机械设计
配合的选择、倒角与退刀、易于加工的形状等设计规则。共12个术语。每个术语整理了含义、图纸标注方法、具体示例、常见错误以及JIS与ASME的差异。
打印自 Kezuriba(kezuriba.net/zh/drafting/design/)
配合的选择hame-ai no erabikataselection of fits
根据零件之间是要相对运动、固定还是拆卸这一功能,选择孔与轴的公差带组合。先采用H7等基孔制,从推荐表的组合中选取。[1][2][3][4]
配合按功能选择:要运动用间隙配合,定位用过渡配合,压入固定用过盈配合。先以H7孔为基准,从推荐组合中选取。图纸上的画法
- 按功能分类相对运动的部分用间隙配合;能用手活动程度的定位或需要拆卸的部分取h、js附近;用锤击或压入装配的固定部分取k至p以上,先根据功能大致确定范围。[1]
- 从推荐表中选取从JIS B 0401-1推荐的基孔制组合中选取。[2]
示例米思米的解说:精密定位销用于H7孔时,举例为固定在底板一侧用g6、定位一侧用h6;允许有松动时,则选间隙较大的组合。
[3] 常见错误
- 采用超出必要的精密配合原因:加工、检验的工作量增加,制造成本上升。对策:只取功能所需的最低精度。[5][1]
- 在需要拆卸的位置使用过盈配合原因:很难在不损伤零件的情况下拆卸。对策:需要拆卸、更换的位置,采用能在不损伤零件的情况下装拆的组合。[1]
标准:JIS B 0401-1:2016(推荐的配合)。[2][6]
相关:配合制(基孔制、基轴制)间隙配合、过渡配合、过盈配合定位销(圆柱销)
间隙孔(螺栓通孔)baka-anaclearance hole / bolt hole
为让螺栓穿过而比螺纹外径大约大10%~20%钻出的孔。与配合不同,孔和螺栓在图纸上标注的直径数值本身就不一样。[4]单一资料·仅供参考
间隙孔:供螺栓穿过的孔要比螺纹外径大(M10可取φ11等,从标准表中选取)。图中的间隙画得偏大。图纸上的画法
- 直径按标准表确定螺栓孔直径和沉孔直径在JIS B 1001中有规定。[7]
常见错误
- 把紧固的两个零件的孔都做成螺纹孔原因:螺栓与两边都啮合,无法装配。对策:一个做成间隙孔,另一个做成螺纹孔。[8]
标准:JIS B 1001“螺栓孔径及沉孔径”。[7]
相关:沉孔与深沉孔孔尺寸的标注方法
C(45°倒角)倒角(C 倒角、圆角)mentorichamfer / edge break
把零件的棱角削成斜面(C倒角)或倒成圆角(R)。C是表示45°倒角的尺寸辅助符号,写作“C2”。图纸中各处的棱角常用技术要求统一规定。[9][10][11]
倒角:45°倒角写成“C2”这样的C加长度。非45°时,用尺寸标注长度和角度。细小棱角的倒角和去锐边,用技术要求统一规定。图纸上的画法
- 45°倒角用C和尺寸写作“C1”“C0.5”。[9][10]
- 棱角统一用技术要求规定用技术要求统一规定,如“未注明的棱边为C0.3 MAX,并无毛刺、无翻边”。[10]
- 装入、定位的入口要大供零件插入的孔,入口处要做大倒角,使其易于插入。[12][13]
常见错误
- 不对棱角的处理作出规定原因:会残留毛刺,卡进定位面,或在装配时划伤手。对策:用技术要求统一规定棱角倒角和无毛刺。[14][15][10]
JIS 与 ASME用C符号表示45°倒角,是JIS Z 8317-1在对应的国际标准(ISO 129-1)基础上追加的规定。在国外的图纸中,不一定通用同样的写法。
[11] 标准:JIS Z 8317-1:2008(以ISO 129-1为基础,作为JIS追加了45°倒角等规定)、JIS B 0001:2019的11.6。不以尺寸确定形状的棱边(edge)见JIS B 0051。[11][16][17]
相关:尺寸辅助符号棱边状态(毛刺、翻边的标注)内圆角R(内角圆角)
内圆角R(内角圆角)uchi-kaku-Rinside corner radius / fillet / internal radius
型腔或台阶内侧棱角上的圆角。用立铣刀等旋转刀具加工时,内角必然会被倒成刀具半径的圆角。[18][19]
内圆角R:型腔或台阶内侧的棱角,用旋转刀具加工时必然会成为刀具半径的圆角。要明确标注内圆角R,或用技术要求注明,如“未注明的内角为R1 MAX”。图纸上的画法
- 明确标注内圆角R或统一用技术要求注明有用技术要求注明“未注明的内角为R1 MAX”的示例。[10]
- 名称区分在美国的教材中,把内侧的圆角称为fillet,外侧的圆角称为round。[19]
常见错误
- 把型腔内角画成直角(尖角)原因:旋转刀具加工的内角会成为刀具半径的圆角,无法按图纸做出来。对策:加不小于刀具半径的R,或做成退刀形状。[18]
标准:本次调查中未能确认有专门规定内角圆角本身的标准。
相关:倒角(C 倒角、圆角)退刀·退刀槽
退刀·退刀槽nige / nige-mizorelief / undercut / neck
为避免刀尖的圆角、毛刺、不完整螺纹部分等与配合零件发生干涉,预先把台阶根部或接触面的一部分切去的形状。[20][14][15][21]
退刀(退刀槽):在阶梯轴的根部设置槽后,即使残留刀具的圆角,配合零件的棱角也不会碰到,能与台阶面紧密贴合。在螺纹末端和磨削端部也要设置。图纸上的画法
- 阶梯轴根部的槽在直径变化的台阶处开槽(颈部),即使刀具的圆角残留了棱角,也不会碰到配合零件的棱角。[20]
- 螺纹末端的槽在外螺纹末端开一个比牙底直径小的槽,配合的螺纹就能旋到底,同时也为螺纹车刀提供退刀。[20]
- 尺寸的标注槽的宽度和深度,用引出线的说明或尺寸标出。[20]
- 接触面的棱角和产生毛刺的位置在夹具接触面的棱角和会产生毛刺的位置设置退刀。[14][15]
常见错误
- 台阶根部不设退刀原因:刀具的圆角残留,配合零件的棱角碰到而无法贴紧。对策:设置退刀槽,或在配合一侧加倒角。[20]
标准:本次调查中未能确认有规定退刀槽形状、尺寸的标准。
相关:不完整螺纹部内圆角R(内角圆角)毛刺、切屑对策
拔模斜度nuke-kōbaidraft angle / draft
为便于把注塑成型件等从模具中取出,在平行于开模方向的面上设置的倾斜。[22][23]单一资料·仅供参考
拔模斜度:为便于把成型件从模具中取出,在平行于开模方向的面上设置的倾斜。多数情况下约为2°,皮纹面要取得更大(Protolabs的指南)。图纸上的画法
- 平行于开模方向的所有面用滑块脱出的部分,也要在平行于其脱出方向的面上设置。[22]
- 角度参考值按Protolabs的指南,垂直面取0.5°,多数情况下为2°,轻度皮纹面为3°以上,中度皮纹为5°以上。[23]
常见错误
- 像设计切削零件那样不设斜度原因:从模具中取出时会擦伤、变形。对策:在平行于开模方向的面上设置斜度。[22]
标准:本次调查中未能确认有规定拔模斜度的JIS。
相关:壁厚(均匀壁厚)
壁厚(均匀壁厚)niku-atsuwall thickness / uniform wall
成型件壁的厚度。厚度不均匀,就容易出现欠注(短射)、因收缩差异造成的翘曲,以及厚部位的缩痕和气泡,因此要尽量做到均匀。[22][23]单一资料·仅供参考
壁厚:成型件壁厚不均匀,厚的地方容易出现缩痕、气泡,以及因收缩差异造成的翘曲。变厚的部位要掏空,尽量做到均匀。图纸上的画法
- 变厚的部分要掏空有凹凸的部分不做成实心,而做成掏空的形状。[22]
- 各材料的推荐范围各种树脂都有推荐的壁厚范围(Protolabs的指南中,ABS为0.045~0.140 in)。[23]
常见错误
- 在切削零件上做极薄的壁原因:低于可加工的极限。对策:Protolabs的切削加工指南建议结构厚度不小于0.51 mm,零件整体厚度不小于1.02 mm。[18]
标准:本次调查中未能确认有规定壁厚的JIS。
相关:拔模斜度
基准面(加工、装配、功能的基准)kijun-menreference surface / datum surface
作为尺寸、加工、装配、测量起点的面。要综合考虑装配时的贴合面、划线和测量的起点、与机床工作台接触的面来选取,尺寸从该面起标注。[4][8][24][25]
基准面:确定装配时的贴合面或测量起点面,尺寸从该面起标注(此处为以左端面为基准的并列尺寸)。图纸上的画法
- 基准的种类有加工基准、安装基准和功能基准。[8]
- 从基准标注尺寸用并列尺寸标注法,从基准面标注各位置。[4][26]
- 端面基准与中心基准高精度装配多用端面基准,而一般自动机零件若采用中心线基准(对称标注),可以减少向零件图展开时的失误和装配失误。[24]
常见错误
- 不考虑加工步骤来标注尺寸原因:加工者必须自己计算来确定位置,失误和工作量都会增加。对策:从材料的状态出发,在脑中推演以哪个面为基准、加工多少mm处,以此来核对尺寸。[4]
相关:并列尺寸标注法基准使图纸的基准与夹具的基准一致
对称中心标注尺寸chūshin-furiwake no sunpōdimensioning from center line
把左右对称的孔或形状,以零件的中心线为基准向两侧对称标注尺寸的方法。可省去不必要的尺寸,使图纸更易读,也减少装配时的混淆。[24][8]
对称中心标注尺寸:左右对称的两个孔,以零件中心线为基准,只标注孔距“60”。不必要的尺寸减少,装配时的混淆也减少。图纸上的画法
- 以中心线为基准对称孔的间距和外形,用跨越中心线的尺寸标注,不标注从端面起的位置尺寸。[24][8]
示例距中心左右各30的两个孔:以中心线为基准,只标注“60”这一孔间距,不标注距端面的位置。
(依据资料中的规定组合而成的示例)[24][8] 相关:基准面(加工、装配、功能的基准)对称度
公差与成本的平衡kōsa to kosutotolerance and cost
公差越严,加工、检验的工作量越大,制造成本越高,因此只在功能所需的部位加公差,其余交给一般公差,这就是此处的思路。[5][8][27]
图纸上的画法
- 选择要加公差的尺寸只对影响功能、装配的尺寸加公差,其余交给一般公差。表面加工也只改善必要的面。[5]
示例米思米的案例:在卡盘卡爪的零件图中,只对影响对位的槽宽和传感器用孔加尺寸公差,表面加工也只改善3处,其余为粗加工。
[5] 常见错误
- 因为不放心,就给所有尺寸都加严格的公差原因:为保证公差而增加的加工费,会叠加在所有尺寸上。对策:分辨出影响功能的尺寸,只在这些尺寸上加公差。[5]
相关:一般公差配合的选择
螺栓孔、螺纹孔的布置boruto-ana no haichihole pattern layout
排布在底板或盖板上的螺纹孔、螺栓孔的布置与尺寸标注方法。采用便于一次完成定位的布置,可以减少加工时间和失误。[28][29]
螺栓孔的布置:矩形盖板四角的孔,不要跟着角部圆弧走,而是放在平行于边的两条线的交点上。可以一次完成定位,加工更快,也更不易出错。图纸上的画法
- 统一定位把孔对齐在同一条X、Y线上,便于一次完成定位。[28]
示例矩形盖板四角的孔,不沿外形角部的圆弧布置,而放在平行于边的两条线的交点上,所有孔的定位可一次完成,成本更低。
[28] 常见错误
- 沿外形圆弧布置孔原因:每个孔都需要单独划线定位,加工费增加。对策:采用便于一次完成定位的布置。[28]
相关:重复图形的省略
棱边状态(毛刺、翻边的标注)ejji no jōtaiundefined edge / burr-free edge
对于不以尺寸确定形状的棱边(edge),用技术要求规定不留毛刺、翻边等。JIS B 0051规定了不定义形状的棱边的尺寸标注方法。[10][17][15]
棱边状态:对于不以尺寸确定形状的棱边,用技术要求统一规定不留毛刺(凸出)、翻边(卷边)等。图纸上的画法
- 用技术要求统一规定用技术要求注明,如“未注明的棱边为C0.3 MAX,并无毛刺、无翻边”。[10]
示例岛根大学图例中的技术要求:“未注明的棱边为C0.3 MAX,并无毛刺、无翻边”。
[10] 标准:JIS B 0051“产品技术文件信息-不定义形状的棱边-尺寸的标注方法”(具体内容细节在本次调查中未能确认)。[17]
相关:倒角(C 倒角、圆角)毛刺、切屑对策