模具设计工业标准.doc

第一章 用于模具设计的工业标准 1.1 用于机械工程绘图的工业标准 一般绘图人员对绘图的经验有一定的水平, 他们所参照的图方式有不同标准. 以下是JIS工程绘图的工业标准. 本文只供参考, 有关细节数据, 可参照JIS标准JIS B0001, Z8310, Z8311, Z8312, Z8313, Z8314, Z8315, Z8316, Z8317, Z8318. 1 图则尺寸及规格 周边 表1-1 列出常用的图则尺寸分类及周边的余量JIS B0001 单位mm 图纸 分类 尺寸 A x B C 最小 D 最 不钉装 小 钉装 A0 841 x 1189 20 20 A1 594 x 841 A2 420 x 594 25 A3 297 x 420 10 10 A4 210 x 297 图号 更改栏 图则资料; 如公司名称, 物料... 图1-1 图纸格式 Z8311 2 图则比例 图则比例的表示方法为 AB A 在图则上的绘划之尺寸. B 对象的真实尺寸. 例 图则比例缩小 -- 12 与真实尺寸小一半 图则比例相同 -- 11 与真实相同大小 图则比例放大 -- 51 比真实尺寸大五倍 3 线段的分类 表1-2 综合列出了不同的线段种类及应用作为参考之用. 表1-2 不同类别线段之使用 JIS Z8312 线段类别 名称 用途 粗实线 表示物体可见的轮廓 幼实线 尺寸线 尺寸界线 部面线符号或文字指示 简单的中心线 虚线 表示物体隐藏的轮廓 点划线 表示图形的中心 表示对象移动时中心位置 粗点划线 表示物体的某部份位置需要作 特别的处理,如蚀纹,喷砂等. 双点划线 表示主体附近的假想对象 表示夹具的定位位置和定位对象 表示对象加工前和加工后的部份 表示重复的物体部份 徒手线 断裂处的边界线 曲折线 物体的其中的某部份 剖面位置切线 表示切割剖面的位置 剖面切线 表示已切割的剖面 例1 多种线段例图 1粗实线 8徒手线 2曲折线 9 点划线 3剖面切线 10幼实线 4粗实线 11双点划线 5幼实线 12幼实线 6虚线 13幼实线 7剖面位置切线 例2 表示附近配合对象 双点划线 例3 R的中心尺寸及位置 双点划线 例4 表示屈曲前尺寸 点划线 双点划线 例5 表示延长对象 双点划线 4 文字的使用 图1-2 为常用的文字格式及尺寸可供参考使用非11比例 高9mm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 高4.5mm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 高6.3mm A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z 图1-2 文字规格 JIS Z8313 5 投影方法 图1-3及1-4分别表示第三角投影方法所得出的投影面及用于表示第三角投影的标记. A 前视 B 上视 C 左视 D 右视 E 底视 F 背视 图1-3第三角投影方法JIS Z 8315 图1-4用于第三角投影的标记 JIS Z8315 6 视图方法 图1-5及1-6为切面视图的绘划方法 JIS Z8316 图1-5 图1-6 7 尺寸标示法 图1-7表示常用的尺寸标注方式 1 边长 2 弦长 3 弧长 4 角度 a 箭头式 b 斜线式 c 点式 图1-7不同类型的尺寸标注方式 JIS Z8317 注 在同一张图纸上. 除非有特别情形, 如空间太少放不下箭头等, 否则不应该将a, b, c 三种不同的尺寸标示混合来用. 例6 机械工程绘图--尺寸标注 8 零件编码 JIS B0001 常用的零件编码方式有下列两种 9 图则更新 如图则于发出后, 尺寸或工差有所更改, 必需将图纸更新及重新发放, 更新方法可参阅如下 图则更新 记号 更改项目 姓名 日期 1 Dim 76 was 72 BXP 19/09/98 图纸上更改栏 图1-8图则更新方法 一般更改方式有二. 一为直接将旧有尺寸划去, 然后在旁写上正确尺寸及更新记号. 二为把旧的尺寸擦去, 写上新的尺寸并且在旁边加上更新记号. 不管是使用第一种或第二种更改方式, 都要在图纸的更改栏上写上第几次更改的符号. 更改日期, 由谁人更改等. 若使用第二种更改方法. 则更改栏上的更改项目要注明更改前的日期. 1.2 公差系统 在模具零件的加工过程中, 因为机械上的误差, 刀具损耗及机械本身的加工条件或能力所限制, 加工后的零件尺寸往往未能达至均一的. 又因为零件的本身很多时要和别的零件相配或互换, 所以公差系统的应用在模具设计及制造中担当了很重要的角色. 公差系统可分为三大类. 它们分别是形状公差, 位置公差及配合公差, 本文只供参考, 有关细节数据, 可参照JIS 标准JIS B0021, B0022, B0023 I 形状及位置公差 表1-3为标准使用的形状公差符号及各称JIS B0021 符号 名称 直线度 平面度 圆度 圆柱度 曲线轮廓度 曲面轮廓度 位置公差又可分为三类 分别是定向, 定位及跳动. 定向公差用于表示形状之间的定向关系 如平行及垂直等. 定位公差用于表示形状间的位置相差值 如同轴及同心等. 偏转公差用于圆形物体在转动时的公差偏离. 表1-4为标准的位置公差符号及名称. 表1-4位置公差符号 JIS B0021 分类 符号 名称 定向 平行 垂直度 倾斜 定位 同轴度 同心度 对称度 跳动 偏转度 全偏度 a 形状及位置公差标注方法共有三种,如图1-10 1 . 公差符号 公差数值 2 公差符号 公差数值 基准面字母代号 3 基准面字母代号第一格为主要的 基准面,第二格为次要的基准面,如此类推 公差符号 公差数值 b 引线 -- 公差方框与所要管制之几何形态间用一带有箭头之引线相连. 有如下方法 1指在轮廓线或延长线上 2指在延长线对正尺寸线 3指在中心在线延长线上 图1-10引线表示方法 c 基准面与基准线-----引线引至基准面或基准线处, 用一个实三角形表示, 三角形之底边放法有如下方法 1放在轮廓线或延长线上 2放在延长线对正尺寸线 3 放在中心在线 图1-11基准面及基准线表示方法 若公差方框与基准因相距过远而不适宜用引线相连时, 可用一个大字线加一个方框以识别之, 同时应在公差方框之第三格写入该基准面的大写字. 1在基准面上的表示 2公差方框与距离之基准面 图1-12 基准面与公差方框距离远之表示方法 JIS B0021 以下是形状及位置公差与基准面之表示范例 JIS B0021 名称 误差形式 文字说明示例 直线度 定平面内的直线度公差 所标示的平面直线度误差不大于0.1mm 平面度 平面度公差 箭咀所标示的平面度误差不大 于0.1mm 平行度 平面对轴线的平行度公差 所标示的平面度误差不大于0.03mm 垂直度 平面对轴线的垂直度公差 所标示的端面相对于A轴线面的垂直度误差不大于0.04mm 同轴度 同轴度公差 所标示圆柱轴线对圆柱轴线的同轴度误差不大于0.01mm 对称度 对称度公差 所标示的内槽对距离为A面的对称度误差不大于0.01mm 位置度 位置度公差 所标示的圆孔轴线对 A,B,C面位置误差不大于0.1mm 圆度 圆度公差 所标示的圆柱切面的圆度误差不大于0.03mm 圆柱度 圆柱度公差 所标示的圆柱的圆度误差不大于0.03mm 线轮廓度 线轮廓度公差 所标示的曲线切面的线轮廓误差不大于0.03mm 曲面轮廓度 线轮廓度公差 所标示的曲线的轮廓误差不大于0.03mm 径向圆跳动 径向圆跳动公差 所标示的圆轴对A,B轴线的径向圆跳动不大于0.03mm 端面圆跳动 端面圆跳动公差 所标示的端面对A轴线的端面跳动不大于0.015mm II 一般的应用公差数值 在模具设计期间, 当需要标注公差于图则上时, 必须考虑其零件之基本尺寸, 准确要求及加工技术的规限. 又当在加工期间, 如图则上没有特别注明公差数值时, 亦可根据零件的大小和要求来生产出合理的零件. 本文只供参考, 有关细节数据, 可参照DIN 标准 DIN 7168. a 直线及角度一般的公差数值 表1-5 及1-6列出一般五金切削加工后的直线和角度公差数值. 表1-5五金切削加工后的直线公差数值 公差 级别 由 0.5 至 3 由 3 至 6 由 6 至 30 由 30 至 120 由 120 至 400 由 400 至 1000 由 1000至 2000 由2000至 4000 由 4000 至 8000 由8000至 12000 由12000 至 16000 由16000 至 20000 f精 0.05 0.05 0.1 0.15 0.2 0.3 0.5 0.8 - - - m幼 0.1 0.1 0.2 0.3 0.5 0.8 1.2 2 3 4 5 6 g 中 0.15 0.2 0.5 0.8 1.2 2 3 4 5 6 7 8 sg粗 0.5 1 1.5 2 3 4 6 8 10 12 12 表1-6五金切削加工后角度公差数值 DIN 7168 公差级别 10以上 由10至50 由50至120 由120至400 400以上 f 精 m幼 1O‘ 30‘ 20‘ 10‘ 5‘ g 中 1030‘ 50‘ 25‘ 15‘ 10‘ sg粗 30 20 10 30‘ 20‘ b 直线度及平直度一般的公差数值 表1-7列出五金切削加工后直线度及平直度的普遍公差数值. 直线度的数值是根据所标示平面的直线长度为准. 平面度则根据所标示平面的最长一边或直径来设定. 表1-7五金切削后直线度及平直度公差数值 DIN 7168 一般 直线 和平面 公差及 工件尺 寸以毫米 表示 公差 级别 6以下 由 6 至 30 由 30 至 120 由 120 至 400 由 400 至 1000 由 1000 至 2000 由 2000 至 4000 由 4000 至 8000 8000以上 R 0.004 0.01 0.02 0.04 0.07 0.1 - - - S 0.008 0.02 0.04 0.08 0.15 0.2 0.3 0.4 - T 0.025 0.06 0.12 0.25 0.4 0.6 0.9 1.2 1.8 U 0.1 0.25 0.5 1 1.5 2.5 3.5 5 7 c 圆柱度, 平行度及垂直度 圆柱度, 平行度及垂直度都是没有特定的普遍公差数值. 圆柱度可根据圆柱本身的直径公差, 但在一般情况下, 数值不应高于直径公差及偏转公差, 平行度则可根据表1-7直线度及平直度的数值来设定. 垂直度的公差设定则可参考表1-6的角度普遍公差数值. d五金切削后偏转度一般公差的数值 表1-8五金切削后一般的偏转度公差数值 DIN 7168 公差级别 径向和轴向之偏转度公差以毫米表示 R 0.1 S 0.2 T 0.5 U 1 III 配合公差 为使模具零件得到互换性, 模具设计师应依循特定的设计标准及误差范围设计. 生产者需根据设计要求确保产品质量. 本文只供参考, 有关细节数据, 可参照JIS标准JIS B0401. a 公差的基本概念 1 基本尺寸Basic size 设计时确定的尺寸. 2实际尺寸Autual size 零件制成后实际量度得的尺寸. 实际尺寸可能大于或小 于基本尺寸. 3极限尺寸Limits of size 允许零件实际尺寸变化所取两个界限值. 4最大极限尺寸Maxmun limit of size 允许实际尺寸的最大值. 5最小极限尺寸Minimum limit of size 允许实际尺寸的最小值. 6偏差Deviation of size 一个尺寸实际尺寸或最大尺寸等与基本尺寸之相差值. 7实际偏差Actual deviation of size 实际尺寸与基本尺寸之相差值. 8上偏差Upper deviation 最大极限尺寸与基本尺寸的相差值. 9下偏差Lower deviation 最小极限尺寸与基本尺寸的相差值. 10零线Zero line 代表基本尺寸. 习惯零线水平上方为正偏差, 下方为负偏差. 例 公差配合之计算 零线 基本尺寸 图1-13 基本尺寸时 100mm 最大极限尺寸 100.05mm 最小极限尺寸 99.95mm 实际尺寸 应介于99.95-100.05mm之间为合 上偏差 最大极限公差 - 基本尺寸 100.05-100 0.05 mm 下偏差 最小极限公差 - 基本尺寸 99.95 -100 - 0.05 mm 公差 0.05 b 配合的基本概念 在基本尺寸相同, 相互结合的孔和轴的公差之间的关系, 称为配合. 孔的尺寸减去与之相配合的轴的尺寸所得的差值为正时称为间隙, 为负时则称为过盈. c 配合的种类分为 间隙配合, 过盈配合及过渡配合 1 间隙配合 具有间隙包括最小间隙等于零的配合. 孔的公差区在轴的公差区之上.如图1-14. 最小极限尺寸 最大间隙 最大极限尺寸 最大间隙 孔公差区 最小间隙 最大极限尺寸 最小间隙 最小极限尺寸 轴公差区 a示意图 b公差区图 图1-14间隙配合 JIS B0401 2 过盈配合 具有过盈包括最小过盈等于零的配合. 孔的公差区在轴的公差区之下. 如图1-15所示. 最小极限尺寸 最小过盈 最大极限尺寸 最大过盈 轴公差区 最小过盈 最大极限尺寸 最大过盈 最小极限尺寸 孔公差区 a示意图 b公差区图 图1-15过盈配合 JIS B0401 3 过渡配合 可能具有间隙或过盈的配合. 此时, 孔的公差区与轴的公差区相互交迭. 如图1-16所示. 最小极限尺寸 最大间隙 最大极限尺寸 最大过盈 孔公差区 最大极限尺寸 最大过盈 最小极限尺寸 轴公差区 a示意图 b公差区图 图1-16过渡配合 JIS B0401 表1-9为标准公差数值, 共分为18级, 每级根据不同的基本尺寸而有不同的数值. 等级越高, 表示尺寸越精确. IT1为最高等级而IT18为最低等级. 表1-9为加工精度数值表 JIS B0401 基本 尺寸 mm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14I 15I 16I 17I 18I 由 至 标准 公差 mm 标准 公差 mm - 3 0.8 1.2 2 3 4 6 10 14 25 40 60 0.10 0.14 0.26 0.40 0.60 1.00 1.40 3 6 1 1.5 2.5 4 5 8 12 18 30 48 75 0.12 0.18 0.30 0.48 0.75 1.20 1.80 6 10 1 1.5 2.5 4 6 9 15 22 36 58 90 0.15 0.22 0.36 0.58 0.90 1.50 2.20 10 18 1.2 2 3 4 8 11 18 27 43 70 110 0.18 0.27 0.43 0.70 1.10 1.80 2.70 18 30 1.5 2.5 4 6 9 13 21 33 52 84 130 0.21 0.33 0.52 0.84 1.30 2.10 3.30 30 50 1.5 2.5 4 7 11 16 25 39 62 100 160 0.25 0.39 0.62 1.00 1.60 2.50 3.90 50 80 2 3 5 8 13 19 30 46 74 120 190 0.30 0.46 0.74 1.20 1.90 3.00 4.60 80 120 2.5 4 6 10 15 22 35 54 87 140 220 0.35 0.54 0.87 1.40 2.20 3.50 5.40 120 180 3.5 5 8 12 18 25 40 63 100 160 250 0.40 0.63 1.00 1.60 2.50 4.00 6.30 180 250 4.5 7 10 14 20 29 46 72 115 185 290 0.46 0.72 1.15 1.85 2.90 4.60 7.20 250 315 6 8 12 16 23 32 52 81 130 210 320 0.52 0.81 1.30 2.10 3.20 5.20 8.10 315 400 7 9 13 18 25 36 57 89 140 230 360 0.57 0.89 1.40 2.30 3.60 5.70 8.90 400 500 8 10 15 20 27 40 63 97 155 250 400 0.63 0.97 1.55 2.50 4.00 6.30 9.70 500 630 9 11 16 22 30 44 70 110 175 280 440 0.70 1.10 1.75 2.80 4.40 7.00 11.00 630 800 10 13 18 25 35 50 80 125 200 320 500 0.80 1.25 2.00 3.20 5.00 8.00 12.50 800 1000 11 15 21 29 40 56 90 140 230 360 560 0.90 1.40 2.30 3.60 5.60 9.00 14.00 1000 1250 13 18 24 34 46 66 105 165 260 420 660 1.05 1.65 2.60 4.20 6.60 10.50 16.50 1250 1600 15 21 29 40 54 78 125 195 310 500 780 1.25 1.95 3.10 5.00 7.80 12.50 19.50 1600 2000 18 25 35 48 65 92 150 230 370 600 920 1.50 2.30 3.70 6.00 9.20 15.00 23.00 2000 2500 22 30 41 57 77 110 175 280 440 700 1100 1.75 2.80 4.40 7.00 11.00 17.50 28.00 2500 3150 26 36 50 69 93 135 210 330 540 860 1350 2.10 3.30 5.40 8.60 13.50 21.00 33.00 1 等级IT 14 - 18不应使用于1mm以下 2 等级IT 1 - 5 于500mm以上只适用于测试或实验室内用 IV 配合基准制 公差的配合方法, 可分为基孔制及基轴制两种. 以下是配合的有关资料, 有关细节, 可参照 JIS 标准 JIS B0401. a 基孔制 将孔的公差区固定不变, 使它与不同位置的轴的公差区形成各种配合的制度, 称为基孔制, 如图 1-17 所示. 基孔制的孔称为基准孔, 用英文字母大写 H 表示. 其公差区在零线上面; 下偏差为零, 上偏差为正值. 孔的公差区 轴的公差区 基本尺寸 图1-17 基孔制的孔与轴公差区 JIS B0401 基孔制示例 孔 30H8 轴 30f7 图1-18 基孔制示例 JIS B0401 b 基轴制 将轴的公差区固定不变, 使它与不同位置的孔的公差区形成各种配合的制度, 称为基轴制, 如图1-19 所示. 基轴制的轴称为基准轴, 用英文字母小写 h表示. 其公差区在零线下面; 上偏差为零, 下偏差为正值. 基本尺寸 孔的公差区 轴的公差区 图1-19 基轴制的孔与轴公差区 JIS B0401 基轴制示例 孔 30F8 轴 30h7 图1-20 基轴制示例 c 基本偏差系列图表 基本偏差系统规定了轴, 孔各28个基本偏差, 形成基本偏差系列. 基本偏差的代号用英文字母表示, 系统按字母顺序排列. 英文字母大写为孔, 英文字母小写为轴. 图1-21表示出该系列的确定的轴, 孔公差区的位置. 孔 基本尺寸 轴 基本尺寸 图1-21 孔与轴各28个基本偏差系列图 JIS B0401 d 常用配合 一般常用配合会先选定以孔为基楚或以轴为基楚. 然后再决定用间隙配合或过盈配合. 表 1-10及表1-11分别列出基本尺寸在500mm以下的孔和轴的常见组合. 表1-10常用孔基准配合 JIS B0401 轴 公差 分区 孔基准 间隙 配合 过渡 配合 过盈 配合 H6 g5 h5 js5 k5 m5 f6 g6 h6 js6 k6 m6 H7 f6 g6 h6 js6 k6 m6 n6 p6 r6 s6 t6 u6 x6 e7 f7 h7 js7 f7 h7 H8 e8 f8 h8 d9 e9 H9 d8 e8 h8 c9 d9 e9 h9 H10 b9 c9 d9 表1-11 常用轴基准配合 JIS B0401 孔 公差 分区 轴基准 间隙 配合 过渡 配合 过盈 配合 h5 H6 JS6 K6 M6 N6 P6 F6 G6 H6 JS6 K6 M6 N6 P6 h6 F7 G7 H7 JS7 K7 M7 N7 P7 R7 S7 T7 U7 V7 E7 F7 H7 h7 F8 H8 D8 E8 F8 H8 h8 D9 E9 H9 D8 E8 H8 h9 C9 D9 E9 H9 B10 C10 D10