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9 零件图
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9.5 零件图上的技术要求
     
 


　　 在零件图上，除了用视图表达出零件的结构形状和用尺寸标明零件的各组成部分的大小及位置关系外，通常还标注有相关的技术要求。

　　零件图上的技术要求一般有以下几个方面的内容：零件的极限与配合要求；零件的形状和位置公差；零件上各表面的粗糙度；对零件材料的要求和说明；零件的热处理、表面处理和表面修饰的说明；零件的特殊加工、检查、试验及其它必要的说明；零件上某些结构的统一要求，如圆角、倒角尺寸等。

　　 　　技术要求中，凡已有规定代、符号的，用代、符号直接标注在图上，无规定代、符号的，则可用文字或数字说明，书写在零件图的右下角标题栏的上方或左方适当空白处。

 

 

1、互换性的概念

　　在一批相同规格的零件或部件中，不经挑选和经修配或其他加工，就能顺利装配到机械上去，并能够达到预期的性能和使用要求。我们把这批零件或部件所具有的这种性质称为互换性。在日常生活和现代工业生产中，人们常和互换性打交道。例如，自行车上的螺钉或螺帽掉了，手表上的发条断了或电池坏了，我们只要到商店去买一个相同规格的螺钉、螺帽、发条或电池换上就行了。又例如，一辆自行车、一只手表、一辆汽车或一架飞机，都是由许多零部件组合而成的，而这些零部件又往往是由不同的车间、工厂甚至不同的国家生产，最后由一家工厂组装而成。这样做既经济又方便。这是什么原因呢？这是因为，这些合格的零部件都是按互换性原则进行设计和生产制造的，在其尺寸大小、规格及功能上彼此具有相互替换的性能。假如没有互换性，上述例子就不能实现，我们在生活和生产中就会遇到很大困难。

　　如果能将所有相同规格的零件的几何尺寸做成与理想的一样，没有丝毫差别，则这批零件肯定具有很好的互换性。但是在实际中由于加工和测量总是不可避免地存在着误差，完全理想的状况是不可能实现的。在生产中，人们通过大量的实践证明，把尺寸的加工误差控制在一定的范围内，仍然能使零件达到互换的目的。

2、极限与配合的基本术语及定义

　　（ 1 ） 零件的尺寸

　　① 基本尺寸通过它应用上、下偏差可算出极限尺寸的尺寸，如下图中的 35 。孔的基本尺寸用 L 表示，轴的基本尺寸 l 表示。
　　② 实际尺寸通过测量获得的某一孔、轴的尺寸。
　　③ 极限尺寸一个孔或轴允许的尺寸的两个极端。分为最大极限尺寸和最小极限尺寸。合格实际尺寸应位于其中，也可达到极限尺寸。
　　④ 最大极限尺寸孔或轴允许的最大尺寸，分别用 L max 、 l max 表示。如下图中，孔， L max =35.025 ；轴， l max =34.975 。
　　⑤ 最小极限尺寸孔或轴允许的最小尺寸，分别用 L min 、 l min 表示。如下图中，孔， L min =35 ；轴， l min =34.050 。

　　（2 ）偏差与公差

　　① 偏差某一尺寸（实际尺寸、极限尺寸等）减其基本尺寸所得的代数差。
　　 偏差可以为正、为负或为零。
　　② 极限偏差指上偏差和下偏差。最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为上偏差；最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差称为下偏差。
　　轴的上偏差用 es 表示，下偏差用 ei 表示。孔的上偏差用 ES 表示，下偏差用 EI 表示。如下图中：孔 ES=L max -L=35.025-35=+0.025 ； EI=L min -L=35-35=0
　　轴 es= l max - l =34.975-35=-0.025 ； ei= l min - l =34.950-35=-0.050
　　③ 尺寸公差（简称公差，用 T 表示） 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。是允许尺寸的变动量。 孔公差用 T h 表示，轴公差用T s 表示。
　　由于最大极限尺寸总是大于最小极限尺寸，上偏差总是大于下偏差，所以它们的代数差值总为正值，一般将正号省略，取其绝对值。即尺寸公差是一个没有符号的绝对值。
　　尺寸偏差和公差的关系，如下图所示。
　　如：孔 T h =35.025-35=0.025 或 T h =+0.025-0=0.025
　　轴 T s =34.975-34.950=0.025 或 T s =-0.025-(-0.050)=0.025

 


 
　　④标准公差(IT)标准公差是国家标准极限与配合制中所规定的任一公差，如表 9-3 所示。国家标准将标准公差分为 20 个公差等级，用标准公差等级代号 IT01 ， IT0 ， IT1 ，……， IT18 表示。“ IT ”为“国际公差”的符号，阿拉伯数字 01 ， 0 ， 1 ，……， 18 表示公差等级。如 IT8 的含意为 8 级标准公差。在同一尺寸段内，从 IT01 至 IT18 ，精度依次降低，而相应的标准公差值依次增大。其关系为：


 
表 　标准公差数值 （摘自GB/T 1800.3－1998）


 

　　（3 ）极限与配合图解（也称公差与配合图解）

　　在实际应用中为了简便表达相互结合的孔、轴的基本尺寸、极限尺寸、极限偏差与公差的相互关系问题简便，只按一定比例放大画出孔与轴的公差带部分，这种图示方法称为极限与配合图解。图中，由代表上偏差和下偏差或最大极限尺寸和最小极限尺寸的两条直线所限定的一个区域称为公差带，表示基本尺寸的一条直线称为零线。

　　（4 ）基本偏差

　　在极限与配合制中，确定公差带相对零线位置的极限偏差称为基本偏差。它可以是上偏差或下偏差，一般为靠近零线的那个偏差。下图中孔公差带的基本偏差为下偏差 0 ，轴公差带的基本偏差为上偏差 -0.025 。

　　

 

　　国家标准对孔和轴分别规定了 28 个基本偏差。并规定：大写字母表示孔的基本偏差，小写字母表示轴的基本偏差，如下图所示。
　　在基本偏差系列图中，仅给出了公差带的一端，而另一端则取决于公差等级和这个基本偏差的组合。


 

　　（ 5 ）零件的配合

　　① 配合 指基本尺寸相同的相互结合的孔和轴公差带之间的关系。根据相互结合的孔和轴公差带的相互位置关系，配合分为三类：间隙配合，过盈配合和过渡配合。
　　②间隙配合具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合称为间隙配合。此时，孔公差带在轴公差带之上，如下图。

　　


 
　　③过盈配合具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合。此时，孔的公差带在轴的公差带之下，如下图。


 
　　④过渡配合可能具有间隙或过盈的配合称为过渡配合。此时，孔的公差带与轴的公差带相互交叠。


 

　　（ 6 ）配合制

　　同一极限制的孔和轴组成配合的一种制度称为配合制。国家标准规定了两种配合制，即基孔制配合和基轴制配合。
　　①基孔制配合基本偏差为一定的孔的公差带，与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合（间隙、过渡或过盈）的一种制度。在基孔制配合中，选作基准的孔称为基准孔，基准孔的下偏差为零，上偏差为正值。基准孔的基本偏差代号为“ H ”。


 
　　②基轴制配合基本偏差为一定的轴的公差带，与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合（间隙、过渡或过盈）的一种制度。在基轴制配合中，选作基准的轴称为基准轴，基准轴的上偏差为零，下偏差为负值。基准轴的基本偏差代号为“ h ”。


 

3、优先与常用公差带及配合

　　　　　　（ 1 ）优先与常用的孔、轴公差带 在 GB/T1801 － 1999 中，国标对尺寸≤ 500mm 范围内，规定了优先、常用和一般用途的孔、轴公差带，如下图所示。图中圆圈内的为优先选用公差带，方框中的为常用公差带，其余为一般用途的公差带。对这些公差带 GB/T1800 — 1999 中都制定了孔、轴极限偏差表，使用时可直接查表。



优先、常用和一般用途的孔公差带


优先、常用和一般用途的轴公差带

 

　　（ 2 ）优先与常用配合
　　 国标还规定了优先与常用配合。基孔制的优先与常用配合见下表。 　

表　　基孔制优先、常用配合（摘自GB/1801－1999）
表　　基轴制优先、常用配合(摘自GB/1801-199)

4、极限与配合的标注

　　（ 1 ）零件图上的标注 零件图上，一些重要的尺寸，一般应标注出极限偏差或公差带代号。用公差带代号标注含意如下图所示。

　　



　　用于大批量生产的零件图，可只注公差带代号。公差带代号的注写形式如下图（ a ）所示；用于中小批量生产的零件图，一般可只注极限偏差，如下图（ b ）所示；如要求同时标注公差带代号及相应的极限偏差时，其极限偏差应加上圆括号，如下图（ c ）所示。



　　标注时应注意，上下偏差绝对值不同时，偏差数字用比基本尺寸数字小一号的字体书写，下偏差应与基本尺寸注在同一底线上，如下图（ a ）所示；若某一偏差为零时，数字“ 0 ”不能省略，必须标出，并与另一偏差的整数个位对齐，如下图（ b ）所示；若上下偏差绝对值相同符号相反时，则偏差数字只写一个，并与基本尺寸数字字号相同，如下图（ c ）所示。



(a)
　 (b)
(c)
　　（2）装配图上的标注 在装配图上，一般标注配合代号，也可标注极限偏差。在装配图上标注线性尺寸的配合代号时，配合代号必须注写在基本尺寸的右边，用分数形式注出，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号，如下图（ a ）所示。也允许按下图（ b ）或图（ c ）所示的形式标注。



　　在装配图中标注相配零件的极限偏差时，孔的基本尺寸和极限偏差注写在尺寸线的上方，轴的基本尺寸和极限偏差注写在尺寸线的下方，如下图（ a ）所示。也允许按下图（ b ）所示形式标注。



　　零件（孔或轴）与标准件、外购件配合时，只标注零件的公差带代号，如下图所示。



5、一般公差线性尺寸的未注公差

　　在零件图上只标注基本尺寸而不标注极限偏差的尺寸称为 未注公差尺寸 ，这类尺寸主要用于某些非配合尺寸。未注公差尺寸同样是有公差要求的，国标 GB/T1804 — 92 对这类尺寸的极限偏差作了较简明的规定，我们把这类公差称为一般公差。一般公差是普通工艺条件下的经济加工精度。 未注公差的线性尺寸的极限偏差数值如下表：

　　
表 　未注公差的线性尺寸的极限偏差数值表



　　未注公差的倒圆半径与倒角高度尺寸的极限偏差数值如下表：

表 　未注公差的倒圆半径与倒角高度尺寸的极限偏差数值表


　　未注公差尺寸在图形上不注明公差，目的是为了突出标注公差的重要尺寸，以保证图样的清晰，但在技术要求中应进行说明。例如：某零件上线性尺寸未注公差选用“中等级”时，应在零件图的技术要求中作如下说明：“线性尺寸的未注公差为 GB/T1804 — m ”。
 
 
 
 
 

1、基本概念

　　零件在加工后形成的各种误差是客观存在的，除了我们在极限与配合中讨论过的尺寸误差外，还存在着形状误差和位置误差。我们把零件上的实际几何要素的形状与理想几何要素的形状之间的误差称为形状误差，把零件上各几何要素之间实际相对位置与理想相对位置之间的误差称为位置误差。形状误差与位置误差简称形位误差。 形位误差的允许变动量称为形位公差。 国标 GB/T1182-1996 对形位公差作了经济合理的规定。
　　（ 1 ）形位公差特征项目及符号 国家标准规定，将形位公差分为形状公差和位置公差两大类和 14 个特征项目。各特征项目的名称及符号见下表。

 
表 　 特征项目



　　（ 2 ） 形位公差带的形状 公差带的形状由被测要素的几何特征和设计要求决定，也即由所选形位公差特征项目决定。常用的公差带形状的主要形式有 9 种。



2、形位公差的标注

国家标准规定，在图样中形位公差一般要用框格代号标注。形位公差框格中，不仅要表达形位公差的特征项目、基准代号和其它符号，还要正确给出公差带的大小、形状等内容。
　　（ 1 ）形位公差框格 如下图所示，形位公差框格由两格或多格组成，框格中的主要内容从左到右按以下次序填写：公差特征项目符号；公差值及有关附加符号；基准符号及有关附加符号。
　　框格的高度应是框格内所书写字体高度的两倍。框格的宽度应是：第一格等于框格的高度；第二格应与标注内容的长度相适应；第三格以后各格须与有关字母的宽度相适应。




　　（ 2 ）被测要素的标注 被测要素 是指图样上给出了形位公差要求的要素，它是被检测的对象。被测要素的箭头指引线将形位公差框格与被测要素相连，按以下方式标注：
　　①被测要素为轮廓要素的标注 轮廓要素 是指构成零件外形能直接为人们所感觉到的点、线、面等要素。当公差仅涉及到轮廓线或表面时，将指引线箭头置于被测要素的轮廓线或轮廓线的延长线上，但必须与尺寸线明显地错开，即不得与尺寸线重合，如下图所示。

　　



　　当指向实际表面时，箭头可置于带点的参考线上，该点指在实际表面上。如下图所示。



　　②被测要素为中心要素的标注 中心要素 是指由轮廓要素导出的一种要素，如球心、轴线、对称中心线、对称中心面等。当公差涉及轴线、中心平面时，则带箭头的指引线应与尺寸线的延长线重合，如下图（ a ）。这时指引线的箭头可以代替尺寸线箭头，如下图（ b ）、（ c ）所示。



　　当被测要素为圆锥面的轴线时，指引线箭头应与该锥面的任一直径尺寸线对齐，如下图（ a ）所示。在不致引起误解时，也可与锥体大径（或小径）的尺寸线对齐，如下图（ b ）所示。



　　当被测要素为中心孔的角度时，框格指引线应与角度尺寸线对齐，如下图所示。



　　（ 3 ）基准要素的标注 基准要素 是指用来确定被测要素方向或位置的要素。在图样上一般用基准符号标出。
　　 ① 基准代号 相对于被测要素的基准用基准代号表示。基准代号由基准符号（用约为 2d 粗线绘制，长度约等于圆圈直）、圆圈（用约为 1/10 字高的细实线绘制，直径为工程字高）、连线（与圆圈同线型）和代表基准的字母 ( 大写 ) 组成，如下图中所示。基准符号应靠近基准要素的可见轮廓线或轮廓线的延长线（相距约为 1mm ）。连线方向应是圆圈的径向。为不致引起误解，字母 E 、 I 、 J 、 M 、 O 、 P 、 L 、 R 、 F 不用作基准字母。

　　



　　② 轮廓要素作为基准时的标注 当所选基准为轮廓要素时，基准代号的连线不得与尺寸线对齐，应错开一定距离 。如下图所示。



　　当受视图的限制时，轮廓要素的基准代号也可按下图所示的方法标注。



　　③ 中心要素作为基准时的标注 当中心要素作为基准时，基准代号的连线应与相应基准要素的尺寸线对齐。如下图所示。



　　当由于地方受限，基准符号与尺寸线箭头重叠时，基准符号可以代替尺寸线箭头。如下图所示。



　　当两个或两个以上中心要素构成一个单一基准时，其标注方法应按下图所示的形式标注。



　　④ 任选基准的注法 某些零件常因结构的需要，两表面形状相似无法区别。因而它的形位公差要求就不易指定哪个面为基准，只好要求无论取哪一个表面为基准来检测另一表面时，都应满足形位公差要求，这种情况称为任选基准。任选基准的标注方法如下图所示。


 

　　（ 3 ）限制范围的标注方法 对同一被测要素的全部或要素内任一部分都有形位公差要求时，可用下图（ a ）的形式标注。下图（ b ）所示的含意为，在被测要素的全长上的直线度误差值不得大于 0.1 ；同时，在该要素上任一局部长度 200mm 上的直线度误差值不得大于 0.05mm 。图中分母代表被测长度，分子代表允许的最大误差值。


 
　　当仅仅是对部分被测要素而不是对整个要素有公差要求时，可用下图的形式标注。图中的点划线为粗点划线。


 

　　下图中所示为公差框格所控制的对象仅为整个表面上直径为φ d 的一个小圆面，其平面度误差值不得大于 0.1mm 。φ d 圆周用粗点划线绘制。


 

　　若仅要求要素的某一部分作为基准，则该部分应用粗点划线表示并加注尺寸、标注方法如下图所示。


 

　　（ 5 ） 其它规定注法
　　① 如果对几个不共面的表面，有同一数值的公差带要求时，其标注方法可按下图（ a ）或（ b ）的形式进行标注。 A 为被测表面代号，短横线用粗实线画出。


 

　　②　如果用同一公差带控制几个共面或共线的被测要素时，应在公差框格上方注明“共面”或“共线”字样。标注方法如下图（ a ）或（ b ）所示。 A 为被测表面代号，短横线用粗实线绘制。


 

　　③　若对同一要素有一个以上公差特征项目的要求时，可按下图（a）或（b）所示方法标注。


3、图样上形位公差标注的识读示例

　　例下图所注的形位公差的含义是：

　　① 100h6 外圆对孔 Ф 45P7 的轴线的径向圆跳动公差为 0.025mm ；
　　② Ф 100h6 外圆的圆度公差为 0.004mm ；
　　③ 零件上箭头所指两端面之间的平行度公差为 0.01mm. 。


 

　　例下图所注的形位公差的含义是：
　　①螺纹 M8 × 1 的轴线对 Ф 16f7 的轴线的同轴度公差为 Ф 0.1mm ；
　　② Ф 16f7 圆柱面的圆柱度公差为 0.005mm ；
　　③球面 SR750 对 Ф 16f7 的轴线的径向圆跳动公差为 0.03mm ；
　　④右端面对 Ф 16f7 的轴线的端面圆跳动公差为 0.01mm 。


 
 
 
 
 

1.表面粗糙度的基本概念 　
　　
　　经过加工后的机器零件，其表面状态是比较复杂的。若将其截面放大来看，零件的表面总是凹凸不平的，是由一些微小间距和微小峰谷组成的，如下图所示。
　　我们将这种 零件加工表面上具有的微小间距和微小峰谷组成的微观几何形状特征称为表面粗糙度 。这是由切削过程中刀具和零件表面的摩擦、切屑分裂时工件表面金属的塑性变形以及加工系统的高频振动或锻压、冲压、铸造等系统本身的粗糙度影响造成的。
　　零件表面粗糙度对零件的使用性能和使用寿命影响很大。因此，在保证零件的尺寸、形状和位置精度的同时，不能忽视表面粗糙度的影响，特别是转速高、密封性能要求好的部件要格外重视。

 


 

2.表面粗糙度的评定参数

　　国家标准（ GB/T1031-1995 ）规定了三项高度参数，即轮廓算术平均偏差 R a 、微观不平度十点高度 R z 和轮廓最大高度 R y 。这里只介绍最常用的轮廓算术平均偏差 R a 。
　　参数 R a 数值规定列于表 9-10 及表 9-11 ，应优先选用下表中的数值。


 

 

3.表面粗糙度在图样上的标注(GB/T 131-93)

　　零件的每一个表面都应该有粗糙度要求，并且应在图样上用代（符）号标注出来。
　　（ 1 ）表面粗糙度的符号和代号
　　①　表面粗糙度的符号
　　表面粗糙度的基本符号如下图所示。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　表面粗糙度符号本符号中 H 1 、 H 2 、 d ′的具体尺寸见下表所示。

 
　　表面粗糙度的全部符号都是在基本符号的基础上变化而得，见下表。



　　②　表面粗糙度的代号 在表面粗糙度符号中注写上粗糙度的高度参数及其它有关参数后便组成表面粗糙度代号，如下图所示。图中 a 1 、 a 2 为粗糙度高度参数代号及其数值； b 为加工要求、镀覆、涂覆、表面处理或其他说明。 c 为取样长度或波纹度，单位为毫米； d 为加工纹理方向符号； f 为粗糙度间距参数值或轮廓支承长度率。具体使用时根据需要标注。图中 d ′、 h 、 b 的尺寸见下表。


 

　　③　表面粗糙度代号中的标注规定
　　表面粗糙度高度参数轮廓算术平均偏差Ra值的标注形式及意义见表 9-14 。参数值的单位为微米，参数代号 R a 省略不注。
　　当允许在表面粗糙度参数的所有实测值中超过规定值的个数少于总数的 16% 时，应在图样上标注表面粗糙度参数的上限值或下限值，当要求在表面粗糙度参数的所有实测值中不得超过规定值时，应在图样上标注表面粗糙度参数的最大值和最小值，见下表中示例。

表　　表面粗糙度主要参数Ra的标注形式

 
　　需要表示镀（涂）覆或其它表面处理后的表面粗糙度值时，其标注方法见下图 (a) 所示。需要表示镀（涂）覆前的表面粗糙度值时，应另加说明，见下图 (b) 所示。若同时要求表示镀（涂）覆前及镀（涂）覆后的表面粗糙度值时，标注方法如下图 (c) 所示。

 

(a)
(b)
(c)

 

　　（ 2 ） 表面粗糙度代号、符号在图样上的标注 零件图上所标注的表面粗糙度代（符）号是指该表面完工后的要求。
　　①标注规则 　表面粗糙度符号、代号一般注在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的延长线上。符号的尖端必须从材料外指向表面，如下图所示。


 

　　表面粗糙度代号中数字及符号的方向必须按下图的规定标注。


 

　　带有横线的表面粗糙度符号应按下图的规定标注。


 

　　在同一图样上，每一表面一般只标注一次符号、代号，并尽可能靠近有关的尺寸线。当地位狭小或不便标注时，符号、代号可以引出标注，如下图所示。


 

　　②统一和简化标注 当零件所有表面具有相同的表面粗糙度要求时，其符号、代号可在图样的右上角统一标注，如下图所示。


 

　　当零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度要求时，对其中使用最多的一种符号、代号可以统一注在图样的右上角，并注“其余”两字，如下图所示。


 

　　为了简化标注方法，或者标注位置受到限制时，可以标注简化代号，如下图所示。


 

　　也可采用省略的注法，但应在标题栏附近说明这些简化符号、代号的意义，如下图（ a ）、（ b ）所示。

 


(a)
(b)

 

　　中心孔的工作表面、键槽工作面、倒角、圆角的表面粗糙度代号，可以简化标注，如下图所示。


 

　　③其它规定注法零件上连续表面及重复要素（孔、槽、齿……等）的表面如下图（ a ）、（ b ），其表面粗糙度符号、代号只标注一次。


 

　　用细实线连接不连续的同一表面如下图，其表面粗糙度符号、代号只标注一次。


 

　　同一表面上有不同的表面粗糙度要求时，须用细实线画出其分界线，并注出相应的表面粗糙度代号和尺寸，如下图所示。


 

　　齿轮、渐开线花键、螺纹等工作表面没有画出齿（牙）形时，其表面粗糙度代号可按下图所示的方式标注。

 
 
 
 

　　在机械制造业中，制造零件所用的材料一般有金属材料和非金属材料两类，金属材料用得最多。常用的金属材料和非金属材料及其性能参见附录表。
　　零件图中，应将所选用的零件材料的名称或代（牌）号填写在标题栏内。

 
 
 

 
 

　　表面处理是为改善零件表面性能的各种处理方式，如渗碳淬火、表面镀涂等。通过表面处理，以提高零件表面的硬度、耐磨性、抗蚀性、美观性等。热处理是改变整个零件材料的金相组织，以提高或改善材料机械性能的处理方法，如淬火、退火、 回火、正火、调质等。 常见的表面处理及热处理方法见附录表。
　　表面处理及热处理的要求可直接注在图上，如下图中（ a ）、（ b ）所示。

 



　　也可以用文字注写在技术要求的文字项目内，如下图所示。


 
 
 
  　　对于零件的特殊加工、检查、试验、结构要素的统一要求及其他说明应根据零件的需要注写。一般用文字注写在技术要求的文字项目内。