机械制图基准标注规则范文

导语：如何才能写好一篇机械制图基准标注规则，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：学生 分析 选择 轴套类零件 尺寸基准

中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）04（a）-0000-00

在《机械制图》教学过程中，看轴套类零件图选择基准的问题一直是学生学习的难点，也是教师教学的难点。那么如何把这一部分内容讲懂讲透，不仅影响学生对零件图的理解程度，更直接影响中职升高职学生的考试成绩。在未来的实际工作中，如零件基准选择不恰当，往往会增加工序，或使工艺路线不合理，或使夹具设计困难，甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）的要求，下面就这一问题加以研究探讨。

一、学情分析

学生所用教材是中等职业教育国家规划教材（机械类）第三版。分析教科书发现：教科书中就如何选择基准问题讲的很少，仅仅讲了基准一些表面的问题。而我们的学生都是从初中的校门走进技校的校门，他们没有社会经验，对机器、零件等这类的东西又缺乏感性认识，如果教师仅按教科书的内容进行教学，学生很难达到看一张零件图就能很恰当地回答出：哪条线或哪个面是某一方向的尺寸基准这样的问题

二、零件尺寸基准的选择

基准就是标注或量取尺寸的起点。基准的选择直接影响设计要求能否满足加工工艺是否可行和方便。

（一） 基准的分类

按用途基准分：①设计基准 用以确定零件在机器中位置的点、线、面称为设计基准。②工艺基准 零件在加工、测量、检验时所选定的基准。按基准的形式分：①基准点 零件表面上的某个点。②基准线 零件上回转面的轴线。③零件上的某个面 有零件上的主要装配面和支撑面；零件上的主要加工面（定位面、接触面）；零件的对称面（在某一个方向对称）。

（二）基准的选择

为了减少误差，保证零件的设计要求，在选择基准时，最好使设计基准与工艺基准重合。如不能重合时，零件的功能尺寸从设计基准开始标注，不重要的尺寸从工艺基准开始标注或按形体分析法标注。当零件较复杂时，一个方向只选一个基准往往不够用，还要附加一些基准。其中起主要作用的称为主要基准，起辅助作用的称为辅助基准。主要基准与辅助基准之间都应有联系尺寸。

三、轴套类零件的尺寸基准选择

针对上面提出的问题，根据学生的具体情况，我们以下图铣刀头中轴的零件为例来说明这一问题。

（一） 了解零件图所示零件在机器中的功用、位置以及各零件之间的相互位置。

根据轴的零件图（图二）与铣刀头轴测图（图一）对照分析可知，轴的左端 处

通过键与V带轮连接；右端 处通过两个平键与铣刀盘连接，用挡圈和螺钉固定在

平轴上。轴上有两个安装端盖的轴段 处和两个安装轴承的轴段 处，通过轴承把

轴串安装在座体上，再通过螺钉、端盖实现轴串的轴向固定。由此可见该轴是铣刀头中的一

个主要零件，起着支撑和传递动力的作用，它由多个直径不等的圆柱轴段组成，并有多处细

小结构。

（二）径向尺寸基准的选择

根据此零件的结构特点：形状比较简单、较有规则，多数由大小不等而同轴的圆柱回转体组成。直径不等所形成的台阶可供安装在轴上的零件轴向定位。由于设计、加工和装配工艺的需要，此类零件常有倒角、倒圆、螺蚊、螺蚊退刀槽、砂轮越程槽、键槽等。大部分加工（粗加工、半精加工）在车床上进行，少部分加工（精加工）在磨床或其他机床上进行。按加工位置在主视图上把轴线横放，径向尺寸基准选择此轴的轴线，这样把设计上的要求和加工时的工艺基准统一起来。

（二） 轴向尺寸的基准选择

由于长度方向的尺寸较多，那么选择哪个端面作为长度方向的主要基准？此轴上轴承的主要功能是支撑机械旋转体，用来降低动力传递过程中的摩擦系数和保持轴中心位置固定的

机件。所以它的各方面的性能的好坏直接影响轴传递动力与扭距，因而轴与轴承连接端面的各尺寸精度要求较高。图中可见 轴段的左右两轴段 安装轴承，固 轴段的轴向尺寸 要求较高（起两轴承轴向定位的作用）。所以，在加工过程中，理论上选 轴段的左右两端面的哪个端面作为长度方向的主要基准均可，但 轴段右端面与轴右端面有一联系尺寸95，这样选 轴段右端面为长度方向的主要基准，借助于尺寸95与轴右端面（辅助基准）联系起来，再通过总长400与轴的左端面（辅助基准）也联系上了。图中其它符号为长度方向的辅助基准（从便于加工与测量的角度考虑设定的基准）。

（四） 多看图，类比法；多实践，对比法；有助于学生对问题的理解。

要想对所给轴套类零件图恰当地指出各方向的尺寸基准，就必须了解组成零件各部分的结构形状的特点、功用，在机器中的相互位置以及所起的作用。实际上就是多看图“类比法”，机械加工是个经验性很强的工作，在实际生产实践中，分析对比原有的设计思想，加入新的设计理念。依靠“对比法”设计，多看同类型的图纸，这些图纸在此问题上是如何处理的，有助于学生对尺寸基准选择问题的理解。基于这点笔者领学生到实训车间看轴套类零件的加工过程以及一些装配实体，到网络上查找相关视频或自己制作三维课件给学生看，让学生了解更多轴套类零件的使用情况、加工方法，体会不同的加工工艺、机器或部件的工作原理、零件间的装配关系、连接方式及各零件的结构形状等，只有这样他们才能真正意义上地理解机器中各零件的功用、结构特点、零件之间的相互位置、零件上各尺寸所起的作用等，才能恰当地选择零件各方向的主要与辅助基准。

四、总结归纳

零件基准的选择是由零件的加工工艺或现场加工条件所决定的。轴套类零件为回转体零件，考虑它的大部分加工（粗加工、半精加工）在车床上进行，主视图一般选择轴线水平放置进行投影。在选择基准时，常以零件的轴线作为径向尺寸基准，这样就把设计上的要求和加工时的工艺基准（轴类零件在车床上加工时，两端用顶尖顶住轴的中心孔）统一起来，而长度方向的主要基准常选用重要的端面（加工精度最高的面）、接触面（轴肩）或重要加工面，从便于加工与测量角度考虑设定的其他基准为辅助基准。

参考文献：

[1]王幼龙 主编《机械制图》第三版―北京；高等教育出版社。2007.7

篇2

基于模型定义（Model Based Definition，MBD）技术是波音公司在美国机械工程师协会颁布的数字产品定义规范（ASME Y14.41-2003）的基础上，结合自己的数字化制造经验扩充了飞机研制建模中所特有的应用需求，从而得出的一种全新的数字化定义技术。目前MBD技术是研究的热点问题，利用MBD技术能够实现基于三维模型来表达产品的设计制造等信息，颠覆了从3D到2D信息转换的传统传递模式，但MBD技术的应用仍需要对MBD技术的内涵及应用领域等方面做进一步研究。

一、MBD研究现状

随着“十五”、“十一五”制造业信息化技术与手段的不断发展与完善，我国机械制造业有95%以上的大、中型企业，开展了用计算机进行机械产品的三维建模，并已经完全替代或基本替代计算机二维设计制图和传统的手工设计制图方式。

目前，基于机械产品三维模型定义（MBD，Model -Based Definition）的设计（MBDD，Model Based Definition Design）、工艺（MBDP，Model Based Definition Process）与管理（MBDM，Model Based Definition Manage）等环节的研究正在机械制造业的工程机械、航空航天、石油化工、铁路交通、汽车、机床、船舶以及兵器等行业迅速而广泛地开展。

但目前，由于缺乏基于机械产品模型定义与管理方面的相关标准，这些生产企业还需要将三维数字化设计模型转化为二维工程图后，传递至生产车间进行后面的加工制造以及计算机管理等工作。由于各种三维CAD软件功能不一样，国产软件与国外软件之间的差异，以及数字化三维设计与文件管理方面没有标准，造成了在产品的三维数字化设计模型转化为二维工程图时，结构信息不一致等现象，更严重的甚至会造成结构信息丢失的后果。现在的生产企业还需要花较大的精力在转化后的二维工程图上进行大量而繁重的修补工作，有的甚至重新绘制，来完成二维工程图。这给企业带来了很大的麻烦和严重的重复劳动，并造成了较大的时间和经济上的浪费。

MBD技术是指在产品的数字化定义过程中，通过在三维模型上定义尺寸标注、公差要求、表面结构要求、基准要求、加工制造要求和技术要求等非几何信息，实现产品信息的清晰有效表达，满足以三维模型为驱动的下游数字化制造与检验信息的获取。近年来，基于模型的定义技术发展迅速，其将三维产品制造信息和三维设计信息共同定义到产品的三维模型中，直接使用三维标注模型作为制造依据，使工程技术人员从二维文化中解放出来。

相对于二维CAD环境中的标注，三维标注更直观，无须严苛的训练，工程师、车间工人和管理人员都容易理解。可以说三维标注的国际标准出台以后，为机械制造业摆脱图样提供了可能性。

为了满足日益增长的在三维模型上直接标注的需求，以取代在二维绘图中的标注，并规范国内制造业企业在应用过程中的对尺寸、公差、注释、文本和符号等方面的规范性需求，由中机生产力促进中心牵头，结合相关组织、国内知名企业和软件公司的共同努力，于2009年了《GB/T 24734-2009技术产品文件数字化产品定义数据通则》11项国家标准。

该系列标准提供了一种2D工程图以外的3D工程信息表达方法，产品设计的所有设计信息均基于三维模型进行标注，三维模型和工程图一起作为信息载体，二维图在三维标注模型基础上投影产生，并保持关联关系。

该系列标准构成了后续机械产品数字化设计与制造标准的基础，填补了我国制造业三维数字化产品定义标准的空白，统一了数字化产品定义的工程语言，规范了技术实施途径，大力提升了我国装备制造业的自主创新能力。

二、MBD关键技术

1.信息表达形式

产品信息种类多样，主要包括尺寸工具（尺寸标注、尺寸公差和尺寸修饰）、文本工具（文本注释和技术要求标注）、基准符号、表面结构、几何公差、技术要求、焊接工艺、加工制造和定制符号等功能。此类信息中的某些信息在二维工程图上表达的信息形式已经有标准规定，如《GB/T10609 技术制图系列标准》、《GB/T4458 机械制图系列标准》、《GB/T324-2008焊缝符号表示法》、《GB/T131―2006产品几何量技术规范（GPS）技术产品文件中表面结构的表示法》和《GB/T1182-2008产品几何技术规范（GPS）几何公差形状、方向、位置和跳动公差标注》等。

基于三维模型表达此类信息是通过“符号+文本”的形式来表达，符号的构建参照已有的标准，对于某些加工制造信息的表达，尚未形成信息表达形式的统一规范，企业可根据研究成果，经与各企业专家讨论后，将其研究成果进行标准化，而后进行推广。

如对于基于三维模型的机械加工工艺信息的表达，中国电科38所采用了“工艺信息框格”的形式来表达，将机械加工过程中加工设备类型、设备数量、加工方法、刀具参数和加工参数等信息进行符号化，利用符号来描述加工过程中的加工状态。对于工艺符号、代号及标识方法，目前已有部分的国家标准和行业标准对工艺符号进行了规范化标识，如GB/T 3167-1993《金属切削机床操作指示形象化符号》，但对于加工参数和刀具参数的表示法则需要形成标准的规范。

2.信息三维标注

目前，产品信息三维标注可参照的标准为《GB/T 24734-2009 技术产品文件 数字化产品定义数据通则》的11项国家标准，其对尺寸、公差、注释、文本和符号等标注规则进行了详细规定，包括标注平面、关联性和辅助几何表达等。

很多商业化软件都开发了软件自带的三维标注模块，主要包括了尺寸标注、尺寸公差标注（轴公差标注、孔公差标注和常用公差标注）、基准符号标注、几何公差标注（形位公差标注）、表面结构标注、倒角标注、螺纹标注、尺寸标注修饰、技术要求标注和文本注释标注等模块。

这些信息的标注可直接参考有关国家标准《GB/T 24734-2009 技术产品文件 数字化产品定义数据通则》，但对于某些加工工艺信息，不能直接套用国家标准进行信息的三维标注，需要对此类信息的表达制定相应标准。如对于机械加工工艺信息的表达，中国电科38所对基于MBD的产品信息三维标注方法做了相应的研究工作，提出了三维信息表达公式，并对辅助几何元素的表达和颜色的使用做出了规定，除此之外，还规定了标注的锚点属性，如图2所示。

3.标注信息管理

标注在三维模型上的各类信息种类多、信息量大，全部显示在三维模型上，势必造成模型上标注信息相互重叠遮挡，形成“刺猬现象”，影响信息的可读性。在对信息进行三维标注时，应选择合适的标注平面来放置标注的信息，并能实现标注排列方向的变更。此功能根据不同注释方向，创建多种视图和与视图关联的层，将标注的信息进行“分视图、分层级”的显示管理，可以方便地对尺寸显示按照特定的分组来实现控制，主要有全部显示、全部隐藏、按照层和按照标注类型等5种分组来实现三维标注信息的多视图查询过滤显示。

除上述之外，标注信息的管理应提供快捷的编辑方法，包括注释方向变更、排列方式调整和属性拷贝等。对于文字类、尺寸类和符号类的三维标注，其显示有方向性，应当具有快速变更文本或者尺寸方向的功能，而无需重新定义标注平面和标注方向。同类信息或同视图层级的属性样式要统一，如字体大小、字体类型等。对于三维标注应当具有属性样式批量设置，以及拷贝目标格式的功能。在构建三维标注时，可不考虑与其他标注的排列位置，待完成所有三维标注的构建时，再进行全局三维标注的显示整理和位置的排列。三维标注应当具有快速排列对齐的功能。如尺寸线对齐等。

标注信息的管理还包括成组管理，包括物理成组和逻辑成组。物理成组是指三维标注在空间位置上的组合，将要创建的标注附属到一个存在的标注上，或者将多个标注聚集成一个组；逻辑成组是指为了快速查找和方便传递，将完整表达某一对象的数字化定义信息进行组合。

4.标注信息提取

标注在三维模型上的信息为结构化信息，其中有些直接从设计模型获取，如尺寸。有些在标注时手动生成，如基准、公差和表面结构等。还有些是从企业数据库中读取而来，如加工方法中涉及的设备、刀具等信息。对这些信息进行结构化管理，可实现信息的快速检索、查询。

基于三维模型表达的产品制造信息（product manufactureinformation，PMI）接受对象包括设计及制造人员和数字化设备。设计及制造人员需要在理解三维模型上标注的信息后，开展设计及制造活动，而对于数字化设备而言，如NC加工设备、检验设备等，需要将三维模型上标注的信息进行解析提取，转换成设备可识别的信息，以驱动加工制造及检验过程。

MBD技术的应用给实施数字化制造和检验带来了极大方便，工艺人员和检验人员可以利用信息化手段直接从MBD模型上提取制造、检验数据，方便地进行工艺仿真、数控加工和数控检测，但MBD数据的提取与使用规范标准欠缺，有必要根据MBD数据的特点，对数据提取方面的标准进行明确规定。标注信息提取如图3所示。

三、MBD应用要点

1.数字化环境建设

MBD技术的发展为打通三维数字化设计与制造的数据链提供了技术支撑、促进了国家“甩图纸”工程推进。许多企业提出“三维模型下车间”的口号，给传统的生产制造模式带来很大的冲击，对数字化设计环境的建立提出了较高的要求。

MBD技术需要软件基础环境、数据库平台、网络信息环境及信息安全体系等方面的支撑，主要包括CAD软件、CAE、CAPP、PDM、CAM、MES和ERP等软件。

MBD技术在应用过程中或多或少地需要与这些软件进行数据的传递和存储。因此，MBD技术的全面应用需要建设一条完整的数字化设计与制造通道。

2.标准体系建设

数字化产品定义方面已有《GB/T 24734-2009 技术产品文件数字化产品定义数据通则》系列标准，但企业在实际实施MBD过程中，必须根据企业流程和环境制定相关的标准来完善MBD应用过程中的标准体系。

如利用MBD技术表达机械加工工艺信息时，中国电科38所制定了《机械加工工艺参数表示法》、《机械加工工艺方法图形符号》和《机械加工工艺信息三维标注规范》三项企业标准。

其中，《机械加工工艺参数表示法》规定了常用机械加工方法及相关刀具的工艺参数符号，适用于在二维图样和三维模型上机械加工工艺参数的标注。《机械加工工艺方法图形符号》规定了机械加工常用工艺方法及相关刀具的图形符号，适用于在二维图样和三维模型上机械加工工艺方法及相关刀具图形符号的标注。《机械加工工艺信息三维标注规范》规定了常用机械加工工艺信息的三维标注要求，适用于在三维CAD模型上表达机械加工工艺信息。

除此之外，还有很多MBD技术标准体系中的空白需要填补，如《MBD数据管理标准》、《MBD三维数字化工艺设计标准》和《MBD数字化设计及制造标准》等。

3.辅助工具开发

MBD技术的应用途径主要是通过在设计阶段完成三维模型构建及标注，在制造阶段完成三维工序模型构建及标注，在PDM系统中完成模型的数据管理和设计流程的触发，从而使得设计制造具有单一数据源。

为了使设计师方便地开展MBD数字化定义工作，需要对企业MBD设计制造软件进行二次开发，将标准中的规定固化在软件程序中。

二次开发的内容主要包括：各类PMI信息标注模块、与PDM系统集成、PMI信息提取和工序模型构建等。