《机械制图》校本教材-制图基本知识与技能

《机械制图》校本教材项目一制图基本知识与技能图纸是设计、加工制造机械零件的重要技术文件，是工程技术人员进行技术交流的重要语言。绘制机械图纸，必须严格遵守机械制图国家标准的有关规定，学会正确使用绘图工具和仪器，掌握正确的绘图步骤。本模块重点介绍国家标准《技术制图》和《机械制图》中的制图基本规定，并介绍绘图工具的使用以及平面图形的画法。课题一机械制图标准国家标准简称“国标”，包括强制性国家标准（代号“GB”）、推荐性国家标准（代号“GB/T”），例如《GB/T14691-1993技术制图字体》即表示技术制图标准中的字体部分，发布顺序号14691，标准发布年份1993年。任务1学习使用绘图工具【任务描述】学会使用各种绘图工具，了解一般绘图步骤。【任务目标】熟悉常用手工绘图工具和正确使用绘图仪器绘图。【知识链接】一、图板和丁字尺图板是用来铺贴图纸的，板面平滑光洁。它的左侧边为丁字尺的上下导边，平直光滑，图纸用胶带纸固定在图板上，如图1-1（a）所示。丁字尺由尺头和尺身两部分组成。它主要用于画水平线，其头部必须紧靠绘图板左边，然后靠近丁字尺的上边画线，如图1-1(b)所示。图1-1图板与丁字尺二、三角板三角板分45°和30°(60°)两种，可配合丁字尺画垂直线及15°倍角的斜线；或用两种三角板配合画任意角度的平行线或垂直线，如图1-2所示。图1-2丁字尺和三角板的使用方法三、圆规圆规可用来画圆和圆弧。画图时应尽可能使钢针和铅芯都垂直于纸面，钢针的台阶与铅芯尖应平齐，使用方法如图1-3所示。图1-3圆规的用法四、分规分规与圆规区别在于其端部由两个针尖组成，分规的用法如图1-4所示。图1-4分规的用法五、绘图铅笔绘图用铅笔的铅芯分别用B和H表示，B表示其颜色深浅，H表示其铅芯软硬程度。绘图时根据不同的使用要求，应准备B或HB、HB或H、H或2H几种硬度不同的铅笔。（1）B或HB。画粗实线用，硬度为B或HB的铅笔。（2）HB或H。画箭头和写字用，硬度为HB或H的铅笔。（3）H或2H。画各种细线和画底稿用，硬度为H或2H的铅笔。六、曲线板曲线板是用来绘制曲率半径不同的非圆曲线的辅助工具，如图1-5所示。图1-5曲线板任务2绘制简单平面图形【任务描述】认识如图1-6所示图形并学会绘制，要求符合制图国家标准的有关规定。图1-6垫片图纸【任务目标】1.熟悉常用手工绘图工具和正确使用绘图仪器绘图。2.熟悉机械制图国家标准的基本规定并严格遵守。【自主思考】1.制图的国家标准规定是什么？2.怎样绘制该图形？【知识导学】图纸幅面和图框格式、标题栏、比例、字体、图线。【知识链接】一、图纸幅面和图框格式（GB/T14689—2008）1.图纸幅面基本幅面代号有A0、A1、A2、A3、A4五种。必要时，也允许选用国家标准所规定的加长幅面，这些幅面的尺寸由基本幅面的短边成整数倍增加后得出，如图1-7所示。图1-7图纸的幅面及加长尺寸2.图框格式在绘制图样时，图纸上必须用粗实线绘制出图框，其格式分为不留装订边和留有装订边两种。需要装订的图样，应留装订边，其图框格式如图1-8所示；不需要装订的图样其图框格式如图1-9所示。表1-7所示为图纸基本幅面代号与周边尺寸详细表。但同一产品的图样只能采用同一种格式，图样必须画在图框之内。图1-8留装订边的图框格式图1-9不留装订边的图框格式表1-1图纸基本幅面代号与尺寸幅面代号幅面尺寸周边尺寸B×LaceA0841×1189251020A1594×841A2420×59410A3297×4205A4210×297二、标题栏（GB/T10609.1—2008）一般标题栏位于图纸右下方，一般学生用简化标题栏如图1-10所示。标题栏的外框是粗实线，右边和底边与图框线重合，标题栏框内的图线用细实线绘制。图1-10简化的标题栏三、比例（GB/T14690—1993）图样中，图形与其实物相应要素的线性尺寸之比称为比例。表1-2绘图比例绘制图样时，应尽可能按机件的实际大小画出，以方便看图。绘制同一机件的各个视图时，应尽量采用相同的比例，并标注在标题栏中的比例栏内。当某个视图需要采用不同比例时，可在视图名称的下方或右侧标注比例。注意，不论采用何种比例绘图，标注尺寸时，均按机件的实际尺寸大小注出。四、字体（GB/T14691—1993）1.汉字长仿宋体字的书写要领是：横平竖直、注意起落、结构均匀、填满方格。汉字的高度h不应小于3.5mm，其字宽一般为h/2，如图1-11所示。图1-11长仿宋体字2.字母和数字字母和数字分为A型和B型。字体的笔画宽度用d表示。A型字体的笔画宽度d=h/14，B型字体的笔画宽度d=h/10。字母和数字可写成斜体和直体。斜体字字头向右倾斜，与水平基准线成75°，如图1-12所示。在同一图样上，只允许选用一种字体。图1-12数字和字母五、图线（GB/T4457.4—2002、GB/T17450—1998）1.基本线型绘制机械图样常用的9种基本线型为：粗实线、细实线、细虚线、粗虚线、细点画线、粗点画线、双点画线、波浪线、双折线。图线的线型及应用见表1-3。表1-3图线的线型及应用（根据GB/T4457.4-2002）2.图线的宽度所有图线的图线宽度应按图样的类型和尺寸大小在下列数系（该数系的公比为1：2≈1∶1.4）中选择，即0.13mm，0.18mm，0.25mm，0.35mm，0.5mm，0.7mm，1mm，1.4mm，2mm。机械图样中采用粗、细两种线宽，其比例关系为2∶1。粗线的宽度为b，优先采用b=0.5mm或0.7mm。为了保证图样清晰易读，图样上应避免出现线宽小于0.18mm的图线。各种图线应用见图1-13。图1-13图线的应用3.图线画法虚线及点画线与其他图线相交时，都应以线段相交，不应在空隙或点处相交；当虚线是粗实线的延长线时，粗实线应画到分界点，而虚线应留有空隙；当虚线圆弧和虚线直线相切时，虚线圆弧的线段应画到切点，而虚线直线需留有空隙，如图1-14(a)所示。绘制圆的对称中心线（细点画线）时，圆心应为线段的交点。点画线和细双点画线的首末两端应是线段而不是点，同时其两端应超出图形的轮廓线3~5mm。在较小的图形上绘制点画线或细双点画线有困难时，可用细实线代替，如图1-14(b)所示。图1-14虚线连接处的画法【任务点拔】根据本节课知识点的学习和理解自己绘制图1-6，提示如下：1.准备好绘图工具；2.选图幅和绘图比例；3.绘制中心线；4.绘制其余图线；5.检查、擦除多余图线、加深。课题二尺寸注法任务1标注简单图形尺寸【任务描述】标注图1-15所示图形尺寸，要求符合制图国家标准的有关规定。图1-15尺寸标注【任务目标】1.掌握尺寸标注的基本原则，学会正确标注图形尺寸。2.熟悉机械制图国家标准的基本规定并严格遵守。【知识链接】一、尺寸标注的基本规则（1）机件的真实大小应以图样上所标注的尺寸数值为依据，与图形的大小及绘图的准确度无关。（2）图样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，若采取其他单位，则必须标注。（3）图样中所注的尺寸，为该图样的最后完工尺寸。（4）机件上的每一个尺寸，一般只标注一次，并应标在反映该结构最清晰的图形上。标注尺寸时，应尽可能使用符号或缩写词，详见表1-4。表1-4常见的符号和缩写词二、标注尺寸的要素一个完整的尺寸应由尺寸界线、尺寸线、尺寸数字三个要素组成，如图1-16所示。图1-16尺寸要素1.尺寸界线尺寸界线是用细实线绘制，它是由图形的轮廓线、对称中心线、轴线等处引出也可利用轮廓线、轴线或对称中心线作为尺寸界线。尺寸界线与尺寸线相互垂直(一般情况)，外端应超出尺寸线2-5mm。2.尺寸线尺寸线用细实线绘制，但尺寸线不能用其他图线代替，也不得与其他图线重合。绘制尺寸线时，尺寸线必须与所注的线段平行，并与轮廓线间距10mm，互相平行的两尺寸线间距均为7-8mm。尺寸线终端有两种形式，如图1-17所示。（1）箭头。箭头适用于各种类型的图样，箭头尖端与尺寸界线接触，不得超出也不得离开。（2）斜线。斜线用细实线绘制，图中h为字体高度。当尺寸线终端采用斜线形式时，尺寸线与尺寸界线必须相互垂直。同一图样中只能采用一种尺寸线终端形式。图1-17尺寸线终端尺寸线与尺寸界线之间应尽量避兔相交。即：小尺寸在里面，大尺寸在外面。3.尺寸数字线性尺寸数字一般应注写在尺寸线的上方或左方，也允许注写在尺寸线的中断处。注写线性尺寸数字，如尺寸线为水平方向时，尺寸数字规定由左向右书写，字头向上；如尺寸线为竖直方向时，尺寸数字由下向上书写，字头朝左；在倾斜的尺寸线上注写尺寸数字时，必须使字头方向有向上的趋势。注意：同一图样内字高要一致，位置不够可引出标注。尺寸数字不可被任何图线所通过，否则必须把图线断开。常见线性尺寸、角度尺寸、圆及圆弧尺寸、小尺寸等的注法见表1-4。（1）线形尺寸数字方向尺寸数字应按左图所示的方向注写，并尽量避免在图示30°范围内标注尺寸，当无法避免时，可采用右边几种形式标注，同一张图样中标注形式应尽可能统一。图1-18线形尺寸数字方向。图1-18线形尺寸数字方向（2）线性尺寸注法一般采用第一种方法注写，同一张图样中标注形式应尽可能统一。图1-19线性尺寸注法。图1-19线性尺寸注法（3）圆及圆弧尺寸注法，如图1-20。图1-20圆及圆弧尺寸注法（4）小尺寸注法当没有足够的位置标注尺寸时，箭头可外移或用小圆点代替两个箭头；尺寸数字也可写在尺寸界线外或引出标注。图1-21，小尺寸注法。图1-21小尺寸注法（5）角度和弧长尺寸注法，如图1-22所示。图1-22角度和弧长尺寸注法（6）对称机件的尺寸注法，如图1-23所示。图1-23对称机件的尺寸注法【任务点拔】根据本节课知识点的学习和理解标注图形，提示如下：1.按要求画出尺寸界线、尺寸线；2.标注尺寸数字；3.检查。参考答案：课题三绘制较复杂的平面图形任务1学习常见几何作图方法【任务描述】使用各种绘图工具绘制正多边形、斜度与锥度、椭圆及圆弧连接。【任务目标】掌握圆内接正六边形画法、了解斜度与锥度含义，会用绘图工具作圆弧连接。【知识链接】机件的轮廓形状基本上都是由直线、圆弧和一些其他图线组成的几何图形，绘制几何图形称为几何作图。常见的几何作图方法如下：一、等分线段已知线段AB，将其五等分，作图过程如图1-24所示。作图步骤：（1）过线段AB的一个端点A，作一条与AB成任一角度的线段AC，在此线段上截取5等分。（2）将最后的等分点5与端点B连接，过点4、点3、点2、点1分别作线段5B的平行线，与AB的交点1׳、2׳、3׳、4׳即为所需等分点。图1-24等分线段二、正多边形1.作圆内接正六边形（如图1-25）作图步骤：以边长为半径画圆；

(2)在圆周上从某一点作为圆心，以边长为半径画弧；以所画弧与圆周的交点为圆心，以边长为半径，依次画弧。共与圆周得到六个交点(包含第一个弧的圆心点)。

(4)连接圆周上的六个交点，既得到正六边形。图1-25正六边形画法2.作圆内接正五边形已知外接圆直径，绘制正五边形的方法如图1-26所示。作图步骤：（1）作半径OA的等分点D，以D为圆心，DE为半径画圆弧交水平直径线于F。（2）以EF为半径，分圆周为五等份，顺序连接各等分点即可。图1-26正五边形的画法三、斜度与锥度1.斜度斜度是指一直线或平面相对另一直线或平面的倾斜程度。斜度tana=H：L=1：n。斜度符号的斜线方向应与斜度方向一致，如图1-27(a)所示，其中h为字高。若已知直线段的斜度为1∶4，其作图方法如图1-27(b)所示。图1-27斜度的画法2.锥度锥度是指圆锥的底圆直径D与高度H之比，通常，锥度也要写成1：n的形式，即：锥度2tanα=D：L=(D－d)：=1：n。锥度符号的方向应与锥度方向一致，锥度的作图方法如图1-28(a)所示。若已知直线段的锥度为1∶3，其作图方法如图1-28(b)所示。图1-28锥度的画法四、椭圆1.用四心法画椭圆，已知长轴为AB短轴为CD。如图1-29所示。作图步骤如下：（1）连接A、C，以O为圆心、OA为半径画弧，与CD的延长线交于点E，以C为圆心、CE为半径画弧，与AC交于点F；（2）作AF的垂直平分线，与长短轴分别交于点O1、O2，再作对称点O3、O4；O1、O2、O3、O4即为四段圆弧的圆心；（3）分别作圆心连线O1O4、O2O3、O3O4并延长；（4）分别以O1、O3为圆心，O1A或O3B为半径画小圆弧KAH和NBM，分别以O2、O4为圆心，O2C或O4D为半径画大圆弧KCN和HDM（切点K、H、M、N分别位于相应的圆心连线上），即完成近似椭圆的作图。图1-29用四心法作椭圆五、圆弧连接1.连接两相交直线连接两相交直线的步骤如图1-30(a)所示。作图过程：分别作两已知直线M、N的平行线G、H，且使平行线的距离为R，两线G、H的交点O即为连接弧的圆心；分别找出连接圆弧与直线M、N的切点K1、K2，以O为圆心，R为半径画出连接弧。2.连接两圆弧用圆弧连接两已知圆弧，可分为三种情况：连接圆弧与两已知圆弧外切；连接圆弧与两已知圆弧内切；连接圆弧与一已知圆弧外切与另一已知圆弧内切。连接圆弧与两已知圆弧外切及内切连接的作图步骤如图1-30(b)、（c）所示。作图过程：分别以O1、O2为圆心，R＋R1、R＋R2（两圆外切）或R－R1、R－R2（两圆内切）为半径画圆弧，两圆弧的交点即为连接弧的圆心O；再分别找出连接弧与两已知弧的切点K1、K2，以O为圆心，R为半径画出连接弧。图1-30圆弧连接3.连接直线与圆弧用圆弧连接已知直线与圆弧，可分为两种情况：连接圆弧与已知圆弧外切；连接圆弧与已知圆弧内切。连接圆弧与已知圆弧外切连接的作图步骤如图1-30所示。作图过程：以O1为圆心，R＋R1为半径画圆弧，并在距AB直线R处，作AB的平行线，直线与圆弧的交点即为连接弧的圆心O；再分别找出连接弧与已知圆弧及直线的切点K1、K2，以O为圆心，R为半径画出连接弧。图1-31直线与圆弧连接【任务点拔】根据本节课知识点的学习绘制椭圆长轴为60mm，短轴为40mm。任务2绘制手柄【任务描述】使用绘图工具绘制手柄。如下图1-32所示。图1-32手柄【任务目标】1.掌握圆弧连接的画法。2.正确标注平面图形尺寸。【知识链接】一、平面图形的尺寸分析平面图形中的尺寸可以分为定形尺寸和定位尺寸两大类。二、平面图形的线段分析平面图形中的线段，根据其尺寸是否齐全可分为已知线段、中间线段和连接线段三类。图1-33手柄的线段分析（1）已知线段指定形尺寸、定位尺寸均齐全的线段，如图1-33手柄的Φ18、Φ5.5、20、SR10、R15。（2）中间线段只有定形尺寸和一个定位尺寸的线段称为中间线段，另一个定位尺寸可根据与相邻已知线段的几何关系求出，如图所示的R50圆弧。（3）连接线段只有定形尺寸，而缺少定位尺寸的线段称为连接线段，可根据其与两端相邻的已知线段的连接关系求出，如