2. Структурный анализ геометрических фигур и деталей и нанесение их размеров на ортогональный чертёж

Под геометрической фигурой подразумевается геометрическое тело (конус, цилиндр, шар, тор, призма, пирамида или их сочетание), в котором имеются призматические или цилиндрические углубления или отверстия;

Деталь – изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала без применения каких-либо сборочных операций.

Термин геометрическая фигура обычно используется в разделе «Проекционное черчение», а термин деталь – в разделе «Машиностроительное черчение» курса «Инженерная графика».

Размеры геометрических фигур и деталей, которые наносят на ортогональный чертеж этих объектов, имеют общепринятые наименования.

По своему виду размеры разделяются на линейные (длина, ширина, высота, размер радиуса, диаметра объекта или его элемента) и угловые размеры.

Размеры геометрической фигуры или детали, состоящей из нескольких геометрических тел (иногда называемых формами), подразделяются на размеры формы, определяющие основные размеры конкретного элемента объекта, и координирующие размеры, определяющие положение данной элемента по отношению к другим элементам, входящим в объект.

Частным случаем координирующих размеров являются габаритные размеры – наибольшие размеры по длине, ширине и высоте геометрической фигуры или детали.

Обычно детали состоят из простейших геометрических фигур. К таким фигурам относятся тела вращения и многогранные тела (рис. 21). Каждое из указанных тел в дальнейшем будет называться элементом наружной формы детали.

16 17

На рис. 22 показаны чертежи тел вращения и нанесены их размеры формы. Например, шар имеет всего один размер формы (рис. 22,а) – диаметр (или радиус). При этом нанесен сопутствующий знак сферы (○). Цилиндр – два размера формы: диаметр и длину (см. рис. 22, б). У конуса (см. рис. 22, в) должно быть нанесено два размера формы, один из которых должен быть угловым, а второй линейным (диаметр основания или высота конуса). Для усеченного конуса проставляются три размера формы, один из которых должен быть угловым (см. рис. 2, г) или размером конусности (см. рис. 2, д). Для тора в форме галтели обычно проставляются размеры, показанные на рис. 22, з.

Размеры формы многогранных тел показаны на рис. 23.

18

Деталь или геометрическая фигура могут иметь также элементы внутренней формы. Чаще всего таковыми являются поверхности, образованные вычитанием из объёма исходного тела другого объёма цилиндрической, сферической, тороидальной или призматической формы. К элементам внутренней формы могут относиться также тела (например, перегородки, расположенные внутри детали).

19

Кроме размеров формы на чертеже наносятся координирующие размеры. Для шара такими являются размеры, определяющие положение его центра. Для цилиндра, конуса или тора координирующие размеры определяют положение оси и одного из торцов фигуры. У многогранных тел координирующие размеры определяют положение одной из граней.

Рассмотрим это на примере тела, состоящего из двух пересекающихся цилиндров (рис. 24). Здесь для каждого цилиндра проставлены по два размера формы – длина и диаметр. Оставшиеся два размера (линейный -25 мм и угловой - 45) являются координирующими. Они определяют взаимное расположение осей цилиндров.

Многие конструктивные элементы наружной и внутренней формы детали имеют устоявшиеся наименования.

Например, конический элемент на торце круглой детали (рис. 25) называется фаской, плавный переход между двумя цилиндрическими участками детали называется галтелью. Призматический выступ, ограничивающий вращение детали вокруг своей оси в подвижном соединении с другой деталью, называется шипом. Кольцевое углубление цилиндрической или тороидальной формы для вставки в него уплотняющего изделия называется канавкой. Плоский элемент на цилиндрической поверхности называется лыской. Элемент внутренней формы может быть назван углублением, отверстием, пазом и др.

У литых деталей (рис. 26) часто встречается следующие конструктивные элементы: фланец - элемент призматической, цилиндрической, овальной или иной формы, предназначенный для присоединения к аналогичному элементу другой детали;

20

ребро жёсткости – элемент усиления конструкции детали; бобышка – выступ, торцевая плоскость которого подвергается механической обработке для обеспечения плотного соприкосновения с другими деталями; литейное скругление – плавный переход между элементами, имеющий форму тора или цилиндра; привалочная плоскость – механически обработанная плоскость, по которой происходит плотное прилегание к другой детали.

21

У элемента детали, содержащего наружную или внутреннюю резьбу, часто встречается цилиндрическая проточка – конструктивный элемент, обеспечивающий навинчивание ответной детали до упорной плоскости.

Перед нанесением размеров детали необходимо выполнить структурный анализ объекта – т. е мысленно разбить его на простейшие геометрические формы. Далее следует нанести размеры отдельных форм (см. рис. 22, 23). В заключение наносятся координирующие размеры, определяющие взаимное расположение форм.

Рассмотрим это на примере литой корпусной детали (рис. 27). Анализ элементов внешней формы этой детали представлен на рис. 28. Здесь можно выделить шар (поз.1), два цилиндра (поз. 2), конус (поз. 3), два призматических элемента (поз. 5). Кроме этого к элементам внешней формы следует отнести четыре цилиндрических скругления углов призматического фланца (поз. 2 ) и литейные скругления зон переходов шар – конус и шар – цилиндр (поз. 4 ).

Анализ элементов внутренней формы детали показан на рис. 29.

22 Здесь можно выделить сферу (поз. 1), восемь цилиндрических поверхностей (поз. 2), образующих отверстия и углубление; коническую поверхность (поз. 3); поверхность тора (поз. 4). Кроме этого имеются три призматических тела, образующих внутренние перегородки (поз. 5) и цилиндрические скругления углов перегородок, показанные на рис. 27.

Выполнив структурный анализ детали, можно перейти к нанесению размеров элементов её внешней и внутренней формы.

На рис. 30 показан чертёж элементов внешней формы рассматриваемой детали. Он состоит из трёх видов: спереди (главное изображение), сверху и слева. Размеры формы элементов внешней формы нанесены в соответствии с рис. 22 и 23.

Координирующие размеры элементов вешней формы выделены надчеркиванием размерных надписей. Из них вертикальный размер 75 определяет положение верхней грани призматического элемента относительно центра шара. Аналогично горизонтальный размер 80 определяет положение левой грани правильной шестиугольной призмы. Горизонтальный размер 60 и вертикальный габаритный размер 125* определяют положение оси тора.

Отметим особенность нанесения размеров формы чередующихся элементов – не все размеры этих элементов задаются в явной форме. Рассмотрим это на примере трёх последовательно соединенных элементов внешней формы: правильная шестиугольная призма, цилиндр и шар (см. поз. 5, 2, 1 на рис. 28). Размеры призмы и шара заданы в соответствии с рис. 22 и 23, а у цилиндра нет размера длины. Однако эта длина определяется координирующим размером 80, высотой призмы

23

(горизонтальный размер20) и радиусом шара – размер ○R50 (см. рис. 30).

Аналогично обстоят дела при нанесении размера длины второго цилиндра 60, примыкающего к тору, а также конуса.

На рис. 31 показан чертёж, где нанесены размеры элементов внутренней формы детали. Координирующие размеры здесь выделены подчёркиванием размерных надписей. Эти размеры определяют положение призматических перегородок относительно центра шара.

Особенностью нанесения размеров литых деталей является задание толщины стенки элемента. В этом случае необходимо задать лишь размеры элементов наружной формы, а размеры аналогичных элементов внутренней формы могут быть подсчитаны вычитанием из размеров внешней формы толщины стенки.

24

Иногда, по конструктивным соображениям задают лишь размеры элементов внутренней формы детали и толщину её стенки.

Аналогичный приём применяют и при нанесении размеров штампованных деталей.

На рис. 32 показан чертёж корпуса крана. Он состоит из четырёх изображений: фронтального разреза, вида сверху с обрывом изображения и двух вынесенных сечений (А-А и Б-Б),

25

26

где нанесены размеры элементов внешней внутренней формы детали. Размеры элементов внутренней формы сосредоточены на разрезах (фронтальном разрезе и разрезе Б – Б).

Важным моментом в нанесении размеров изделия является использование конструкторских баз.

В соответствии с ГОСТ 21495-75 база – это поверхность (или сочетание поверхностей), ось или точка, принадлежащие заготовке или изделию и используемые для базирования.

Базирование – это придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат или других изделий.

В зависимости от этапа создания изделия различают базы:

конструкторскую, технологическую и измерительную.

Конструкторская база используется на стадии проектирования изделия для определения положения детали или сборочной единицы в изделии.

Технологическая база используется на стадии изготовления изделия, а измерительная база применяется для контроля готового изделия.

Не вдаваясь в подробности, отметим, что между указанными базами нет чётких границ: одна и та же база может быть как конструкторской, так и технологической или измерительной. Поэтому далее используется лишь понятие конструкторской базы.

Конструкторская база может быть основной или вспомогательной.

Основной называется конструкторская база, принадлежащая детали или сборочной единице и используемая для определения её положения в изделии (сборочной единице).

Вспомогательной называется конструкторская база, принадлежащая детали или сборочной единице и используемая для определения положения присоединяемого к ней изделия.

В общем случае за конструкторскую базу может быть принята плоскость (поверхность), прямая линия или точка. Например, на чертеже корпуса крана (см. рис. 32) за такую базу

27

принята верхняя (привалочная) плоскость фланца (относительно неё проставлены вертикальные размеры 10 и 75), а также торцевая плоскость правильной шестиугольной призмы (относительно неё проставлены горизонтальные размеры 42, 18, 20, 80, а также размер фаски).

Кроме этого за конструкторскую базу принята вертикальная ось вращения элементов шар, конус (относительно неё проставлены горизонтальные размеры 24, 27, 80, 43, 60).

Наконец, за конструкторскую базу принята точка - центр шара (относительно неё проставлены вертикальные размеры 3, 75 и горизонтальные размеры 24, 27, 80, 43, 60).

Одна из трёх перечисленных баз может быть принята за основную базу (например, центр шара), а остальные базы будут являться вспомогательными. Выбор основной конструкторской базы осуществляет конструктор на стадии проектирования изделия, исходя из анализа работы изделия в условиях эксплуатации, удобства измерения размеров изделия, получения необходимой точности соединения его с другими изделиями в сборочной единице и по другим соображениям.

Выбор вспомогательных конструкторских баз часто обусловлен технологическим процессом изготовления элементов изделия (проточек, канавок, пазов и др.) и удобством контроля этого процесса.

Рассмотрим применение конструкторских баз на примере круглых деталей – валиков (рис. 33). Каждый из валиков представлен в виде совокупности цилиндрических и конических элементов. Конические элементы называются фасками. На правом цилиндрическом участке каждого валика нарезана метрическая резьба номинального диаметра 27 мм с мел-

28

ким шагом 1,5 мм (М 271,5). На валике (а) резьба выполнена с недорезом, а на валике (б) - с цилиндрической проточкой. Кроме этого у рассматриваемых деталей различаются формы шпоночных пазов.

На рис. 34 приведены чертежи этих деталей, где показаны

конструкторские базы. За основную базу принята плоскость - правый торец детали (поз. 1), а за вспомогательную базу принят торец соответствующего цилиндра, примыкающий к проточке (поз. 2). Относительно основной конструкторской базы

29

проставлено наибольшее количество горизонтальных линейных размеров детали, а относительно вспомогательной базы проставлена ширина проточки и размер фаски.

На указанных чертежах следует обратить внимание на следующие особенности:

а) различия в нанесении размера длины резьбового участка, имеющего недорез резьбы (горизонтальный размер 16) или цилиндрическую проточку (разность размеров 20 и 4);

б) различия в изображениях шпоночного паза: поперечное сечениеА-А элемента детали, содержащего паз – для одного

варианта и местный разрез зоны паза и условное изображение овальной формы паза - для другого варианта;

в) различия в несении размеров шпоночных пазов. Глубина паза может быть задана неявно, как остаточная толщина цилиндрического участка детали после фрезерования паза (см. горизонтальный размер 35 в сечении А-А) или явно относительно образующей цилиндрической поверхности (см. вертикальный размер 5 на рис. 33, б).

г) шахматный порядок в нанесении размерных надписей вертикальных размеров; д) нанесение размера диаметра цилиндрического элемента детали как вне изображения (см. на рис. 33, а вертикальные размеры 40, 44) так и внутри изображения этого элемента (вертикальный размер 34) или со смещением на изображения соседнего более длинного элемента (вертикальны размер 28).

На рис. 35 показана деталь, именуемая накидной гайкой. Она имеет внутреннюю резьбу с проточкой.

На рис. 36 приведен чертеж этой детали. Здесь нет координирующих размеров, а за основную конструкторскую базу

принят правый торец детали. Ширина проточки отсчитывается от вспомогательной размерной базы.

Следует обратить внимание на нанесение размеров фаски на шестиугольной призме (угловой 30  и вертикальный 50).

30

Указанные размеры сгруппированы и нанесены только на одном из двух одинаковых элементов.

Кроме этого отметим особенность нанесения линейных размеров с обрывом размерной линии (размеры 12; 42,7; М421,5) - оборванная размерная линия изображена больше своей половины.

На рис. 37 показана деталь под названием крышка сальника. Наружная форма этой детали содержит призматические и цилиндрические элементы, а внутренняя форма – цилиндрические поверхности и конический элемент.

На рис. 38 приведен чертеж крышки. Здесь за основную конструкторскую базу принята ось вращения центральных элементов детали, а за вспомогательную базу - верхняя плоскость фланца. Большинство нанесённых размеров является размерами формы соответствующего элемента детали. Координирующим здесь является горизонтальный размер60 - межцентровое расстояние.

31

Габаритный размер 80, обозначенный на чертеже знаком * (звёздочка) называется справочным. Его соблюдение по заданному чертежу является необязательным.

На рис. 39 показана деталь под названием шпиндель, на цилиндрическом элементе которой имеется нестандартная резьба прямоугольного профиля. Рассматриваемая деталь имеет лишь элементы внешней формы: торцевой сферический сегмент, четыре цилиндрических участка, на одном из которых нарезана резьба прямоугольного профиля, торообразную канавку и призматический элемент квадратного поперечного сечения.

На рис. 40 показан чертеж указанной детали. Здесь за основную конструкторскую базу принята точка – оконечность сферического сегмента, а за вспомогательную базу - плоскость – торец призматического элемента.

На рассматриваемом чертеже следует обратить внимание на следующие особенности:

а) координирующий горизонтальный размер 10 определяет положение канавки;

б) шахматный порядок нанесения размерных надписей вертикальных размеров 16 и 20;

32

в) прерывание контурной линии в месте её пересечения со стрелкой размераR20;

г) незамыкание горизонтальных размеров 25 и 60 на габаритный размер160;

д) отсутствие разрыва размерной линии габаритного размера и размера длины цилиндрического элемента, показанного с разрывом (горизонтальные размеры160 и 60);

е) использование выносного элемента А для нанесения размеров резьбы.

На рис. 41 показан чертёж плоской детали. Здесь следует обратить внимание на нанесение координирующих размеров 56 и 64, определяющих взаимное расположение одинаковых элементов (отверстий  4), а также

33

толщины плоской детали.

В заключение рассмотрим структурный анализ и нанесение на чертеже размеров сложной литой корпусной детали.

На рис. 42 показаны элементы внешней формы этой детали, а на рис. 43 – элементы её внутренней формы.

Сточки зрения нанесения размеров наибольшую сложность здесь представляют элементы, имеющие форму тора и циклических поверхностей (см. на обоих рисунках поз.3, 1 и 4 соответственно).

На рис. 44 показан чертёж этой детали. Здесь имеются три изображения: фронтальный разрез (главное изображение), сочетание вида слева с профильным разрезом А-А, и вынесенное сечение Б-Б.

При нанесении размеров следует обратить внимание на следующие особенности:

а) координирующими размерами горизонтальным - 13, нанесённым на главном изображении, и вертикальным - 40, нане-

34

35

сённым на профильном разрезе, определяется положение оси наружной и внутренней поверхностей тора. РадиусR16 образующей окружности наружного тора показан на виде слева. Левая граница тора условно показана на главном изображении тонкой линией, расположенной под углом 30 к вертикальной центровой линии тора.

Слева от тора располагаются наружная и внутренняя циклические поверхности, у которых переменными являются радиус образующей окружности и положение плоскости этой окружности. Центры указанных окружностей перемещаются по прямой линии. Левой границей наружной циклической поверхности является окружность 40 мм, внутренней - окружность 24 мм. Указанные размеры проставлены на главном изображении;

б) положение линии центров других циклических поверхностей – наружного и внутреннего эллиптических цилиндров (см. на рис. 42 и 43 поз. 1) определяется координирующими размерами: угловым - 35 горизонтальным - 22 (нанесён на главном изображении справа) и вертикальным – 40 (нанесён на профильном разрезе). Диаметр образующей окружности (24) внутреннего эллиптического цилиндра нанесён на главном изображении, справа;

в) размеры цилиндрических элементов, на одном из которых нарезана трубная резьба (размер G1) сгруппированы и нанесены один раз на главном изображении, слева.

г) прерывание осевой линии чертежа в месте её пересечения с размерной надписью (см. на главном изображении горизонтальный размер 26);

д) прерывание линии контура в месте её пересечения со стрелкой размерной линии (см. на главном изображении вертикальные размер 18);

е) размеры элементов внешней формы детали наносятся со стороны вида (см. вертикальные размеры 5, 45, 50, 72 на поло-

36

вине вида слева), а размеры элементов внутренней формы – со стороны разреза (см. вертикальные размеры 15, 40, 43, 49 на половине профильного разреза);

ж) в технических требованиях запись: «Неуказанные скругления R4»,- определяет радиусы литейных скруглений, а запись «* Размеры для справок»,- справочные размеры;

з) за основную конструкторскую базу принят верхний торец детали. Относительно этой базы нанесено наибольшее количество размеров. За вспомогательные конструкторские базы приняты два других торца.

Список литературы

1. Сборник стандартов ЕСКД. М., Издательство стандартов, 1983

2. Федоренко В. А., Шошин А. И. Справочник по машиностроительному черчению.14-е издание, перераб., и доп. Л.:, Машиностроение, 1982, 416 с.

37

Учебно-методическое издание

Владимир Николаевич Аверин,

Ирина Фёдоровна Куколева

НАНЕСЕНИЕ РАЗМЕРОВ НА ЧЕРТЕЖАХ

Методические указания к практическим занятиям

по инженерной графике

______________________________________________________

Формат 60´84 1/16. Изд. № –

Подписано к печати – Заказ №

Усл. печ. л. – Тираж 1000 экз. ______________________________________________________

127994, Москва, ул. Образцова, 15. Типография МИИТ