组合体的视图及尺寸注法组合体的视图组合体的形成对于机械零件,我们常可把它抽象并简化为若干基本几何体组成的“体”,这种“体”称为组合体。组合方式有叠合和挖切两种。一般较复杂的机械零件往往由叠合和挖切综合而成。图5-1(a)中的轴承架,主要由长方形板Ⅰ,半圆端竖板Ⅱ和三角形肋板Ⅲ三部分叠合而成,故称为叠合式组合体。图5-1(b)中的支承块,是从一个整体(四棱柱)中间挖去一长方槽Ⅱ,前后壁上挖去两个圆柱孔Ⅲ,并在四角切去四块三棱柱Ⅳ组成的,故称为挖切式组合体。
图5-1 组合体的形成
(a)叠合;(b)挖切组合体三面视图的画法画组合体的三视图时,应采用形体分析法把组合体分解为几个基本几何体,然后按它们的组合关系和相对位置有条不紊地逐步画出三视图。
例5.1 以图5-1(a)的轴承架为例,说明画叠合式组合体三视图的方法和步骤。
进行形体分析轴承架由长方形板Ⅰ、半圆端竖板Ⅱ和三角形肋板Ⅲ三个基本部分组成。
①底板 如图5-2(a)所示,其外形是一个四棱柱,下部中间挖一穿通的长方槽,在四个角上挖四个圆柱孔。其三视图见图5-2(b)。
图5-2 长方形底板
(a)底板的形体分析;(b)底板的三视图
图5-3半圆端竖板
(a)竖板的形体分析;(b)竖板的三视图
图5-4三角形肋板
(a)肋板的形体分析;(b)肋板的三视图
②半圆端竖板 如图5-3(a)所示,其下部是一个四棱柱,上部是半个圆柱,中间挖一圆柱孔。其三视图如图5-3(b)所示。
③三角板肋板 如图5-4(a)所示,肋板为一个三棱柱,其三视图见图5-4(b)。
图5-5 轴承架主视图投影方向选择主视图画图时,首先要确定主视图。将组合体摆正,其主视图应能较明显地反映出该组合体的结构特征和形状特征。对于本例的轴承架,按图5-5中箭头方向投影画主视图,就可明显地反映也底板、半圆端竖板和肋板的相对位置关系和形状特征。读图者在看了主视图后,就能对该组合体的全貌有个初步的认识,知道它是由哪些部分组成的。
画图步骤如图5-6所示
图5-6 轴承架的画图步骤
(a)布置视图,画作图基准线;(b)画底板;(c)画半圆端立板;(d)画肋板;
(e)画底板上的凹槽及圆孔;(f)校对、擦去作图线、加深下面总结一个叠合式组合体的画图步骤及有关注意事项。
(1) 选定比例后画出各视图的对称线、回转体的轴线、圆的中心线及主要形体的端面线,并把它们作为基准线来布置图画。
(2) 运用形体分析法,逐个画出各组成部分。
(3) 一般先画较大的,主要的组成部分(如轴承架的长方形底板),再画其它部分;先画主要轮廓,再画细节。
(4) 画每一基本几何体时,先从反映实形或有特征的视图(椭圆、三角形、六角形)开始再按投影关系画出其它视图。对于回转体,先画出轴线、圆的中心线,再画轮廓线。
(5) 画图过程中,应按“长对正、高平齐、宽相等”的投影规律,几个视图对应着画,以保持正确的投影关系。
组合体的尺寸注法机件的视图只表达其结构形状,它的大小必须由视图上所标注的尺寸来确定。机件视图上的尺寸是制造、加工和检验的依据,因此,标注尺寸时,必须做到正确(严格遵守国家标准规定),完整和清晰。
下面,在第一章介绍尺寸注法标准及平面图形尺寸注法的基础上,进一步介绍几何体和组合体的尺寸注法。
几何体的尺寸常见的基本形体形状和大小的尺寸标注方法及应标注的尺寸数如图5-7所示。
任何几何体都需注出长、宽、高三个方向的尺寸,虽因形状不同,标注形式可能有所不同,但基本形体的尺寸数量不能增减。
图5-8所示为几个具有斜截面或缺口的几何形体的尺寸注法。
图5-9中,列举了几种不同形状板件的尺寸标注方法。
图5-7 基本形体的尺寸注法
(a)一个尺寸;(b)两个尺寸;(c)三个尺寸;(d)四个尺寸
图5-8 具有斜截面或缺口的几何体的尺寸标注
图5-9 几种底板件的尺寸注法组合体的尺寸标注组合体视图尺寸的基本要求是完整和清晰。现分述如下:
为保证组合体尺寸标注的完整性,一般采用形体分析法,将组合体分解为若干基本形体,先注出各基本形体的定形尺寸,然后再确定它们之间的相互位置,注出定位尺寸。
① 定形尺寸 图5-7所示各基本形体的尺寸都是用以确定形体大小的定形尺寸。在图5-10(b)主视图中,除30以外的尺寸也均属定形尺寸。
② 定位尺寸 图5-10(b)主视图中的30,以及俯视图中的尺寸20、50,都是确定形成组合体的各基本形体间相互位置的定位尺寸。
标注组合体定位尺寸时,应确定尺寸基准,即确定标注尺寸的起点。在三维空间中,应有长、宽、高三个方向的尺寸基准。一般采用组合体(或基本形体)的对称面、回转体轴线和较大的底面、端面作为尺寸基准。图5-10所示的支架,长度方向的尺寸基准为对称面,宽度方向尺寸基准为后端面,高度方向尺寸基准为底面。
③ 总体尺寸 这是决定组合体总长、总宽、总高的尺寸。总体尺寸不一定都直接注出。如图5-10所示支架的总高可由21和R15确定;长方形底板的长度35和宽度18,即为该支架的总长和总宽。
图5-10
要使尺寸标注清晰,必须注意以下几点:
① 尺寸应尽可能标注在形状特征最明显的视图上,半径尺寸应标注在反映圆弧的视图上,如图5-9中的半径R和图5-10(b)中的R15。要尽量避免从虚线引出尺寸。
② 同一个基本形体的尺寸,应尽量集中标注。如图5-11主视图中的34和2。
③ 尺寸尽可能标注在视图外部,但为了避免尺寸界线过长或与其它图线相交,必要时也可注在视图内部。如图5-11中肋板的定形尺寸8。
④ 与两个视图有关的尺寸,尽可能标注在两个视图之间。如图5-11主、俯图间的34、70、52及主、左视图间的10、38、16等。
⑤ 尺寸布置要齐整,避免过分分散和杂乱。在标明同一方向的尺寸时,应该小尺寸在内,大尺寸在外,以免尺寸线与尺寸界线相交。
标注组合体尺寸的步骤下面以图5-5所示轴承架为例说明标注组合体尺寸的方法和步骤,参见图5-11。
图5-11
形体分析 轴承架的形体分析已在上节开始时进行过(参见图5-2(a)、图5-3(a)和图5-4(a))在此不再重复;
选择基准 标注尺寸时,应先选定尺寸基准。这里选定轴承架的左、右对称平面及后端面、底面作为长、宽、高三个方向的尺寸基准。
标注各基本形体的定形尺寸 图5-11中的70、38、10是长方形底板的定形尺寸;底板下部中央挖切出的长方板的定形尺寸为34和2;其它各形体的定形尺寸请读者自行分析。
标注定位尺寸 底板、挖切的长方板、三角板肋板、半圆头竖板都处在此选定的基准上,不需要标注定位尺寸;竖板上挖切去的?16的圆柱,长度方向的定位尺寸为零,不必标注,轴线方向(宽)同半圆头竖板,高度方向应注出定位尺寸38;底板上挖切形成四圆孔,和底板同高,故高方向不必标注定位尺寸,长和宽方向应分别注出定位尺寸52、9和20。
标注总体尺寸 尺寸38和R15确定轴承架的总高,底板的长和宽决定它的总长和总宽故不必另行标注总体尺寸。应当指出,由于组合体的定形尺寸和定位尺寸已标注完整,如再加注总体尺寸会出现多余尺寸。为保持尺寸数量的恒定,在加注一个总体尺寸的同时,就应减少一个同方向的定形尺寸,以避免尺寸注成封闭式的。例如图5-11中竖板的高由28(既定形又定位)加上R15确定,图中把它调整为尺寸38而减少了这个高方向的尺寸28。
看组合体视图的方法看图就是根据物体的视图,想象出被表达物体的原形。看组合体视图的方法有下述几种。
用形体分析法看图看图是画图的逆过程。画图过程主要是根据物体进行形体分析,按照基本形体的投影特点,逐个画出各形体,完成物体的三视图。因此,看图过程应是根据物体的三视图(或两个视图),用形体分析法逐个分析投影的特点,并确定它们的相互位置,综合想象出物体的结构、形状,下面以图5-12(a)的三视图为例加以说明。
图5-12
(1)联系有关视图,看清投影关系 先从主视图看起,借助于丁字尺、三角板、分规等工具,根据“长对正、高平齐、宽相等”的规律,把几个视图联系起来看清投影关系,作好看图准备。
(2)把一个视图分成几个独立部分加以考虑 一般把主视图中的封闭线框(实线框、虚线框或实线与虚线框)作为独立部分,例如图5-12(b)的主视图分成5个独立部分:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ。
(3)识别形体,定位置 根据各部分三视图(或两视图)的投影特点想象出形体,并确定它们之间的相对位置。在图5-12(b)中,Ⅰ为四棱柱与倒U形柱的组合;Ⅱ为倒U形柱(槽),前后各挖切出一个U形柱;Ⅲ、Ⅳ都是横U形柱(缺口);Ⅴ为圆柱(挖切形成圆孔)。它们之间的位置关系,请读者自行分析。
(4)综合起来想整体 综合考虑各个基本形体及其相对位置关系,整个组合体的形状就清楚了。通过逐个分析,可由图5-12(a)的三面视图,想象出如图5-12(h)所示的物体。
在上述讨论中,我们反复强调了要把几个视图联系起来看,只看一个视图往往不能确定形体的形状和相邻表面的相对位置关系。在看图过程中,一定要对各个视图反复对照,直至都符合投影规律时,才能最后定下结论,切忌看了一个视图就下结论。
用线、面分析法看图组合体也可以看成是由若干面(平面或曲面)、线(直线或曲线)所围成的。因此,线、面分析法也就是把组合体分解为若干面、线,并确定它们之间的相对位置以及它们对投影面的相对位置的方法。关于线面的投影规律在第二章中讨论得较为详细,不再赘述。下面我们以图5-13所示压块为例说明用线、面分析看图的一般方法。
图5-13 压块的三视图先分析整体形状。由于压块的三个视图的轮廓基本上都是长方形(只缺掉了几个角),所以它的基本形体是一个长方块。
进一步分析细节形状。从主、俯视图可以看出,压块右方从上到下有一阶梯孔。主视图的长方形缺个角,说明在长方块的左上方切掉一角。俯视图的长方形缺两个角,说明长方块左端切掉前、后两角。左视图也缺两个角,说明前后两边各切去一块。
用这样的形体分析法,压块的基本形状就大致有数了。但是,究竟是被什么样的平面切的?截切以后的投影为什么会是这个样子?还需要用线、面分析法进行分析。
下面我们应用三视图的投影规律,找出每个表面的三个投影。
(1)先看图5-14(a),从俯视图中的梯形线框出发,在主视图中找出与它对应的斜线p′,可知P面是垂直于正面的梯形平面,长方块的左上角就是由这个平面切割而成的。平面P对侧面和水平面都处于倾斜位置,所以它的侧面投影p″和水平投影p是类似图形,不反映P面的真形。
(2)再看图5-14(b)。由主视图的七边形q′出发,在俯视图上找出与它对应的斜线q,可知Q面是垂直于水平面的。长方块的左端,就是由这样的两个平面切割而成的。平面Q对正面和侧面都处于倾斜位置,因而侧面投影q″也是一个类似的七边形。
图5-14 压块的看图方法
(3)然后,从主视图上的长方形r′入手,找出面的三个投影(图5-14(c));从俯视图的四边形S出发,找到S面的三个投影(图5-14(d))。不难看出,R面平行于正面,S面平行于水平面。长方块的前后两边,就是这两个平面切割而成的。在图5-14(d)中,a′b′线不是平面的投影,而是R面与Q面的交线。c′d′线是哪两个平面的交线?请读者自行分析。
其余的表面比较简单易看,不需一一分析。这样,我们既从形体上,又从线、面的投影上,彻底弄清了整个压块的三面视图,就可以想象出如图5-15所示物体的空间形状了。
看图时一般是以形体分析法为主,线、面分析法为辅。线、面分析方法主要用来分析视图中的局部复杂投影,对于切割式的零件用得较多。
图5-15 压块