本节主要介绍技术产品中表面结构的表示法,以及表面结构标注用图形符号和标注方法。同时涉及粗糙度、波纹度和原始轮廓等一系列的标准。适用于对表面结构有要求时的表示法,不适用表面缺陷的标注。与旧标准GB/T 131—1983和GB/T 131—1993相比,新标准GB/T 131—2006变化较大,对于从事金属结构作业人员(铆工)来说,应当重新学习和深入理解。
国家标准GB/T 131—2006《产品几何技术规范(GPS)技术产品文件中表面结构的表示法》是在GB/T 131—1993《机械制图表面粗糙度符号、代号及其注法》的基础上,依照1996年和1997年以来发布的(GPS)表面结构系列标准,等同采用ISO 1302:2002《产品几何技术规范(GPS)技术产品文件中表面结构的表示法》而制定的,只适用于对表面结构有要求时的标注方法。2007年2月1日实施。
GB/T 131—2006是新一代GPS系列标准中的通用标准,它影响粗糙度、波纹度和形状轮廓等相关标准。该标准的修订,在表面结构技术领域建立了一个更加完整、明确和先进的图样标注体系,从设计的图样表达上,已不再是只给出参数值要求,同时也给出检验时的规范要求,因为在产品图样中科学、准确地标注出轮廓、图形、支承率曲线等参数要求,对提高设计质量十分重要。因此GB/T 131—2006体现了设计规范、功能要求和检验评定方法的有机统一,图样标注清晰且科学严谨。
由于GB/T 131—2006等同采用了ISO 1302:2002,因此涉及一些新的名词和术语。
一般术语的解释如下。
①基本图形符号。对表面结构有要求的图形符号。简称基本符号,如“√”所示。
②扩展图形符号。对表面结构有指定要求(去除材料或不去除材料)的图形符号,简称扩展符号,如“”所示。
③完整图形符号。对基本图形符号或扩展图形符号扩充后的图形符号,简称完整符号,用于对表面结构有补充要求的标注,如“”所示。
在技术产品文件中对表面结构的要求可用几种不同的图形符号表示。每种符号都有特定含义。在特殊情况下,图形符号可以在技术图样中单独使用以表达特殊意义。
表示没有指定相关工艺方法的表面,当通过一个注释解释时可单独使用。它由两条不等长的与标注表面成60°夹角的直线构成,如图2-83所示。基本图形符号仅用于简化代号标注,没有补充说明时不能单独使用。
图2-83 表面结构的基本图形符号
如果基本图形符号与补充的或辅助的说明一起使用,则不需要进一步说明为了获得指定的表面是否应去除材料或不去除材料。
①要求去除材料的图形符号 在基本图形符号上加一短横,表示指定表面是用去除材料的方法获得,如通过机械加工获得的表面,如图2-84所示。只在其含义是“被加工并去除材料的表面”时可单独使用。
图2-84 表示去除材料的扩展图形符号
②不允许去除材料的图形符号 在基本图形符号上加一个圆圈,表示指定表面是用不去除材料的方法获得,如图2-85所示。它也可用于表示保持上道工序形成的表面,如铸、锻、冲压成形、热轧、冷轧、粉末冶金等。
图2-85 表示不去除材料的扩展图形符号
③完整图形符号 当要求标注表面结构特征的补充信息时,应在图2-83至图2-85所示的图形符号的长边上加一横线,如图2-86所示。
图2-86 完整图形符号
在报告和合同的文本文件中用文字表达如图2-86所示的符号时,用APA表示图2-86(a)所示的符号,MRR表示图2-86(b)所示的符号,NMR表示图2-86(c)所示的符号。
④工件轮廓各表面的图形符号 当在图样某个视图上构成封闭轮廓的各表面有相同的表面结构要求时,应在图2-86(b)所示的完整图形符号上加一圆圈,标注在图样中工件的封闭轮廓线上,如图2-87所示。如果标注会引起歧义时,则各表面应分别标注。
图2-87 对周边各面有相同的表面结构要求的注法
注:图示的表面结构符号是指对图形中封闭轮廓的6个面的共同要求(不包括前、后面)
为了明确表面结构要求,除了标注表面结构参数和数值外,必要时应标注补充要求,补充要求包括传输带、取样长度、加工工艺、表面纹理及方向、加工余量等。为了保证表面的功能特征,应对表面结构参数规定不同要求。
表面结构的补充要求包括表面结构参数代号、数值、传输带/取样长度。
在GB/T 131—2006标准的完整符号中,对表面结构的单一要求和补充要求应注写在图2-88(b)所示的指定位置。而图2-88(a)所示为GB/T 131—1993旧标准对表面结构的单一要求和补充要求的注写。
图2-88 表面结构标注示例
①图2-88(a)中符号说明
a 1 , a 2 ——粗糙度高度参数代号及其数值,mm;
b ——加工要求,镀覆、涂覆、表面处理或其它说明等;
c ——取样长度或波纹度,mm;
d ——加工纹理方向符号;
e ——加工余量,mm;
f ——粗糙度间距参数值(mm)或轮廓支承长度率。
②图2-88(b)中符号说明
a ——注写表面结构的单一要求。
根据标注表面结构参数代号、极限值和传输带或取样长度的规定,为了避免误解,在参数代号和极限值间应插入空格。传输带或取样长度后应有一斜线“/”,之后是表面结构参数代号,最后是数值。
示例1:0.0025-0.8/ Rz 6.3(传输带标注)
示例2:-0.8/ Rz 6.3(取样长度标注)
对图形法应标注传输带,后面应有一斜线“/”,之后是评定长度值,再后是一斜线“/”,最后是表面结构参数代号及其数值。
示例3:0.008-0.5/16/ R 10
a , b ——注写两个或多个表面结构要求。
在位置 a 注写第一个表面结构要求,在位置 b 注写第二个表面结构要求。如果要注写第三个或更多个表面结构要求,图形符号应在垂直方向扩大,以空出足够的空间。扩大图形符号时, a 和 b 的位置随之上移。
c ——注写加工方法。
注写加工方法、表面处理、涂层或其它加工工艺要求等,如车、磨、镀等加工表面。
d ——注写表面纹理和方向。
注写所要求的表面纹理和纹理的方向,如“=”、“X”及“M”。
e ——注写加工余量。
注写所要求的加工余量,以mm为单位给出数值。
如表2-20和表2-21所示。
表2-20 表面结构符号的含义
表2-21 表面结构代号的含义
注:这里给出的表面结构参数、传输带/取样长度和参数值以
①根据新标准规定的简化标注方法进行标注时;
②当图2-89表示的基本符号使用在加工工艺的图样中,可以这样理解,不管是通过不去除材料的方法或其它方法获得的特定表面,判断其合格与否,其状态均由最后一道加工工序确定,并根据GB/T 18779.1—2002《产品几何量技术规范(GPS)工件与测量设备的测量检验 第1部分:按规范检验合格或不合格的判定规则》判定一个特定的表面是否符合表面结构要求。此外,应考虑该标准的解释规则和相关的标准规定。
为了协调该标准中的符号尺寸与技术图样中的其它符号的尺寸,应采用ISO 81714-1:1999《技术产品文件图形符号设计 第1部分:基本规则》中给出的规则。
应根据图2-89~图2-91画出基本图形符号和附加部分。图2-89、图2-90中的符号形状与GB/T 14691—1993《技术制图字体》(B型,直体)中相应的大写字母相同。图2-89(b)符号的水平线长度取决于其上下所标注内容的长度。
图2-89 基本图形符号
图2-90 符号形状
图2-91 标注尺寸示意图
注:在位置“a”~“e”处注写表面结构要求
图2-91中在“a”“b”“d”和“e”区域中的所有字母高应该等于h。
在图2-91区域“c”中的字体可以是大写字母、小写字母或汉字,这个区域的高度可以大于 h 以便能够写出小写字母的尾部。
图形符号和附加标注的尺寸如表2-22所示。
表2-22 图形符号和附加标注的尺寸
① H 2 取决于标注内容的多少。
加工工艺以及某些情况下的表面纹理对表面功能和图样中的表面结构要求之间的关系有非常重要的作用。对相同的表面功能,两种不同的加工工艺常有它们自己的“表面结构尺度”。当采用两种不同的加工工艺时,为了得到相同的表面功能,表面的测量参数值的差异可能会超过10%。
对两个或多个表面结构参数值做比较时,只有在这些值有相同的测量条件时才有意义,相同的测量条件是指传输带、评定长度和加工工艺等相同。
表面结构要求图样标注从GB/T 131演变到现在,已是第三版,如表2-23所示。
表2-23 表面结构要求的GB/T 131不同版本图形标注的演变
①既没有定义默认值也没有其它的细节,尤其是
——无默认评定长度;
——无默认取样长度;
——无“16%规则”或“最大规则”。
②在GB/T 3505—1983和GB/T 10610—1989中定义的默认值和规则仅用于参数 R a 、 R y 和 R z (十点高度)。此外,GB/T 131—1993中存在着参数代号书写不一致问题,标准正文要求参数代号第二个字母标注为下标,但在所有的图表中,第二个字母都是小写,而当时所有的其它表面结构标准都使用下标。
③新的 Rz 为原 R y 的定义,原 R y 的符号不再使用。
④表示没有该项。
GB/T 131中表面结构符号的详细解释已存在于其它国家标准中,GB/T 131选择引用方式。不同的GB/T 131版本所涉及的国家标准如下:
①GB/T 131—2006第三版,参照1996年和1997年发布的ISO 表面结构标准;
②GB/T 131—1993第一版,参照1992年发布的ISO 表面粗糙度标准;
③GB/T 131—1983和相关标准GB/T 1031—1983不包含解释符号的详细信息。
如果正确使用不同版本GB/T 131中的标注规则,就不会误解表面结构要求的详细规则和含义。
使用GB/T 131—1983的代号标注的图样不能满足1992年后发布的表面粗糙度国家标准的要求。
使用GB/T 131—1993年的代号标注的图样不能满足1997年后发布的表面结构国家标准的要求。
应避免在新图样中“x”位置,如图2-92所示。标注表面结构要求应在“a”位置上(在原来的版本GB/T 131中给出)标注相关取样长度,并且表面结构要求总是包括参数代号和说明极限的数值。
图2-92 “x”和“a”的位置
注:原来在“x”位置上有足够的空间用于标注单独给出的极限数值,这意味着是 Ra 参数的极限值(根据GB/T 131—1983、GB/T 131—1993)或者任何表面结构参数代号和给出的极限数值(根据GB/T 131—1993)。