“机械制图”是机械制造类专业的一门重要专业基础课,它的重要性是由机械零件图和装配图图样的重要性决定的。机械零件图和装配图图样是表达设计者的设计思路的技术语言,是生产加工过程中进行加工的重要依据,也是装配过程中装配的重要依据,还是零件加工完成后检验零件是否合格的重要依据。机械零件图样是机械行业从业人员间进行交流的技术语言。掌握好机械制图是以后能够顺利胜任机械类行业工作的重要保障。
本书结合高职高专人才培养现状,对高等职业教育机械类、近机械类专业的教学内容体系进行调研和分析,总结众多一线教师多年来的教学经验和教学成果,并参考国家教育部门最新制定的课程教学的基本要求编写而成。
本书在编写的过程中,力求符合高职高专特色。在内容选取上,结合教学实际,对偏深的内容进行了适当的删减,以应用为目的,增加实训力度,以适应生产一线应用型人才的要求,并使用二维码扩展阅读方式加入电气工程图的相关知识,方便电气类相关专业使用。全书结合现代制图特点,把计算机绘图与机械制图相融合,加入AutoCAD知识及考证体系,以使学生能够适应当今社会对新型人才的需求。全书文字简练,通俗易懂,图例讲解详细,使用三维模型降低学生学习难度,并力图结合生产实际需要。
本书由辽宁机电职业技术学院王超、郝强主编,辽宁机电职业技术学院郑晓坤、张克军、曲奕凝任副主编,辽宁机电职业技术学院刘建飞、李娇娇参编。编写分工具体如下:王超编写了第2章、第3章和第5章,郝强编写了第7~9章,郑晓坤编写了第12章,张克军编写绪论、第1章、第4章和第11章,刘建飞编写了第6章,李娇娇编写了第10章,曲奕凝编写了附录并对全书进行了校对。全书由王超统稿。
本书适合作为高职高专院校、中等职业院校及成人教育院校的机械类、机电类和近机械类专业机械制图与工程制图课程教材,也可以作为机械制造行业从业人员的参考资料。
由于编者水平有限,加上编写时间仓促,书中内容难免有疏漏之处,请使用本书的广大师生及读者批评指正,并将意见和建议及时反馈给我们,以便我们在教材修订时加以改进。
编者2017年3月
绪论
1. 本课程的研究内容
机械制图是研究、识读和绘制机械图样的一门技术基础课程,是用图样表示机械的确切形状结构、大小、工作原理和技术要求的学科。在现代工业生产和科学研究过程中,对于已有或想象中的空间体(如机械设备、建筑物等)的形状、大小、位置等相关信息,很难用语言和文字清楚地表达,通常需要在图纸上用图形表达,这种工程物体的表达图称为工程图。工程图由图形、符号、文字和数字等组成,能表达设计图意、制造要求和技术经验等,可以解决工程图中的定位、度量、计算等问题,是进行设计和构思的重要工具之一,常被称为工程界的语言。
2. 本课程的主要任务
(1) 主要掌握正投影法的基础理论及其应用,培养学生空间想象和形体构思能力。
(2) 培养徒手绘制草图、仪器绘制、计算机绘图软件绘制机械图样以及机械图样的阅读能力。
(3) 培养进行三维造型设计和创造性构型的设计能力。
(4) 培养贯彻和执行《技术制图》与《机械制图》国家标准的意识,具有查阅有关标准手册的能力。
(5) 培养学生认真负责的工作态度、严谨细致的工作作风和自学创新的学习能力。
3. 本课程的学习方法和注意事项
(1) 本课程的特点是实践性较强,在学好投影基本理论、基本方法的基础上,应通过一系列的作业练习、绘图和看图实践,加深对课程知识的理解和掌握。多进行“物体”与“图形”相互转化的训练,并注意画图与看图相结合。多看多画,提高自己的画图、识图能力。
(2) 严格遵守机械制图国家标准和有关技术标准的规定,绘制符合要求的工程图样,对常用的标准应该牢记并能熟练地运用。
(3) 进行计算机绘图时,应熟练掌握一种通用绘图软件的使用方法和技巧。
(4) 加强手工仪器绘图和徒手绘制草图的练习,提高实际绘图的动手能力。
(5) 在学习过程中不断地改进学习方法,提高独立的工作能力、自主学习能力和创新能力。
第1章制图基础知识与技能
图样是设计和生产过程中必不可少的重要技术资料。为了满足生产、管理和技术交流的需要,国家质量技术监督局和标准局颁布了《技术制图》和《机械制图》等一系列国家标准,对图样的内容、格式、画法、尺寸标注和表达方式等方面做出了统一的规定。工程技术人员必须严格掌握并遵守这些规定,树立标准化观念。
本章主要介绍国家标准中图纸的幅面、格式、标题栏、比例、字体、尺寸标注等有关规定; 并简要介绍常用绘图工具及其用法,常用几何作图方法及平面图形的分析与绘图等内容。
1.1国家标准《技术制图》和
《机械制图》的一般规定
国家标准简称“国标”,用代号GB表示,代号“GB/T”是国家推荐标准。例如GB/T 14689—2008发布于2008年的标准顺序号为14689的国家推荐标准。
1.1.1图纸幅面和规格
下面根据国家标准《技术制图图纸幅面和规格》(GB/T 14689—2008)进行详细介绍。
1. 图纸幅面尺寸
绘制图样时,应优先采用表11规定的基本幅面尺寸,长边与短边之比是2∶1。图幅代号分别为A0、A1、A2、A3、A4五种,其尺寸关系如图11所示,图中粗实线表示为基本幅面,必要时可以按标准规定加长幅面,但加长后的图幅尺寸必须是由基本幅面的短边成整数倍增加得出,图中虚线表示加长幅面。加长后图幅代号记作: 基本图幅代号×倍数。例如A3×3,即表示加长后的图纸尺寸为420mm×891mm。
表11幅面及图框尺寸
单位: mm
幅面代号A0A1A2A3A4
尺寸B×L841×1189594×841420×594297×420210×297
边框
a25
c105
e2010
表11中A0图纸长边L=1189mm,短边B=841mm,A1号图纸的幅面是A0号图纸幅面的一半,其余类推,其关系如图11所示。表11中a、c、e为留边宽度。
图11基本幅面与加长幅面的尺寸
2. 图框格式
(1) 图框格式。图幅内必须含有图框,图框用粗实线绘制。其格式分为留装订边和不留装订边两种,但要注意同一产品的图样只能用一种格式的图框。
不留装订边的图纸,其图框如图12所示,宽度e可依幅面代号从表11中查出。
图12不留装订边的图框格式
留装订边的图纸,其图框如图13所示,装订边宽度a和c可依幅面代号从表11中查出。
图13留装订边的图框格式
(2) 对中符号。为了使图样复制和微缩摄影时定位方便,对各号图纸均应在图纸各边长的中点处画出对中符号。对中符号用粗实线绘制,线宽不小于0.5mm,长度自纸边界开始至伸入图框内约5mm,对中符号位置误差不应大于0.5mm,对中符号位置位于标题栏内部时,伸入部分省略,如图14所示。
图14对中符号
3. 标题栏
为了使图样便于管理和查阅,每张图样都必须有标题栏。标题栏的位置一般位于图框右下角,标题栏的外框用粗实线绘制,其右边和底边与图框线重合,其余用细实线绘制。标题栏的格式国家标准已做了统一规定,标准标题栏格式如图15所示,在实际生产设计中应遵守这种格式。为简便起见,学生完成制图作业时建议采用如图16所示的简易标题栏格式。
图15标准标题栏格式
图16简易标题栏格式
若标题栏的长边置于水平方向并与图纸长边平行时,则构成X型图纸如图12(a)、图13(a)所示; 若标题栏的长边垂直于图纸长边时,则构成Y型图纸,如图12(b)、图13(b)所示。看图方向应与标题栏方向一致。
为了充分利用预先印制的图纸,允许将X型图纸的短边置于水平位置使用,如图17(a)所示,或将Y型图纸的长边置于水平位置使用,如图17(b)所示。
图17标题栏位于右上角时的看图方向
图18方向符号
此时,看图方向与标题栏方向不一致,为了明确绘图与看图时图纸的方向,必须在图纸下端对中符号处画出方向符号。方向符号是用细实线绘制的等边三角形,其大小和所处的位置如图18所示。
1.1.2比例
下面根据国家标准《技术制图比例》(GB/T 14690—1993)进行详细介绍。
比例是指图中图形与其实物相应要素的线性尺寸之比。比例分为原值比例、放大比例和缩小比例三种。
(1) 原值比例: 比值为1的比例,即1∶1。
(2) 放大比例: 比值大于1的比例,即2∶1、5∶1等。
(3) 缩小比例: 比值小于1的比例,即1∶2、1∶5等。
绘制图样时,为了能直接从图样上看出实物的真实大小,应尽量采用1∶1的原值比例绘图。对于大而简单的机件,可采用缩小比例,而对于小而复杂的机件,宜采用放大的比例。
绘制同一机件的各个视图时,原则上应采用相同的比例,并在标题栏的比例栏中标明所用的比例。当某个视图采用了不同的比例时,必须另行标注。但需要注意的是,不论采用何种比例绘制图样,标注尺寸必须都是机件的实际尺寸,与比例无关,如图19所示。
图19同一机件不同比例绘制的图样
国家标准《技术制图比例》(GB/T 14690—1993)中,规定了绘图比例及其标注方法。需要按比例绘制图样时,首先应由表12规定的优先系列中选取适当的比例; 必要时,也允许选取表13的允许系列比例。
……