《机械制图（第2版）》第16课 认识零件图 二

课题第16课认识零件图（2）

课时2课时(90min)

知识技能目标：

（1）了解零件图中的技术要求，能够解释其含义

（2）了解零件图中常见的工艺结构

教学目标

素质目标：

（1）关注行业发展，增强民族自豪感

（2）培养社会责任感和使命感，增强民族科技自信心

教学重点：零件图的技术要求，零件图中的技术要求和常见制造工艺结构

教学重难点

教学难点：零件图的技术要求，零件图中的技术要求和常见制造工艺结构

教学方法案例分析法、问答法、讨论法、讲授法

教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材

课蒯甥T考勤（2min）一任务引入（5min）一传授新知（56min）一任务实施（10min）一学以致

教学设计

用（12min）一课堂小结（3min）一作业布置（2min）

教学过程主要教学内容及步骤设计意图

【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过文旌课堂

APP或其他学习软件,完成课前任务通过课前任务，让

请大家查阅每件图中技术要求的相关资料，完成"任务工单一认识零件图"学生了解本次课的主

课前任务

中的引导问题4.5。要内容，增加学生的

学习兴趣

【学生】完成课前任务

【教师】使用文旌课堂APP进行签到培养学生的组织纪

考勤

律性，掌握学生的出

(2min)【学生】班干部报请假人员及原因

勒情况

【教师】讲述“任务引入”中的相关内容，展示“图7-1”图片（详见教材），通过问题导入的方

任务引入并提出以下问题：法，引导学生主动思

（5min）请指出如图所示的调节杆零件图中有哪些技术要求，分别是1十么含义。考，激发学生的学习

【学生】观察、思考、回答兴趣

【教师】通过学生的回答引入要讲的知识，讲解零件图中的技术要求和常见制运用多媒体课件，

造工艺结构等相关知识引导学生了解零件图

一、零件图中的技术要求中的技术要求和常见

零件图中的技术要求土要包括表面结构、极限与配合、几何公差等。技术要制造工艺结构性，结

求通常用符号、代号或标记直接标注在图形上，或者用简明的文字注写在标题栏合问题引导、精讲释

传授新知附近。疑等方式，帮助学生

（56min）1.表面结构更加明确零件图中表

表面结构是表面粗糙度、表面波纹度、表面缺陷和表面纹理等的总称。表面面结构、极限配合、

结构的各项要求在图样上的表示法在《产品几何技术规范（GPS）技术产品文件几何公差等技术要求

中表面结构的表示法》（GB/T131-2006）中均有规定。在此主要介绍常用的表的画法和含义，提升

面粗糙度表示法。学生的学习积极性和

1）基本概念及术语主动性

经过加工的零件表面看起来很光滑，但在显微镜下观察，会发现许多高〈氐不

平的凸峰和凹谷，这种微观的几何形状特征称为表面粗糙度。

表面粗糙度是评定零件表面质量的一项技术指标，常用轮廓算术平均偏差Ra

和轮廓最大高度Rz来评定。其中，轮廓算数平均偏差Ra是指在取样长度内，沿

测量方向的轮廓线上的点与基准线之间距离绝对值的算术平均值；轮廓最大高度

Rz是指在取样长度内，最大轮廓峰高与最大轮廓谷深之间的距离。

＞【教师】展示“图7・13”的图片(详见教材)，提问：“观察图片，在图

中标出Ra和Rz?”,并随机抽取学生回答问题

*【学生】观察图片、思考、回答问题

＞【教师】分析学生的回答，公布正确答案

2)表面结构的图形符号

表面结构的图形符号如表7-3所示(详见教材)0

3)表面结构要求的标注方法

(1)表面结构要求对每一表面一般只注一次，并尽可能注在相应的尺寸及其

公差的同一视图上。除非另有说明，所标注的表面结构要求仅是针对完工零件表

面的要求。

(2)表面结构的注写和读取方向与尺寸的注写和读取方向一致。表面结构要

求可标注在轮廓线上，其符号应从材料外指向并接触表面。必要时，表面结构也

可用带箭头或圆点的指引线引出标注。

(3)在不致引起误解时，表面结构要求可以标注在给定的尺寸线上；也可标

注在几何公差框格的上方。

(4)一般情况下，圆柱和接柱表面的表面结构要求只标注一次。其中，圆柱

的表面结构要求应标注在圆柱的特征线或其延长线上.

(5后棱柱每个表面的表面结构要求都相同只需在任意一条轮廓线上标注；

若棱柱的表面有不同的表面结构要求，则应分别单独标注。

4)表面结构要求的简化注法

(I)大多数表面有相同表面结构要求的简化注法。如果工件的多数(包括全

部)表面具有相同的表面结构要求时，可先将不同的表面结构要求直接标注在视

图上，然后将相同的表面结构要求统一标注在标题栏附近。此时，该表面结构要

求后面应加圆括号，且圆括号内应给出基本符号或标出不同的表面粗糙度符号，

具体的意义如下。

如果圆括号内给出基本符号，表示除了图上标出来的表面结构要求外，其余

表面的表面结构要求均与标题栏附近的那个表面结构要求相同。

如果圆括号内给出不同的表面结构要求，表示与大多数表面的表面粗糙度要

求不同的几个表面的表面粗糙度要求，此时必须在图形的对应位置处注出括号内

的表面粗糙度数值.

(2)多个表面具有共同表面结构要求的注法。当多个表面具有相同的表面结

构要求，或图纸的标注空间较小时，可采用图7-21所示(详见教材)的两种简化

注法。无论采用哪一种简化注法，都必须在标题栏附近以等式的形式写出其具体

表示的粗糙度值.

2.极限与西洽

在成批或大昼生产中，同一比零件在装配前不经过挑选或修配，任取其中一

件进行装配，其装配后就能满足设计和使用性能要求，零件的这种在尺寸与功能

上可以互相替代的性质称为互换性。极限与配合是保证零件具有互换性的重要指

标。

1)尺寸公窘口极限

零件在制造过程中，由于加工或测量等因素的影响，完工后的实际尺寸总存

在一定程度的误差.为保证零件的互换性，必须将零件的实际尺寸控制在允许变

动的范围内，这个允许的尺寸变动量称为尺寸公差，简称公差；允许变动的两个

极端界限称为极限尺寸。

＞【教师】播放“图7-22动画”的视频(详见教材)，引出与极限有关的基

本术语

(।)公称尺寸：是指根据零件的强度和结构要求在设计时给定的尺寸，

(2)实际尺寸：是指零件加工之后,实际测量所得的尺寸。

(3)极限尺寸：凝允许零件实际尺寸变化的两个极限值，分最大极限尺寸

和最小极限尺寸两种，实际尺寸在这两个尺寸之间才算合格。

(4)极限偏差：是指零件的极限尺寸减去其公称尺寸后所得的代数差。极限

偏差分为上极限偏差和下极限偏差两种。

上极限偏差=最大极限尺寸一公称尺寸

下极限偏差=最小极限尺寸一公称尺寸

上极限偏差和下极限偏差可以是正值、负值或零。孔的上、下极限偏差代号

分别用大写字母ES、EI表示，轴的上、下极限偏差代号分别用小写字母cs、ei表

示。

(5)尺寸公差：简称公差，是指尺寸的允许变动量，即

尺寸公差=最大极限尺寸-最极限尺寸=上极限偏差-下极限偏差

*【教师】展示“图7.22”的图片(详见教材)，提问：“如何计算图中零

件的孔公差和轴公差？”，安排学生分组讨论并派代表回答问题

*【学生】彝听、分组、思考、讨论、回答问题

【教师】总结学生的回答，公布正确答案

如图所示，孔、轴的尺寸为50mm.孔的上极限偏差，轴的上极限偏差；

孔的下极限偏差，轴的下极限偏差。孔公差=ES-EI=+0.007mm-(-0.018mm)

=0.025min,轴公差=cs-ci-0-(-0.016mm)-0.016mm.

由此可知，公差仅表示尺寸允许变动的范围，为正值。孔和轴的公差分别用

Th和Ts表示。公差越小，零件的尺寸精度越高，实际尺寸允许的变动量也越小；

反之，公差越大,尺寸精度越低.

(6)公差带：是代表上极限偏差和下极限偏差或上极限尺寸和下极限尺寸的

两条直线所限定的一个区域。为了分析公差时方便，一般只画出放大的孔、轴公

4）配合制及其选择

配合制是指孑次口轴公差带形成配合的一种制度。为了便于设计、制造和实现

配合标准化，国家标准规定了两种配合制，即基孔制和基轴制。

基孔制：是指基本偏差一定的孔的公差带，与不同基本偏差的轴的公差带形

成不同松紧程度配合的一种制度.基孔制配合的孑雨为基准孔，其基本偏差代号

为"H",下极限偏差为零，即它的最小极限尺寸等于公称尺寸。

基轴制：是指基本偏差一定的轴的公差带，与不同基本偏差的孔的公差带形

成不同松紧程度配合的一种制度。基轴制配合的轴称为基准轴，其基本偏差代号

为"h",上极限偏差为零，即它的最大极限尺寸等于公称尺寸。

在选择配合制时，需要考虑以下几个原则。

（1）一般情况下应优先选用基孔制，因为加工相同公差等级的孔和轴时，孔

的加工难度比轴的加工难度大。

（2）与标准件配合时，配合制度依据标准件而定。

（3）基轴制主要用于结构设计要求不适合采用基孔制的场合。

5）尺寸公差的标注

（1）在零件图中的标注。

*【教师】展示“图7-29”的图片（详见教材），详细介绍零件图中尺寸公

差的三种标注形式

在零件图中,尺寸公差有以下三种标注形式。

用于大批量生产的零件，可只标注公差带代号。

用于中小批量生产的零件，一般可标注极限偏差。标注极限偏差值时，极限

偏差值的字号比公称尺寸的字号小一号。

需要同时标注出公差带代号和对应的极限偏差值时，应该在极限偏差值上加

上圆括号。

（2）在装配图中的标注。

小【教师】展示“图7-30”的图片（详见教材），帮助学生更加直观的理解

装配图上尺寸公差的标注方法

在装配图上标注配合代号时，采用组合式注法，在公称尺寸后面用分式表示，

分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号。

对于与轴承、齿轮等标准件配合的零件，只需要在装配图中标出该零件（非

标准件）的公差带代号即可。

3.几何公差

几何公差是用于限制实际要素的形状或位置误差，保证产品质量的实际要素

允许变动量，它包括形状、方向、位置和跳动公差。

I）几何公差的特征符号

《产品几何技术规范（GPS）几何公差形状、方向、位置和目励公差标注》

（GB/T1182-2018）规定的几何公差特征符号有14种，其特征符号如表7-5所

示（详见教材）»

2）几何公差代号与基准代号

几何公差代号一般是由带箭头的指引线、公差框格、几何特征符号、公差值

及基准代号字母：只有有基准的几何特征才有基准代号字母）组成；基准代号由

|正方形线框、字母和带黑三角（或白三角）的引线组成，h表示字体高度。

3)几何公差的标注

标注几何公差时应遵循以下规定。

(1)当被测要素或基准要素为轮廓线或轮廓表面时，带指引线的箭头和基准

符号应置于被测要素的轮廓线或其延长线上，但必须与尺寸线明显错开。

(2)当被测要素和基准要素为轴线、中心平面或中心点时，带指引线的箭头

和基准符号应与被测要素的尺寸线对齐。

(3)当同一个被测要素具有不同的公差项目时，两个公差框格可上下并列，

并共用一条带箭头的指引线。

计【教师】播放“图7・32动画”的视频(详见教材)，提问：“图中各几何

公差分别具有什么含义？”，安H浮生分组讨论并派代表回答问题

小【学生】聆听、分组、思考、讨论、回答问S2

＞【教师】总结学生的回答，公布正确答案

山0・。4|乂:柱寒套18.nm的右端面对8nun孔回转轴线的垂直度公差为

0.04mm.

\//\0.04\C:柱塞套18mm的右端面对柱塞套左端面的平行度公差为0.04

mm.

|80.001:柱塞套8mm孔表面的圆柱度公差为().(X)Imm.

H0.08|5:柱塞套mm槽的中心平面对mm孔回转轴线的对称度公差为

：0.08mmo

二、零件图中常见制造工艺结构

I.铸造工艺结构

铸造是指将熔融的液态金属或合金浇入砂型型腔中，待其冷却凝固后获得的

具有一定形状和性能的铸造零件的方法.

1)铸件壁厚

铸件壁厚应尽量均匀或采用逐渐过渡的结构。否则，在壁厚不均匀处极易形

成缩孔或在壁厚突变处产生裂纹。

2)起模斜度

起模斜度是指在制作砂型时，为了能够顺利地将模样从砂型中取出，在铸件

的内、外壁上沿着起模方向做出的斜度。起模斜度一般为1:20,也可根据铸件的

:材料在3。~6。之间谢莪图样上通常不画出起模斜度，也不标注，如果需要可在

技术要求中说明。

3)铸造圆角和过渡线

为了避免铸件冷却收缩时尖角处产生裂纹和防止眇型在尖角处脱落,铸件名

表面相交处应做成圆角，这种圆角称为铸造圆角。

若铸件的某端面处不需要圆角，可对该铸件进行机械加工，即将毛坯上的圆

角切削掉，此时转角处呈尖角或加工出倒角。零件图中，铸造圆角一股应画出并

标注圆角半径。但当圆角半径相同(或多数相同)时，也可将圆角尺寸在技术要

求中统一说明。

由于困牛上铸造圆角的存在，使得曲牛表面的交线变得不够明显，图样中若

不画出这些线，零件的结构就显得含糊不清。为此，图样中仍要画出理论交线，

但两端不与轮廓线接触，这种交线称为过渡线。过渡线用细实线绘制。

2.机械加工工艺结构

1）倒角和圆角

小【教师】展示“图7・36”的图片（详见教材），帮助学生更加直观的理解

倒角和圆角

零件经机械加工后，为了便于对中装配和避免尖角、毛刺等,一般都在孔或

轴的端部加工出倒角。当倒角角度为45°时用代号"C"表示，"C"后面的数字

表示倒角的轴向长度；非45。形式的倒角则需要注出角度。

为了避免因应力集中而产生裂纹，阶梯轴或阶梯孔的转角处，一般要倒圆。

倒角和倒圆尺寸可由相应的国家标准查出。当倒角和倒圆尺寸较小时，在图

样中可不画出，但必须注明尺寸或在技术要求中加以说明。

2）退刀槽和砂轮越程槽

切削时（主要是车削和磨削），为了便于退出刀具或砂轮，常在待加工面的

轴肩处预先车出退刀槽和砂轮越程槽这样既能保证加工表面满足加工技术要求，

又便于装配时相关零件间靠紧。常见退刀槽和砂轮越程槽的简化画法及尺寸标注

如图7-37所示（洋见教材）。

3）凸台和凹坑

为使零件表面接触良好和减少加工面积，常在徒件的接触部位诱出凸台和凹

坑，其常见的形式如图7-38所示（详见教材）.

4）钻孔结构

当钻孔处的表面是斜面或曲面时，应预先设置与钻孔方向垂直的平面凸台和

凹坑，并且设置的位置应避免钻头单边受力产生偏斜或折断。

【学生】聆听、记录、理解

【教师】安排学生根据课堂知识，完成任务引入中的问题，说明图中技术要

求及含义

【学生】复习回顾、观察图片、分析图中调节杆零件图的技术要求及含义

【教师】总结学生的回答情况，公布正确答案

通过带领学生分析

图7-1（详见致材）中的技术要求包括表面结构、极限与配合、几何公差三种。

调节杆零件图的技术

任务实施其含义分别如下。

要求及含义，让学生

（10min）_/RG32

（1）V：16mm圆柱面的轮廓算术平均偏差为3.22L充分理解所学知识，

（2）的6"（老股：16为公称尺寸，f为轴的基本偏差代号,7表示公差等级并与实践相结合

为7级，其上极限偏差为0.016mm,下极限偏差为0.034mm，公差为0.018mm.

（3）1万10.05:巾16mm圆柱面的圆柱度公差为0.05mm。

（4:螺纹孔M8的轴线对M6mm轴线的同轴度公差为帆」mm。

（5）1/10。3⑷：左球面对（|>I6mm轴线的轴向圆跳动公差为0.03mm。

【教师】展示“图7-3"的图片（详见教材），并播放"图7-3动画”的视频通过拓展和综合训

（详见教材），提出任务，安排学生分组完成相应任务练，培养学生的实操

如图所示，已知〉（髓：）、。（：黑）、（（工份）、（）（,）、

学以致用<160K760G7|>60h6|IOOH11能力，加强学生对本

（12min）（｝）l（X）d9（S）,在零件图中注出其公称尺寸、公差带代号及极限偏差，并填空。节课知识点的理解和1

记忆

【学生】聆听任务、分组讨论、完成标注、填空

【教师】巡堂辅导，及时解决学生遇到的问题

【教师】简要总结本节课的要点