淺析零件測繪與由裝配圖拆畫零件圖

淺析零件測繪與由裝配圖拆畫零件圖摘要：零件測繪與由裝配圖拆畫零件圖都是機械制圖真實技能的重要體現(xiàn)，兩者的實踐性很強。它對于學(xué)者的機械知識綜合運用及實際工作需要至關(guān)重要。由于學(xué)校教學(xué)條件等方面的限制，對于由裝配圖拆畫零件圖，尤其是零件測繪不能很好地進行實際訓(xùn)練。在認識上也有一定的不足。筆者謹以此文對兩者進行較詳盡的分析與闡述，從其實質(zhì)方面剖析了他們之間的相同相通之處及各自的側(cè)重點，以引起同行對此觀點的重視，較大程度地提高學(xué)生機械制圖的實際能力和實際效果。關(guān)鍵詞：測繪 拆圖 零件圖 異同零件測繪是對現(xiàn)有的零件通過測量畫出該零件工作圖達到再加工的目的。由裝配圖拆畫零件圖是由裝配圖確定零件的結(jié)構(gòu)、形狀和大小，再畫零件圖。兩者既有區(qū)別又有聯(lián)系，既有不同之處，又有相同之處。相同之處就是要正確表達零件的結(jié)構(gòu)形狀，畫出零件工作圖，使零件圖能夠真正用于制造和檢驗。不同之處是，前者是通過實物進行測量畫圖，后者是由裝配圖推定零件圖。這兩種工作過程都是對機械制圖學(xué)習(xí)有很大裨益的綜合訓(xùn)練，我們在教學(xué)中應(yīng)很好地予以重視和實施。在零件測繪時盡管有零件實物，可看出零件形體結(jié)構(gòu)，通過測量可獲得一些尺寸，但零件的尺寸公差、技術(shù)要求等，仍需要借助工具書進行分析、類比、計算、調(diào)整，最終確定零件圖所需的全部尺寸和技術(shù)要求。而且因零件測繪常用于仿制、維修和技術(shù)革新，現(xiàn)有的零件更多的是陳舊、磨損、甚至殘缺的，要通過測繪再進行加工制造，以提高其使用效果。由裝配圖拆畫零件圖（也叫“拆圖”）在技工院校主要是對學(xué)生所學(xué)機械制圖、公差配合與技術(shù)測量、金屬材料與熱處理及各類機械加工藝等課程知識的綜合應(yīng)用，也是一種思維過程的訓(xùn)練。從實用角度講，它主要用于機械設(shè)計。進行機械設(shè)計時，一般先畫出裝配圖，再由裝配圖拆畫零件圖，進一步確定零件的結(jié)構(gòu)形狀。實際設(shè)計當(dāng)中，往往通過畫零件圖可以發(fā)現(xiàn)裝配圖中的問題和不足，再對裝配圖進行改正和完善。在機器維修中，機器的某些零件磨損而不便拆卸或因其他原因制約拆卸時，也進行拆圖。這時的拆圖已與零件測繪沒有什么區(qū)別。對于殘缺、破損零件的測繪又與拆圖幾乎沒有什沒區(qū)別?？傊瑹o論是零件測繪還是由裝配圖拆畫零件圖，筆者認為以下這些過程是相同或相通的，而且是必須具備的。1、分析確定該零件的名稱，主要功用、使用材料及零件的結(jié)構(gòu)形狀。只是零件測繪有實物作依據(jù)罷了。2、擬定合理的零件表達方案在分析零件結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上，按零件相對平穩(wěn)的擺放位置或工作位置或主要加工位置確定零件的安放位置，確定主視方向，畫出主視圖（主視圖的投影方向應(yīng)能夠反映零件的主要形狀特征），再選定其他視圖表達形式。3、正確、合理地標(biāo)注尺寸首先，要選定好合理的尺寸基準(zhǔn)，正確、完整、清晰、合理地標(biāo)注尺寸。尤其要注意尺寸標(biāo)注的合理性，因為尺寸標(biāo)注從某種程度上隱含或限定加工順序，與零件加工工藝過程有直接關(guān)系，對保證零件的加工質(zhì)量及其重要。這一點應(yīng)該說是最難把握的，需要有比較豐富的機械加工經(jīng)驗，這也是困擾教與學(xué)的難點問題，在進行零件測繪或拆圖時應(yīng)特別注意。4、注寫正確合理的技術(shù)要求這一點同樣重要，也需要有較全面的機械加工知識。零件表面粗糙度要根據(jù)零件表面的功用要求進行比對確定。對于零件的形位公差尺寸偏差、工藝結(jié)構(gòu)、配合、熱處理及表面處理都要根據(jù)零件各個部分要求通過查表、參考同類產(chǎn)品進行合理確定?？偟脑瓌t是在能滿足使用要求的情況下，盡可能取較低的要求，以力求技術(shù)經(jīng)濟為原則。下面以球閥為例，通過球閥端蓋的測繪（設(shè)定現(xiàn)有球閥實物，球閥目前已趨于標(biāo)準(zhǔn)化，實際當(dāng)中購買整體部件，沒有測繪球閥零件圖的必要），再由球閥裝配圖拆畫閥芯零件圖，進一步闡述零件測繪與拆圖的異同。球閥裝配圖見第4頁（本圖選自原中國勞動和社會保障出版社，全國中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校機械類專業(yè)通用教材機械制圖第五版，教材原圖不夠清晰，還有錯誤之處）：一、測繪球閥端蓋零件圖1、了解與分析被測繪對象球閥用于流體的通斷，因該球閥使用聚四氟乙烯作為密封材料（聚四氟乙烯【CF2=CF2】n屬于氟塑料，是典型的直鏈線型熱塑性高分子化合物，能在+250高溫下使用，有足夠的機械性能和化學(xué)性能及很好的耐濕性和耐水性，但價格較貴），可推知該球閥用于通過溫度較高的流體，它極可能是用于水蒸氣的通斷。閥蓋用四個M1230的螺柱與閥體連接，形成空腔來容納密封圈和閥芯。閥蓋中間通孔用于流體通過，其內(nèi)孔直徑與閥芯、閥體的對應(yīng)孔內(nèi)徑相等，是球閥的規(guī)格尺寸。閥蓋外端圓柱表面加工有外螺紋，用于和其他管件連接形成管路系統(tǒng)。閥蓋外端面沉孔結(jié)構(gòu)用于安裝密封圈。閥蓋里端采用支口形式，便于裝配時對正。階臺屬于過渡階臺，是為了增加強度、避免尖角應(yīng)力集中，沒有較大的作用，其外形尺寸不重要。階臺外圓柱表面是配合表面，與閥體為間隙配合關(guān)系，其端面是主要的尺寸基準(zhǔn)，與閥體連接時用來放置調(diào)整墊，起調(diào)整間隙和密封作用。階臺與閥體內(nèi)孔是穿過關(guān)系，其端面沉形孔用來放置閥芯左端密封圈，閥蓋材料是鑄造碳鋼（閥類零件因制造形狀復(fù)雜、又要承受一定的壓力，多用鑄鋼），從感觀上易于辨認（其他鋼件材料可用試切、銼削、火花鑒別、測量硬度、取樣分析等方法確認）。閥蓋是典型的盤蓋類零件，外端螺紋退刀槽在鑄造時形成，里端是方板結(jié)構(gòu)，四角鑄造成圓角。2、擬定零件表達方案該零件按其工作位置（也是該零件主要加工位置）確定主視方向，主視圖采用全剖視，再畫出左視圖就可將端蓋表達清楚。3、繪制零件草圖（1）按目測比例畫出零件草圖（略）（2）確定尺寸基準(zhǔn)根據(jù)以上形體結(jié)構(gòu)分析，閥蓋長度方向的基準(zhǔn)是階臺的端面，高度和寬度方向的基準(zhǔn)是端蓋通孔的軸線（尺寸基準(zhǔn)的選擇是零件測繪和拆圖的難點問題，應(yīng)悉心領(lǐng)會和掌握）。4、測量并標(biāo)注尺寸對該零件的測量要用到游標(biāo)卡尺、千分尺、螺紋規(guī)和圓角規(guī)等。重要尺寸可直接測量其基本尺寸（測出的實際尺寸需要調(diào)整到整數(shù)值），其上下偏差根據(jù)確定的配合性質(zhì)、精度等確定。不重要尺寸測量后也將其調(diào)整到整數(shù)值（如該零件的外形尺寸75、四個安裝小孔直徑10等），采用未注公差，所需尺寸確定后按尺寸標(biāo)注要求集中標(biāo)注。為防止尺寸的遺漏，可按尺寸的作用進行聯(lián)想標(biāo)注（定形尺寸、定位尺寸、形位尺寸等）。在對閥蓋進行測量時需要特別注意的是，我們很可能誤認為端蓋外端圓柱面是圓柱管螺紋，實際上是普通細牙螺紋。這種普通細牙螺紋螺距在管螺紋中也恰好有這一規(guī)格，而且普通螺紋與管螺紋均為三角形牙型，很容易混淆。采用普通螺紋與管路連接似乎不合常理，但因球閥懸空時的自身重量及氣體的阻尼振動，用普通細牙螺紋連接，其連接強度和自鎖性能比管螺紋連接要好一些。實際上這種連接在管路系統(tǒng)中也較常見，這種“管螺紋旋入端用普通螺紋”在一些資料中常把它歸類于管螺紋，與真正的圓柱管螺紋的區(qū)別是牙型角不同（分別為60和55），牙型高度也不同。測量螺紋時要仔細，盡可能用牙型規(guī)測量，不要簡單地測取大徑再用拓印法測螺距，而將普通螺紋誤判為管螺紋，致使零件圖錯誤，加工件成為廢品。5、注寫技術(shù)要求配合（配合性質(zhì)與配合制度的確定）、形位公差等，以零件的形體結(jié)構(gòu)及各結(jié)構(gòu)的作用和重要程度設(shè)定，也可參照同類產(chǎn)品加以確定。對零件的重要形狀和相對位置可設(shè)法測量其形位公差值，以此數(shù)據(jù)作為依據(jù)來確定零件圖上所需的形位公差值（如球閥端蓋的垂直度，但這需要一定的檢測手段和條件，周期較長）。表面粗糙度的選用依然根據(jù)零件形體結(jié)構(gòu)分析及各部分作用并比對原零件，用目測、感觸或用比較法比對樣塊確定相應(yīng)的表面粗糙度值。重要的表面（如配合表面、基準(zhǔn)面、定位面、密封面等）表面粗糙度要求較高。其他技術(shù)要求同樣要根據(jù)零件的作用確定，但也有一些規(guī)律性東西。如鑄件常常需要時效處理（以消除內(nèi)應(yīng)力），并注寫未注圓角尺寸等。熱處理方法及其數(shù)值一般通過零件各部分的功能和作用分析確定，也可通過測定硬度的辦法參照對比確定。6、繪制零件工作圖對所畫零件圖進行校核、修正、調(diào)整，再按嚴格的比例繪制該零件工作圖，填寫好標(biāo)題欄內(nèi)容。端蓋零件工作圖見第8頁。二、由球閥裝配圖拆畫閥芯零件圖如上所述，拆圖與零件測繪有很多共同的地方，拆圖相對于零件測繪因沒有零件實物，就沒有測量過程，因而不需要畫零件草圖，所有的尺寸及技術(shù)要求要結(jié)合裝配圖進行合理設(shè)定。對于被拆畫零件的形狀結(jié)構(gòu)分析與零件測繪完全一致。閥芯為球體，左右兩端加工成平面，沿水平方向軸線加工有通孔，用于通過流體，頂部有寬度大于閥桿下端寬度的圓弧凹槽，這有利于閥桿與閥芯的裝配（但形成了一定的間隙）。圓弧槽半徑大于閥桿下端球體半徑，使閥桿與閥芯形成點接觸，減小了接觸面積，從而減小了閥桿與閥芯相對轉(zhuǎn)動時的摩擦力，并能很好的保證閥桿轉(zhuǎn)動時帶動閥芯繞鉛垂方向軸線轉(zhuǎn)動，而不產(chǎn)生其他方向的附加轉(zhuǎn)矩，能使閥芯通孔與端蓋、閥體上通孔在球閥開啟時的對正。閥芯材料采用40Cr，既有較高的強度又有很好的塑性和韌性，能減少閥芯與閥桿、閥芯與密封圈之間的磨損。因閥芯與其兩端的密封圈之間有相對轉(zhuǎn)動，所以閥芯表面粗糙度要求較高，這樣既可減小摩擦，使閥芯轉(zhuǎn)動靈活，又能增加密封，防止流體泄露。零件表達方案的擬定及畫零件工作圖又與零件測繪完全一樣。零件測繪注重了測量，拆圖的重點則是被拆畫零件的表達。實際設(shè)計中，由裝配圖拆畫零件圖時，要通過畫零件圖找出裝配圖中的問題和缺陷，進一步改進和完善裝配圖（這一點在實際設(shè)計工作中經(jīng)常遇到，因此說，從某種程度上講，畫裝配圖與畫零件圖是同時進行的）。無論是零件測繪，還是由裝配圖拆畫零件圖，所畫零件圖都要用于制造和檢驗，因此，一定要將零件圖畫正確。但實際當(dāng)中的零件千變?nèi)f化、復(fù)雜多樣，會遇到一些超出課本范圍的問題，像本例中閥芯零件圖的繪制就是這樣。閥芯頂部加工有圓弧槽，屬于畫法幾何中球體與圓柱非同軸相貫。這種相貫形式超出了一般課本知識范疇。當(dāng)圓柱與球體的相對位置確定，球體在被切割時相貫線自然形成，只要找出相貫線在主視投影上的最高、最低、最左、最右的點，進行光滑連接就可畫出相貫線投影（非圓曲線），不需要過分研究和判定曲線的數(shù)學(xué)模型，要抓住問題的關(guān)鍵所在，做到一通百通。為更清楚地表達在球體上切割圓弧槽時產(chǎn)生的相貫線，筆者畫出了俯視圖，相貫線俯視投影也是非圓曲線。閥芯工作圖見第10頁。不管是零件測繪，還是由裝配圖拆畫零件圖（機器維修時的零件拆畫），所畫的零件圖不一定與原零件的各項指標(biāo)完全吻合，只要該零件能滿足使用要求即可。為此，我們應(yīng)多參加生產(chǎn)實踐，注意觀察零件的加工和使用情況，注意收集數(shù)據(jù)，積累經(jīng)驗，不斷總結(jié)，不斷提高。只有這樣才能真正做到照圖加工。零件測繪與由裝配圖拆畫零件圖，從本質(zhì)上有許多相同的地方，我們在教學(xué)中應(yīng)予以足夠重視（盡管各類習(xí)題冊有相應(yīng)的拆圖題，但都不要求畫真正的零件工作圖）。因為這樣的訓(xùn)練，能夠使學(xué)生正確運用到所學(xué)知識，對學(xué)生以后的實際工作能力有很大的幫助和提高。筆者在多年的教學(xué)工作中曾傾力于這方面的工作，已取得了很好的效果。在目前的機械制圖教學(xué)中，由于受各類考試的影響，往往過分的重視畫法幾何，而輕視零件圖與裝配圖的學(xué)習(xí)，重理論，輕實踐，這對學(xué)生以后的實際工作能力會造成一定的負面影響。一些教師由于缺乏工廠實踐經(jīng)驗，也有意無意地出現(xiàn)這一傾向。作為機械制圖教學(xué)者，不能僅僅認為機械制圖是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，應(yīng)它當(dāng)作專業(yè)課對待，因為它的實踐性和實用性很強。筆者試圖以此文能引起同行對這一現(xiàn)狀和問題的關(guān)注，以提高機械制圖的實用性教學(xué)效果，使學(xué)校的理論教學(xué)更貼近于工廠實際。這也是目前提倡“雙師型”教師的原因所在。參考文獻：全國中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校機械類通用教材機械制圖第五版，中國勞動和社會保障出版社，2007年大連理工大學(xué)工程畫教研室編機械制圖，高等教育出版社，2003年楊惠英 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