工程制图的基本知识与技能

1、.PAGE ;PAGE 22工程制图的基本知识与技能(Fundamental knowledge and technical ability of engineering drawing)本章学习导读学习目的与要求: 理解国家标准的作用，掌握并严格遵守国家标准的基本规定,掌握平面图形的基本作图及尺寸注法；掌握手工绘图的基本技能；学习内容：技术制图和机械制图中关于“图纸幅面和格式”、“比例”、“字体”“图线”、“尺寸注法”等基本规定；平面图形的基本作图及尺寸注法; 为了适应生产、管理，建立最佳经济秩序、获得最佳社会经济效益和便于准确无误地进行国内、外技术交流，国家质量技术监督检验检疫总局依据国际

2、标准组织的标准，制定并颁布了与ISO国际标准接轨的我国技术制图和机械制图国家标准，简称“国标”，代号“GB/T“。统一规定了我国有关生产和设计部门共同遵守的制图基本标准，所以，每个工程技术人员必须确立标准意识，熟识和掌握有关制图的基本标准。制图的基本规范及规则图1-1图纸幅面技术制图是我国基础技术标准之一，它包括机械制图、工程建设制图、电器制图和其他制图四类。这里仅介绍国家基础标准中的技术制图和机械制图中的图幅、比例、字体、图线、尺寸等基本规定。图纸幅面及格式（GB/T 14689-1993）1.图纸幅面尺寸及代号图纸幅面是指图纸的宽度与长度（BL）围成的图纸面积。图纸幅面有基本幅面（首选）、

3、加长幅面（第二选择）、加长幅面（第三选择）三类。其各自幅面尺寸规格及三类图纸幅面之间关系如图1-1所示。绘制技术图样时优先采用基本幅面所规定的幅面尺寸，如表1-1。必要时,也允许采用第二选择的加长幅面所规定的幅面尺寸。加长幅面尺是由基本幅面的短边成整数倍增加后得出， 表1-1 幅面尺寸规格基本幅面(首选)幅面代号A0A1A2A3A4 BL8411189594841420594297420210297c105a25e2010 2.图框格式 图框是图纸上限定绘图区域的线框。图纸上必须用粗线画出图框，图样画在图框内部。其格式分留装订边和不留装订边两种,如图1-2和图1-3所示。但同一产品的图样只能采

4、用一种格式.留装订边或图1-3 不留装订边的图框格式图1-2留装订边的图框格式不留装订边，均可采用象A4幅面竖放或A3幅面横放。图中的a、c、e尺寸大小根据图纸幅面大小不同而不同，其尺寸规格详见表1-1。 加长幅面的图框尺寸按所选的基本图幅大一号的图框尺寸确定。如A34的图框应按A2的图框尺寸确定。 记住A3幅面的尺寸，注意其他基本幅面尺寸与A3间的关系。1.1.2 标题栏国标GB/T 10609.1一1989对标题栏的内容、格式和尺寸作了规定，如图1-4所示的标题栏是该标准提供的格式。1标题栏的内容标题栏是由名称、代号、签字区、更改区和其他区组成的栏目，如图1-4所示。也可按实际需要增加或减

5、小。每张图纸都必须画有标题栏。根据教学的实际需要，对零件图的标题栏和装配图的标题栏进行了简化，在此推荐零件图采用图1-5（a）所示的格式与尺寸，装配图使用的标题栏如图1-5(b)所示的格式与尺寸。图1-4 标准规定的标题栏规格与尺寸(a) 教学使用的零件图标题栏 (b) 教学使用的装配图标题栏图1-5推荐教学使用的标题栏格式与尺寸2 标题栏的方位标题栏的位置一般位于图纸的右下角。如图1-2、图1-3所示。当标题栏的长边置于水平方向并与图纸的长边平行时，构成X型图纸；若标题栏的长边与图纸的长边垂直时，则构成Y型图纸。在此情况下看图方向与标题栏方向一致。如表1-2中的基本方位中的图所示。表1-2

6、标题栏的方位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，或允许将Y型图纸的长边置于水平位置使用，这时看图方向与标题栏内文字填写方向不一致，必须用方向符号指示看图方向。如表1-2中的允许方位中的图例。标题栏的填写仍按常规处理，与图样的尺寸注法、文字说明无确定的直接关系。3附加符号（1）方向符号方向符号的位置及尺寸规格，如表1.2所示。（2）对中符号为使图样复制和缩微摄影时定位方便，对表1-1所列的各号图纸均应绘制对中符号。对中符号是从图幅边线的各边中点处，分别用粗实线（线宽一般不小于0.5 mm）画入图框内约5mm的一段粗实线，对伸入标题栏内的那部分不再画出,对中符号和方向

7、符号的画法及位置，如表1-2所示。 注意标题栏的方位与看图方向间的关系，及各种附加符号的应用。.1.1.3比例比例是指图形与其实物相应要素的线性尺寸之比。线性尺寸是指用直线表达的尺寸，如直线长度、圆的直径等。图样比例分为原值比例、放大比例、缩小比例三种,如表1-3所示。原值比例,即比值为1的比例,如1:1;放大比例,即比值大于1的比例,如2:1;缩小比例，即比值小于1的比例,如1:2。绘制图样时，应根据实际需要优先从表1-3中规定的第一系列选用适当的比例。必要时允许选用第二系列的比例。一般应尽量按实物的实际大小（1:1）画图，便于直接从图样上看出物体的真实大小。不管图按什么比例绘图，但图样上的

8、尺寸数值均应按原值比例标注。如图1-6所示的(a)图是1:1绘制，而(b)图是缩小比例绘制，但均按原值比例标注尺寸。同一物体的各视图应采用相同的比例，一般应在标题栏的比例栏内填写比例。当某个视图需要采用不同比例表达时，必须另行标注，可在视图名称的下方或右侧标注比例，标注格式如下。图1-7所示为 表1-3 比例种 类 优先选用的比例 允许选用的比例原值比例 1:1放大比例2:1 5:1110:1 210:1 510:125:1 4:12510:1 4 10: 1缩小比例1:2 1:5 1:101:210 1:510 1:1101：1.5 1:2.5 1:3 1:4 1:61：1.5 10 1:2

9、.510 1:310 1:410 1:610注：n为正整数2:1 2:1B-B平面图1：10 A2:1 （a） (b) 图1-6按原值比例标注 图1-7比例的另行标注局部放大图的比例标注。 比例的含义是图中线性尺寸与实物相应的线性尺寸之比。1.1.4 字体（14691一1993） 图样中的字体书写必须做到“字体工整、笔划清楚、间隔均匀、排列整齐”。 字体高度，用h表示，单位为mm。其公称尺寸系列为：1.8、2.5、3.5、5、7、10、14、20 mm八种。字体高度代表字体的号数。如需要更大的字，其字体高度应按2的比率递增。1汉字 汉字应写成直体长仿宋体字，并应采用我国正式公布推行的简化字。字

10、的高度不应小于3.5mm,其字宽一般为h/2。长仿宋体字汉字的书写要领是：横平竖直、注意起落、结构匀称、填满方格。其基本笔画有：点、横、竖、撇、捺、挑、钩、折等。其书写过程和实际笔画见表1-4。长仿宋体书写示例见图1-8。表1-4 仿宋体的基本笔画2.字母和数字字母和数字分为A型和B型两类，如图1-10所示。A型字的笔画宽度（d）为字高(h)的十四分之一（即d=h/14）。B型字的笔画宽度(d)为字高(h)的十分之一（即d=h/10）。在同一张图样上，只允许选用一种型式的字体。字母和数字均可写成直体或斜体。斜体字字头向右倾斜，与水平基准线成75。但是量的单位、化学元素、符号一定是直体。图1-8

11、长仿宋体示例(b)(a)A型斜体拉丁字母 A型直体拉丁字母 B型斜体拉丁字母 B型直体拉丁字母A型阿拉伯数字 B型阿拉伯数字A型罗马数字 A型希腊字母罗马数字 图1-9 字母与数字3字体综合应用规定及示例(Stipulation and illustrations for synthesized application of letters)（1）图样中的数学、物理、计量单位符号及其他符号、代号，应符合相应的规定，如图1-11（a）所示。（2）用作指数、分数、极限偏差、注脚等的数字及字母，一般应采用小一号的字体，如图1-10（b）所示。(a) 图样中的数学、物理和计量单位等（3）各种字母和数字

12、组合书写时，其排列格式和间距应符合规定，如图1-11（c）所示。(c) 数字及字母等组合书写的格式与间距(b) 图样中的指数、分数、极限偏差等数字及字母等 图样中的字体应严格遵守国家标准保证。 图1-10 字母数字组合的写法1.1.5 图线（GB/T 17450 技术制图 图线；GB/T 4457.42002 机械制图 图样画法 图线）国家标准规定了技术制图所用图线的名称、型式、结构、标记及画法规则。它用于各种技术制图，如机械、电器、建筑和土木工程图样等。1.图线型式及应用图线有基本线型（15种）和基本线形的变形、图线的相互组合。如表1-5给出了基本线型的名称、型式、代号。表1-6给出了基本线

13、型的变形。2.图线的宽度(d) 国家标准规定了9种图线宽度。其宽度系列为：0.13、0.18、0.25,、0.35、0.5、0.7、1、1.4、2。单位为mm。绘制工程图时，所有图线宽度(d)应按图样类型、尺寸大小、比例和缩微复制的要求在上述系列中选择。机械图样采用粗细两种宽度的图线，它们之间的比率为21，即粗线细线=21。机械制图中常用图线宽度及线型组别详见表1-7。3图线的构成及画法图线是指起点和终点间以任意方式连接的一种几何图形，其形状可以是直线或曲线、连续线或不连表1-5 基本线型续线。图线由线素构成(不连续线的独立部分为线素（如点、长度不同的画、间隔）)，各线素的长度都是用线宽d的倍

14、数描述的。机械制图中常用的几种图线的代号、名称、规格及应用范围，如表1-8所示。各种图线的应用实例，如图1-11所示。表1.7 线型组别及图线宽度表1.6 基本线型的变形图1-11图线的应用 （a） (b)表1-8 图线的规格及其应用注：表中的d为相应的线宽。图线的画法应遵守下列要求：（1）在同一张图样中，同类图线的宽度应一致。虚线、点画线、双点画线的线段长度和间隔应各自大致相等。一般在图样中应保持图线的匀称协调。(2) 虚线、点画线、双点画线的相交处应是画（即线段），而不应是点或间隔处。详见图1-12。（3）虚线在粗实线的延长线上时，虚线应留出间隙，如图1-12所示。（4）点画线伸出图形轮廓

15、线的长度一般为25 mm。当点画线较短时，允许用细线代替点画线。如图1-12所示。（5）图线重叠时的绘制原则：可见轮廓线（粗实线）、不可见轮廓线（细虚线）和对称中心线（细点画线）重合时，应画粗实线；可见轮廓线（粗实线）与不可见轮廓线（细虚线）重合时，应画粗实线；不可见轮廓线（细虚线）与对称中心线（细点画线）重合时，应画细虚线。特殊用途的线型应尽量表达清楚。(a)正确 (b) 错误 正确地绘制图线是绘制高质量图样的保证。 图1-12点画线与虚线的画法1.2 尺寸注法(a) 以毫米为单位(b) 以米为单位图1-13 在图样中,零件的结构形状用视图、剖视图和断面图等方法表示,零件上各部分结构的大小则

16、通过标注尺寸来表达。因此，尺寸也是图样的重要组成部分，尺寸注法是否正确、合理、清晰，直接影响图样的质量和产品加工质量。国家标准“GB/T 4458.4一2003机械制图尺寸注法”和“GB/T 16675.2一1996 技术制图 简化表示法 尺寸注法”对尺寸注法作了一系列的规定，如规则、符号和方法。在绘制图样时必须严格遵守。1.2.1 基本规则(1) 图样中(包括技术要求和其他说明)的尺寸，以毫米（mm）为单位时，不需标注单位符号（或名称）。否则，必须标注相应的单位符号，如图1-13（b）中所示。 图1-14尺寸按原值比例标注 (a) 1:1绘图(b) 1:2绘图(2) 机件的真实大小是以图样上

17、所标注的尺寸数值为依据，与图样绘制比例大小和绘图的准确度无关，如图1-14所示。(3) 机件的每一个尺寸，在图样上一般只标注一次,并应标注在反映该结构最清晰的图形上。(4) 图样中所注的尺寸，为该图样所示机件的最后完工的尺寸，即图样上所标注的尺寸数值与达到该图样最后要求所经过的各中间工序尺寸无关。否则应另加说明。图1-15 尺寸的组成要素1.2.2 尺寸要素及其画法规定一个完整的尺寸，由尺寸界线、尺寸线、尺寸线终端、尺寸数字组成，如图1-15所示。1.尺寸界线尺寸界线表示所注尺寸的起止范围。(1)尺寸界线用细实线（No.01.1）绘制，一般应由图形轮廓线、轴线、或对称中心线处引出，一般超出尺寸

18、线终端约2 mm。也可直接用图形轮廓线、轴线或对称中心线作尺寸界线。如图1-16（a）所示。(a) 与尺寸线垂直的尺寸界线 (b) 倾斜的尺寸界线 图1-17尺寸界线（2）尺寸界线一般与尺寸线垂直，必要时允许倾斜。即在光滑过渡处标注尺寸时,必须用细线将轮廓线延长,从它们的交点处引出尺寸界线，如图1-16（b）所示。2 尺寸线尺寸线表示所标注尺寸的方向。(1) 尺寸线必须用细线（No.01.1）单独绘制，不能用其他图线代替，一般也不得与其他图线（如图形轮廓线、中心线等）重合或画在其延长线上，如图1-17（b)所示。(2) 标注线性尺寸时，尺寸线必须与所标注的线段平行。尺寸线与轮廓线的距离以及相互

19、平行的尺寸线间的距离应尽量一致，一般应大于6 mm，以便注写尺寸数字和有关符号，如图1-17（a）所示。 图1-17尺寸线(a) 正确 (b) 错误 (c) 尺寸线相交(3) 尺寸标注应尽量避免尺寸线之间及尺寸界线之间相交。如图1-17（c）所示。(4) 相互平行的尺寸，小尺寸应靠近图形轮廓线，大尺寸应依次等距离的平行外移。如图1-17(a)中的12、34尺寸和17、23尺寸的排列。3、尺寸线终端尺寸线终端有几种形式，如图1-18所示。而机械图样的尺寸线终端有两种形式（箭头和细斜线形式），如图1-18（c）所示。（1）箭头形式：箭头的画法及大小，如图1-18（c）所示。机械图样一般采用箭头作为

20、尺寸线的终端。箭头与尺寸界线接触，不得超出也不得离开，如图1-18（d）所示。在同一张图样上，箭头的大小要一致，箭头一般是由内向外指。但当尺寸界线内侧没有足够位置画箭头时，可将箭头画在尺寸界线的外侧，由外向内指；当尺寸界线内、外均无法画箭头时，可用圆点或斜线代替，圆点必须画在尺寸线与尺寸界线的相交处，圆点的直径为粗实线的宽度d，如表1.11中的小间隔、小圆弧的尺寸注法。（2）尺寸线终端也允许用细斜线代替箭头。细斜线的方向和画法，如图1-18（c）所示。当尺寸线终端采用斜线时，尺寸线与尺寸界线必须保持垂直。一般在机械制图中的草图或在没有足够的位置画箭 (a) 未简化形式 (b) 均可简化为单边箭

21、头 (c) 机械图样采用的尺寸终端形式 (d) 箭头的正确画法 图1-18尺寸终端的结构形式及画法图1-19同一张图中尺寸终端形式应统一(a) (b)头或注写数字时，允许用细斜线或圆点代替箭头。如表1-10所示在同一张图样中，尺寸终端只能采用其中一种形式，如图1-19所示。一般不混合使用。机械图样的尺寸线终端一般采用箭头。（3）单边箭头是尺寸线终端形式的简化形式，适用于各种类型图样。其画法如图1-18（b）所示。(a)数字注写在尺寸线的一侧 (b) 数字注写在尺寸线的中断处 (c) 两种位置可以混用图1-20线性尺寸数字的注写位置4、尺寸数字尺寸数字的数值表示机件的真实大小，与绘图的比例和绘图

22、精度无关。一般尺寸数字用斜体字。(1) 线性尺寸的尺寸数字一般注写在尺寸线的一侧，也允许注写在尺寸线的中断处，如图1-20所示。（2）线性尺寸数字的方向，有以下两种注写方法：方法1：数字应按图1-21（a）所示的方向注写（水平方向的尺寸数字在尺寸线的上方，字头朝上；垂直方向的尺寸数字在尺寸线的左侧，字头朝左；倾斜方向的尺寸数字字头趋于朝上）。并尽可能避免在图1-21（a）所示的30范围内注尺寸。无法避免时，可按图1-21（b）所示的形式标注。其综合应用如图22（a）所示。一般应采用方法1；在不致引起误解时，也允许采用方法2。 (a)尺寸数字的注写方向 (b) 30范围内的尺寸数字的注写形式 图

23、1-21线性尺寸数字的注写方向方法2：对于非水平方向的尺寸，其数字可水平地注写在尺寸线的中断处。如图1-22（b）、（c）所示。(a)线性尺寸数字注写方向方法一的应用 (b)非水平方向的尺寸注法的应用一 (c)非水平方向的尺寸注法的应用二图1-22线性尺寸数字方向的两种注写方法的应用表1-9 尺寸符号和缩写词（3）尺寸数字前面符号是对数字标注的补充与说明。如标注直径尺寸时，应在尺寸数字前加字母“ ”；标注半径尺寸时，应在尺寸数字前加字母“R ”；国家标准中还规定了一些表示特定意义的符号和缩写词，如表1-9所示。标注尺寸时，应尽可能使用符号和缩写词。（3）尺寸数字不得被任何图线通过，即当无法避免

24、时，必须把图线断开，如图1-23所示。图1-23 尺寸数字不得被任何图线通过购(a)(b)1.2.3 常用的尺寸注法示例表1-10列出了机械图样中常用的尺寸注法，标注尺寸时，应尽可能多地参照这些常用的尺寸注法。 表1.10常用尺寸注法示例 表1-10常用尺寸注法示例(续) 掌握尺寸标注的基本规则与尺寸要素的有关规定是正确标注尺寸的基本保证。 认真体会表中给出的尺寸标注示例几何作图的基本原理及方法图1-24任意等分线段(a)(b)机件的轮廓图形是由直线、圆弧和其他曲线组成的几何图形。因此，熟练掌握几何图形的正确作图方法，是提高绘图速度、保证绘图质量的基本技能之一。1.3.1 任意等分直线段用平行

25、线法对任意直线AB作任意等份的作图步骤如下：（1）过直线段任一端点（如A）任意作一直线AC,并用分规或直尺以任意长度在AC上截取n等份（这里截取三等份）,如图1-24(a)所示。(2)连接B、3点，并分别过1、2点作B3的平行线分别交AB线段于1、2，即将线段等分n份，如图1-24(b)所示。1.3.2平行线和垂直线的画法作任意角度的一系列平行线及垂直线可用两块三角板配合完成。例如：过点k作ab的平行线，其作图方法如图1-25所示（a）过一点作另一直线的平行线 (b)过一点作另一直线的垂直线 图1-25过一点作另一直线的平行线或垂直线1.3.3正多边形的画法正多边形的画法基本上有内接正多边形及

26、外切正多边形两种画法。这里主要介绍内接正多边形画法，如常用的正五边形、正六边形，并以正七边形为例介绍圆内接正n边形的画法，如图1-26所示。用丁字尺与三角配合画正六边形的画图方法与步骤如图1-26(d)所示( d) 三角板与丁字尺配合画正六边形 图1-26 正多边形的画法1.3.4椭圆的画法椭圆为常见的非圆曲线，在已知长、短轴的条件下，通常采用四心近似画法和同心圆画法。1椭圆的同心圆画法图1-27是利用椭圆的长、短轴，采用同心圆画法来绘制椭圆的方法，其作图步骤如下：（1）以O为圆心，分别以长半轴OA、短半轴OC为半径画圆，如图1-27（a）所示；(2) 过圆心作若干射线等分两圆周若干份（(例如

27、，十二等份)，如图1-27（b）所示;(3) 从大圆各等分点作竖直线，与过小圆各对应等分点所作的水平线相交，得椭圆上各点,如图1-27（c）所示;（4）用曲线板将椭圆上各个点光滑连成椭圆,如图1-27（d）所示 (a) (b) (c) (d)图1-27椭圆的同心画法2椭圆的四心近似画法图1-29是利用了椭圆的长、短轴来画椭圆的一种近似画法。其作图步骤如下：（1）连接长、短轴的端点A、E，以E点为圆心，长、短半轴之差(EC)为半径画弧与AE线交为H点，如图1-28(a)所示;（2）作AH的中垂线与长、短轴分别交于O1、O3，并分别求O1、O3的对称点O2、O4，如图1-28(b)(a) (b)

28、(c) (d) 图1-28 椭圆的四心近似画法所示;(3)分别以点O3、O4为圆心，O3E、O4F为半径画弧，分别交O3O1、O3O2延长线于N、M点，交O4 O1、O4 O2延长线于K、L点, 如图1-28(c)所示; 再分别以 O1、O2为圆心，O1K、O2L为半径画弧得弧KN、LM,如图1-28(d)所示，四段圆弧近似地代替了椭圆。圆弧间的连接点为K、L、M、N。这种画法最适用于长短轴相差不多的椭圆。1.3.5 斜度与锥度的画法斜度和锥度的标注见表1-10最后一栏。1斜度的画法斜度是指一直线（或平面）对另一直线(或平面)的倾斜程度，斜度的大小即是直线与直线（或平面与平面）的夹角的正切，在

29、图纸上常用1:n(比值)形式标注。如图1-29（a）中1:6。以图1-29（a）中工字钢翼缘的斜度1:6的局部放大图来介绍斜度的画法,其作图方法如下：（1）按比例2：1的尺寸画出水平线AB和对称中心线，并从水平线AB的右端点A开始，向左取六个单位长得E点。在对称中心线上自点A开始，向上取一个单位长得D点，连接D、E点，即得斜度1:6的直线DE，由到B点的16mm和7.6mm的尺寸求得C点,过C点作DE的平行线,即为所求斜度为1:6的工字钢翼缘,如图1-29（b）所示。(3)按比例21尺寸画圆角,并加粗完成放大图，如图1-29（c）所示。（a） (b) (c)图1-29 斜度的画图方法与步骤2.

30、锥度锥度是正圆锥底圆直径与其轴向距离之比或圆台的两直径之差与其轴向距离之比。即：锥度C=D/L=(D-d)/l=2tg（/2）为锥顶角。在图纸上锥度常用1:n的比值形式来标注，如图1-30（b）所示。锥度的画法，如图1-30（c）所示。(a) 锥度概念(b) 锥度的作图 图1-30度的概念与作图 理解上述几何作图的原理和方法，掌握等份线段、正六边形和平性线、垂直线的画法1.3.6图线连接的作图原理及方法、步骤 在工程图样中，用一条图线（线段或圆弧）将两条已知图线（线段或圆弧）平滑连接起来称为图线连接。用来连接已知图线（线段或圆弧）的图线（线段或圆弧）称为连接图线。图线连接有四种基本形式：用圆弧

31、连接两条已知直线段；用圆弧连接两条已知圆弧；用圆弧连接已知一条直线和已知的一条圆弧；用直线连接两已知圆弧。表1.11用圆弧连接两相交直线在图线的平滑连接中，线段与圆弧、圆弧与圆弧之间是光滑相切的。因此，必须准确地求出切点和连接圆弧的圆心，才能得到准确平滑的图线连接图形。这几种图线连接基本形式的几何作图方法及步骤分别详见表1.11表1.12表1.13、.14表1.15表1.16 1-12圆弧连接两平行直线表1.13圆弧连接的基本作图原理 表1.14圆弧连接直线和圆弧表1.15用圆弧连接两已知圆弧 表1-16两圆弧的公切线 理解并掌握等图线连接的原理和作图方法1.4 平面图形的画法平面图形的构形元素一般有直线段、正多边形、圆弧和圆。平面图形由一个或多个由线段组