基于本科毕业生图纸审核标准化的研究

张起勋　张忠元　赵宏伟　邵承会　张召　闫振华　陈炳锟

摘要：随着科学技术的不断革命，机械科学的飞速发展，高校培养的学生素质要求越来越高，针对本科毕业生毕业设计要求应具有系统性，然而目前的大多数毕业生没有企业实践经验，导致图纸设计以及图纸标注不符合产品的功能要求，即图纸设计不满足装配要求、工艺要求，以及检测要求，在这种背景下，教师对毕业生图纸的标准化绘图与满足产品功能要求的合理公差设计，其审核的内容更显尤为重要。

关键词：图纸；工艺要求；标准化；

中图分类号：G647 文献标识码：A 文章编号：1671-1580（2017）02-0119-03

随着机械行业的不断发展，标准化内容不断改进，本科生从入学到毕业期间，标准化就可能发生改进，使得毕业生图纸标注出现标准化新老不统一，标注不明确等问题，导致指导教师不能准确理解图纸含义。因此在这种背景下需要标准化教师对毕业生图纸的标准化绘图与满足产品功能要求的合理公差设计进行指导，其审核的内容更显尤为重要。

一、装配图标准化的审核

要求本科毕业生加深理解技术制图、机械制图及公差相关国家标准的规定；正确表达设计图样中的结构和要求，因此要求总装配图或者部装配图的基本视图能给识别出该装配关系，要求如下：

（一）对应的配合件在图中可以画出必要的基准轴线和个装配件的轮廓线（即背景零件），且采用细双点画线。

（二）运动部件或构件的运动极限位置要求画出，并标注出运动范围参数。表示极限位置的图线，用细双点画线表示，剖视图不加剖面线。

（三）表述零件三维视图的轴测图放在图面的右上侧（有特殊要求的除外）；爆炸图放在图面的右下侧，零件之间的连接关系的示意线采用细点划线。

（四）所有标准汉字、数值、字母全部采用长仿宋正体，字体宽度等于字高的2/3，图名、技术要求的汉字为A0和A1图纸字高为7mm，A2、A3和A4字高为5mm。图纸标注中的尺寸公差以及公称尺寸要求为A0和A1图纸字高为5mm，上极限配差和下极限偏差不同时字高为3.5mm，A2、A3和A4字高3.5mm，上极限配差和下极限偏差不同时字高为2.5mm。

装配图用来表达机械中各个零件以及部件相互装配关系，装配图同时也是指导装配、验收以及检修工作的技术文件。

装配图应标注的4方面的尺寸内容如下：

外形尺寸，设计机械结构的总长、总宽以及总高。

特性尺寸，例如减速器中齿轮传动的中心距及其极限偏差。

安装尺寸，例如减速器输出轴的外伸端配合轴段的长度和直径。减速器箱体上的地脚螺栓孔的直径和位置尺寸等。

配合尺寸，包括在装配图中零件、部件相互结合处的尺寸和配合代号，一般孔、轴配合代号、花键配合代号、螺纹副配合代号等。

二、零件图标准化的审核

零件的使用要求主要取决于零件本身以及各零件结合精度和正确性，机械精度也是主要质量检测指标之一，因此零件的标准化审核在图纸设计中占有重要地位。零件的精度设计包括三部分内容：

（一）尺寸公差

尺寸公差是机械类产品设计中的关键点，对产品的应用精度、使用性能、加工时间以及成本影响都特别大。尺寸公差设计包括基准制、标准公差等级和配合种类3方面的选择。应合理设计零件的尺寸公差，首先考虑基准制，选用基孔制还是基轴制，主要从产品结构、成本以及制造工艺等方面选取。

再考虑标准公差等级，选择标准公差等级时，应正确处理制造工艺、使用要求以及成本之间的关系，考虑标准公差等级的根本原则是：机械产品在能满足使用要求的条件下，應适当选取低的标准公差等级。用类比的方法选取标准公差等级的同时还需要考虑如下几点：①同一配合中，孔、轴的工艺等价性，在间隙配合或过渡配合中，当孔的标准公差等级是8级或高于8级（IT01-IT7）时应和高一级的轴进行配合；当孔的标准公差等级是9级或低于9级（ITl0-ITl8）应和同一级的轴进行配合。过盈配合时，当孔的标准公差等级是7级或高于7级（IT01-IT6）时应和高一级的轴进行配合；当孔的标准公差等级是8级或低于8级（IT9-ITl8）应和同一级的轴进行配合。②相配件的结构或精度，例如，标准件滚动轴承的内圈应与轴颈相配合，那么该轴颈的标准公差等级是根据该滚动轴承的类型、配合尺寸以及公差等级决定的。同理标准件滚动轴承的外圈应与箱体的外壳孔相配合，那么箱体外壳孔的标准公差等级是根据该滚动轴承的类型、配合尺寸以及公差等级决定的。③在小间隙配合、过渡配合以及过盈配合中，孔的标准公差等级不低于8级，轴的标准公差等级一般情况下不低于7级，那么在大间隙配合中，孔、轴的标准公差等级相对比较低（IT9-IT18）。在过渡配合和过盈配合情况下，通常不允许间隙或者过盈的变动特别大，所以选取标准公差等级比较高的情况是合理的。

最后考虑配合种类及基本偏差，可按照配合性质的极限间隙或者极限过盈的大小，采用类比法选择孔或轴的基本偏差代号，尽量选取国家标准规定的优先配合。选择配合种类时还应考虑如下主要因素：①孔、轴之间是否有相对运动。如果有相对运动，一定要选取间隙配合；没有相对运动同时需要传递载荷（转矩或轴向力）时，应考虑选取过渡配合或者过盈配合。如果是过渡配合或者小过盈传递载荷时，一定要加入键或者销等连接件。②孔和轴的定心精度要求。要求孔、轴具有定心精度的时侯，不宜采用间隙配合，通常采用过渡配合或小过盈配合。③总体来看，配合种类可按下述选择：间隙配合：工作时有相对运动、要求装拆方便的孔轴配合。过渡配合：既要求对中性，又要求装拆方便的孔轴配合。过盈配合：保证固定或传递载荷的孔轴配合。

（二）形位公差

形位公差是机械零件重要的质量指标之一，其包括形状公差、方向公差、位置公差以及跳动公差。在零件图上应对零件有要求的部分给定形位公差用来限制形位误差，最终保证配合精度达到工作要求。

形位公差特征项目的选取主要考虑被测要素的几何特征、测量便于实现以及功能要求等综合内容考虑。选择几何公差特征项目时要考虑：①零件要素的几何特征；②零件的功能要求及在加工过程中出现几何误差的可能性；③零件测量的方便性；④特征项目本身的特点；⑤有国家标准要求的典型零件，应执行国家标准的规定，例如对于国家标准要求的典型零件，应执行标准的规定。在确定被测要素的方向公差或者位置公差时必须确定基准要素，可选择单一基准、公共基准或组合基准。基准的选择主要是根据零件在机器的安装位置、加工要求、机器作用以及结构特点确定检测基准：①在设计方面进行考虑，需要根据零件外形的功能以及各个要素之间的关系来确定基准。例如旋转的轴件，通常考虑选取和轴承配合的轴颈表面作为基准。②在加工工艺方面进行考虑，例如在加工零件的时侯，选取夹具中定位的要素作为基准。③在测量方面进行考虑，选取零件在检验或者测量时在检测仪器中定位的相应要素作为基准。④在装配关系方面进行考虑，选取零件相互配合的表面作为基准，用来确保各个零件之间的正确装配。⑤从零件结构考虑，应选较宽大的面、较长的轴线。对结构复杂的零件，一般应选三个基准面，以确定被测要素在空间的方向和位置。因此理想的基准是设计、加工、测量以及装配基准是同一要素，遵守基准统一的原则。

形位公差值的选取主要根据被测要素加工经济以及功能要求等内容。在选择时一般采用类比法，并考虑以下几点：①在能满足使用要求的前提下，应适当选取低的公差值。②同一要素，位置公差值大于方向公差值，方向公差值大于形状公差值。③几何公差与尺寸公差应相协调，通常情况下，几何公差等级应和尺寸公差同级。④轴相对于孔的几何公差等级应高1-2级，粗体积的轴比细体积的轴高1-2级。⑤被测要素如果是面的公差值，应大于线的公差值。

（三）表面精度

表面粗糙度对零件的寿命、功能以及外观都有重大影响。对零件使用性能的影响：①耐磨性，相互运动的两零件表面，只能在轮廓的波峰顶部相互接触，当两个零件相对运动时，波峰顶部相互接触会产生摩擦阻力，因此零件就会磨损。相互运动的表面越粗糙，实际有效接触面积就越小，压应力就越大，磨損就越快。表面粗糙度影响润滑的有效性，也影响润滑破坏以后粗糙峰之间碰撞的概率和严酷程度（应力水平和变形大小）。②影响配合性质的稳定性，相互配合的表面微小峰被去掉后，配合性质就会发生变化。在具有相对运动的间隙配合中，工作过程中表面的微小峰被磨去，使间隙增大，影响原有的配合要求。相互配合的表面微小峰被去掉后，它们的配合性质会发生变化。③耐疲劳性，在交变应力的作用下，零件表面的疲劳裂纹容易在波谷的位置出现，因为在微观轮廓波谷处产生应力集中，让材料疲劳强度降低，最终导致零件表面产生裂纹并且损坏。④抗腐蚀性，零件表面的波谷的位置易残留腐蚀性物质，因为腐蚀性物质与零件的材料不同，而形成了电位差，因此零件产生电化学腐蚀。如果表面粗糙度越差，腐蚀性就越严重。

综上所述，为正确地测量和评定表面粗糙度以保证零件的互换性，应在零件图上正确地标注其要求。

三、结论

随着科学技术的不断进步，对本科生毕业图纸的质量要求也越来越高，这就要求指导教师和标准化教师采用先进的设计方法以及更新标准化内容，使本科毕业生更精确、合理地设计装配图和零件图。机械图纸作为教师和本科毕业生的交流工具，应具有最新标准化的内容，以便于毕业生更好地适应现在高效率的企业。

[责任编辑：周海秋]