FA工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

1、FA工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（增補(bǔ)修訂版）By: Duyeslin目錄緒論0目的0設(shè)備結(jié)構(gòu)劃分0設(shè)備模塊劃分0設(shè)備元器件五圖紙0軟件第一章 基于工程實(shí)踐的工程制圖基礎(chǔ)第一節(jié)工程圖紙基本要求第二節(jié)制作工程圖紙清晰的視圖完整的尺寸合理的公差附1適當(dāng)?shù)牟牧细?正確的工藝要求完整的文檔管理內(nèi)容及工件信息圖紙中常用英文單詞尺寸鏈解算方法0 3關(guān)于公差的 補(bǔ)充說明 第二章 常用的自動(dòng)化元器件及選型基礎(chǔ)第一節(jié)氣動(dòng)系統(tǒng)元器件選型及應(yīng)用氣動(dòng)系統(tǒng)基本元器件 氣缸及其附件選型及應(yīng)用真空器件選型及其應(yīng)用第二節(jié) 油壓緩沖器選型計(jì)算 第三節(jié) 電力驅(qū)動(dòng)元器件及 相關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)配件選型及應(yīng)用伺服電機(jī)+減速機(jī)+滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的選型基

2、礎(chǔ) 步 進(jìn)電機(jī)+凸輪分割器圓盤分度機(jī)構(gòu)的選型基礎(chǔ)第四節(jié)常用傳感器介紹0 常用自動(dòng)化元器件英文單詞第三章 自動(dòng)化部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第一節(jié)零件的典型工藝性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第二節(jié) 常用的氣動(dòng)機(jī)構(gòu)模塊設(shè)計(jì) 氣缸配直線軸承 氣缸配直線導(dǎo)軌氣缸在快速夾具中的應(yīng)用氣缸在步進(jìn)送料系統(tǒng)中的應(yīng)用氣缸驅(qū)動(dòng)齒輪齒條將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 第三節(jié) 常用的電動(dòng)機(jī)構(gòu)模塊設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠+直線導(dǎo)軌的直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)同步帶+直線導(dǎo)軌的直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪齒條的直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)倍速鏈基礎(chǔ)知識第四節(jié)產(chǎn)品工裝夾具設(shè)計(jì)圓柱形產(chǎn)品的定位異形產(chǎn)品的定位夾緊設(shè)計(jì)第四章 設(shè)備整體設(shè)計(jì)思路及方法第一節(jié) 設(shè)備設(shè)計(jì)的一般過程 第二節(jié)

3、設(shè)備設(shè)計(jì)的思考方法和決策過程設(shè)備的功能模塊劃分和布局基礎(chǔ)設(shè)備模塊設(shè)計(jì)思路和方法設(shè)備方案失效模式分析方法附：設(shè)備設(shè)計(jì)術(shù)語英文單詞第五章 項(xiàng)目管理基礎(chǔ) 第一節(jié) 項(xiàng)目管理的基本內(nèi)容第二節(jié)項(xiàng)目管理方法和過程項(xiàng)目工作分解項(xiàng)目時(shí)間管理目的隨著科學(xué)技 術(shù)的發(fā)展以及人們對于產(chǎn)品品質(zhì)的更高追求，越來越多的企 業(yè)和 工廠都期望使用大量的自動(dòng)化設(shè)備和裝置來取代工人繁冗無味的重復(fù)勞動(dòng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的全部或者部分制造 過程的自動(dòng)化以消除因?yàn)槿藶橐蛩貙?dǎo)致的產(chǎn)品質(zhì)量的 不 穩(wěn)定性，這就是我們通常所說的“工廠自動(dòng)化” （Factory Automation,簡稱： FA）。本文以及后續(xù)系列篇幅介紹的就是為了實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化而做的工

4、業(yè)自動(dòng)化 設(shè)備的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識。本系列文章主要面 對的對象是：有志于投身機(jī)械 設(shè)計(jì)行 業(yè) 的，具有基本機(jī) 電知識的大學(xué)生、應(yīng)屆畢業(yè)生以及畢業(yè)3年以內(nèi)的初 級設(shè) 計(jì)師（助 理設(shè)計(jì)師）。所以本系列文章的主要宗旨是：讓在校大學(xué)生明白學(xué) 習(xí)的方向，讓 應(yīng)屆畢業(yè)生能迅速地把學(xué)校學(xué)到的理 論知識正確地應(yīng)用到設(shè)計(jì)實(shí)踐 中來，讓助理 設(shè)計(jì)師發(fā)現(xiàn)自己的不足之 處。本系列文章不會解 釋設(shè)計(jì)方法學(xué)的 問題，凡涉及到 設(shè)計(jì)方法學(xué)的問題，煩請諸位自己查閱相關(guān)資料。比如：自頂 向下設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè) 計(jì)等。所以，在接下來的 講解中，本人會盡量使用 簡潔、系 列的方式，通俗的 語 言列舉我們所要表達(dá)的內(nèi)容，盡量做到不 羅嗦、不重復(fù)

5、， 盡量減小諸位的閱讀強(qiáng) 度、節(jié)約大家的時(shí)間。所以，我們的口號是“理論聯(lián)系 實(shí)際”。好了，以下咱們 開始進(jìn)入工廠自動(dòng)化設(shè)備的天地中。注意：本文中所 說的自動(dòng)化設(shè)備主要是大量使用了現(xiàn)代自動(dòng)化元器件以及自 動(dòng)化控制系統(tǒng)的各類設(shè)備，與傳統(tǒng)的純機(jī)械機(jī)構(gòu)組成的設(shè)備有一定的區(qū)別。但 是，也不可盲目的崇拜自 動(dòng)化元器件和現(xiàn)代控制技術(shù)的能力，傳統(tǒng)的機(jī)械機(jī)構(gòu) 仍然是 機(jī)械的主要組成部分；與現(xiàn)代自動(dòng)化器件組成的結(jié)構(gòu)模塊相比較，傳統(tǒng) 的機(jī)械機(jī) 構(gòu)具有非常明顯的簡潔、高效的優(yōu)點(diǎn)；所以，在 設(shè)備設(shè)計(jì)過程中，只 有合理地運(yùn) 用機(jī)構(gòu)和自動(dòng)化元器件、現(xiàn)代控制技術(shù)才有可能設(shè)計(jì)出完美的自動(dòng) 化設(shè)備。由于 機(jī)械機(jī)構(gòu)學(xué)在 18世紀(jì)已

6、經(jīng)發(fā)展成熟，而且在大學(xué)的機(jī)械原 理課程中有清晰 的闡述，所以，本文會盡量少的提到機(jī)械原理，涉及到的機(jī) 械原理相關(guān)知 識請各 位自己去翻資料。但是，請各位一定要記?。簷C(jī)械原理是 一切設(shè)備設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)！切勿忽視！但凡由本人面試的工程師，如果機(jī)械原 理知識不扎實(shí)，一概不予 錄用。聲明：本系列篇章中 講述的都是一般工程 應(yīng)用知識，如有特殊應(yīng)用場合， 則 請參閱相關(guān)專著并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場合進(jìn)行分析、計(jì)算和設(shè)計(jì)。傾向于理論研 究者 則完全不必在此耗費(fèi)時(shí)間和心血。以下介紹依據(jù)設(shè)備設(shè)計(jì)過程進(jìn)行二設(shè)備結(jié)構(gòu)劃分在工廠自動(dòng)化的設(shè)備中，主要有三大 類：物流類、制造類、檢測類。物流類 設(shè)備或者裝置主要是 為了解決產(chǎn)品原

7、材料、半成品、成品在工廠內(nèi)部各工序之 間 的 輸送、包裝等問題。比如：各種 輸送線、轉(zhuǎn)送小車等。制造類設(shè)備主要是為了實(shí)現(xiàn) 產(chǎn)品原材料到成品或半成品之 間各個(gè)工序的加工、制造、裝配 過程。比如： 各類專 用機(jī)床等。檢測類設(shè)備主要是為了控制產(chǎn)品質(zhì)量而進(jìn)行設(shè)計(jì)制造的離線或 在線品質(zhì) 監(jiān)控裝置。比如：各 類尺寸、外觀以及內(nèi)部質(zhì)量檢測設(shè)備或裝置等。為了便于講解，我們把自動(dòng)化設(shè)備劃分為的五大部分：上料、操作、卸料、 控制系統(tǒng)、人機(jī)界面。上料 上料部分實(shí)際上包括三大功能模 塊：上料模塊、排列模塊和分料模塊 （或者合流模塊）。在工廠生產(chǎn)實(shí)際中，各種各樣的原料加載衍生了各種類型的 上料機(jī)構(gòu)或上料裝置。我 們在工

8、程實(shí)際中常用的上料方式主要有：振 動(dòng)盤上料、 漏斗型料倉上料、料盤上料以及彈匣式料倉上料。在上料過程中，根據(jù)產(chǎn)品的外 形規(guī)格還需要對產(chǎn)品進(jìn)行整列，這就是排列模塊的工作。而從上料模 塊到排列模 塊出來的產(chǎn)品都是一個(gè)挨一個(gè)的，這就需要有分料模 塊來將即將取走的工件從整 列隊(duì)列中分離出來，這是分料模塊的活。若果是裝配 類設(shè)備，還需要有多種材料 上料，那么，我 們需要將各種原材料按照裝配 順序進(jìn)給，所以，我們也需要有合 理的合流裝置。操作 我們把任何設(shè)備對產(chǎn)品進(jìn)行的任何加工、裝配、檢測等工作都稱為操 作。卸料 卸料就是將本 設(shè)備加工制造完成的 產(chǎn)品按照要求從 設(shè)備中取出放到 指定位置。控制系統(tǒng) 控制系

9、統(tǒng)包含硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)指的是：由處理器 （PLC、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、單片機(jī)等中央處理單元器件）、繼電器、傳感器以及 各類管線等組成的各種電路。軟件系統(tǒng)指的是：為了讓設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)而設(shè)計(jì)的 軟件。人機(jī)界面 為了讓設(shè)備能夠且易于操作而 設(shè)計(jì)的裝置：按鈕、觸摸屏、顯示 器等。三設(shè)備模塊劃分通過以上的劃分，我 們對設(shè)備已經(jīng)有了一個(gè)大致的印象。接下來，我 們應(yīng) 該 去探索一下設(shè)備的內(nèi)部了。任何自動(dòng)化設(shè)備都是由各種各 樣的機(jī)構(gòu)組成，所以，我 們現(xiàn)在來說說在工廠 自動(dòng)化過程中，我們需要常常用到的機(jī)構(gòu)以及 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì) 理 論以及實(shí)踐中都前所未有的 強(qiáng)調(diào)模塊化設(shè)計(jì)，不論是機(jī)械設(shè)計(jì)還是

10、控制設(shè)計(jì)。這也 是由現(xiàn)代工廠產(chǎn)品生產(chǎn)和自動(dòng)化產(chǎn)品的發(fā)展所決定的。模 塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在 于：提 高設(shè)計(jì)效率（易于實(shí)現(xiàn)并行設(shè)計(jì)）、柔性好、便于生 產(chǎn)（易于實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)）、降低成本、便于 調(diào)試、維護(hù)等方面。通常的機(jī)械功能模 塊都有兩大部分：驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在工廠自動(dòng)化設(shè)備中，我們常用的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要有：電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（異步 電 機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 等）、液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。常用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要有：齒輪機(jī)構(gòu)（包括蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)）、 連桿機(jī)構(gòu)（包括曲柄滑 塊機(jī)構(gòu)）、凸輪機(jī)構(gòu)、帶傳動(dòng)系統(tǒng)（包括：平皮帶傳動(dòng)、 V帶傳動(dòng)、同步帶傳動(dòng)）、鏈傳動(dòng)系統(tǒng)

11、（包括滾子鏈、倍速鏈等）、絲杠導(dǎo)軌系 統(tǒng)等。另外，根據(jù)設(shè)備需要和運(yùn)動(dòng)方式的不同，有一個(gè)非常重要的概念需要 強(qiáng)調(diào)： 間歇機(jī)構(gòu)。間歇機(jī)構(gòu)指的是 為實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)而設(shè)計(jì)制作的機(jī)構(gòu)。比如：分度 盤 （實(shí) 際上是凸輪機(jī)構(gòu)的一種）、槽輪機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)以及由軟硬件結(jié)合而形成的 步進(jìn) 間歇系統(tǒng)、伺服間歇系統(tǒng)等。0 設(shè)備元器件我們把設(shè)備中采購進(jìn)來的可以直接裝配的部件稱 為標(biāo)準(zhǔn)件，采購原材料需 要 自己工廠進(jìn)行加工的部件稱 為加工件。以下我們根據(jù)部件不同的性 質(zhì)，將標(biāo)準(zhǔn)件分為電動(dòng)配件、氣動(dòng)配件、液壓 配 件、機(jī)械配件、控制配件五大部分 進(jìn)行列舉：電動(dòng)配件 電動(dòng)配件包含各種電機(jī)及其附件。三相異步 電機(jī)、單相電機(jī)、直

12、流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、直線電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器等。氣動(dòng)配件 氣動(dòng)配件包含各種氣缸及其附件。直 線氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸、氣爪、 氣囊、多行程氣缸、真空吸 盤、氣動(dòng)接頭、換向閥、節(jié)流閥、磁性開關(guān)、浮 動(dòng)接 頭、過濾器、油霧器、減壓閥、氣壓表、負(fù)壓表、單向閥、比例閥等。液壓配件 液壓配件包含各種液 壓缸及其附件。液 壓缸、換向閥、節(jié)流閥、 浮動(dòng)接頭、過濾器、減壓閥、壓力表、單向閥、比例閥、溢流閥、伺服閥等。機(jī)械配件 機(jī)械配件主要包含各種 執(zhí)行元器件。聯(lián)軸器、減速機(jī)、緩沖器、 穩(wěn)速器、滾動(dòng)軸承、直線軸承、滾珠絲杠、直線導(dǎo)軌、皮帶及帶輪、鏈及鏈輪、 齒輪齒條等?？刂婆浼刂婆浼刂葡到y(tǒng)各種硬

13、件。PLC、工業(yè)計(jì)算機(jī)、單片機(jī)、 板卡、繼電器、接觸器、濾波器、開關(guān)電源、傳感器、各種管線等。另外，有一款元器件比 較特殊，現(xiàn)也列舉一下：氣液增 壓缸。氣液增壓缸是 以氣動(dòng)系統(tǒng)控制液壓系統(tǒng)來獲得較大驅(qū)動(dòng)力的辦法，類似于以弱電系統(tǒng)控制強(qiáng)電 系統(tǒng)。其在工廠自動(dòng)化設(shè)備中的應(yīng)用也是比較廣泛的，諸如：在一些沖壓設(shè)備和 裝配設(shè)備中都有應(yīng)用?，F(xiàn)在各網(wǎng)站論壇上也都有很多介 紹，其應(yīng)用選型非常簡 單。諸位可以查找相關(guān)資料了解一下。0 圖紙圖紙是設(shè)計(jì)與加工、裝配 進(jìn)行溝通的語言，其重要性不言而 喻。圖紙包括 機(jī) 械圖紙和電氣圖紙。機(jī)械圖紙還包含裝配圖和零件圖，電氣圖紙包括電氣原 理圖和接線圖。0 軟件目前，自動(dòng)化

14、設(shè)備領(lǐng)域常用的 設(shè)計(jì)軟件有：CAXA、Auto CAD、Solidworks > Pro/Engineer、Unigraphics、CATIA、Solid Edge、Protel、VB、VC、Lab View 等。 機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)的軟件使用原理大抵相似，所以，諸位只需選擇其中一種熟悉其 操作即可。軟件只是一門工具，其使用也是熟能生巧的事，只要在 實(shí)際工作中使 用一 段時(shí)間自然就熟練了，諸位大可不必去花大量精力去研究，以免舍本逐末。以上內(nèi)容是對于工廠自動(dòng)化設(shè)備及其系統(tǒng)、模塊、器件等進(jìn)行了列舉，目 的 在于讓諸位對設(shè)備及設(shè)備的內(nèi)容有一個(gè)初步了解，明確自己需要掌握的相關(guān) 知 識。只有具備了對這

15、一系列知識的深刻理解和元器件的了解才有可能真正踏 入工 業(yè)自動(dòng)化設(shè)備設(shè)計(jì)的大門。設(shè)備設(shè)計(jì) 制造是一個(gè) 綜合-分析-綜合的過程：整體布局 設(shè)計(jì)一模塊設(shè)計(jì)一 部件設(shè)計(jì)-加工-裝配。所以，以上介 紹是自整體到部件的 順序?；谌说膶W(xué) 習(xí) 過 程是從局部到整體的 順序，后續(xù)的篇幅順序則是：圖紙一部件一整機(jī)。所以， 本文 的閱讀順序是：如果從學(xué)習(xí)的角度，需要從 頭到尾按篇幅介 紹順序閱讀；如 果從設(shè) 計(jì)實(shí)踐的角度，則應(yīng)該從最后一章看起，以篇幅相反的 順序閱讀。需要提醒諸位的是：請重視基礎(chǔ)原理。機(jī)械 設(shè)計(jì)是非常龐大的系統(tǒng)知識的綜 合 運(yùn)用，所以，請諸位努力掌握好材料學(xué)、理 論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī) 電傳動(dòng)系統(tǒng)

16、、液 壓氣壓傳動(dòng)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、公差配合、機(jī)械制造工 藝基礎(chǔ)、人機(jī)工程 學(xué)等 相關(guān)學(xué)科知識。人的精力是有限的，知 識是無限的。所以，需要把有限的精 力放在 鉆研最重要的知識中去。所以，以下章 節(jié)中所提到的大部分的元器件 諸位 不必都去 研究它的工作原理，明白其功能、使用方法、掌握正確 選型即可。需要 了解工作原 理的地方，文中自會 闡釋清楚。需要告 誡諸位的是：在工程 實(shí)踐中任 何原理原則不 是萬能的，切不可生搬硬套，搞教條主 義，必須要具體問題具體分析，靈活運(yùn)用基本原理解決 實(shí)際問題始終是工程師的工作準(zhǔn)則。本系列篇章力求盡量的使用國家 標(biāo)準(zhǔn)給諸位介紹相關(guān)知識。但是，在工廠 管 理和生產(chǎn)

17、實(shí)踐中會有一些不盡相符的地方，所以，在制 圖的章節(jié)中會使用到 一些 企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，請諸位諒解。本系列篇章中所引用的相關(guān)學(xué)科基 礎(chǔ)理論和基礎(chǔ) 知識都 直接使用而不注明出 處，敬請諒解！注意：除特殊說明外，本系列篇幅中所使用的 長度單位為：毫米（mm；質(zhì) 量單位為：千克（kg）；力單位為：牛（N）；重力加速度為：10m/s2；其他單位 為國際單位制單位。再次重中：本文所有的敘述都是從工程 實(shí)踐的角度出發(fā)，闡述基礎(chǔ)的、普 遍 的工程應(yīng)用知識和經(jīng)驗(yàn)，面向的對象是初級設(shè)計(jì)師。作為參考資料，本人的 根本 想法是希望能夠借助這些文字闡述出來一種工廠自動(dòng)化設(shè)備設(shè)計(jì)的思路和 思考 方法；讓初級設(shè)計(jì)師能夠通過這些描述

18、的東西找到一些將書本知識應(yīng)用到 工程實(shí) 踐中的辦法，而不至于因?yàn)槿狈?jīng)驗(yàn)而茫然不知所措。因 為，一個(gè)設(shè)計(jì) 師的成長和他的作品成熟最重要的是要靠正確的 設(shè)計(jì)方法和思維方式，而不是 靠書本上的 資料來決定。當(dāng)然，書本帶給我們的前人的經(jīng)驗(yàn)積累也是非常重 要，關(guān)鍵的問題 是要善于吸取這些經(jīng)驗(yàn)，然后形成自己的 設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)體系和思維 方式，這才是最重 要的。這也是本人的初衷，所以，希望接下來的 這些文字和 圖片能夠?qū)σ恍┤擞?用，本人也就不勝欣慰了。當(dāng)然,由于本人知 識水平以及經(jīng)驗(yàn)閱歷的限制，在接下來的各章 節(jié)中出現(xiàn) 的 各種疏漏之處，熱忱地歡迎各位批評、指正。杜林2013年3月于中國深圳第一章 基于工程

19、實(shí)踐的工程制 圖首先，請諸位注意：本文 講解的是制作一份信息完整、適合制造加工的工 程 圖紙思維過程，而非機(jī)械制圖的基礎(chǔ)教程。目的在于 糾正一些初級設(shè)計(jì)師常 見的 制圖錯(cuò)誤。所以，制圖的基本知識：畫法幾何學(xué)、機(jī)械 圖學(xué)以及各種特征 的簡化 表示法等基礎(chǔ)知識請查閱相關(guān)資料，本文概不贅述。本文中所使用的圖 框格式和 標(biāo)題欄為工廠應(yīng)用之一種，非國 標(biāo)格式。工程圖紙就是設(shè)計(jì)師、工程師、制造加工人員和裝配人員進(jìn)行溝通的語言, 它包括：裝配圖和零件圖以及相關(guān)輔助的工藝說明或者設(shè)計(jì)要求文檔。裝配圖紙反應(yīng)的是本裝配圖內(nèi)的組件的性狀、裝配工 藝要求和使用信息； 零 件圖紙反應(yīng)的是你的零件的所有信息和部分 設(shè)計(jì)信

20、息，其中包括：零件材 料、形 狀、精度、表面質(zhì)量、防腐蝕狀況、硬度、制造工 藝以及使用工況等。 根據(jù)優(yōu)秀 的圖紙制作出來的零件才能保 證設(shè)計(jì)需求和裝配調(diào)試過程的順利進(jìn) 行。所以，一 份標(biāo)準(zhǔn)合格的圖紙對于設(shè)計(jì)師和設(shè)備來說都是至關(guān)重要的：對于 設(shè)計(jì)師來說，它 是反應(yīng)設(shè)計(jì)師水準(zhǔn)和素質(zhì)的一張名片；對于設(shè)備來說，它將關(guān) 系到設(shè)備是否能順 利運(yùn)行，是否能 讓客戶和操作者滿意的根本。制作工程圖是機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的最后一個(gè) 過程，所以，任何工程 圖都離不開 裝 配要求。任何離開裝配而做的所 謂工程圖都是沒有意義的，所以制作任何零 部件 圖紙都需要著眼于設(shè)備或者模塊的整體設(shè)計(jì)和裝配需求。第一節(jié) 工程圖紙基本要求在介

21、紹以下內(nèi)容之前，先 說說對圖紙的基本要求：首先，要求圖紙視圖相對于圖紙幅面大小比例合理，采取合理的 視圖布局、 合理的視圖比例、合理的主視圖方向、合理的投影視圖和輔助視圖布置。其次，要求尺寸標(biāo)注清晰、有條理，尺寸 線不得直接交叉猶如蜘蛛網(wǎng)。再次，要求技術(shù)要求表達(dá)清楚，不得使用模棱兩可的 語句和文字。最后，要求所有標(biāo)題欄項(xiàng)目填寫完整，特別是工件的重要信息，如：數(shù)量、 版本、熱處理、表面處理、材料等。一份合格的、標(biāo)準(zhǔn)的、清晰的圖紙應(yīng)該能讓加工制造人員在不咨詢的情況下能完全領(lǐng)會作圖者的想法和設(shè)計(jì)者的思路。如果加工制作人 員在加工過程中老 是 需要向繪圖員或者設(shè)計(jì)師咨詢相關(guān)信息，那就表明 這份圖紙存在

22、著非常嚴(yán)重 的問 題。所以，對于工程圖紙最基本的總體要求就是要能夠非常清晰、明白無 誤地傳達(dá)出圖紙中零部件的所有信息。第二節(jié)制作工程圖紙一份標(biāo)準(zhǔn)的工程圖紙應(yīng)該能夠清楚明晰的表達(dá)出下列內(nèi)容：清晰的 視圖、完 整的尺寸、合理的公差、適當(dāng)?shù)牟牧?、正確的工 藝要求和完整的文檔管理內(nèi)容。清晰的視圖1:用盡量少的視圖表示出工件的所有特征，不要出 現(xiàn)冗余視圖。2:主視圖包含最多的工件特征信息，凸 顯“主”字。3:盡量少用虛線，多用剖視圖表達(dá)特征，把零件所有的特征都表達(dá)清楚。4:形狀、結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜的工件要配有軸測圖，方便加工人員理解圖紙。5:可以選擇使用適當(dāng)?shù)奈淖?說明配合工程技術(shù)人員理解圖紙。圖 1.2-2

23、圖 1.2-3A隼舞翌JtL*fsrr *iUxZU口11 1UDri foHT廿 K即*15*蚌：JL3 .1：春地卻 Jhk ./ ig： JI* iki：才度合: =*.)r r->,堂ttlUTD« t)* *圖 1.2-4如上面圖片所示，圖1.2-1的工件的視圖擺放如圖1.2-2就非常清晰了，沒 有冗余視圖，使用了剖面 圖，視圖清楚。圖1.2-3的主視圖是冗余視圖，圖 1.2-4的視圖使用了虛線，沒有使用剖面圖而導(dǎo)致視圖不清楚。所以，我 們理應(yīng) 選擇圖1.2-2的處理方法。完整的尺寸1:不能漏標(biāo)尺寸，漏標(biāo)尺寸則加工人員無法按照圖紙加工零件。2:不能多標(biāo)尺寸，多標(biāo)尺寸同

24、樣讓加工人員無法加工出需要的零件3:尺寸基準(zhǔn)選擇符合設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。4:關(guān)聯(lián)尺寸標(biāo)注正確。5:尺寸鏈合理。如以下示例:圖 1.2-5圖 1.2-6圖 1.2-7圖 1.2-8出工此事A 41 A*掌*，wt nnrJWnnriHnnni由力«SA)解原社嚼&i*8），削心. 桑*1；勢1曲；/配 V 常：/W主if;run "T葩13：41bt WL HQ圖 1.2-9圖 1.2-10圖 1.2-11如上面圖片所示，圖1.2-8中的標(biāo)注尺寸完整、尺寸基準(zhǔn)正確、尺寸 鏈合理、關(guān)聯(lián)特征尺寸合理。圖1.2-9中的尺寸鏈不合理；圖1.2-10中的槽特征基準(zhǔn) 選擇 錯(cuò)誤；圖1.2-

25、11中孔的關(guān)聯(lián)尺寸不合理。所以，我 們只有選擇圖1.2-8 中的標(biāo)注 方法才能得到我們想要的工件。注意：所有的零件 圖的標(biāo)注和工藝要求都離不開裝配 圖！如上面的例子， 如 果離開圖1.2-5，單獨(dú)看以上的幾 張零件圖，就無所謂對錯(cuò)了，因?yàn)榘凑掌渲?任意一張圖紙都可以加工出來一件類似的工件。在這里，我們重點(diǎn)解釋一下圖1.2-11中的錯(cuò)誤問題，因?yàn)檫@個(gè)問題是較少在 教材中提到的。諸位通過比較可以發(fā)現(xiàn)圖1.2-11中的標(biāo)注與圖1.2-8中的孔距標(biāo) 注不一樣，這里的孔距就是我 們所謂的“關(guān)聯(lián)尺寸”（或者“相關(guān)尺寸”）。在實(shí) 際工程應(yīng)用中，我 們把零件的同一 組特征或者有參照關(guān)系的特征的尺寸稱為“關(guān)聯(lián)尺

26、寸”，它們之間必須有定位尺寸直接關(guān)聯(lián)。諸位再看圖1.2-5中，4個(gè)9的 通孔是為了與圖1.2-6中的零件 進(jìn)行螺紋連接用的，所以它 們之間的距離必 須直 接通過縱橫兩個(gè)尺寸 進(jìn)行標(biāo)注。這實(shí)際上也是尺寸 鏈的問題和檢驗(yàn)的問題。我們 看加工這個(gè)工件的工序：首先，是下料，即將一塊鋼板外形加工到 90X60X20 ;然后，銃槽40X20;最后，加工四個(gè)9通孔。下面，我們看圖1.2-8中外形尺 寸與孔的定位尺寸中的封 閉環(huán)是：孔與邊的距離；而在 圖1.2-11中這個(gè)封閉環(huán)被 更換成了孔與孔之 間的距離。而在 實(shí)際的工件加工完成后，質(zhì)檢部門檢測的是圖紙標(biāo)注的尺寸，而封 閉環(huán)是不進(jìn)行檢驗(yàn)的。所以，這樣導(dǎo)致的

27、最終結(jié)果就是根據(jù) 圖1.2-11加工出來的工件孔距最 終的偏差與圖1.2-6中工件的孔距偏差之差 值可 能大于孔9與螺栓M8的外徑偏差（其具體公差尺寸，請大家根據(jù)未注線性尺寸公差及圖紙標(biāo)題欄中規(guī)定之公差等 級進(jìn)行核對），而使兩工件不能 順利連接。這 也是我們的工藝不允許象圖1.2-11中這樣標(biāo)注關(guān)聯(lián)尺寸的根本原因所在。而以 上 錯(cuò)誤則是應(yīng)屆畢業(yè)生和初級設(shè)計(jì)師（助理設(shè)計(jì)師）由于缺乏工程 實(shí)踐而經(jīng)常出 現(xiàn) 的，請諸位務(wù)必謹(jǐn)記！這也是我們一直強(qiáng)調(diào)的“著眼于裝配 圖做零件圖”的 原 因，因?yàn)殡x開裝配圖去做零件圖的話，就不存在關(guān) 聯(lián)尺寸這個(gè)概念了。顯然，工程圖中的尺寸（包括公差）是由四個(gè)方面的因素決定的

28、：零部件 功 能因素、加工技 術(shù)因素、檢驗(yàn)檢測因素、裝配條件和技 術(shù)因素。任何一個(gè)尺 寸都 與這四個(gè)因素密切相關(guān)，切切不可大意！在本環(huán)節(jié)中，提到的一個(gè)重要概念：尺寸 鏈，請諸位務(wù)必理解透徹其本身 意 義以及由它所引申出來的一系列概念的意 義。因?yàn)槌叽珂湵旧黻P(guān)系到在設(shè)備 中各相關(guān)零件的公差分配（即精度要求）、裝配方法（互換性）以及加工工藝。尺寸 鏈包含：封閉環(huán)、增環(huán)、減環(huán)等內(nèi)容。其基 礎(chǔ)理論請諸位查閱機(jī)械 制造工藝基 礎(chǔ)相關(guān)章節(jié)內(nèi)容。在本章末尾部分，給出了兩個(gè)解算尺寸 鏈的范 例，供諸位參考閱讀。合理的公差所謂合理的公差，即在需要公差的地方我 們都要有公差 約束以保證加工的準(zhǔn) 確 性；不需要公差

29、的地方我 們不得隨意標(biāo)注公差以降低加工 難度、節(jié)約加工成本； 標(biāo) 注公差時(shí)要根據(jù)工程實(shí)際需要進(jìn)行尺寸鏈計(jì)算來確定各工件 間的公差合理分 配。很 多人認(rèn)為工件加工精度越高，設(shè)備的精度就越高，實(shí)際上不是這回事。設(shè)備的整體精度除與工件精度有關(guān)以外，還與裝配技術(shù)有關(guān)、與生產(chǎn)批量有關(guān)，希 望諸位明白這一點(diǎn)。比如我們通常見到的普通車床、銃床等的主軸零部件公 差等 級也都是在普通范圍內(nèi)，而并非想當(dāng)然的高精度，具高精度保持與其 進(jìn)行 批量生 產(chǎn)和成熟的裝配技 術(shù)有很大關(guān)系。在這里我們所說的公差，包含：尺寸公差、形狀公差、位置公差。其基本概 念和基礎(chǔ)理論請參閱公差合理 選用與正確 標(biāo)注、機(jī)械精度 設(shè)計(jì)與檢測基

30、礎(chǔ)。在這里我們要強(qiáng)調(diào)的是：裝配。裝配即 組裝與配合。在大多數(shù) 應(yīng)屆生或者 助理設(shè) 計(jì)師的印象中配合即是 軸與孔（狹義的軸孔概念）的配合，原因在于機(jī) 械設(shè)計(jì)制 造中這類配合是最多的。另外，學(xué)校的教材所 講的也是這類配合（廣 義的軸孔概 念）。所以，本人不再在 這方面絮絮叨叨的說太多。只是再解 釋兩個(gè) 概念：基軸 制、基孔制。基 軸制即在設(shè)計(jì)過程中以軸為基準(zhǔn)的配合方式，比 如：軸承外圈和 軸承座內(nèi)孔的配合?；字萍丛?設(shè)計(jì)過程中以孔為基準(zhǔn)的配合 方式，比如：軸承內(nèi)圈和軸的配合。另外，再強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)：基于加工工 藝的原因（加工 軸時(shí)，刀具在工件外表面 進(jìn) 行操作；加工孔 時(shí)，刀具在工件內(nèi)表面 進(jìn)行操作）

31、，通常狀況下在 軸與孔的 配合 中，軸的公差選擇比孔的公差高一級。比如：在軸承與軸的過渡配合中， 軸承內(nèi) 圈公差等級為H7,則軸的精度等級選擇k6o需要公差的地方： 在工程實(shí)踐應(yīng)用中有很大一部分是除 軸與孔之外的配合 方式。所以，我們說凡是有配合的地方都需要公差。另外，在大批量的生 產(chǎn)中，我們?yōu)榱吮３止ぜ?的一致性，也需要一定的公差 約束。為了幫助大家理解配合的概念，我 們在回 到上 面的裝配圖1.2-5中去，請諸位看清楚，上 圖中的兩個(gè)40X20的槽和凸 臺的裝配 即是配合之一種。那么，由此，我 們可以清楚得得出結(jié)論，這個(gè)地方 是需要公差 約束的。所以，請看以下的工程圖：圖1.2-12 (注

32、意：止匕圖中的公差40 (+0.15/+0.05)和 20 (-0.05/-0.15)圖 1.2-13(注意:止匕圖中的公差40 (0/-0.1)和20 (+0.1/0)請諸位注意比較圖1.2-12和圖1.2-13中的公差。另外，在工程 實(shí)際應(yīng)用 中，象這樣的精度要求不高的配合的地方也可以在圖紙上注明“與XXXX工件上的XXX尺寸配做，間隙配合/過渡配合/過盈配合”。而如果是高精度的機(jī) 構(gòu)或者組 件中的工件則需要根據(jù)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)和裝配互換方式、加工工 藝進(jìn)行尺 寸鏈解算和 公差分配。順便說一下，在加工制造 過程中有一種 現(xiàn)象值得引起注意：通常加工人 員 加 工出來的軸的尺寸較容易向公差范圍內(nèi)偏大

33、的方向移 動(dòng)；孔的尺寸則相反， 容易 向公差范圍內(nèi)偏小的方向移 動(dòng)。這是由于加工人員擔(dān)心“過切削”的心理 導(dǎo)致的 結(jié)果，也就是說，加工人員通常會有這樣一種心態(tài)：軸如果大一點(diǎn)還可 以再補(bǔ)加工一次，如果小了就沒有辦法挽救了；孔如果小一點(diǎn)也還可以補(bǔ)加工 一次，如果 大了零件也可能就 報(bào)廢了。所以，加工人 員在這種心態(tài)支配下，通 常就以最小極 限尺寸為目標(biāo)加工孔，以最大極限尺寸 為目標(biāo)加工軸。當(dāng)然，在 數(shù)控機(jī)床上加工 出來的工件則不存在這個(gè)問題。請諸位注意圖1.2-13中右視圖內(nèi)的兩個(gè)尺寸所構(gòu)成的尺寸 鏈。為什么我們 選 擇的是凸臺的高度尺寸20進(jìn)行標(biāo)注，而不是底座的高度尺寸（15）進(jìn)行標(biāo) 注？提醒一

34、下：這也是關(guān)聯(lián)尺寸的問題。另外，我們給諸位提一提形位公差的 問題。形位公差也是機(jī)械 設(shè)計(jì)制造中非 常重要的內(nèi)容，形位公差 選擇、使用不合理同樣會導(dǎo)致工件的加工、裝配和使用的一系列問題。在實(shí)際工程應(yīng)用中，我們除了要理解14種形位公差的基本意 義 以外，還得要理解形位公差 選擇的三大重要原 則：最大實(shí)體原則、包容原 則、獨(dú) 立原則。還有一個(gè)重要的問題是復(fù)合基準(zhǔn)和多重基準(zhǔn)的 選用以及多基準(zhǔn) 的使用順 序。這方面內(nèi)容請諸位參閱公差的合理 選用與正確標(biāo)注，這里面 有非常詳盡 的論述，勿需本人置喙。這里需要專門提到的是本人見到很多初級設(shè)計(jì)師常犯的兩個(gè)錯(cuò)誤：1:把選 擇軸線（或者中線）作為基準(zhǔn)的基準(zhǔn)符號直接

35、 擺在軸線上，請諸位注意；2:在 同一要素上給出的形狀公差 值大于位置公差值。切忌！切忌！ ！在這里，再提一下一般公差的 問題。所謂一般公差，指在 車間通常加工條件 下能達(dá)到或保 證的公差。在國 標(biāo)中，一般公差有三 類：線性公差、倒 圓半徑和倒 圓高度公差和角度尺寸公差。他 們分別有四個(gè)、兩個(gè)、四個(gè)等 級，國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī) 定了具體的尺寸極限偏差值和標(biāo)注方法，請諸位查詢GB/T 1804-2000。適當(dāng)?shù)牟牧纤^適當(dāng)?shù)牟牧?，就是根?jù)工件的 實(shí)際設(shè)計(jì)使用狀況和材料的工 藝性能選 擇 合適的材料進(jìn)行工件加工。常用的工程材料性能和 規(guī)格請諸位自己翻閱相關(guān) 資 料。需要特別指出的是：請諸位要善于運(yùn)用型材，

36、適當(dāng)?shù)氖褂眯筒目梢越档?制造成本。另外，一定要對常用材料的各種性能了如指掌，注意，我 們說的各 種性能 是包括以下面：強(qiáng)度、韌性、剛度、可加工性、熱處理性、導(dǎo)電性、導(dǎo) 熱性、焊 接性等。比如：曾 經(jīng)有人使用POM塑料設(shè)計(jì)了一個(gè)零件，其中有 一個(gè)方形孔， 當(dāng)人家問到怎么加工這個(gè)方形孔的時(shí)候，他告訴別人：線切割。 這種錯(cuò)誤實(shí)在不 是一個(gè)專業(yè)的機(jī)械設(shè)計(jì)師應(yīng)該犯的。下面，提出一些常用材料，請諸位務(wù)必打開工程材料或者咨 詢材料供應(yīng) 商仔細(xì)熟悉其性能以在以后工作中熟 練使用。機(jī)架用材料： 焊接機(jī)架常用型材：熱軋槽鋼、冷拉方管、熱軋工字鋼 裝配機(jī)架常用型材：鋁型材 鑄造機(jī)架常用材料：HT200、HT250、

37、球墨鑄鐵 普通工件用材料：普通板件常用材料：A3（Q235A）、45、AL6061 （鋁）、AL5052（鋁）軸用材料：45、40Cr、SUS304 （06Cr19Ni10）夾具模具常用材料：D2 （Cr12Mo1v1）、T10、Cr12、H13、60Si2Mn耐熱材料：環(huán)氧樹脂、氧化鋁 防腐蝕環(huán)境用不銹鋼：SUS316（18Cr12Ni2.5Mo）可淬火不銹鋼：440C常用工程塑料：ABS、PMMA（有機(jī)玻璃）、POM （賽 鋼）、PP、PU （聚氨酯）、電木正確的工藝要求當(dāng)工件具有特殊工 藝要求時(shí)，請諸位在圖紙中明確提出并 選擇正確的相關(guān) 工 藝。我們常說的工藝要求通常包含以下內(nèi)容：工件的

38、表面 處理、熱處理以及 各種 特殊的加工工藝，譬如：線切割、電火花、化學(xué)腐蝕等。完整的文檔管理內(nèi)容及工件信息文檔管理內(nèi)容及工件信息是指 為了方便企業(yè)對于設(shè)計(jì)文件進(jìn)行管理而對圖 紙的標(biāo)題欄等圖紙中的文字類容進(jìn)行的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)項(xiàng)目和零部件的制作信息。 諸位在做圖紙的時(shí)候請將這些項(xiàng)目都整理清楚、填寫完整以方便企 業(yè)管理、項(xiàng)目 追蹤和零件制作。 通常，一份清晰完整的 圖紙標(biāo)題欄和文字說明應(yīng)包含以下內(nèi)容：項(xiàng)目名稱：本圖紙隸屬于哪個(gè)項(xiàng)目下；項(xiàng)目代號：由公司或者 項(xiàng)目 組制定的本圖紙所隸屬于的項(xiàng)目代碼；零件名稱：本圖紙所表示的零部件 的名稱，通常，這個(gè)名稱會指示出本零件的大致功用； 零件代號：根據(jù)企 業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

39、確定出來的本圖紙中的零部件代號，通 常，這個(gè)代號在本企業(yè)中是屬于唯一的，它 為了方便圖紙制作完成以后的所有工作中的相 關(guān)人員的聯(lián)系和項(xiàng)目管理；材料：明確給出制作本圖紙所示零部件的材料及其牌號；數(shù)量：明確給出制作本圖紙所示零部件的數(shù)量； 熱處理：明確指出本圖紙所示零部件的熱 處理方法；表面處理：明確指出本圖紙所示零部件的表面防腐 蝕處理方 法；技術(shù)要求：明確指出本圖紙中所示的零部件所需要達(dá)到的各 項(xiàng)技術(shù)指 標(biāo)。設(shè)計(jì)、制圖、審核人員的簽字及日期；圖幅比例：通常，目前多數(shù) 圖紙都是由計(jì)算機(jī)制作而后打印出來的，其中大多數(shù)尺寸與實(shí)際比例并不一致。所以，應(yīng)該讓零件制作人員知道不可根據(jù)圖紙 上 的距離自己測

40、量工件尺寸，如有 遺漏尺寸則應(yīng)咨詢設(shè)計(jì)、制圖人員；版本代號：依照企 業(yè)標(biāo)準(zhǔn)給出本圖紙所示零部件的版本代號及修改內(nèi)容；投影方法：由于目前國內(nèi)外的技 術(shù)交流越來越多，而各國使用的 圖紙投影方 法并不 一致，所以，諸位有必要在自己的圖紙中清晰地指出本圖紙的投影方法。目 前，國際上流行的工程圖紙投影方法主要有兩種：第一 視圖投影法和第三視圖 投影法?，F(xiàn)在，我們總結(jié)一下制作工程圖的過程: 首先，布置視圖。然后，標(biāo)注尺寸。然后，標(biāo)注公差。然后，根據(jù)工件工況條件和材料性能 選擇合適的材料 然后，確定工件的工 藝要求，填寫相關(guān)參數(shù)。 然后, 撰寫技術(shù)要求。然后,填寫標(biāo)題欄最后審核圖紙。Turning 車肖 U

41、Milling 銃削Grinding 磨削 Lapping 研磨 Boring鎮(zhèn)削 Drilling 鉆孔 Tapping 攻牙 Welding 焊接 Adhesive bonding 粘結(jié) Polishing 拋光 Wire EDM線切割Electric sparkle 電火花加工 Spindle 主軸 Micrometer 千分尺 Caliper 卡尺Lower allowance 下偏差 Upper allowance 上偏差 Interference fit 過盈酉己合 Clear oxide 發(fā)白 Black oxide 發(fā)黑 Chrome plating 鍍銘 Zinc plati

42、ng 鍍鋅 Nickel plating 鍍鍥 Hardening 淬火 Quench水淬火 Tempering 回火 Annealing 退火 Heat treatment 熱處理 Surface finish 表面處理Level bubble 水平儀 Gradienter 水平儀 Torque扭矩附1:圖紙中常用英文單詞由于近年來隨著開放的深入，國內(nèi)外的交流越來越多，特 別是在自動(dòng)化領(lǐng) 域，更不乏出口或者 為外資企業(yè)設(shè)計(jì)制造設(shè)備的企業(yè)，那么從事自動(dòng)化設(shè)備設(shè) 計(jì)行業(yè) 工作的人員不可避免的需要同英文 圖紙打交道。所以，為方便大家閱讀 英文圖紙，現(xiàn)將工程圖紙中會常用到得專業(yè)詞匯羅列如下，以供參考

43、。Tolerance 公差Roughness粗糙度Flatness平面度 Straightness 直線度 Roundness 圓度 Cylindricity 圓柱度 Profile of line 線輪廓度 Profile of surface 面輪廓度 Perpendicularity 垂直度 Angularity 斜度 Parallelism 平行度 Position位置度 Concentricity 同軸度 Circular runout 圓跳動(dòng) Total runout 全跳動(dòng) Clearance fit間隙配合 Transition fit 過渡配合 Anodizing陽極氧化 P

44、ainting 噴漆 Sandblasting 噴砂 Knurling 滾花 Chamfer 倒角 Deburr去毛刺 Normalizing 正火 Ageing老化處理 Age hardening失效硬化 Carburizing 滲碳 Spline花鍵Technique requirement 技術(shù)要求Curvature 曲率Inertia 慣量附2:尺寸鏈的解算方法尺寸鏈的計(jì)算就是指計(jì)算封閉環(huán)和組成環(huán)的基本尺寸及其極限偏差。在 設(shè)計(jì) 計(jì)算中通常是：已知封 閉環(huán)的基本尺寸和極限偏差和各 組成環(huán)的基本尺寸，求各 組成環(huán)的極限偏差和公差。其目的是根據(jù) 設(shè)計(jì)總體要求來確定各 組成環(huán)的上、下 偏差，

45、也就是解決公差的分配 問題。正確地運(yùn)用尺寸鏈知識，能夠合理地確定零 部件相關(guān)尺寸的公差和極限偏差，以最 經(jīng)濟(jì)的方法達(dá)到一定的技 術(shù)要求和裝配精 度。尺寸鏈的計(jì)算根據(jù)裝配方法和生 產(chǎn)批量的不同也具有相 應(yīng)的幾種不同方法： 完全互換法、大數(shù)互換法、分組互換法、修配補(bǔ)償法等。本節(jié)類容介紹完全互換 法和大數(shù)互換法供諸位參考，通常這兩類是應(yīng)用最多的，它們分別適應(yīng)小批量和 中等批量的生產(chǎn)方法。本節(jié)類容涉及到的概念和公式 較多，以下解釋幾個(gè)本節(jié)會用到得概念。公 式 則邊使用邊解釋，以便于諸位閱讀。封閉環(huán)：指尺寸鏈中通過已有尺寸間接得到的尺寸； 組成環(huán)：指尺寸鏈中 直接標(biāo)注出來的已有尺寸； 增環(huán)：指尺寸鏈中隨

46、著封閉環(huán)的尺寸增大而增 大的組成環(huán)；減環(huán)：指尺寸鏈中隨著封閉環(huán)的尺寸增大而減小的 組成環(huán)； 完全互換法：裝配時(shí)，全部產(chǎn)品的組成環(huán)都不需要進(jìn)行挑選或者改變其大 小和位置，裝入后即可達(dá)到封 閉環(huán)的公差要求。此法不考 慮實(shí)際尺寸的分布情況， 從尺寸鏈各環(huán)的極限值出發(fā)進(jìn)行計(jì)算，能夠保證產(chǎn)品的完全互換性，所以也稱作 極值法。大數(shù)互換法：裝配時(shí)，絕大多數(shù)產(chǎn)品的組成環(huán)不需要挑選或者改變其大小 和 位置，裝入后即可達(dá)到封 閉環(huán)的公差要求。此法假定各 環(huán)都趨向正態(tài)分布， 置信 概率為99.73%,所以此法也稱作概率法。采用此法 設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，應(yīng)采取 適當(dāng)?shù)?工藝措施以排除個(gè)別產(chǎn)品超出公差范圍。尺寸鏈解算基本步驟：

47、1、畫出尺寸鏈圖；2、根據(jù)尺寸鏈圖確定出封閉環(huán)和增環(huán)、減環(huán)；3、根據(jù)計(jì)算公式進(jìn)行各環(huán)值的計(jì)算；4、校核計(jì)算結(jié)果；卜面，請看小例:如圖1.3-1所示，軸上裝有4個(gè)零彳2個(gè)墊片、1個(gè)皮帶輪、1個(gè)軸用彈性擋圈。已知：di =42mm, d2= d5 =5mm, d3 =30mm, d4 = 20-0.05 mm。要求裝配完成后d0= 0+00.205。求各組成環(huán)的公差、軸di的極限偏差。圖 1.3-2完全互換法（極值法）計(jì)算：1、畫尺寸鏈圖，如圖1.3-2; 2、確定封閉環(huán)、增環(huán)、減環(huán)。顯然，封閉環(huán)為 d0,增環(huán)為di ,減環(huán)為d2,d3, d4, d5o封閉環(huán)尺寸為：d0= 0+00.2053、計(jì)

48、算各組成環(huán)的公差等級系數(shù) 伽顯然，T 0 =0.1mm , T 4 =0.02mm（軸用彈性擋圈的標(biāo)準(zhǔn)件公差）0 avT0 m 0 ii i = 10 av各組成環(huán)的平均公差等 級系數(shù);li第i個(gè)組成環(huán)的公差單位;第i個(gè)組成環(huán)的上下偏差之差 值;基本尺寸與公差單位表寸段 尺分1-3>3-6>6-10>10-18>18-30>30-50>50-80i/"m0.540.730.91.081.311.561.86寸段 尺分>80-120>120-180>180-250>250-315>315-400>400-500i/

49、"m2.172.522.93.233.543.86查詢基本尺寸與公差單位表，計(jì)算公差等級系數(shù)：av (0.15 - 0.02) M000=301.31 + 0.73 +1.56 + 0.73注意：上式中的1000,來源于mm與m之間的單位換算系數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)公差計(jì)算公式表公差等 級標(biāo)準(zhǔn)公 差基本尺寸(mm)D<=500D>500-31500IT00.5+0.012D1.414i1IT10.8+0.02D2i2IT2(IT1)(IT5/IT1)0.253IT3(IT1)(IT5/IT1)A0.54IT4(IT1)(IT5/IT1)0.755 1IT57i6IT610i7IT716

50、i8IT825i9IT940i10IT1064i11IT11100i12IT12160i13IT13250i14IT14400i15IT15640i16IT161000i17 1IT171600i18IT182500i所以，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)公差計(jì)算公式表，待確定 組成環(huán)的公差等級可以選擇為IT8(T=25i) o所以，可以得到：Ti = 25 X1,56 /1000 = 0.039 mmT 2 =T 5 = 25 X0.73 /1000= 0.018 mmT 3 = 25 X1.31/1000 = 0.033mmX? Ti =0.128mm<0.15mm= T 0 i=1所以，符合設(shè)計(jì)需要。4、

51、 計(jì)算各組成環(huán)的極限偏差根據(jù)單向體內(nèi)原則，各組成環(huán)(軸d1除外)的極限偏差可定為: d2 = d5 = 50- 0.018d3 = 300- 0.033d4 = 20- 0.02所以，各環(huán)中間偏差i = (ES + EIi ) /2ES 第i個(gè)組成環(huán)的極限上偏差；EIi 第i個(gè)組成環(huán)的極限下偏差；0 =0.0752=A5 =-0.0093=-0.01654 =-0.0101=0.075+ (-0.009-0.0165-0.01-0.009 ) =0.03051+ T1 / 2 = 0.0305+0.0195=0.05Eli = 1-T1 / 2 =0.0305-0.0195=0.01所以，可以

52、得到d1 =42 +00.0501 mm <大數(shù)互換法（概率法）計(jì)算:本計(jì)算方法，第一、二步與完全互 換法完全相同，此處略。3：計(jì)算各組成環(huán)的公差等級系數(shù)av顯然，T 0 =0.1mm , T 4 =0.02mm（軸用彈性擋圈的標(biāo)準(zhǔn)件公差）. i=10av 各組成環(huán)的平均公差等 級系數(shù)；ii 第i個(gè)組成環(huán)的公差單位；T i 第i個(gè)組成環(huán)的上下偏差之差 值；av = R(1502- 202 )/(1.562 + 0.732+1.312 + 0.732 ) =65 所以，選取公差等級IT10級(T=64i)。T1 = 64 X1.56 /1000 = 0.0998 mmT 2 =T 5 =

53、64 X0.73 /1000 = 0.048 mmT 3 = 64 X1.31/1000 = 0.084 mm=0.14mm<0.15mm= T 0i=14:計(jì)算各組成環(huán)的極限偏差根據(jù)單向體內(nèi)原則，各組成環(huán)（軸d1除外）的極限偏差可定 為:d2 = d5 = 50- 0.048d3 = 300- 0.084d4 = 20- 0.02所以，各環(huán)中間偏差i = （ES + EIi ） /2ES 第i個(gè)組成環(huán)的極限上偏差；EIi 第i個(gè)組成環(huán)的極限下偏差；0 =0.0752 = A5 =-0.0243=-0.0424 =-0.0101=0.075+ (-0.024-0.042-0.01-0.0

54、24 ) =-0.025ESi = i+ Ti / 2 = -0.025+0.0998=0.075EIi = i-Ti / 2 =-0.025-0.0998=-0.125所以，可以得到 d1 =42 +-00.075i25 mm。諸位可以看到：本例中1出現(xiàn)了負(fù)值，所以，在條件允 許的情況下可以提 高一個(gè)公差等級進(jìn)行計(jì)算。公差校驗(yàn)方法,A3=3把由足，A4=現(xiàn)有一滑塊在滑槽內(nèi)滑動(dòng)，要求滑塊上半部分與滑槽上半部分 間隙0.3mmWAx+yW 0.8mm。已知各尺寸：A1= 340+0.1 , A2=400+0.140-00.0408。如下圖1、圖2所示。圖2由上面2圖可以看出：對稱度誤差會影響到上

55、部側(cè)面間的間隙x、y的大 小。對稱度公差與尺寸公差大小的比 值最大為3.5 ,所以，我們不能忽略形位 公差的 影響。換句話說，被測中心面對基準(zhǔn)中心面的偏移也構(gòu)成尺寸 鏈中的一 環(huán)。為了計(jì)算方便，我們可以使用極限狀況工作下零件的位置，假定兩工件的 下半部一側(cè) 緊靠在一起進(jìn)行計(jì)算。如圖3 :圖3由于上部的間隙分布于中心面的兩側(cè)，所以，我們需要建立兩個(gè)尺寸 鏈分別計(jì)算其間隙大小，然后求兩個(gè) 間隙的極限范圍并集。如圖4 （右側(cè)間隙尺寸 鏈）、圖5 （左側(cè)間隙尺寸鏈）所示：Bl B一 DE ，一口£.D- 世|一 DD .C1H4C圖4BlBQJQ5D2DQ D3 I一 D6 一C1L4C圖5首先，解釋一下圖4、圖5中代號和幾條線的意義：藍(lán)色粗實(shí)線為緊靠之一邊；細(xì)實(shí)線B為滑槽上部基準(zhǔn)中心平面，細(xì)實(shí)線B1為滑槽上部實(shí)際中心 面，對應(yīng)圖3中相應(yīng)中心線；細(xì)實(shí)線C為滑塊上部基準(zhǔn)中心平面，細(xì)實(shí)線C1為滑塊上部實(shí)際中心 面，對應(yīng)圖3中相應(yīng)中心線；A 34+0.14滑槽上半部分單邊尺寸口1=工= 170+0.07滑槽下半部分單邊尺寸D2= 200+0.05滑塊上半部分單邊尺寸D3=16.50-0.05滑塊