浅析零件图的尺寸标注
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作者: 滕官成
【摘要】零件图中的尺寸是零件图的主要内容之一，是零件加工制造的主要依据。零件图上尺寸标注得不正确、合理，不仅使加工工艺复杂，甚至会造成零件的报废。所以，零件图上尺寸标注必须满足正确、完整、清晰、合理。
【关键词】:基准 合理 尺寸标注
引言
零件图上的尺寸是零件加工、检验的重要依据，尺寸标注得不合理，不仅使零件加工工艺复杂，有时在零件生产过程中还要进行尺寸链换算，甚至会造成零件的报废，也有可能使零件加工合格但装不到一起，即使装到一起也会影响其使用效果，达不到设计要求。因此，零件图上的尺寸标注，除了要求正确、完整和清晰外，还应考虑其合理性，即满足设计要求和便于加工测量，符合生产实际。因此,研究和探讨零件尺寸标注的合理性有着重要的实际意义。本文在明确尺寸基准和尺寸分类的前提下，针对机械零件尺寸基准的正确选择及合理标注尺寸应注意的事项等问题进行探讨、分析。
一、尺寸基准和尺寸分类
1、尺寸基准的概念
通常把标注尺寸的起点称为尺寸基准，以它为起点，确定零件或部件上某些面、线或点的位置。基准是尺寸测量和计算的起点。尺寸基准可以是点、线、或面。
2、尺寸基准的分类
根据基准的作用和应用场合不同，可将其分为两类:设计基准和工艺基准。
（1）设计基准
在零件图上用以确定其它点、线、面位置的基准，称为设计基准。设计师根据它们来标定和计算另一些点、线、面的尺寸或位置关系，
（2）工艺基准
零件在加工、检验和装配过程中所使用的基准称为工艺基准。工艺基准按用途又可以分为定位基准、测量基准和装配基准等。
在设计与制造过程中，当机器的结构及装配要求确定后，设计基准就比较容易确定。而工艺基准则应根据工厂的设备条件和生产批量的大小等因素来决定，而且在制造零件时，其工艺规程不同，工艺基准也可能不同。
3、尺寸的分类
根据零件图上各个尺寸在机器中的重要性不同，可将零件图上的尺寸分为两类：
（1）主要尺寸保证零件在机器中的正确位置和装配精度的尺寸，都属于主要尺寸，这类尺寸将直接影响机器的性能。在产品设计中，主要尺寸一般均与某装配尺寸链有关，并按照较高的精度加工。
（2）自由尺寸机械零件图中，有的尺寸不影响机器的工作性能，也不影响零件间的配合性质、装配精度等，我们把这样的尺寸统称为自由尺寸。在产品设计中，这些尺寸精度要求较低，多数与装配尺寸链无关。
二、尺寸标注基准的选择
任何一个零件都有长、宽、高三个方向（或轴向、径向两个方向）的尺寸，每个尺寸都有基准，因此每个方向至少要有一个基准。同一方向上有多个基准时，其中必定有一个是重要的基准，称为主要基准；其余的则为辅助基准。主要基准与辅助基准之间应有联系尺寸。
主要基准应为设计基准同时也为工艺基准；辅助基准可为设计基准或工艺基准。从设计基准出发标注尺寸，能反映设计要求，保证零件在机器中的工作性能；从工艺基准出发标注尺寸，能把尺寸标注与零件加工制造联系起来，保证工艺要求，方便加工和测量，因此，标注尺寸时应尽可能将设计基准与工艺基准统一起来，即工艺基准与设计基准是重合的，称之为“基准重合原则”。这样既能满足设计要求，又能满足工艺要求。一般情况下，工艺基准与设计基准是可以做到统一的，若设计基准与工艺基准不重合，就会给加工带来不利的影响，如设计基准与测量基准不重合就需要进行尺寸链换算，甚至某些尺寸因尺寸链换算而提高了精度，增加了加工难度；设计基准与定位基准不重合不但要进行尺寸链换算，并且会影响工件定位精度等等，因此，如果设计基准与工艺基准不能重合，应采用“设计基准优先原则”：即应优先选择设计基准为尺寸主要基准，工艺基准为辅助基准。
尺寸基准的选择原则相互之间并不矛盾，只有在了解和认识了零件在系统、组合、部件、整件中的作用、工作位置等以后，对每一个零件进行形体分析、工艺分析、装配分析就可以在三维方向上选择正确的尺寸基准。尺寸基准正确、合理的选择是提高零件质量的前提和保证，是减少装配线上零件返修率、提高零件互换性的先决条件。
可作为设计基准或工艺基准的零件要素可以是零件的实际要素（真实的点、线、面），也可以是零件的中心要素（中心线、中心点、对称面等）。具体的零件要素有：圆心、球心；回转体母线、轴线、对称中心线；对称平面、主要加工面、结合面、底平面、端面、轴肩平面等。应根据零件的设计要求和工艺要求，结合实际情况恰当选择尺寸基准。
三、尺寸标注的形式
1、链状式
零件同一方向的几个尺寸依次首尾相接，后一个尺寸以前一个尺寸的终点为起点（基准），注写成链状，称为链状式。链状式可保证所注各段尺寸的精度要求，但由于基准依次推移，使各段尺寸的位置误差相互影响，其位置误差为前几个尺寸误差之和，造成位置误差积累，因此，当阶梯状零件对总长精度要求不高而对各段长度的尺寸精度要求较高时，或零件中各孔中心距的尺寸精度要求较高时，均可采用这种注法。
2、坐标式
零件同一方向的几个尺寸由同一基准出发进行标注，称为坐标式。坐标式所注各段尺寸其尺寸精度只取决于本段尺寸加工误差，故能保证所注尺寸的精度要求，各段尺寸精度互不影响，不产生位置误差积累。因此，当需要从同一基准定出一组精确的尺寸时，常采用这种注法。
3、综合式
零件同一方向的尺寸标注既有链状式又有坐标式，是这两种形式的综合，故称为综合式。综合式具有链状式和坐标式的优点，既能保证一些精确尺寸，又能减少阶梯状零件中尺寸误差积累。所以标注零件图中的尺寸时，用得最多的是综合式注法。
四、合理标注尺寸应注意的事项
1、注意满足设计要求
（1）零件中主要尺寸应从设计基准出发直接注出，零件同一方面上主要基准与辅助基准之间的联系尺寸、确定位置的定位尺寸之间都必须直接注出尺寸，以保证这些尺寸的精度。
（2）不应注成封闭的尺寸链。封闭的尺寸链是首尾相接，形成一个封闭圈的一组尺寸。如注成封闭尺寸链，欲同时满足各组成环的尺寸精度是办不到的。因此，标注尺寸时，在尺寸链中应选一个不重要的环不注尺寸，该环称为开口环，因为它不重要，在加工中最后形成，使误差积累到这个开口环上去，该环尺寸精度得不到保证对设计要求没有影响，从而保证了其它各组成环的尺寸精度。
2、注意满足工艺要求
（1）按加工顺序标注尺寸，这样标注尺寸符合加工过程，又方便加工和测量，从而保证工艺要求。
（2）不同工序加工的尺寸应尽量分开标注，这样配置尺寸清晰易找，加工时看图方便。
（3）标注尺寸应尽量方便测量，在结构上没有其它重要的要求时，尽量做到使用普通量具就能测量，以减少专用量具的使用或数量。
（4）标注尺寸应适合加工工艺特点要求，以便选用刀具，有时还要考虑检测方法上的某些特殊需要。
结论
要合理标注零件的尺寸，首先要对零件进行功能分析、结构分析和工艺分析，找出零件的重要尺寸和重要表面，确定零件的主要尺寸基准，直接标注其重要尺寸；其次是根据工艺要求，使得标注的尺寸便于加工、测量；再者选择合适的标注形式进行标注。标注零件尺寸时既要遵守有关规定与原则，又要灵活处理，确保所标注的尺寸正确、完整、清晰、合理。
参考文献
1.张龙勋.机械制造工艺学.机械工业出版.1995
2.夏华生.机械制图.高等教育出版社.1998
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