孔制（b）基轴制5.公差与配合的标注

（1）在零件图上的标注（a）标注公差带代号（b）标注上下偏差（c）标注公差带代号和上下偏差（2）在装配图上的标注在装配图中，孔和轴的配合代号是由孔和轴的公差带代号组成，用分数形式表示，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号。三、几何公差

零件表面的实际形状（位置）对其理想形状（位置）所允许的变动量，称为形状（位置）公差；形状公差和位置公差合称几何公差。

为了保证零件的质量，应按照零件的功能给出确定几何允许变动量。（a）形状误差（b）方向误差（c）位置误差（d）跳动误差1.几何公差的特征符号几何公差代号和基准代号

2.几何公差的一些基本术语要素

——构成零件几何形体的几何要素，包括点、线（包含轴线、轮廓线等）和面（零件上的表面、对称平面等）被测要素

——被测零件上的几何要素，包括点、线（包含轴线、轮廓线等）和面（零件上的表面、对称平面等）基准要素

——零件上可以作为基准的几何要素，包括基准点、基准线和基准面等3.标注几何公差时，注意：（1）若被测要素是中心要素，如轴线、对称平面等，则几何公差框格的指引线的箭头应当与被测要素的尺寸线对齐；否则应当相互错开；被测要素的标注——被测要素是通过指引线与公差框格相连来表达的，指引线可以引自框格的任意一端，终端带一箭头，指向被测要素（a）当被测要素为轮廓线或轮廓面时，指引线的箭头应指向该要素的轮廓线或其延长线上，并明显地与尺寸线错开

（b）当被测要素是中心线、中心面或中心点等中心要素时，指引线的箭头应位于相应尺寸线的延长线上，即箭头与尺寸线对齐（c）当被测要素为单个轴线、单个中心面、公共轴线、公共中心面时，不宜将箭头直接指向它们，这样标注有时含义不清（d）当被测要素有多个几何公差要求时，可以将这几个几何公差框格画在一起，用一个公共指引线引出，指向被测要素

（2）若基准要素是是中心要素，如轴线、对称平面等，则基准代号应当与基准要素的尺寸线对齐；否则应当相互错开。（a）基准要素为轮廓线或轮廓面

（b）基准要素为轴线或中心平面

（c）基准在几何公差框格中的标注4.几何公差标注示例第六节零件结构的工艺性简介零件上的工艺结构是为了方便零件的加工制造而设计的结构。零件上常见的是铸造工艺结构和机械加工工艺结构。一、铸造工艺结构1.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，一般沿着模样拔模方向作成约1:20的斜度，叫做拔模斜度。因此铸件上也就有了相应的拔模斜度。2.铸造圆角在铸件毛坯各表面的相交处，都有铸造圆角，这样既能