工程制图 制图基本知识和技能

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,工程制图 制图基本知识和技能,1-1 制图国家标准的基本规定,机械制图是用图样确切表示机械的结构形状、尺寸大小、工作原理和技术要求的学科。图样由图形、符号、文字和数字等组成，是表达设计意图和制造要求以及交流经验的技术文件，常被称为工程界的语言。,1-1-1,图纸幅面及格式,1、图纸幅面,绘制机械图样时，优先采用5种规定的图纸基本幅面，分别是：A0、A1、A2、A3、A4。必要时，也允许选用所规定的加长幅面。加长幅面的尺寸由基本幅面的短边成整数倍增加后得出。基本幅面尺寸如下表1-1。,表1-1 图纸基本幅面尺寸,2、图框格式,绘制图样时，必须选用制图标准中规定的图框格式， 图框格式分为不留装订边和留装订边两种，但同一产品的图样只能采用一种格式。要装订的图样，其图框的格式如图1-1所示。不留装订边的图样，其图框格式如图1-2所示。两种图框线都必须用粗实线绘制。图纸一般采用A4竖装或A3横装。,图1-1 留装订边图框格式,图1-2 不留装订边图框格式,3、标题栏,标题栏用来填写零部件名称、所用材料、图形比例、图号、单位名,称及设计、审核、批准等有关人员的签字。,GB/T10609.1-2008对标题栏的内容、格式和尺寸作了规定，如图1-,1-3所示。配置在图框的右下角，标题栏的外框为粗实线， 右边线和底,边线与图框重合。应注意的是标题栏的位置一但确定，看图的方向也就,确定了（看图的方向按标题栏中文字的方向确定）。标题栏内的图,名和校名用10号字，其余用5号字。,图1-3 标题栏格式、分栏及尺寸,图1-4 制图作业中推荐使用的标题栏格式,1-1-2,比例(GB/T14690-1993),1、比例的定义及比例系列,图样中图形与其实物体相应要素的线性尺寸之比，称为比例。绘图时，选用国标中规定的比例（表1-2）。一般应优先选用1:1的比例。必要时，也允许选用表1-3中的比例绘制图样。,表1-2 比例系列(一),表1-3 比例系列(二),2、比例的标注方法,比例符号为“：”。比例一般应标注在标题栏中的比例一栏内。必要时，可在视图名称的下方或右侧标注比例。,无论图形是缩小还是放大画出，标注尺寸时一定要注写机件的实际尺寸，如图1-5所示。,图1-5 用不同的比例画出的图形,1-1-3,字体（GB/T 14691-1993）,图样中除了用视图表示机件的结构形状外，还要用文字和数字说明机件的技术要求和大小。国家标准对图样中的汉字、拉丁字母、希腊字母、阿拉伯数字、罗马数字的形式作了规定。,图样上所注写的汉字、数字、字母必须做到：字体工整、笔划清楚、间隔均匀、排列整齐。这样要求的目的是使图样清晰，文字准确，便于识读，便于交流，给生产和科研带来方便。,1、汉字,字体的字号规定了八种：20，14，10，7，5，3.5，2.5，1.8。字体的号数即是字体高度。如10号字，它的字高为10mm。字体的宽度一般是字体高度的2/3左右。汉字应写成长仿宋体。长宽之比为 。长仿宋体的特点是横平竖直，注意起落，结构均匀，填满方格。图样中一般汉字的高度h应为5毫米。示例如图1-1-6。,图1-6 汉字示例,2、数字和字母,图样中的数字和字母分A型和B型。A型字体的笔画宽度为字高的十四分之一，B 型字体的笔画宽度为字高的十分之一。在同一图样上，只允许采用一种型式的字体。数字和字母有2种:直体和斜体。一般采用斜体，斜体字字头向右倾斜，与水平基准成75度。用作指数、分数、极限偏差等的数字及字母，一般采用小一号字体。示例如图1-1-7。,图1-7 数字与字母示例,1-1-4,图线(GB/T4457.4-2002、GB/T17450-1998),1、图线的种类,机械图样中的图形是用各种不同粗细和型式的图线画成的，如图1-1-8所示。,图1-8 图线应用示例,表1-4 图线的形式及应用,2、图线的画法注意事项,在同一图样中，同类图线的宽度应一致。在机械制图国家标准中，目前多采用两种图线即粗线和细线。粗线的宽度b按图的大小和复杂程度，在0.5-2mm之间选择，一般为1mm左右细线的宽度约为b /3。,画图时，应注意以下的问题：,（1）同一图样中同类图线的宽度应基本一致；,（2）虚线、点画线及双点画线的线段长度和间距应各自 大致相等。,（3）点画线、双点画线的首末两端应是线段，而不是短划。点画线、双点画线的点不是点，而是一个约1mm的短画。,（4）绘制圆的中心线，圆心应为线段的交点。,（5）在较小的图形上绘制点画线或双点画线有困难时，可用细实线代替。,（6）虚线与虚线相交、虚线与点画线相交，应以线段相交；虚线、点画线如果是粗实线的延长线，应留有空隙；虚线与粗实线相交，不留空隙。,（7）图线的颜色深浅程度要一致，不要粗线深细线浅。,图1-9 图线绘制时应注意的问题,1-1-5,尺寸标注,1、标注尺寸的基本规则,（1）机件的真实大小，应以图样上所注的尺寸数值为依据，与图形的大小（即所采用的比例）和绘图的准确度无关。,（2）图样中（包括技术要求和其它说明文件中）的尺寸，以毫米为单位时，不需标注计量单位的代号或名称。如果采用其它单位，则必须注明相应的计量单位的代号或名称。,（3）图样中所标注的尺寸，为该图样所示机件的最后完工尺寸，否则应另加说明。,（4）机件的每一尺寸，一般只标注一次，并应标注在反映该结构最清晰的图形上。,2、尺寸三要素,标注一个尺寸，一般应包括尺寸界线、尺寸线和尺寸数字三个部分，如下图所示：,图1-10 尺寸标注图例,（1）,尺寸界线,尺寸界线用来限定尺寸度量的范围。尺寸界线应符合以下规定：,1) 尺寸界线用细实线绘制，由图形的轮廓线、轴线或对称中心线引出。也可利用图形的轮廓线，轴线或对称中心线作尺寸界线。,2) 尺寸界线一般应与尺寸线垂直。必要时才允许倾斜，如下图70和24尺寸的尺寸界线。,3) 在光滑过渡处标注尺寸时，必须用细实线将轮廓线延长，从它们的交点处引出尺寸界线。,图1-11 尺寸界线的画法,（2）,尺寸线,尺寸线用来表示所注尺寸的度量方向。,尺寸线的终端：尺寸线用细实线绘制，其终端有箭头和斜线两种形式。,1）箭头终端：适用于各种类型的图样，箭头的形状大小见（a）所示。,2）斜线终端：必须在尺寸线与尺寸界线相互垂直时才能使用。斜线终端用细实线绘制，方向以尺寸线为准，逆时针旋转45画出。,图1-12 尺寸线终端的画法,尺寸线的规定：,1）同一图样中，一般只能采用一种终端形式。但当采用斜线终端形式时，图中圆弧的半径尺寸、投影为圆的直径尺寸及尺寸线与尺寸界线成倾斜的尺寸，这些尺寸线的终端应画成箭头。,2）当采用箭头终端形式，遇到位置不够画出箭头时，允许用圆点或斜线代替箭头。,3）尺寸线必须单独画出，不能用其他图线代替。一般也不得与其他图线重合或画在其延长线上。,4）标注线性尺寸时，尺寸线必须与所标注的线段平行。,（3）尺寸数字,尺寸数字用来表示所注尺寸的数值，是图样中指令性最强的部分。要求注写尺寸时一定要认真仔细、字迹清楚，应避免可能造成误解的一切因素。,注写尺寸数字时应符合下列规定：,1) 线性尺寸数字的注写位置：,水平方向的尺寸，一般应注写在尺寸线的上方；铅垂方向的尺寸，一般应注写在尺寸线的左方；倾斜方向的尺寸一般应在尺寸线靠上的一方。也允许注写在尺寸线的中断处。,2) 线性尺寸数字的注写方向：线性尺寸数字的注写方向，有两种注写方法。,方法一：水平尺寸的数字字头向上；铅垂尺寸的数字字头朝左；倾斜尺寸的数字字头应有朝上的趋势，避免在30。范围内标注尺寸。如图1-1-13所示。,方法二：对于非水平方向的尺寸，其尺寸数字可水平注写在尺寸线的中断处。如图1-1-14所示。,3) 角度的数字一律写成水平方向，即数字铅直向上。一般注写在尺寸线的中断处，必要时，也可注写在尺寸线的附近或注写在引出线的上方。,4) 尺寸数字要符合书写规定，且要书写准确、清楚。要特别注意，任何图线都不得穿过尺寸数字。当不可避免时，应将图线断开，以保证尺寸数字的清晰。,图1-13,图1-1,4,1-2 制图平台的使用,1-2-1 绘图仪器的使用,1、图板、丁字尺、三角板,（1）图板,图板用来固定图纸，一般用胶合板制作，四周镶硬质木条。图板的规格尺寸有：0号(900mm1200mm)、1号(600mm900mm) 、2号(450mm600mm)等几种。,图1-15 图板,（2）丁字尺,使用时，必须随时注意尺头工作边(内侧面)与图板工作边靠紧。画水平线要用尺身工作边(上边缘)，使用完毕应悬挂放置，以免尺身弯曲变形。,图1-16 用图纸和丁字尺作图,（3）三角板,一副三角板由45和30-60两块组成。L为其规格尺寸。三角板与丁字尺配合，可以画垂直线、从0开始间隔15的倾斜线及其平行线。要随时注意将三角板下边缘与丁字尺尺身工作边靠紧。,图1-17 用三角板与丁字尺画特殊角度线,2、圆规,（1）圆规及其附件,圆规是绘图仪器中的主要件，用来画圆及圆弧。画圆时，先调整针尖和铅心插腿的长度，使针尖略长于铅芯。,图1-18 圆规,图1-19 圆规的针尖,取好半径，以右手握住圆规头部，左手食指协助将针尖对准圆心。匀速顺时针转动圆规画圆。如所画圆较小，可将插腿及钢针向内倾斜。若所画圆较大，可加装延伸杆。,图1-20 用圆规画圆,图1-21 画小圆,图1-22 画大圆,3、分规,分规是量取线段和等分线段的工具，如图1-23所示。,图,1-23,分规的用法,4、曲线板,曲线板用来画非圆曲线。描绘曲线时，先徒手将已求出的各点顺序轻轻地连成曲线，再根据曲线曲率大小和弯曲方向，从曲线板上选取与所绘曲线相吻合的一段与其贴合，每次至少对准四个点，并且只描中间一段，前面一段为上次所画，后面一段留待下次连接，以保证连接光滑流畅，如图1-25所示。,图1-24 用曲线板绘制曲线,5、绘图铅笔,铅笔是画线用的工具。绘图用的铅芯软硬不同，分别用H和B表示。B前的数字越大，表示铅芯越软，画线越黑；H前的数字越大，表示铅芯越硬，画线越淡；画底稿、细实线及写字时，铅芯头宜磨成圆锥状；画粗实线时，铅芯头宜磨成四棱柱状，其断面成矩形，如图1-26所示。,图1-25 铅笔的使用,6、其它绘图用品,（1）砂纸：用于修磨铅芯头。,（2）擦图片：用于修改图线时遮盖不需擦掉的图线。,（3）橡皮：应选用白色软橡皮。,（4）墨水：碳素墨水不易凝结，适用于绘图墨水笔；绘图墨水干得较快，适用于直线笔。,（5）刀片：用于削铅笔和修改图纸上的墨线。,（6）胶带纸：用于固定图纸。,1-2-2 徒手绘图,徒手图也称草图，是用目测来估计物体的大小，不借助绘图工具，徒手绘制的图样。工程技术人员不仅要会画仪器图，也应具备徒手画图的能力，以便针对不同的条件，用不同的方式记录产品的图样或表达设计思想。,绘制草图时应做到图形清晰、线型分明、比例匀称，并应尽可能使图线光滑、整齐，绘图速度要快，标注尺寸要准确、齐全，字体工整。,初学者徒手画图，最好在方格纸上进行，以便控制图线的平直和图形大小。经过一定的训练后，最后达到在白纸上画出匀称、工整的草图的目的。具体画线方法，如图1-26和图1-27所示:,图1-26 徒手画直线,图1-27 徒手画圆,1、画直线,执笔要稳，眼睛看着图线的终点，均匀用力，匀速运笔。画水平线时，为了便于运笔，可将图纸微微左倾，自左向右画线；画竖直线时，应自上而下运笔画线；画30、45、60等常见角度斜线时，可根据两直角边的比例关系，先定出两端点，然后连接两端点即为所画角度线，如图1-26所示。,2、画圆,画圆时，先确定圆心位置，并过圆心画出两条中心线；画小圆时，可在中心线上按半径目测出四点，然后徒手连点；当圆直径较大时，可以通过圆心多画几条不同方向的直线，按半径目测出一些直径端点，再徒手连点画圆，如图1-27所示。,徒手画图，最重要的是要保持物体各部分的比例关系，确定出长、宽、高的相对比例。画图过程中随时注意将测定线段与参照线段进行比较、修改，避免图形与实物失真太大。对于小的机件可利用手中的笔估量各部分的大小，对于大的机件则应取一参照尺度，目测机件各部分与参照尺度的倍数关系。,1-3 几何图形的绘制,1-3-1 几何作图,1、,等分线段,将已知线段AB四等份。方法如图1-28所示。步骤如下:,（1）过已知直线段AB的一个端点A任作一射线AC，由此端点起在射线上以任意长度截取四等份；,（2）将射线上的等份终点与已知直线段的另一端点连线，并过射线上各等份点作此连线的平行线与已知直线段相交，交点即为所求。,图1-28 分割直线段AB为4等份,2、等分圆周,（1）圆周的四、八等分,圆周的四、八等分，可用丁字尺与45三角板直接作出：,图1-29 圆的四、八等分,（2）圆周的六等分,1）用丁字尺与3060三角板作圆周出六等分：,方法一,方法二,方法三,2）用圆规作圆周出六等分：,1-3-2,斜度与锥度,1、斜度,斜度是指一直线(或平面)对另一直线(或平面)的倾斜程度。斜度的大小通常以斜边(或斜面)的高与底边长的比值1：n来表示，如图1-30(a)。即:,S=tan=HL=1（L.H）=1n,斜度符号如图1-30(b)所示，符号的斜度方向应与斜度方向一致。,图1-30(c)所示工字翼缘的斜度为16。,图1-30 斜度及其符号,2、锥度,锥度是指正圆锥的底圆直径与圆锥高度之比，即DH。而圆台锥度就是两个底圆直径之差与圆台高度之比，如图1-31(a)所示。即:锥度C=（D-d）/ L=2tan（/2），锥度也转化成1n的形式表示。,锥度符号按图1-31(b)绘制，符号方向应与锥度方向一致。,锥度标注在与指引线相连的基准线上，如图1-31(c)所示。,图1-31 锥度及其符号,1-3-3 圆弧连接,由一线段圆滑地过渡到另一线段的关系，称为连接。如用一直线连接两圆弧，该直线称为公切线；如用圆弧连接圆弧或直线，该圆弧称为连接弧；两连接线段中圆滑过渡的分界点称为切点。为了保证光滑连接，必须正确地作出连接弧的圆心和两个连接点，且保证两个被连接的线段都要正确地画到连接点为止。,图1-32 连接图,1、圆弧连接的原理与作图方法,圆弧连接的实质是圆弧与圆弧，或圆弧与直线间的相切关系。下表用轨迹方法分析圆相切时的几何关系，得出圆弧连接的原理与作图方法。其作图步骤是：,（1）求连接弧的圆心；(分清连接类别),（2）求切点；,（3）画连接圆弧(不超过切点)。,2、圆弧连接作图,（1）圆弧与直线连接,例1.3.1 用半径为R的圆弧连接两直线AB和BC，如图1-33所示。,解：作图步骤为:,1）求圆心:分别作与已知直线AB、BC相距为R的平行线，其交点O即,为连接弧（半径R）的圆心；,2）求切点:自点O分别向直线AB及BC作垂线，得到的垂足K1 和K2 即,为切点；,3）画连接弧:以O为圆心，R为半径，自点K1 至K2 画圆弧，即完成,作图。,图1-33 用圆弧连接两直线,（2）圆弧与圆弧连接,例1.3.2 用半径为R的圆弧连接已知直线AB和圆弧（半径R1 ），如图,1-34所示。,解：作图步骤为:,1）求圆心:作与已知直线AB相距为R的平行线；再以已知圆弧（半径,R1 ）的圆心O1 为圆心，R1 +R（外切时，如图1-34(a)所示）或R1 -R（,内切时，如图1-34（b）所示）为半径画弧，此弧与所作平行线的交点O,即为连接弧（半径R）的圆心；,2）求切点:自点O向直线AB作垂线，得垂足K1 ；再作两圆心连线O1 O,（外切时）或两圆心连线O1 O的延长线（内切时），与已知圆弧（半径,R1）相交于点K 2 ，则K1 、K 2 即为切点；,3）画连接弧:以O为圆心、R为半径，自点K1 至K2 画圆弧，即完成作图。,图1-34 用圆弧连接直线和圆弧,例1-1 用半径为R的圆弧连接两已知圆弧（R1 、R 2 ），如图1-35所示。,图1-35 用圆弧连接两圆弧,解：作图步骤为:,1）求圆心:分别以O1 、O2为圆心，R1 +R和R2+R或R -R1 和R-R2（内切时，如图1-35(b)所示）、或R1-R和R2+R（内、外切，如图1-35(c)所示）为半径画弧，得交点O，即为连接弧（半径R）的圆心；,2）求切点:作两圆心连线O1O、O2O或O1O、O2O的延长线，与两已知圆弧（半径R1 、R2 ）相交于点K1 、K2，则K1 、K2即为切点；,3）画连接弧:以O为圆心，R为半径，自点K1 至K2画圆弧，即完成作图。,1-3-4 平面图形的画法,1、平面图形的尺寸分析,（1）尺寸基准,标注尺寸的起点，称为尺寸基准。,分析尺寸时，首先要查找尺寸基准。通常以图形的对称轴线、较大圆的中心线、图形轮廓线作为尺寸基准。一个平面图形具有两个坐标方向的尺寸，每个方向至少要有一个尺寸基准。尺寸基准常常也是画图的基准。画图时，要从尺寸基准开始画。,（2） 尺寸分类,根据尺寸的作用，平面图形中的尺寸可分为两类：,1）定形尺寸 决定平面图形形状的尺寸，称为定形尺寸。如圆的直径、圆弧半径、多边形边长、角度大小等均属定形尺寸。如下图中20、27、R32等。,2）定位尺寸 决定平面图形中各组成部分与尺寸基准之间相对位置的尺寸，称为定位尺寸。如圆心、封闭线框、线段等在平面图形中的位置尺寸。如下图中6、10、60。,注意：有的尺寸，既是定形尺寸，又是定位尺寸。,图1-36 吊钩,2、平面图形的线段分析,直线的作图比较简单，只分析圆弧的性质。,手工画圆和圆弧，需知道半径和圆心位置尺寸，根据图中所给定的尺寸，圆弧分为三类：,（1）已知圆弧 半径和圆心位置的两个定位尺寸均为已知的圆弧。根据图中所注尺寸能直接画出。如图1-36中的27、R32。,（2）中间圆弧 已知半径和圆心的一个定位尺寸的圆弧。它需与其一端连接的线段画出后，才能确定其圆心位置。如图1-36中R15、R27。,（3）连接圆弧 只已知半径尺寸，而无圆心的两个定位尺寸的圆弧。它需要与其两端相连接的线段画出后，通过作图才能确定其圆心位置。如图1-36中R3、R28、R40。,3、平面图形的画图步骤,平面图形中，当有几个圆弧连接时，在两个已知圆弧间可以有任意个中间圆弧(也可以没有)，但是必须有，也只能有一个连接圆弧。掌握这一规律，通过线段分析，即可知道该平面图形能否画出，其尺寸是否标注完全、合理。,平面图形的画图步骤：,一般从图形的基准线画起，再按已知线段、中间线段、连接线段的顺序作图。对圆弧来说，先画已知圆弧，再画中间圆弧、最后画连接圆弧。,如图1-37所示，平面图形的画图步骤归纳如下：,图1-37平面图形,1、分析,由平面图形及尺寸分析可知，该平面图形上、下、左、右都不对称，,36的水平中心线是宽度方向的尺寸基准，36的垂直中心线为长度向,的尺寸基准。,定位尺寸：90、18和5。,已知线段：27、36、14的圆，R45的圆弧及两条相距7mm的直线。,中间线段：已知圆弧R9的一个定位尺寸5，另一个定位尺寸需要求出，,圆弧R9为中间线段。,连接线段：R117、R14和R5。它们分别与27和R45、36和R9、27,和直线及36和直线相切，圆心需要作图求出。,图1-37平面图形,2、绘图步骤,(1)先画出尺寸基准线，然后根据定位尺寸90和18定出27圆心的位,置。由已知尺寸27、36、14画出相应的圆；画出R45圆弧及两条相,距7mm的直线，如图1-38(a)所示。,(2)按连接关系画出中间线段R9。由图1-37可以知道，R9与R45内切，,并已知圆弧R9的一个定位尺寸为5，另一个定位尺寸为R45与R9之差。现,以R45的圆心为圆心，R45-R9=R36为半径画弧，该弧与平行36水平中心,线且相距为5的直线相交于a点，a点为R9的圆心，连接a点和R45的圆心并,延长得切点1，然后作出R9的圆弧，见图1-38(b)。,（a）,（b）,（c）,（d）,图1-38 平面图形的作图步骤,(3)画连接线段R117、R14和R5。,连接线段R117的作图步骤见图1-38(c)：,由于R117与27和R45内切，其圆心需要求出。分别以27和R45的的,圆心为圆心，R117-R13.5=R105.5和R117-R45=R72为半径画弧，两圆弧的,交点b为R117的圆心。分别求出切点2和3，作出R117圆弧。,连接线段R14与36和R9外切，其作图步骤见图1-38(d)：,分别以36和R9的的圆心为圆心，R18+R14=R32和R9+R14=R23为半径,画弧，两圆弧的交点c为R14的圆心。分别求出切点4和5，作出R14圆弧。,画连接线段R5的作图过程见图1-38(d)，请读者自己分析。,(4),检查无误后,擦去多余的作图线,整理图形，加深图线，标注尺寸,完成绘图，作图结果见图1-37所示。,谢谢观赏,