《机械制图》教材中国家标准内容的深入认识.doc

机械制图教材中“国家标准”内容的深入认识 王志军 摘要：机械制图课程中处处体现着国家标准的相关知识，可以说制图课是一门严格按照国家标准进行绘图和读图的学科，因此培养学生的标准化意识和执行标准的能力是我们制图教师责无旁贷的义务。 关键词：制图标准学生能力 1.问题的引入 机械制图是一门用图样来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，常被称为工程界的技术语言。因此，在设计和绘制机械图样时，必须严格遵守国家标准技术制图、机械制图、计算机绘图和有关的技术标准，这也是本学科特别强调规范性、标准性的原因。 2.机械制图标准的发展历史 中国一个历史悠久的国家，很早就开始用图来状物纪事，例如宋代的苏颂和赵公廉所著新仪象法要一书中就已附有天文报时仪器的图样，明代宋应星所著天工开物一书更是出现了大量的机械图样，可惜由于封建社会不可能形成类似大规模工业化的生产机制，因此这些图样在严谨性方面比较欠缺。 直到1799年，法国学者蒙日发表了著名的画法几何一书，欧洲的机械图样中的图形才开始严格按照画法几何的投影理论绘制，为了使人们对图样中涉及到的格式、文字、图线、图形简化和符号含义有一致的理解，后来逐渐形成了统一的规格，并发展成为机械制图标准。各国一般都有自己的国家标准，国际上则由国际标准化组织负责制定国际标准ISO。 中国在1959年第一次制定机械制图国家标准，后来在1974年、1984年、1993年进行过三次全面修订，以后又陆续发布、实施了多项相关标准。我国的国家标准代号一般类似于“GB/T 14689-1993”，这里的“GB”是“是国家标准”汉语拼音的缩写，“T”是“推荐”汉语拼音的缩写，“14689”代表某项标准的编号，而“1993”则是指某项标准的颁布年份。 3.在制图课中贯彻推广国家标准的重要意义 绝大多数机械制图教材，一般都会在第一章统一介绍图纸幅面和格式、比例、字体、图线、尺寸注法等制图的基本规定，同时还会在后续章节中穿插斜度、锥度、投影法、轴测投影、视图、剖视图、断面图等标准内容，作为一名制图课教师，必须充分认识在制图课中贯彻、推广最新国家标准的重要性、必要性、紧迫性和艰巨性，努力培养学生的标准化意识和运用标准绘图、读图的能力。 （1）贯彻、推广最新国家标准的重要性 纵观世界，大凡科学技术先进发达的国家或地区，都已形成一系列、一整套以先进技术为基础的国家标准或行业标准，然后借助于这些标准大力发展自己的产业，以取得高速度的经济增长而超越其他国家或地区，例如美国、英国、日本、法国、德国等。 我国作为发展中国家的一员，在机械制图标准的制定、实施方面与发达国家或地区还有较大差距，不过自改革开放以来，特别是九十年代后，国家质量技术监督局陆续发布了发布了一系列最新国家标准，其中相当一部分在技术内容或编写格式上等效或等同采用了相应的国际标准。例如技术制图字体（GB/T 14691-93）等效采用了国际标准ISO 3098/11974技术制图字体第一部分：常用字母和ISO 3098/21984技术制图字体第二总分：希腊字母，技术制图图线（GB/T 174501998）等同采用了ISO 12880:1996技术制图画法通则第20部分：图线的基本规定。 随着我国逐渐融入世界一体化经济体系，我国将在国际贸易、技术和经济交流中与世界各国或地区发生更加频繁、更加密切的联系，因此贯彻、推广最新国家标准，将更加有利于我国适应国际贸易、技术和经济交流；将更加有利于加强和提高我国立足于世界民族之林的地位，促使我国早日成为世界经济强国。而在制图课中认真贯彻、大力推广最新国家标准，其效益不言而喻。 （2）贯彻、推广最新国家标准的必要性 从大的方面说，贯彻、推广最新国家标准是适应国际贸易、技术和经济交流的需要，是适应我国加入WTO，向ISO标准靠拢的需要，是适应世界知识经济迅猛发展的需要；从小的方面说，贯彻、推广最新国家标准，是简化制图、减少绘图工作量的需要，是提高设计效率及图样清晰度的需要，是加快设计过程、满足手工制图和计算机制图及缩微制图的需要。 笔者认为，对一名未来的工程技术人员来说，至少应当掌握下列制图标准，才能基本适应未来企业的生产需求： 六项基础标准：公差与配合、形状与位置公差、表面粗糙度、螺纹、键、齿轮； 技术制图与机械制图系列标准； CAD制图标准； 电气制图标准； 产品图样及设计文件。 （3）贯彻、推广最新国家标准的紧迫性 图纸是工程技术人员交流的语言，能够正确地绘图、读图应当是其必须具备的基本技能之一。然而，至今仍有少数职业学校的制图教师和企业中的工程技术人员对最新国家标准缺乏了解、研究不够、信息不灵，有些甚至根本不了解当前已实施的相关标准；不按照最新国家标准进行制图教学，这充分说明在制图课中贯彻、推广最新国家标准的紧迫性。 事例一：某校1996届机械制造专业毕业生刘某在广东某合资企业任制图员，负责绘制生产图样，由于不熟悉技术制图 简化表示法 第2部分：尺寸注法（GB/T 16675.21996）中的最新规定，生产图样出现多处严重错误，致使生产车间出现大量工件报废，刘某当即被辞退。 事例二：某地教育主管部门对当地所有职业学校中的制图教师进行业务考核，考试中大多数教师在制图标准中表现出来的陌生感和由此导致的错误令人吃惊。 其实，类似于上面的事例还有很多，例如著名的DVD技术壁垒、蔬菜出口壁垒等，究其原因，或是对最新国家标准贯彻、推广不力所致，或是对最新国家标准不了解、信息不灵所致，或是对最新国家标难重视/了解/研究不够所致。事实上，在知识经济时代，无论是谁，都有一个不断接受新知识新技术的终身学习要求，都有一个对新知识新技术推广普及的要求，贯彻、推广最新国家标准的紧迫性已经摆在了我们的面前。 4.制图教材中关于国家标准方面的几个争议之处 1993年以来，国家质量技术监督局陆续发布、更新、修订了一系列相关制图标准，但由于教材的滞后性，有些标准尚未能及时反映到教材中，部分章节可能会同时使用新、旧两种标准，此时制图课教师如何处理这些内容就成了一个非常重要的问题。 （1）关于新旧标准中图线的不同规定 1984年的机械制图国标中规定了8种图线，即粗实线、细实线、波浪线、双折线、虚线、细点划线、粗点划线和双点划线，新教材增加介绍了1998年技术制图国标中规定的15种基本线型。在进行这一部分内容的教学时，教师要明确15种基本线型是为了适应各不同专业制图的需要而规定的，并不全部运用于机械图样，机械制图使用的8种图线并未超过技术制图的图线规定，只是15种技术制图用图线的选用、变形、组合而已。因此，机械制图图线（GB/T 4457.41984）与技术制图图线（GB/T 174501998）两个标准中的规定并不矛盾，只是注意3种“点划线”名称中的“划”字应改为“画”字；另外，在介绍8种图线时不能使用“基本”两字。 在同为现行有效的两项图线标准中，关于粗、线线的图线宽度的比率规定是不一致的，1984年规定为3：1,1998年则规定为4：2：1。考虑到1998年发布的有关国际标准规定，该比率在机械图样中取相邻两档次的比率，即2：1，因此教学时可按2：1进行讲授。 （2）关于第三角画法在投影法规定中的地位 GB/T 4458.41984机械制图图样画法中规定：“机件的图形按正投影法绘制，并采用第一角画法。”这一投影体制在我国实施了近半个世纪，为与国际标准接轨，GB/T 146921993技术制图投影法中规定，必要时（如合同规定等）可采用第三角画法；1998年发布的技术制图图样画法视图（GB/T 174511998）更是明确了我国投影体制的新提法：“技术图样应采用正投影法绘制，并优先采用第一角画法。”，教师要向学生讲清楚第三角画法并不是新的投影法，它与第一角画法同属于正投影法中的多面正投影，必要时采用第三角画法是允许的。 （3）关于视图的分类 GB/T 4458.11984中将视图分为基本视图、斜视图、局部视图和旋转视图共四种，GB/T 174511998为了与国际标准接轨，对视图分类进行了重大修订，即取消了旋转视图，增加了向视图，原来用旋转视图表达的倾斜结构外形可以改用斜视图来表达。注意，旋转视图和向视图在概念和应用上并不是等价的，它们有很大的区别，这一点务必要讲授清楚。 在理解向视图的概念时，首先要明确向视图与旋转视图并无概念性的替代或包容关系；另外“向视图是可以自由配置的视图”中的“自由”两字并不意味着完全可以随心所欲，投射方向必须正射，否则就成为斜视图了，正射后的投射结果必须画出完整的视图，否则就成为局部视图了。 （4）关于局部视图画法特例的说明 在1984中的GB/T 4458.1标准中，对称机件的视图可以只画一半或四分之一，只需在对称中心线的两端画出对称符号即可，由于这种画法也符合局部视图的定义，因此GB/T 174511998中将这种画法作为局部视图的特例，而且列入简化画法部分，所不同的是以细点画线作为断裂边界。 （5）关于剖视图的简称问题 剖视图分为三种：全剖视图、半剖视图、局部剖视图，三种名称中的“图”字可以省略，即简称为全剖视、半剖视、局部剖视，但绝对不能再次简称为全剖、半剖、局部剖。这是为什么呢？ 原来，以剖字结尾的术语一向是作为剖法的简称使用的，例如单一剖、旋转剖、阶梯剖、复合剖、斜剖等，虽然1998年新标准废止了五种剖法的术语（这是为了与国际标准接轨的需要），但仍然不能混为一谈，例如旋转剖视图的提法就是极其错误的。 （6）关于剖视图标注要素的变动 剖视图的标注十分重要，如果误标就可能出现误读，导致加工中出现废品。GB/T4458.1-1984和GB/T 174521998均规定了3个标注要素，但区别在于新标准增加了“剖切线”一词用以指示剖切面位置；将表示投射方向的箭头纳入了剖切符号的概念中，不再视为独立要素；将旧标准中的指示剖切面位置的“剖切平面迹线”改称为“剖切线”，但其作用仍然是指示剖切面位置。 （7）关于剖面图改称断面图的问题 为与国际标准一致，特别是建筑制图、机械制图过去在假想的切断面形状的静态方面有同一概念内涵的同一术语，因此GB/T 174521998将原来的“剖面图”改称为“断面图”，目前使用的所有教材基本上都贯彻了这一规定。 对于诸多应用了新标准的新教材来说，在提及重合断面的标注时，表述为“不必标注”或“不需标注”，我们可以从两方面来理解：一是重合断面是原地翻转画出的，在结合原视图读图时，一般不难辨认投射方向；二是当不标注易出现误解时，仍可进行标注。 （8）关于剖面线的倾斜角度问题 在GB/T 4457.51984中规定金属材料的剖面线应画成与水平成45的平行细实线，而GB/T 174531998中则修订为“通用剖面线应以适当角度的细实线绘制，最好与主要轮廓或剖面区域的对称线成45角”，这里所指的“通用剖面线”即代表应用最广的金属材料。而当主要轮廓线已倾斜45时，则与之斜交为45的剖面线必然呈水平或铅垂方向，这并无不妥之处。 （9）关于螺纹标记含义的读解 在理解螺纹标记的含义时，应重点弄清两方面的问题： 其一，位于标记之首的字母，无论是何种螺纹，也无论是用几个字母表示，均称为“螺纹特征代号”，不能将特征代号误解为“螺纹代号”，因为后者除包括特征代号外，还包括了公称直径、螺距、旋向等诸多要素。 其二，紧跟特征代号之后的数字除以毫米为单位的螺纹（例如M、S、Tr、B）外可称之为“公称直径”，由于管螺纹中的尺寸代号（例如3/4）是没有单位的，因此不能称之为“公称直径”。 （10）关于形位公差图样标注中两点变动情况的说明 形位公差图样标注的规定应执行1996年发布的GB/T 1182标准，新国标取消了将被测要素的箭头直接指在中心要素上的注法，即指向被测中心要素的箭头必须与尺寸线对齐；新国标要求位置公差的标注中，必须在框格中给出基准字母，表示基准的短横线不能直接与框格相连；当为任选基准时，基准