工程制图的基本知识

工程图学II 讲稿（讲义）第一章 工程制图的基本知识1-1 技术制图与机械制图有关国家标准图样是工程界的共同语言，为了便于交流和指导生产，必须制定大家都能遵守的技术标准。对于不同的行业，不同的领域可能有不同的标准与规范。例如建筑行业有建筑行业的制图标准，机械制图有机械制图的标准，他们的差别主要体现在尺寸标注的格式，图形名称的定义和标注的位置等。国际标准化组织（ISO）根据各国之间情况，经过该组织各成员的讨论、研究与协商，制订了一系列的国际标准（以字母ISO开头）。这些国际标准用来指导各成员国相应技术文件、技术标准的制定。我国国家技术监督局根据我国的实际情况，制订(大部分参照国际标准)了我国相应的一系列标准-国家标准（简称国标，以字母GB开头），上世纪80年代以来，我国已经制定了数万项国家标准。在国家标准中，还分为强制性国家标准和推荐性国家标准，强制性国家标准一般用于对生产、生活有严重影响的领域，如食品、卫生、交通等，这类标准以GB开头，推荐性国家标准用于一般技术领域，这类标准以GB/T开头，如GB/T14689-1993就是1993年颁布的第14689号推荐性国家标准，该标准是现行制图标准中有关图纸幅面和格式的标准，这类标准一旦写入技术文件，同强制性的标准是一样的。国家标准还可以分为技术标准和行业标准，如制图中的图线，技术标准涵盖所有行业的情况图线分为15种，而机械制图仅使用其中的9种，因此机械制图标准只列出该行业使用的图线。因此技术标准更加全面，行业标准应当遵循技术标准的规范。相关行业的部委根据国家标准和本行业的情况制订本行业的标准称为部标（以所在部汉语拼音开头，如机械行业以JB开头）。各企业为了提高产品质量也可以制订企业的内部标准，称为企业标准，企业标准的要求应当高于部颁标准和国家标准。有些地方政府，根据本地区的实际情况也制定本地区的标准称为地方标准，如北京市最近颁布的城市道路用砖技术标准。技术图样是工程师的语言，大家应当遵循有关的标准和规范。制图中涉及的标准很多， 本节仅就图幅、比例、字体、图线、尺寸标注等标准加以介绍，其余的标准将在以后的章节逐步加以介绍。一、 图纸幅面和标题栏1、 图纸幅面和尺寸（GB/T 14689-1993）图形的绘制必须采用标准规定的图纸大小和格式。绘制图形时应优先采用表1-1给定的尺寸。表1-1 图纸幅面(mm)幅面代号A0A1A2A3A4B L841 1189594 841420 594297 420210 297e（四周）2010c（除左边）105a（左边）25图纸幅面最重要的特点就是：一张大的图纸沿长边对折裁开就是下面较小一号的图纸。国家标准规定，除了采用表1-1规定的标准尺寸外，可以采用按照表1-1中的图纸尺寸的短边的倍数加长图纸，如A33图纸的尺寸为：长边为A3图纸短边尺寸的3倍，短边与A3图纸的长边尺寸相同，如图1-3所示。cccccc图1-1 无装订边的图样格式 图1-2 有装订边的图纸格式图1-3 图纸幅面的延长 图1-4 方向符号2、 图框和标题栏每张图样都应有粗实线绘制的图框和标题栏（按照GB/T10609.1-1989规定绘制）。图1-5为标题栏的一种推荐画法和尺寸。各单位也可根据情况制订自己的标题栏格式。图1-5 标题栏及其画法图1-5中，图样编号一般都采用树形的编排方法，如YLZ01、YLZ01-01、 YLZ01-01-02，其中YLZ01表示该设备的第一个部件，YLZ01-01表示第一个部件中的第一个子部件，YLZ01-01-02表示上述子部件中的第2个部件或零件。图1-5中共 张和第 张，表示描述该设备或零件的一个图样使用图纸的张数，以及本图所属的张数。共 张不是指整套图纸的张数。一般一个设备或零件尽量表达在一张图纸上。因此这两个数一般为1。3、 标题栏的方位每张图纸都应当画出标题栏，标题栏的位置应位于图纸的右下角。对于已经印制好的图纸，允许将标题栏放置在图纸的右上角，但必须按规定在图纸的下边画出一个看图的方向符号，其尺寸如图1-4所示。4、 其它附加符号为了阅读、管理方便，图纸上还会出现一些附加符号，如图幅分区、剪切符号，有关符号的画法和含义请参阅GB/T14689-1993的有关规定。5、Solid Edge中关于图纸幅面的设定Solid edge是一个设计软件，包括了二维图形、三维图形的设计。本章首先介绍器二维图形的程序Solid Edge Darft（工程图程序）。打开该程序可以选择“开始”-“程序”-“辅助设计”-“solid edge VXX（XX为版本号）”-选择程序菜单文件-新建-再选择normal.dft（或normal-1.dft教师自定义模板）文件作为模板即可进入该程序。图1-6为该程序的界面图。图1-6的顶部为文字菜单，文字菜单下面为主工具栏，包括新建、打开、保存、剪切、复制、粘贴、窗口缩放与移动等工具，主工具栏的下面为动态工具栏，不同的操作命令显示的内容也不相同。动态工具栏的下面为操作提示。屏幕的左侧分别为绘图工具栏和工程图工具栏。绘图工具栏包括各种绘图工具如直线、圆弧等。工程图工具栏包括生成各种模型投影的工具和标注工具如尺寸、文字等。屏幕的右侧为关系工具栏，包括平行、垂直等关系的设定工具。屏幕的中央为绘图区，默认显示的是A3的图框和标题栏。屏幕的底部为图纸名称。如果屏幕上没有显示相应的工具栏可以在任意工具栏上点击鼠标右键，弹出一个右键菜单如图1-7a所示，其中的图纸就是绘图工具栏，图纸视图为工程图工具栏，关系对应关系工具栏，主要对应主工具栏，点击相应的项目即可使其在屏幕上显示或隐藏，有勾时为显示该工具栏。双击屏幕底部的图纸名称，将弹出如图1-7b所示的对话框，选择对话框中的背景选项卡，再选择需要的图纸幅面，相应幅面和方向的图框、标题栏即可显示在屏幕上。图1-6 Solid Edge工程图程序界面 (a) 工具栏右键菜单 （b）双击图纸名称弹出的对话框 (c）图纸名称右键菜单图1-7 工具栏右键菜单，图纸设定与图纸操作右键点击屏幕底部的图纸名称可弹出图1-7c所示的右键菜单，可以选择插入图纸、删除图纸、图纸改名等操作。点击插入项即可在选择的图纸后面插入一页图纸，图纸的名称默认为图纸1，再次插入时默认为图纸2，可用前面的方法重新定义图纸的幅面大小和方向。一个文件可以包含若干页图纸，可右键点击相应的图纸名称，选择图1-7c的重命名更改图纸的名称，使用重排序可以前后移动图纸的位置。这样Solid Edge的一个工程图文件可以包含许多相关的工程图纸，需要编辑一个图纸时点击它的名称即可。我们的习题集采用了这样的方法进行编排，每章一个文件，包含若干页题目，以页号作为图纸名称，解题时直接点击相应的页号作图即可。图纸的改名也可在图1-7b中的名称选项卡中修改。Solid Edge的图纸分为前景页（用户绘图页面）和背景页，图框与标题栏放置在背景页中，可以通过程序的文字菜单中的视图工作图纸、背景图纸进行切换。 CAXA软件可用图幅命令调出相应的图纸幅面，AutoCAD可用相应的模板设置图纸幅面。二、比例（GB/T14690-1993）1、比例的概念比例为图纸上的图形与实际对应要素的线性尺寸之比。1 : 1为图形与实物尺寸相同的比例，比值小于1的比例为缩小的比例，例如1 : 2，比值大于1的比例为放大的比例，如2 : 1。为了规范图样的比例，国家标准规定了绘图时可以使用的比例，如表1-2所示。表1-2 绘图比例原值比例1:1缩小比例(1:1.5) 1:2 (1:2.5) (1:3) (1:4) 1:5 (1:6) 1:110 n 1:210n (1:2.510 n) (1:310 n) (1:410 n) 1:510 n (1:610 n)放大比例2:1 (2.5:1) (4:1) 5:1 110 n:1 210 n:1 （2.510 n:1）(410 n:1) (510 n:1)2、比例的选择选择比例时，应当尽量选择1、2、5系列的比例，如1:1、1:2、1:5、1:10、1:20、1:50、1:100、1:200，1:500、1:1000、1:2000、1:5000；放大的比例也是一样的如:2:1、5:1、10:1、20:1、50:1、100:1、200:1、500:1等；表1-2括号中的比例尽量不用。但是事物总是变化的，对于机械制图，大的机械产品尺寸是相当大的，大到几米、几十米，如机床、汽车、轮船、飞机，但是小的尺寸也非常小的，如手表、钻戒、便携式的仪器设备（如风速仪、温度计、各种传感器）等。因此机械中比例应用还是十分广泛的。表1-2中的比例都可以采用，尽量采用1:1的比例。对于建筑制图、地理制图可以采用更大的比例如1:100000等。手工绘图时，图纸都是标准尺寸的图纸，绘制的图形按照规定的比例放大和缩小就可以了。一般绘图工具上都有常用的几种比例尺，可以直接度量所画的尺寸。在学校的制图作业中，一般为了大家作图方便，为大家提供已经印制好的图框和标题栏标准图纸，学生直接作图就可以了，但是印制的标题栏一般都是简易格式的标题栏，目的是尽量扩大有效的绘图面积。3、计算机中比例的处理方式在计算机绘图中，有两种方法来处理比例的问题。一种是考虑到绘图的方便，图样可以按照原始尺寸绘制，图框、标题栏、标注等按照相反的比例绘制和标注。打印时按比例进行缩放打印即可。例如对于1:2的比例，A3的图纸(420297)，采用这种方法时，图纸的尺寸应放大一倍（840594），图框、字体的尺寸都放大一倍，如5号字，写的时候改为10号字。打印时缩小一倍打印机可。另一种方法是不改变图纸的尺寸，利用计算机自动将要绘制的图形、文字按照要求的比例进行放大和缩小，充分发挥计算机处理速度快的能力，输入数据时直接输入真实的尺寸，计算机将按要求转换成对应比例的尺寸绘制和显示。标注尺寸时要求标注真实的尺寸，因此采用这种方法，标注尺寸时，应当自动转换为原来输入时的尺寸。Solid Edge中默认比例为1 : 1，可以直接进行作图，图形比例不是1 : 1或图中的比例不统一，可以使用工程图工具栏中的创建视图命令按钮来创建不同比例（在出现的动态工具条上输入比例）的图形，默认该工具不在工程图工具条内，可用在任意工具条上点击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“定制”，在弹出的对话框中类别中选择图纸视图，在右侧的按钮中选择创建视图的图标，将其拖动到工程图工具栏中相应的位置上即可使用。点击该工具在动态工具栏输入比例即可在屏幕的指定区域绘图，绘图后点击动态工具栏的“返回”将回到全图的状态。图1-8为视图的动态工具栏，在教师定制的模板中。国标水平视图格式显示图名、比例时中间加下划线；选择国标格式用于一般不标注比例的视图。点击显示图名的开关可将图名显示在视图的上方（默认），再次点击图名开关将隐藏图名。在图1-8的比例栏可以选择常用的125系列的比例，非125系列的比例可在比例值编辑框输入，也可以输入表达式，如1/3等。点击图1-8的显示比例可以将比例值显示在图名的下面，图名隐藏时显示在图名的位置，默认在视图的上方，可以用鼠标将图名、比例显示的文字拖动到其它位置。图1-8 视图的动态工具栏视图同其它任何图形元素一样是可以移动、复制等操作的。Solid Edge的移动、复制同Windows的操作相同，在视图上点击鼠标拖动到新位置就是移动，按下Ctrl再拖动视图就是复制。图1-9为同一个视图复制两次后，改变比例的效果。 (a) 缩小 (b) 不缩放 (c) 放大图1-9 不同比例的视图及其显示Solid Edge的二维工程图模块可以直接用来绘制二维工程图，也可以将来通过立体模型直接生成二维工程图。CAXA电子图板即按照上面的第一种思想来进行绘图的， AutoCAD软件和以它为平台开发的软件大多也采用这种方法处理比例的问题。在CAXA计算机绘图中我们可以很容易的生成所需要比例的图框和标题栏，方法是选择顶部菜单中的幅面-图纸幅面，在对话框中选择需要的图纸型号，图纸放置的方向和绘图比例，再选择图框与标题栏的格式，按下“确定”按钮，即可绘制出图框和标题栏。三、 字体（GB/T14691-1993）图样中的文字必须做到：字体工整、笔画清楚、间隔均匀、排列整齐。文字的高度尺寸系列为1.8、2.5、3.5、5、7、10、14、20mm。汉字应为长仿宋字，字高为字宽的1.414倍。字母和数字可以写为直体，也可以写为斜体，斜体字字头向右倾斜，与水平基准线成75。字母与数字的笔画宽度分为两种，A 型字为自高的1/14，B型字为字高的1/10，A、B 型字的字形没有什么区别，只是笔画宽度不同。字体在过去的制图教学中也是一项比较重要的内容，在工程图中书写出的文字必须做到长方宋体的基本规范，高宽比要基本一致，字体工整。笔画均匀，排列整齐。由于计算机绘图的大量应用，现在对手工绘图的要求有所放松。在我们的作业中要求为长仿宋体，工整、整齐，不能了了草草。在Solid Edge中，字体的参数是通过文字标注工具的动态工具栏来设置的，如图1-10所示。选择图1-10的其它选项时，将在动态工具栏的下方弹出附加的选项，如图1-11所示。预定义格式一般选择国标即可，字体选择仿宋体，字号一般用3.5号，对应英文字符根据每个字符的特点书写，高度有所不同，汉字的高度为5mm。图1-12为选择3.5号字时，显示的文字内容，文字的外包络框高度为5mm，如图1-12（a）所示。在图1-11中，如果输入角度，可以标注倾斜的文字，如图1-12（b）所示，如果选择竖向显示，结果如图1-12（c）所示，选择文本背景颜色时，如图1-12（b）所示。图1-10 标注文本的动态工具栏及其说明图1-11 文本标注其它选项的内容 (a) 水平方向 (b) 倾斜30，背景蓝色 (c)竖直 （d）Word文字图1-12 文本标注示例Solid Edge不足的是不能处理文本的上下标问题。这在AutoCAD和CAXA中是可以实现的。但是Solid Edge支持从Word复制粘贴的方式，复制的内容双击也可以进行编辑，编辑后选择word的文字菜单“文件”“关闭并返回工程图”即可。但是Word的字号不同于制图中字号的概念，它是以磅为单位的。Word的长仿宋体可以选择仿宋体用格式工具栏上的字符缩放工具缩放70%实现。四、 图线1、图线的有关标准技术制图图线的标准为GB/T17450-1998， 机械工程-CAD制图规则图线的标准为GB/T14665-1998，机械制图图线的标准为GB/T4457.4-2002。2、线型技术制图标（GB/T17450-1998）准规定了工程图样中的基本线型，如表1-3所示。表1-3 图线的基本线型线型代号名称基本线性图例01实线02虚线03间隔画线04点画线05双点画线06三点画线07点线08长画短画线09长画双短画线10画点线11双画单点线12画双点线13双画双点线14画三点线15双画三点线图样中的图线除了上述的基本线型外还规定了几种变形，它们是规则波浪线、规则螺旋线、徒手绘制的波浪线。如图1-13（a）、（b）所示。基本线型中的图线还可以进行组合，如两条平行的实线、两条平行的实线和虚线，实线和点线的重叠等。同样也可以在一条基本图线上加上有规律分布的其它图形要素，如图1-13（c）、（d）所示。(a) 规则波浪线 (b) 自由波浪线 (c) 组合图线 (d) 双折线图1-13 规则波浪线、波浪线，组合图线与双折线机械制图中的图样画法图线国家标准（GB/T4457.4-2002）将线型的形式与宽度结合在了一起，分为细实线、粗实线、细虚线、粗虚线、细点画线、粗点画线、细双点画线、波浪线、双折线共9种。相当于使用了技术制图标准中的实线、虚线、点画线、双点画线四种基本线型，一种实线的变形图线波浪线，一种组合图线双折线表1-4 线型中线素的尺寸（d为线宽）线素线型代号长度d=0.35长度（mm）点0407，10150.5d0.175短间隔02，04153d1.05短画08,096d2.1画02,03,101512d4.2长画0406,08,0924d8.4对于仪器绘图中的细线,虚线画长取3mm，间隔约1mm，点画线、双点画线，画长取15mm，间隔1mm左右，点0.20.3 mm，对于计算机图形程序设计，应根据GB/T14665-1998标准给定的计算公式计算线型中的尺寸。采用软件绘图，直接进行绘图即可。图样中的图线除了上述的基本线型外还规定了4种变形，它们是规则波浪线、规则螺旋线、规则锯齿线和徒手绘制的波浪线。如图1-9所示。基本线型中的图线还可以进行组合，如两条平行的实线、两条平行的实线和虚线，实线和点线的重叠等。同样也可以在一条基本图线上加上有规律分布的其它图形要素，如图1-9所示。图样中的图线根据不同的用途一般用不同的宽度来绘制，图线宽度应在下面的数系中选择，该数系的公比为1 : 1.414。同批图样中，同种图线的宽度应相同。0.13、0.18、0.25、0.35、0.5、0.7、1.0、1.4、2.0同一图样中，粗线、中粗线、细线的宽度比为4 : 2 : 1。机械工程图中一般分为粗线和细线，推荐使用的宽度为0.7和0.35（或0.5和0.25）。考虑到图样复制的需要，图线的宽度不宜采用0.25mm以下的尺寸。图线的画法应遵循如下的原则：1、 手工绘图时，两条平行线间的距离不得小于0.7mm。2、 非连续性线型（如虚线等，07号线型除外）应当交于画上。不应在间隔处相交。3、表示轴线的画点线应超过轮廓线13mm。图线的标记可以采用 GB/T 17450-030.25 形式表示，该标记表示03号图线，其宽度为0.25mm。3、图线在图形中的应用粗实线用于：可见棱边线、可见轮廓线（回转体）、表格图、流程图中到主要表示线、剖切符号用线等。细虚线用来表示不可见不可见轮廓线和棱边线。细点画线表示回转体的轴线、对称中心线，剖切线、齿轮分度圆(线)。细实线可用于：过渡线、尺寸线、尺寸界线、指引线、基准线、剖面线、重合断面的轮廓线、短中心线、螺纹牙底线、尺寸线的起止线（圆与线）、表示平面的对角线，零件成形前的弯折线、范围线和分界线、辅助线、投影线、网格线、不连续同一边面的连线等粗点画线用于：限定范围表示线。细双点画线用于: 相邻辅助零件的轮廓线、可动零件的极限位置线、重心线、成形前的轮廓线、轨迹线、毛坯图中制成品的轮廓线、特定区域线、延伸公差带表示线、工艺用结构的轮廓线、中断线、剖视图中剖切面前的结构轮廓线。4、Solid Edge的图线及其应用图1-14 直线的动态工具栏Solid Edge的图线选择是通过绘图命令的动态工具栏来进行的，如图1-14所示。选择任何一个绘图命令（如直线、圆、矩形等），动态工具栏的左侧都会出现图线选择下拉式列表框，选择其中的线型名即可进行绘图。Visible（可见的）对应粗实线，表示物体可见表分的轮廓线；Center（中心的）对应细点画线（中心线），表示物体的对称中心线，圆的中心位置，轴线；Hidden（隐藏的）对应虚线，表示物体上不可见的轮廓；Phantom为细双点画线，一般用来表示假想零部件的轮廓；normal为细实线，用于过渡线、辅助线等。对于粗点画线、粗双点画线、粗虚线等，可以结合图1-14中的宽度选项来实现。对于波浪线，可以选择细实线Normal，用曲线工具画出。双折线Solid Edge没有专用的线型名，只能用细实线画出了。Solid Edge的绘图工具是比较简便的，只有直线、曲线、圆弧、圆、矩形等几种，除直线外，其它的绘图操作均可采用鼠标拖动（按下鼠标左键并移动）的方式来实现。图线画出以后，如果需要删除，可用直接用鼠标左键选择要删除的图线，按下键盘上的DEL键即可。如果需要删除的图线较多，可以使用鼠标在无图线处按下左键（不松开），拖动鼠标，择矩形区域内的图线会被选中，按下Del键即可删除选中的图线；按下Ctrl+A可以选择所有的图线，按下Del将删除。图1-15为一个物体三个方向的视图和正轴测图（立体图），左上角为从前向后看得到的图形，左下角为从上向下看得到的图形，右上角为从左向右看得到的图形，可见的轮廓用粗实线表示，不可见的轮廓用虚线表示，轴线、对称中心线用点画线表示。图1-15 图线应用1-2 技术制图中的尺寸注法机械制图-尺寸注法的国家标准为GB4458.4-2003,技术制图简化表示法尺寸注法的国家标准为GB/T 16675.2-1996。一、 尺寸标注的基本规则1、 图样所示物体的真实大小应以图样上标注的尺寸为依据，与图形的比例及绘图的准确性无关。2、 图样中的尺寸（包括技术要求和其他说明）以毫米（mm）为单位时，不需要标注计量单位的代号或名称。如果采用其它计量单位则需注明计量单位的代号或名称。3、 图样中所示的尺寸应为该图样所示物体的成品尺寸，否则应当加以说明。4、 图样中同一个结构的尺寸，在图形中只能标注一次，并应标注在反映该结构最清晰的部位上。重复的结构可以标注它们的数量。5、 图样上所注尺寸必须完整、清晰、正确。 二、尺寸标注的基本概念如图1-16所示，一个尺寸标注包括3个部分，它们分别是尺寸界线、尺寸线和尺寸文字。1、 尺寸界线尺寸界线表示所注尺寸的范围，用细实线绘制，应由图形的轮廓线、轴线、对称中心线处引出，也可以直接利用这些图线作为尺寸界线，尺寸界限一般应与尺寸线垂直，且超过尺寸线箭头23mm。如图1-16所示。当尺寸界线过于贴近轮廓线时也可以倾斜画出，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。 2、尺寸线尺寸线表明所度量尺寸的方向，必须用细实线绘制，不能用图形中的任何图线来代替。线性尺寸的尺寸线应与其标注的线段平行，其间隔或平行的尺寸线之间的间隔尽量保持一致，一般应为510mm,尺寸线之间或尺寸线与尺寸界线之间尽量避免相交。在标注尺寸线相互平行的尺寸时，尽量将小的尺寸放在里面，大的尺寸放在外面，如图1-16所示。图1-16 尺寸标注要素图1-17 尺寸终端的形式 图1-18 尺寸数字的注写方法尺寸线的终端有两种方式：箭头和斜线。在一套图样上，尺寸线与尺寸界线垂直时，只能采用其中一种尺寸线终端形式。机械工程图上的尺寸终端一般为箭头。箭头表明尺寸的起、止位置，其尖端应与尺寸界线相交,箭头的尺寸如图1-17所示，其中b为图样粗实线的宽度。建筑工程图中的尺寸终端多为斜线的方式。采用斜线形式的尺寸终端时，尺寸线和尺寸界线必须垂直，如图1-17所示，图中h为标注文字的字高,斜线与水平线成45,其方向为尺寸界限的方向顺时针旋转45。标注角度和弧长尺寸时尺寸线应当画成圆弧，圆心应为该角的顶点或弧的圆心。3、尺寸文字尺寸文字用来表示所示物体的尺寸，应用标准字体书写（一般为3.5号字），同一图样上的尺寸文字字高应当一致。线性尺寸的数字通常应与尺寸线的方向一致，并标注在尺寸线的上方或中断处。对于水平方向的尺寸，尺寸数字字头向上，垂直方向的尺寸数字字头向左。倾斜方向的尺寸，尺寸数字偏向斜上方，并应避免在图1-18所示的与竖直线成30的范围内标注尺寸。尺寸数字不允许被任何图线通过，否则应当将图线断开。如果图中没有足够的地方标注尺寸，也可引出标注，如图1-16所示。角度尺寸的尺寸文字一律写成水平方向，一般注写在尺寸线的中断处，必要时可以引出标注。二、 尺寸注法 前面我们已经讲过了尺寸的基本标注方法，下面介绍其它常见尺寸的标注方法。1、 标注大于半圆的圆或圆柱的尺寸时应在尺寸数字前加注直径符号“”，圆弧直径尺寸线可画至略超过圆心，只在尺寸线的一端画箭头指向圆弧，如果位置许可也可以将两端的箭头全部画出，需要时可以补画尺寸界线。如图1-19所示。图1-19 圆和圆弧的尺寸标注图1-20 圆球尺寸标注2、 对于小于或等于半圆的圆弧，应当标注半径，尺寸线自圆心向圆弧引出，在靠近圆弧的一侧画出箭头，并需在尺寸数字前加注半径符号“R”。对于半径较大的圆弧，在图纸内无法标出圆心位置时，可在尺寸线的中间画一个折线，尺寸线的另一端指向圆心在X或Y方向的圆心位置。对于大圆弧，如果不需要指明圆心的位置，尺寸线只画靠近圆弧的一侧。如图1-19所示。3、 对于球体或球面的尺寸标注，基本上与圆的尺寸标注相同，在尺寸数字前加注“S”或“SR”，表示标注的尺寸为球的直径还是半径尺寸。如图1-20所示。4、 标注角度的尺寸界线应沿径向引出，尺寸界线画成圆弧，其圆心为该角的顶点，半径取适当大小，尺寸数字一律写成水平方向，一般注写在尺寸线的中断处或尺寸线的上方或外侧，也可以引出标注。如图1-21所示。5、 标注弦长时与线性尺寸的标注相同，标注弧长时应在尺寸数字的前方加注弧长的符号“”。如图1-22所示。6、 对于较小的尺寸，尺寸数字或箭头可以放在尺寸界线的外侧。尺寸数字也可以引出标注。标注连续尺寸时（箭头首尾相接），如无位置画出箭头，可以用圆点代替箭头，圆点的大小应与箭头的尾部尺寸相当。小尺寸的标注方法如图1-23所示。图1-21 角度尺寸标注图1-22 弧长和弦长的标注 20 t2 图1-23 较小尺寸的标注1-24 相同结构的尺寸注法 7、相同要素的尺寸（如孔和槽），可在一个要素上标注其尺寸和数量，如果在圆周上均匀分布，可用符号“EQS”表示，与该要素相同的其余要素可以不画。如图1-24所示。 8、对于简单零件如果厚度相同，可在尺寸数字前加厚度符号“t”，如图1-24所示。三、Solid Edge的尺寸标注Solid Edge的尺寸标注主要就是三个标注工具，一个是智能标注工具，第二个为图素间尺寸标注工具，第三个为角度标注工具。智能标注工具可以标注：线段长度、直径、半径、圆心角、弧长、两圆圆心距、两点间距离、直线方向角、两线夹角、两条水平垂直的平行线间距离等。图素间尺寸标注工具可以标注：两点间距离，任意方向的两条平行线间距离。角度标注工具一般用于角度标注。1、智能尺寸标注智能尺寸标注的动态工具栏如图1-25所示，这是标注直线时的动态工具栏，可见有关圆弧的项目如大圆弧、直径、半径、圆心角等都是灰色的，表明此时是不可用的，标注圆弧时就变为可用状态。图1-25 尺寸标注的动态工具栏标注时先选择标注智能标注图标，再选择标注对象，最后选择标注尺寸的位置。标注位置选定以后，光标自动停在图1-25的尺寸数值处，等待用键盘改变尺寸数值。如果选择的对象为一条直线，默认为长度，对于斜线，需要标水平、垂直方向尺寸时，按下SHIFT即可；如果需要标注的是一条直线的方向角，选择直线后，再选择动态工具栏上的角度标注即可标注角度，如图1-26所示。如果选择两条直线，默认的是直线上离光标较近的端点或中点间的距离。如果需要标注的是两条直线的夹角，在选择完一条直线后，再选择动态工具栏上的角度图标，再选择另一条图线（选择时不能选择中点和端点），即可标注两条直线的夹角，如图1-28所示。对于圆弧来说，默认智能标注为半径尺寸，如要标注直径需要选择动态工具栏的直径图标；要求标注弧长时，需要选择动态工具栏的长度；要求标注圆心角时，需要选择动态工具栏的圆心角图标；要求标注大圆弧半径时，可以按下动态工具栏上的大圆弧图标，如图1-27所示。对于整圆来说，默认标注的是直径，需要标注半径时，可按下动态工具栏上的半径图标；要求标注圆周尺寸时，放置尺寸位置时，鼠标的图标应从圆的上下左右四个特殊点位置移出即可实现,如图1-26（e）所示。如果选择的对象为两圆，则标注两圆的中心距离，默认标注水平或垂直方向的距离时，如果需要标注倾斜方向的距离，应按下SHIFT键，如图1-28(c)。 图1-26 直线与圆的智能尺寸标注图1-27 圆弧的智能标注 图1-28 两个对象的智能标注尺寸标注后，尺寸线、尺寸界线、尺寸箭头、尺寸文字的位置是可以改变的。直接用鼠标左键拖动尺寸线即可更改尺寸标注的位置。用鼠标左键也可拖动尺寸界线的位置，用来改变尺寸界线从圆心开始的情况，使尺寸界线与过圆心的点画线不再重合，以便显示点画线能够完整的显示出来。尺寸箭头的位置也能用鼠标拖动，使其在尺寸界线的两侧变化，如圆小时将箭头放在圆外。尺寸文字的位置也可以用鼠标左键拖动来改变位置。注意：线性尺寸（长、宽、高、距离等）应采用国标格式标注，圆弧的直径、半径尺寸可以采用国标格式，也可以采用国标水平格式标注，根据情况决定。角度尺寸应采用国标水平格式标注。2、图素间尺寸标注图素间尺寸标注工具，用于两点间无法使用智能标注的情况，如两圆弧上有关点之间的距离，点到直线的距离，倾斜的两平行线间的距离等。2.1 圆上特殊点间的距离、点到线距离，平行线间距离标注图1-29 图素间尺寸标注图1-30 图素间标注的动态工具栏对于图1-29（a）中的60，50两个尺寸，需要选择图素间尺寸标注动态工具栏上面的水平垂直选项，如图1-30所示。对于图1-29（b）、图1-29（c）两个尺寸需要选择动态工具栏上面的用2点标注，这样即可求点到线的距离和两条任意的平行线间的距离。2.2 链式标注（串联式）尺寸首尾相接式的标注称为链式（串联式标注），使用图素间尺寸标注可以实现链式标注的目的。选择图素间尺寸标注工具图标，标注第一个尺寸，再选择第二点，将鼠标放在第一个尺寸的外侧即可将第二个尺寸标注第一个尺寸一侧,与第一个尺寸首尾相接。然后采用向相同的方法标注其它的尺寸。如图1-31（a）所示。2.3 基于同一基准标注（并联式） 从同一个位置引出的尺寸标注称为基于同一基准的尺寸标注，也称为并联式尺寸标注。如图1-31（b）所示。同链式尺寸标注一样，选择图素间尺寸标注工具图标，标注第一个尺寸，再选择第二点，将鼠标放在第一个尺寸的上侧或下侧即可将第二个尺寸标注第一个尺寸上侧或下侧,与第一个尺寸的基准相同。如果第一个尺寸已经标注，选择图素间尺寸标注图标以后，选择已标注的尺寸，再选择标注的位置即可标注其它的尺寸。如图1-31（b），选择后，选择尺寸10，再选择圆心和矩形的左下角即可标注出尺寸10方向的两个尺寸20，45。图1-31 链式标注与同一基准标注注意：并联或串联式标注只是尺寸标注的两种形式，实际标注时应当根据具体情况，按照清晰、合理的原则进行标注。一般标注时没有按照单一的一种格式进行标注的。3、角度标注 角度标注可以标注两条线间的角度，三点连线的角度。标注两线的角度，选择角度标注图标后，再选择两线即可。注意选线时不能选择直线的端点与中点，否则不能标注出需要的角度。如图1-32（a）的45.2和22.2分别为选择左侧直线的端点、中点和右侧直线标注的结果。角度标注时，根据鼠标位置的不同可以标注直线的角度，对顶角的角度以及补角的角度，如图1-32（a）。角度标注时也可以象线性尺寸标注一样标注链式尺寸和并联式尺寸，如图1-32（b）、（c）。（a）角度尺寸标注 （b）角度链式标注 （c）角度的并联标注图1-32 角度的尺寸标注4、尺寸标注的前后缀前面已经讲过，圆或弧的尺寸半径尺寸数值前应当加R，直径尺寸数值前应当加，在圆或弧上标注时，可以自动加上这两个字符。对于正方形符号、弧长符号、深度符号等需要使用尺寸标注动态工具栏上的前后缀工具图标,弹出如图1-33所示的对话框，其左上角为尺寸标注中可能用到的一些特殊字符，如直径、正方形、沉头孔（圆柱孔）、埋头孔（圆锥孔）、深度、原始长度、弧度正负号、角度符号等，直径、正方形、弧度符号用于尺寸数字的前面，就是前缀，其它一般用于后缀。用鼠标点击前缀或后缀列表框，再点击对应的符号即可在相应的位置插入符号的预定义名称，如直径%DI、正方形%SQ等。点击前缀列表框右侧箭头可以看到预先存储的12X、3X，用于标注相同结构的数量，不是12和3时，需要用键盘编辑，也可以直接输入，乘号可用汉字输入的软键盘上的数学符号列出的乘号输入。点击后缀右侧的箭头，可以看到预定义的EQS（均匀分布）和EQR后缀符号，这些字符也可以直接输入。图1-33对话框的下标中填写的文字为第二行尺寸文字，一般不用；下标2填写的文字将标注在尺寸线的下方，可用于国标水平标注格式时在尺寸文字下方添加说明，如图1-34表示。厚度的前缀符号t可以直接用键盘在前缀列表框中添加。图1-33 尺寸标注前缀后缀对话框图1-34 尺寸前缀（4X）、后缀（EQS）、下标2（通孔） 尺寸前后缀标注以后，下次标注尺寸时依然保持上一次的状态，因此尽量在设置前后缀后将类似的尺寸标注完毕，如标注非圆视图中的直径（需要加直径前缀）,标注没有前后缀的尺寸时，应当先选择尺寸标注动态工具栏上的前后缀图标，点击图1-33中的“清除”，然后在选择要标注的尺寸。如果已经标注了不符合要求的前缀或后缀尺寸文字，可以选择这些尺寸，再选择前后缀图标，点击图1-33中的“清除”即可。5、引出标注引出标注是一种辅助性的标注方法，用于不能直接标注在图形上的尺寸上面的一些简化标注方法，如倒角、沉孔、中心孔、厚度、管螺纹等尺寸。图1-34为倒角和厚度的标注。图1-34 引出标注图1-35 引出标注对话框图1-35 为引出标注的对画框，标注文本为横线上的尺寸，标注文本2为横线下的尺寸文本。标注默认情况下指引线的端部是箭头，可以通过图1-35对话框中的文本与指引线选项卡中的端符项列表框进行选择，如图1-36所示，空白表示没有任何符号，只有指引线。 图1-36 指引线端部的符号图1-37 引出标注动态工具栏图1-37为引出标注的动态工具栏，一般应按照改图进行设置，如指引线、折线图标应是按下的状态，文本位置应为线上的方式，也可选择已经标注的引出标注尺寸进行更改。锥度和斜度是两种特殊的引出标注。锥度是指锥台两端的直径差与长度的比，用1:X（X为数字）表示。标注时可以直接点击图1-35的锥度符号，再输入锥度值即可，如图1-38（a）所示。斜度是一条斜线的高度方向坐标差与水平方向的长度之比，用1:X（X为数字）表示。标注时可以直接点击图1-35的锥度符号，再输入锥度值即可，如图1-38(b)所示。在国家标准中一般要求锥度和斜度符号的尖的方向应当指向圆锥小端或下坡的方向。但是Solid Edge中的引出标注无法做到这一点，有待以后的版本加以修正。 （a） 锥度标注 （b）斜度标注图1-38 锥度与斜度标注6、尺寸显示格式尺寸显示格式可以通过尺寸标注动态工具栏上的尺寸显示方式图标也设置，如图1-39（a）所示。其中显示尺寸数值，为显示尺寸数值和上下偏差，需要在动态工具栏输入偏差数值，如图1-39(b)所示，h7为显示尺寸和偏差代号，如图1-39（c）所示，为显示尺寸、偏差代号、偏差数值，如图1-40（a）所示。为在显示的尺寸数值前后加括号，表示该尺寸为参考尺寸，如图1-38中的10。灰色的图标表示不显示尺寸，如图1-40(b)所示。 （a） 尺寸显示格式 （b） 偏差显示格式 （c）偏差代号显示格式图1-39 尺寸显示格式 (a) 代号与偏差显示格式 （b）用前缀表示尺寸数值图1-40 尺寸显示方式本节主要介绍了尺寸标注基本原则以及常见尺寸的注法，为以后图形的尺寸分析、画法、尺寸标注打下基础。对于零件中出现的其它结构的尺寸注法（如螺纹等），我们将在以后的章节中加以介绍。在计算机绘图中，根据上面的原则编制尺寸标注程序，采用软件绘图时直接采用程序提供的标注方法进行标注即可。1-3 手工二维绘图技术 常用的手工绘图工具有：图板、丁字尺、三角板、圆规、分规。正确熟练的使用绘图工具，掌握正确的绘图方法，即可保证绘图质量，又能提高绘图速度。下面介绍常用的手工绘图工具及其使用方法。一、图板、丁字尺、三角板1、 图板：绘图时，需要将图纸按图1-41的形式用胶带纸固定在图板上，如图板较大，图板应固定在图板的左下角，以便于绘图。图板的左边为导边，必须平直。图板一般为木质结构，也有塑料等其它材料制作的图板。图1-41 图板、丁字尺、三角板的使用（a）（b）2、丁字尺：丁字尺主要用于画水平线。它由尺头和尺身组成，尺头和尺身的连接处必须牢固，尺头的内侧边与尺身必须垂直。画线时左手扶住尺头，将尺头的内侧边紧贴在图板的左边，上下移动丁字尺，使尺身的工作边处于所需的准确位置，按照自左向右的顺序，可以画出一系列水平线。3、三角板：三角板上有45、90，30、60、90角尺边。将一块三角板和丁字尺配合，按照自下而上的顺序，可画出一系列的垂直线,如图1-18a所示。将丁字尺与一个三角板配合可以画出30、45、60的直线，画图时按照从左向右的原则绘制斜线。如图1-41所示。用两块三角板与丁字尺配合可以画出15、75的斜线。用两块三角板配合，可以画出任意一条图线的平行线。二、分规与比例尺图1-42 分规和比例尺的用法分规是用来量取尺寸、截取线段、等分线段的工具。分规的两腿端部有钢针，当两腿合拢时，两个针尖应该重合为一点。 比例尺又叫三棱尺，用来量取不同比例的尺寸，它的三个侧面上有六种不同的比例刻度，画图时可以直接在比例尺上量取。量取长度时，分规的针尖不要正对尺面，应使针尖与尺面保持倾斜。 用分规等分线段时，一般要用试分法，分规的用法如图1-42所示。二、 圆规圆规是画圆的工具。画圆时，钢针和铅芯应当垂直于纸面，钢针的台阶应与铅芯平齐。对于较大的圆弧，可以使用与圆规配套的延长杆。如图1-21所示。钢针铅芯起点纸面延长杆（a）（b）图1-43 圆规及其使用方法（c）延长杆三、 曲线板曲线板是手工描绘由已知点构成的自由曲线的工具。使用时从曲线的一端开始选择曲线板与曲线相吻合的4个点，用铅笔沿曲线板轮廓画出前3点之间的曲线，留下第4点不画，下一步从第3点开始，包括第4点，再选择4个点，绘制第2段曲线，如此重复，直到完成整段曲线。由于采用了曲线段首尾重叠的方法，因此，绘制的曲线比较光滑。四、 绘图铅笔图1-44 绘图用铅芯的形状（a）（b）绘制工程图要使用铅笔，绘图铅笔依铅芯的软硬有B、HB、H等多种型号。B前面的数字越大，表示铅芯越软。H前面的数字越大，表示铅芯越硬。HB标号的铅芯软硬适中，建议按照下面的方法选择铅笔：用H、2H的铅笔画底稿，加深细线；用HB的铅笔写字、画箭头；用B、HB的铅笔画粗实线。圆规上加深宜用B或2B的铅芯。加深粗实线时，铅芯宜削成与图线宽度相同的矩形，画细线用的铅笔宜削成圆锥状。如图1-44所示。用铅笔绘制直线时，在前后方向上，铅笔应与图纸纸面垂直；在画线方向上，铅笔应向画线方向倾斜30，以便于用力画线。六、橡皮与擦图片橡皮是用来擦除图纸上多余图线的工具。擦图片是其上有许多不同形状槽孔的塑料或不锈钢制薄片，用来擦除图线时，保护不擦的图线。擦除图线时应当保证橡皮和擦图片的整洁。七、其他绘图工具在制图技术的发展过程中，创造了许多不同形式的绘图工具，一字尺可用来代替丁字尺，一字尺没有尺头，左右两端各有一个带有沟槽的滑轮，弦线绕过滑轮固定在上下图板的边沿上，移动一字尺的尺身即可上下移动。机械式绘图机，具有相互垂直的水平和垂直尺身，尺身在图板上可以移动和转动，在手工绘图中，显得更加方便。随着计算机绘图的发展，一字尺、机械绘图机等工具已经很少使用。计算机绘图是一种新型的绘图工具，我们可以使用它在屏幕上画出各种各样的图线，由于计算机绘图是电子图纸，因此更加便于修改、存贮。随着计算机技术的高速发展，工程设计中的大部分绘图工作将逐步被计算机绘图所取代。计算机绘图技术我们将在以后章节中加以介绍。手工绘图工作主要体现在设计草图上面，为了尽快的勾画出设计思想，可以使用工具或者徒手绘制想象中的形状与结构，通过与其他设计人员交流与讨论，确定设计思想，最后通过计算机设计出标准的图形。在学习过程中我们也可以将有用的图形或方案勾画记录下来，供以后设计参考。1-4 平面图形的分析与手工绘图方法 任何平面图形总是由若干段图线（包括直线、圆弧、曲线等）连接而成的，每条图线又由相应的尺寸来决定其大小和位置。一些平面图形又可分为若干个子图形，描述这些子图形也需要通过大小和位置尺寸来决定。因此，绘制平面图形必须对图形进行尺寸分析和线段分析。一、 尺寸分析平面图形中的尺寸可以分为两大类：1、 定形尺寸 确定平面图形中几何元素大小的尺寸称为定形尺寸，例如直线的长度，圆的半径等。图1-26中40、60、20、30、R90、R50都是定形尺寸。图1-45 定形与定位尺寸2、定位尺寸确定几何元素之间相对位置的尺寸称为定位尺寸，例如两圆的圆心距、直线与中心线之间的距离等。图1-25中的80和15是定位尺寸，它们决定了两个圆心在长度方向和高度方向之间的距离。二、尺寸基准标注