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六角头螺栓和螺母比例画法的误差分析及修订方案六角头螺栓和螺母比例画法的误差分析及修订方案第4期(总第97期)No.4(SUMNo.97)机械管理开发MECHANICALMANAGEMENTANDDEVEL0PMENT 2007年8月Aug.2007六角头螺栓和螺母比例画法的误差分析及修订方案赵炳利李大龙(燕山大学机械工程学院河北秦皇岛066004)【摘要】根据国家标准和螺纹连接件的比例画法,针对螺栓和螺母的比例画法与实际标准值误差较大的问题,提出了比例画法的计算值,符合相关标准的图样和实际值,为编制计算机绘图数据库软件和制定新的比例画法提供了依据【关键词】标准;六角头螺栓;螺母;误差;CAD【中图分类号】TH126【文献标识码】A【文章编号】1003—773X(2007)04—0048—03O引言产品设计中,必须按国家标准规定进行绘制图样I1J.六角头螺栓【2]和六角螺母I3J是最常用的标准件,现行标准画法的代号是GB/T4495.1—1995;而其比例画法【5?6】已有几十年的历史,并沿用至今.随着计算机技术的普及,手工仪器图已被计算机绘图取代.在国产二维计算机绘图软件或经二次开发的二维CAD软件中,图库中的标准件,包含各类型,各规格的六角头螺栓和六角螺母,这些螺纹紧固件的各部分尺寸均是按相关标准给出的,但其螺栓头部和螺母的标准尺寸与GB/T4495.1图样的比例值有很大误差.采用计算机绘制二维CAD图样或三维CAD 图样时,很有必要将螺栓头部和螺母的比例值规定得更精确,以便绘制高质量的图样.1标准规定与教材所述的误差分析常用的二维绘图软件,主要有AutoCAD,CAXA电子图板,KMCAD等:常用的三维绘图软件主要有Pro/ E,UG,SolidWorks,SolidEdge,CATIA,CAXA实体设计等.在企业和学校里,绘制二维图样主要使用正版绘图软件,绘制图样中标准件,主要是调用图库中的标准件;对于具有三维软件的企业,标准件也不需要绘制,而是直接用三维图样生成二维图样并进行相应编辑.对于学生,还需要进行徒手图和尺规图的训练.螺纹紧固件的比例画法和实际数值的一致性,对于培养求真务实的人才,是非常重要的.GB/T4495.1,GB/T5780,GB/T5782,GB/T6170等国家标准中,没有给出画螺纹紧固件的比例值.在教学中,学生需要画出相应的图样.在相关的制图教材中,均给出一种简化画法的比例值.目的之一,是省去截交线的作图,用圆弧曲线代替双曲线:目的之二, 是用螺纹公称直径的比例形式给出相关数值(如e,k, m等)代替标准中的实际值.当以尺规方式绘制工程图样时,上述比例值起到了快速绘图的目的.当以计算机绘制工程图样时,按教材中给出的比例值绘制螺纹紧固件图样,会有一定的误差,且不利于快速,精确地绘制图样根据GB/T5780,GB/T5782,GB/T5783规定,在l6 个螺纹规格中,六角头螺栓的k/d比例值见图1,六角头螺栓的e/d比例值见图2;根据GB/T6170规定,在优选的螺纹规格中,l3种常用规格的六角螺母的m/D比例值见图3678llll1I2??10I6螺纹规格系列六角头螺栓比例系列1螺纹规格系列图2六角头螺栓e/d比例匡!三三呈量苎!O倒}L----J--———^...--^-----L——...L........J....^.....L....L.....L........Jj7U'螺纹规格系列图3螺母,n比例国家标准GB/T4495.1—1995没有直接给出相应的比例值,螺纹紧固件在装配图中的画法是:"对于螺柱, 作者简介:赵炳利,男,1962#-,1983#-东北重型机械学院轧钢机械专业毕业,副教授.研究方向:工程图学教育及机械CAD.?48?第4期(总第97期)机械管理开发2007年8月螺纹规格系列图4六角头螺栓比例2标准规定与软件图库图样的误差,国家标准GB/T4495.1—1995没有直接给出相应的比例值,螺纹紧固件在装配图中的省略画法是:"螺纹紧固件的工艺结构(如倒角,退刀槽,缩颈,凸肩等)均可省略不画".但在其相应图例中,比值e/d~-2,k/d~-0.7,rrdd~0.8.上述规定及图例比值,为徒手绘图及尺规绘图提供了方便,可以快捷地绘制螺纹紧固件的连接图.各类绘图软件的标准件图库,是根据相关标准的表格数据录人的,其e,k,m值准确,不是按比例求得, 也不存在国家标准所推荐的简化图样.这样,导致一个问题:对于绘制小规格的螺纹紧固件图样,没有简化图样.输出图样的图线有可能重合在一起.再者,对于螺纹紧固件,各类绘图软件的标准件图库中没有录, 也没有表示相应锥面的斜线,这也与相关标准的放大图例存在着误差.六角螺母和六角头螺栓头部的截交线:对于大圆弧,教材和软件普遍采用1.50(或1.5d)代替.对于小圆弧,软件普遍采用"三点圆弧"法绘制,教材采用作图法绘制(如文献】,[51等).当用"三点圆弧"法绘制小圆弧后,若过圆弧端点作出表和的切线, 其结果是:?35..目前,几乎所有软件的图例均没有绘制表和,并与小圆弧相切的切线.对于六角螺母和六角头螺栓头部的小段圆弧曲线,如果采用"样条线" 法绘制,过曲线端点并作出表示的切线,其结果是: 3o若画出=3O.的直线,是难于区分该线是否是切线的.当用绘图软件并按1:1的比例绘制图样时,小于 M8的螺纹紧固件连接,如果绘制倒角等工艺结构,其结果是相关工艺结构在输出的图样中,不便于观察, 也看不清楚.3修订方案技术图样是工程技术信息的载体,是新产品从市场调研,方案确定,设计制造,检验安装,使用维护等整个生命周期过程中必不可少的技术资料.技术图样是工程技术交流的一种语言,机械制图标准就是这种语言的规范.在机械制图标准的表示法中,GB/T 4495.1是基于尺规绘图的标准,与GB/T5780,GB/T 5782,GB/T5783标准中所绘制的放大图样有误差,与目前广泛应用的各种绘图软件有误差,急需修订.建议如下修订:(1)在装配图中,当剖切平面通过螺杆的轴线时,对于螺柱,螺栓,螺钉,螺母,垫圈等均按未剖切绘制.当用l:1比例绘制螺纹规格d)?8的螺纹紧固件时,推荐普通螺栓,螺母的比例值为:~rn/d=0.8, s/d=1.6,k/d=O.65,=3O.,e由作图确定.(2)在装配图中,当用1:1比例绘制螺纹规格d)?6的螺纹紧固件时,螺纹紧固件的工艺结构(如倒角,退刀槽,缩颈,凸肩等)均可省略不画.推荐普通螺栓,螺母的比例值为:rrdd=0.8,s/d=1.6,k/d=O.7,e由作图确定.4结论按如上所推荐的比例画出螺纹紧固件,其画法符合工艺要求,符合相关标准的图样和实际值,为编制计算机绘图数据库软件和制定新的比例画法提供了依据.参考文献[1]国家质量技术监督局.GB/T4459.1—1995机械制图螺纹及螺纹紧固件表示法fS1.北京:中国标准出版社,1995. [2]国家质量技术监督局.GB/T5780-5786-2000六角头螺栓 [S].北京:中国标准出版社,2000.[3]国家质量技术监督局.GB/T6170-6176-2000六角螺母【S]. 北京:中国标准出版社,2000.[4]陈锦昌.计算机工程制图(第三版)[M].广州:华南理工大学出版社,2004:223,232.『5]何斌,陈锦昌.建筑制图(第五版)[M].北京:高等教育出版社.2005:347~348.『6]赵炳利,邹本有.工程制图(第二版)[M].北京:中国标准出版社.2003:124~126.(收稿日期:2007—04—18)(下转第51页)?49?第4期(总第97期)机械管理开发2007年8月结果形体的视图.规律3:把两形体取共生成结果形体时,如图3所示,先分别画出参加操作的各形体的视图,再求出两形体表面的交线,最后将相互位于对方体外的轮廓线去掉.得到结果形体的视图.,向回团(a)将要操作的两体素视图(b)经取共操作生成形体的视图图3两形体取共生成结果形体的画法图规律4:截切某形体生成新的形体时,先画出原始形体的视图,再画出各截切面的视图,最后将被切去部分的轮廓线去掉.规律5:对某形体穿孔形成新的形体时,先画出原始形体视图.再画出孔口线和孔的转向轮廓线投影, 最后去掉穿孔处的原形体轮廓线.以上规律也是读图的依据,即读图可用集合操作过程分析的方法.具体步骤是:首先依据投影规律辨识每个体素的投影,建立它们各个体素的形状和方位;其次,根据集合操作方式与视图的关系规律,确定相邻体素之间的集合操作方法,最后写出集合操作过程式.4结论复杂形体可以理解成为体素或简单形体经过一定的集合操作方式而构成的.当各体素或简单形体的形状及方位确定后.集合操作方式与视图之问存在一一对应关系,这种关系可方便地用于投影图的画图和读图过程中.参考文献[1]孙家广,陈玉键,辜凯宁.计算机辅助几何造型技术[M].北京:清华大学出版社,1990.[2]杨胜强,马麟.工程制图学及计算机绘图[M].北京:国防工业出版社.2005.[31马麟.正则集合操作的投影规律及在制图教学上的应用[G]//.面向21世纪的图学教育论文集,北京:机械工业出版社.2000.(收稿13期:2007—04—11)PracticeofBooleanOperationTheoryinOrthographicViewMaLinLuMing(CollegeofMechanicalEngineering,TaiyuanUniversityofScienceandEnginee ring,Taiyuan030024,Shanxi,China)[Abstract~Inthispaper,abriefintroductionabouthowregularizedBooleanOp erationstobeappliedispresented.FromBooleanOperationtheory,fivetypesofprimaryformoftheoperationsared erived.Furthermore,therelationsbetweeneachtypeoftheformsandrelatedorthographicviewarefoundout.Andge ner~regulationsoforthogonalprojectionofregularizedcompoundobjectarealsobroughtout,whichcanbecon venientlyusedtoguideone'sdrawingorreadingtheorthographicviewsefficiently.[Keywords]Regularizedbooleanoperation;Orthographicview;Regularizedco mpoundobjectlllllll,llllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllll'lllllllllllll lllllllll'llllllllllllllllllll(上接第47页)ComputerAidedSolution.andAnalyticalProvingoftheRightestPointonTransfixionLineofGlobeBodyandTaperProfileLiangGuoxingMaLinXuLingyan(CollegeofMechanicalEngineering,TaiyuanUniversityofScienceandEnginee ring,Taiyuan030024,Shanxi,China)[AbstractJThepointontransfixionlineofglobebodyandtaperprofilecanbeso lvedcommonlybyuseofauxiliaryplaneandauxiliarysphericalmethod.Applyingtaperprofileinscribedspheri c~methodtogetthedrawingoftherightestpointprojection,byPro/ENGINEERsoftwareandspaceanalyticalmethodtoprov ethatthisdrawingmethodiscorrect.[Keywords~Transfixionlineofglobeandtaperprofile;Therightestpoint;Com puteraided;Analyticalmethodlllllll'lllllllllllllllllllllll,lllllllllllllllllllll?llllllllllllll lllllllll'lllllllllllllllllllll(上接第49页)TheErrorAnalysisandEmendationoftheScaleDraftingofHexBoltandNutZhaoBingliLiDalong(CollegeofMechanicalEngineering,YanshanUniversity,Qinhuangdao066004, Hebei,China)[Abstract]Accordingtothescaledraftingofthethreadedconnectionandthena tionalstandards,thedifferencebetweenthescaledraftinghexboltandnutandstandardvalueisstudiedinthispaper,th eauthorputsforwardcalculativevalueofsca1edrafting.Thecalculativevaluearegoodenoughtomeetinterrelatedstan dardandactualvalue,whichcanbereferencedinwritingdatabaseofcomputerplotandconstitutingnewscaledraf ting. [Keywords]Standard;Hexbolt;Nut;Error;CAD?51?。
螺栓螺母拉伸、孔、螺纹、倒角、阵列
一、螺母
拉伸、孔、螺纹
1、等长约束加两个角度（深度20）
2、草绘圆、相切约束
拉伸（拉伸方向、拔模角、求交集）
3、再次拉伸
4、孔的创建（可以用拉伸、实际加工是孔）（放置面、定位、尺寸）
定位：点到点选择大圆、圆弧中心
直径：30 深度20
5、攻螺纹（特征操作：螺纹插入：设计特征：螺纹）
符号：显示虚线条，并不将真正的螺纹显示在上面、加工同样、占用内存低、快速详细：显示真正的螺纹线条
符号的
详细的
二、螺栓
1、圆台（直径30 高度：80 放置面定位：点到点选择圆圆弧中心）
2、攻螺纹
三、垫片
1、圆柱（Z轴，直径60、高度5 基点：（0，0，0））
2、边倒圆：2
3、孔：直径35
四、机架
1、
拉伸（深度：20）
2、草图
拉伸、并集（深度：120）
3、孔（直径200）
4、孔
直径：36、深度：20
放置面
垂直参考：选择两条边：50
也可用阵列
（500-100=400）
插入—关联复制——实例——矩形阵列
五、倒圆角。
常用螺纹紧固件的种类和标记教学目的1了解螺纹紧固件的种类及连接特点。
2掌握螺栓连接，双头螺柱连接，螺钉连接的画法。
教学重点1各种螺纹紧固件的标记。
2螺栓连接，双头螺柱连接，螺钉连接的画法。
教学难点螺栓连接，双头螺柱连接，螺钉连接的画法。
常用螺纹紧固件有螺栓、双头螺柱、螺钉、螺母和垫圈。
它们的结构、尺寸均已标准化，称为标准件，使用或绘图时，可以从相应标准中查到所需的结构尺寸。
表7－3中列出了常用螺纹紧固件的种类与标记。
对照表7－3讲解。
1、螺栓螺栓由头部及杆部两部分组成，头部形状以六角形的应用最广。
决定螺栓的规格尺寸为螺纹公称直径d及螺栓长度L ，选定一种螺栓后，其它各部分尺寸可根据有关标准查得。
螺栓的标记形式：例：螺栓 GB/T5782－2000 M24×70，是指公称直径 d =24，公称长度L = 70（不包括头部）的螺栓。
2、双头螺柱双头螺柱的两头制有螺纹，一端旋入被连接件的预制螺孔中，称为旋入端；另一端与螺母旋合，紧固另一个被连接件，称为紧固端。
双头螺柱的规格尺寸为螺柱直径d及紧固端长度L，其它各部分尺寸可根据有关标准查得。
双头螺柱的标记形式：例：螺柱 GB/T898－1988 M24×50，是指公称直径d =24，公称长度L = 50（不包括旋入端）的双头螺柱。
3、螺母螺母通常与螺栓或螺柱配合着使用，起连接作用，以六角螺母应用最广。
螺母的规格尺寸为螺纹公称直径D，选定一种螺母后，其各部分尺寸可根据有关标准查得。
螺母的标记形式：例：螺母 GB/T6170－2000 M24，指螺纹规格D=M24的螺母。
4、垫圈垫圈通常垫在螺母和被连接件之间，目的是增加螺母与被连接零件之间的接触面，保护被连接件的表面不致因拧螺母而被刮伤。
垫圈分为平垫圈和弹簧垫圈，弹簧垫圈还可以防止因振动而引起的螺母松动。
选择垫圈的规格尺寸为螺栓直径d，垫圈选定后，其各部分尺寸可根据有关标准查得。
平垫圈的标记形式：弹簧垫圈的标记形式：例：垫圈 GB/T97.1－1985 16－140HV，指规格尺寸d=16，性能等级为140HV的平垫圈。
绘制标准件和常用件在工程机械方面，任何一部分机械都不能没有螺母、螺栓、垫圈、螺纹和花键等，通常这些零件被称为常用件。
其中有些常用件为了便于设计、生产和互换，就对整体结构和尺寸进行了标准化，如螺栓、螺母和花键等零件都被称为标准件。
螺纹螺纹是机械零件中最普遍、最常用的连接部件之一，利用螺纹可以把几个零件连接起来，或用于传递动力和扭曲，或用于密封。
1、外螺纹的规定画法外螺纹的牙顶用粗实线表示，牙底用细实线表示。
在不反映圆的视图中，倒角应画出，牙底的细实线应画入倒角，螺纹终止线用粗实线表示，螺尾部分不必画出（当需要表示时，该部分用与轴线成15度角的线线画出）。
在比例画法中，螺纹的小径的0.85倍绘制。
在反映圆的视图中，小径用3/4圆的实线圆弧表示，倒角圆不画。
2、内螺纹的规定画法在采用剖视图时，内螺纹的牙顶用细实线表示，牙底用粗实线表示。
在反映圆的视图中，大径用3/4的细实线圆弧表示，倒角不画。
若为盲孔，采用比例画法时，终止线到孔的末端离可按0.5倍的大径绘制，钻孔时在末端形成的锥面的锥角按120度角绘制。
需要注意的是，剖面线应画到粗实线处，其余要求同外螺纹。
3、内、外螺纹的旋合画法绘制装配图时，在剖视图中，内、外螺纹的旋合部分应按外螺纹的规定画法绘制，其余不重合的部分则按各自原有的规定画法绘制。
表示内、外螺纹大径的细实线和粗实线，以及表示内、外螺纹小径的粗实线和细实线应分别对齐。
螺栓连接件关于六角螺栓和螺母的绘制，包括比例画法，螺母的比例画法也适用于非标准件。
螺栓连接的紧固件有螺栓、螺母和垫圈。
紧固件一般采用比例画法绘制，即以螺栓上螺纹的公称直径为基准，其余各部分结构尺寸均按与公称直径成一定比例的关系绘制。
双头螺栓端均加工有螺纹，一端和被连接零件旋全，另一端和螺母旋合，双头螺栓连接的比例画法和螺栓连接的比例画法基本相同。
双头螺栓旋入端的长度要根被连接件的材料而定（根据计算值查表取标准值）弹簧和滚动轴承GB/T 4459.7-1998对滚动轴承的画法做了统一的规定，有简化画法和特征画法。
