机械类-机械制图基础知识

1、 机械制图根底知识 本章主要介绍国家标准对工程制图中的图幅、线型、文字、尺寸标注和各种符号等做的规定以及在AutoCAD 2004中的实现方法及操作步骤。 2.1 图纸幅面及标题栏2.2 比例、字体及图线2.3 尺寸标注样式2.4 基准符号、粗糙度和形位公差标注规定2.1 图纸幅面及标题栏2.1.1 国标规定1图纸幅面尺寸2图框格式3标题栏的方位2.1.2 设置及调用方法1图纸幅面及标题栏的设置 (1)按照如图2-1和图2-2所示的图框格式、表2-1所列的图纸幅面尺寸,利用绘图工具完成图纸内、外框的绘制。 (2)按照如图2-3所示的标题栏的格式,完成标题栏的绘制,并将其创立成块。 图2-1 留

2、装订边的图框格式 图2-2 不留装订边的图框格式 图2-3 标题栏的格式 (3)启用块插入工具将标题栏插入到图纸内框的右下角,完成如图2-4所示的空白图纸。 (4)选择“文件“另存为命令,系统弹出“另存为对话框,在“文件类型列表框中选择“AutoCAD Drawing Template File (*.dwt)选项。 图2-4 A4图幅样板图 2模板图的调用(1)利用模板图创立一个图形文件(2)插入一个样板布局 2.2 比例、字体及图线2.2.1 国标规定1比例 比例是指图纸中图形与其实物相应要素的线性尺寸之比。绘制图样时,一般应采用表2-2中规定的比例。 2字体 图样中使用的字体必须做到:字

3、体工整、笔划清楚、间隔均匀、排列整齐。 3图线 国家标准?技术制图?图线(GB/T174501998)规定了工程图样中各种图线的名称、型式及其画法。常用图线的名称、型式、宽度以及在图样上的应用见表2-3和图2-5。 图2-5 图线应用例如 图线的画法规定如下。 (1)粗线的宽度(d)应根据图形的大小和复杂程度的不同,在0.52mm之间选择,应尽量保证在图样中不出现宽度小于0.18mm的图线。细线的宽度约为d/3。图线宽度的推荐系列为:0.13mm,0.18mm,0.25mm,0.35mm,0.5mm,0.7mm,1mm,1.4mm和2mm。 (2)同一图样中,同类图线的宽度应一致。虚线、点划线

4、及双点划线的线段长度和间隔应各自大致相等。 (3)两条平行线(包括剖面线)之间的距离应不小于粗实线的两倍宽度,其最小距离不得小于0.7mm。 (4)绘制相交中心线时,应以长划相交,点划线起始与终了应为长划。一般中心线应超出轮廓线35mm为宜。 (5)绘制较小图时,允许用细实线代替点划线。2.2.2 AutoCAD中的设定方法1比例 2字体3设置图层2.3 尺寸标注样式1根本规那么 (1)机件的真实大小应以图样上所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(包括技术要求和其他说明)的尺寸,以mm为单位时,不需标注计量单位的代号或名称,如采用其他单位,那么必须注明相应的计量

5、单位的代号或名称。 (3)图样中所标注的尺寸,为该图样所示机件的最后完工的尺寸,否那么应另加说明。 (4)机件的每一尺寸,一般只标注一次,并应标注在反映该结构最清晰的图形上。2尺寸的组成 尺寸一般由尺寸界线、尺寸线和尺寸数字等组成。 (1)尺寸界线。尺寸界线用来表示所注尺寸的范围。 (2)尺寸线。尺寸线用来表示所注尺寸的度量方向。 (3)尺寸数字。尺寸数字用以表示所注机件尺寸的实际大小。 3尺寸标注的根本方法(GB4458.4-84) 尺寸标注的根本方法见表2-7。 4尺寸标注的简化表示法(GB/T16675.21996) 标注尺寸时,应尽可能使用的符号和缩写词见表2-8。 5标注要点 (1)

6、重要尺寸,如总体的长、宽、高尺寸,孔的中心位置等应直接注出,而不应由其他尺寸计算求得。 (2)不能注成封闭尺寸链,应选择允许误差最大处作开环,如图2-9所示。图2-9 允许误差最大处作开环 (3)对称结构应将对称中心线两边的结构合起来标注,不可只标注一边,如图2-10所示。 (4)尽量防止在虚线处标注尺寸(不清晰,易误解)。 (5)对斜角、凸台和槽等结构应将尺寸标注在反映其特征的图形上,如图2-11所示。 图2-10 对称结构标注 图2-11 斜角、凸台的标注 (6)相互平行并列的尺寸应使大尺寸在外,小尺寸在内,不得互相穿插。 (7)零件上的相贯线、截交线处不标注尺寸(可由投影关系求得),尽量

7、将尺寸集中标注在主视图上。2.4 基准符号、粗糙度和形位公差标注规定2.4.1 外表粗糙度符号、代号及其注法1外表粗糙度符号、代号 外表粗糙度的符号及画法如图2-12所示,外表粗糙度符号的尺寸见表2-9,外表粗糙度参数的注写位置如图2-13所示。 图2-12 外表粗糙度符号的画法 图2-13 外表粗糙度参数的注写位置 2外表粗糙度的标注方法 外表粗糙度的标注规那么如下。 (1)在同一图样上,每一外表一般只标注一次。 (2)外表粗糙度符号应标注在可见轮廓线、尺寸线、尺寸界线或其延长线上。假设位置不够时,可引出标注。 (3)符号的尖端必须与所注的外表(或指引线)相接触,并且必须从材料外指向被注外表

8、。外表粗糙度的标注方法见表2-10。 2.4.2 形位公差标注规定1形位公差的代号 形位公差应采用代号标注在图样上,当无法用代号标注时,允许在技术要求中用文字说明。代号框格形式如图2-14(a)所示。框格高度为2h,用细实线绘制,在图样中的位置应水平或垂直放置。指引线箭头应指向被测要素,并垂直于轮廓线或其延长线。 (a) (b)图2-14 形位公差符号的画法 2基准代号 对应于形位公差框格的标注,在图样中应同时标注基准代号。基准代号构成如图2-14(b)所示。基准符号应靠近轮廓线或其延长线。基准字母应水平书写。3标注规定 (1)当被测要素或基准要素为轮廓线或外表时,应将箭头或基准符号与尺寸线箭

9、头明显错开。 (2)当被测要素或基准要素为轴线、中心平面等中心要素时,应将箭头或基准符号与尺寸线箭头对齐。 (3)当同一被测要素有多个公差工程时,可以共用一条指引线;当同一公差工程有多个被测要素时,可以在同一公差框上画多条指引线。 (4)当基准要素或被测要素为实际外表时,基准符号、箭头可置于带点的参考线上,如图2-15所示。 在AutoCAD中如何实现上述尺寸标注将在后面的章节中介绍。 图2-15 被测要素、基准要素为实际外表时的标注 机械加工是一种用加工机械对工件的外形尺寸或性能进行改变的过程。按被加工的工件处于的温度状态分为冷加工和热加工。一般在常温下加工，并且不引起工件的化学或物相变化称

10、冷加工。一般在高于或低于常温状态的加工会引起工件的化学或物相变化称热加工。冷加工按加工方式的差异可分为切削加工和压力加工。热加工常见有热处理煅造铸造和焊接。 机械加工另外装配时常常要用到冷热处理。例如：轴承在装配时往往将内圈放入液氮里冷却使其尺寸收缩，将外圈适当加热使其尺寸放大，然后再将其装配在一起。火车的车轮外圈也是用加热的方法将其套在基体上，冷却时即可保证其结合的牢固性此种方法现在依旧应用于某些零部件的转配过程中。 机械加工包括：灯丝电源绕组、激光切割、重型加工、金属粘结、金属拉拔、等离子切割、精密焊接、辊轧成型、金属板材弯曲成型、模锻、水喷射切割、精密焊接等。 机械加工：广意的机械加工就

11、是指能用机械手段制造产品的过程；狭意的是用车床Lathe Machine、铣床(Milling Machine)、钻床(Driling Machine)、磨床(Grinding Machine)、冲压机、压铸机机等专用机械设备制作零件的过程。编辑本段微型机械加工技术的国外开展现状 机械产品1959年，Richard P Feynman(1965年诺贝尔物理奖获得者)就提出了微型机械的设想。1962年第一个硅微型压力传感器问世，其后开发出尺寸为50500m的齿轮、齿轮泵、气动涡轮及联接件等微机械。1965年，斯坦福大学研制出硅脑电极探针，后来又在扫描隧道显微镜、微型传感器方面取得成功。1987年

12、美国加州大学伯克利分校研制出转子直径为6012m的利用硅微型静电机，显示出利用硅微加工工艺制造小可动结构并与集成电路兼容以制造微小系统的潜力。 微型机械在国外已受到政府部门、企业界、高等学校与研究机构的高度重视。美国MIT、Berkeley、StanfordAT&T的15名科学家在上世纪八十年代末提出小机器、大机遇：关于新兴领域-微动力学的报告的国家建议书，声称由于微动力学(微系统)在美国的紧迫性，应在这样一个新的重要技术领域与其他国家的竞争中走在前面，建议中央财政预支费用为五年5000万美元，得到美国领导机构重视，连续大力投资，并把航空航天、信息和MEMS作为科技开展的三大重点。美国宇航局投

13、资1亿美元着手研制发现号微型卫星，美国国家科学基金会把MEMS作为一个新崛起的研究领域制定了资助微型电子机械系统的研究的方案，从1998年开始，资助MIT，加州大学等8所大学和贝尔实验室从事这一领域的研究与开发，年资助额从100万、200万加到1993年的500万美元。1994年发布的?美国国防部技术方案?报告，把MEMS列为关键技术工程。美国国防部高级研究方案局积极领导和支持MEMS的研究和军事应用，现已建成一条MEMS标准工艺线以促进新型元件/装置的研究与开发。美国工业主要致力于传感器、位移传感器、应变仪和加速度表等传感器有关领域的研究。很多机构参加了微型机械系统的研究，如康奈尔大学、斯坦

14、福大学、加州大学伯克利分校、密执安大学、威斯康星大学、老伦兹得莫尔国家研究等。加州大学伯克利传感器和执行器中心(BSAC)得到国防部和十几家公司资助1500万元后，建立了1115m2研究开发MEMS的超净实验室。 日本通产省1991年开始启动一项为期10年、耗资250亿日元的微型大型研究方案，研制两台样机，一台用于医疗、进入人体进行诊断和微型手术，另一台用于工业，对飞机发动机和原子能设备的微小裂纹实施维修。该方案有筑波大学、东京工业大学、东北大学、早稻田大学和富士通研究所等几十家单位参加。 欧洲工业兴旺国家也相继对微型系统的研究开发进行了重点投资，德国自1988年开始微加工十年方案工程，其科技

15、部于19901993年拨款4万马克支持微系统方案研究，并把微系统列为本世纪初科技开展的重点，德国首创的LIGA工艺，为MEMS的开展提供了新的技术手段，并已成为三维结构制作的优选工艺。法国1993年启动的7000万法郎的微系统与技术工程。欧共体组成多功能微系统研究网络NEXUS，联合协调46个研究所的研究。瑞士在其传统的钟表制造行业和小型精密机械工业的根底上也投入了MEMS的开发工作，1992年投资为1000万美元。英国政府也制订了纳米科学方案。在机械、光学、电子学等领域列出8个工程进行研究与开发。为了加强欧洲开发MEMS的力量，一些欧洲公司已组成MEMS开发集团。 目前已有大量的微型机械或微

16、型系统被研究出来，例如：尖端直径为5m的微型镊子可以夹起一个红血球，尺寸为7mm7mm2mm的微型泵流量可达250l/min能开动汽车，在磁场中飞行的机器蝴蝶，以及集微型速度计、微型陀螺和信号处理系统为一体的微型惯性组合(MIMU)。德国创造了LIGA工艺，制成了悬臂梁、执行机构以及微型泵、微型喷嘴、湿度、流量传感器以及多种光学器件。美国加州理工学院在飞机翼面粘上相当数量的1mm的微梁，控制其弯曲角度以影响飞机的空气动力学特性。美国大批量生产的硅加速度计把微型传感器(机械局部)和集成电路(电信号源、放大器、信号处理和正检正电路等)一起集成在硅片上3mm3mm的范围内。日本研制的数厘米见方的微型

17、车床可加工精度达1.5m的微细轴。 工艺根底的根本概念编辑本段生产过程和工艺过程生产过程是指从原材料或半成品制成产品的全部过程。对机器生产而言包括原材料的运输和保存，生产的准备，毛坯的制造，零件的加工和热处理，产品的装配、及调试，油漆和包装等内容。生产过程的内容十分广泛，现代企业用系统工程学的原理和方法组织生产和指导生产，将生产过程看成是一个具有输入和输出的生产系统。能使企业的管理科学化，使企业更具应变力和竞争力。 在生产过程中，直接改变原材料或毛坯形状、尺寸和性能，使之变为成品的过程，称为工艺过程。它是生产过程的主要局部。例如毛坯的铸造、锻造和焊接；改变材料性能的热处理1；零件的机械加工等，

18、都属于工艺过程。工艺过程又是由一个或假设干个顺序排列的工序组成的。 工序是工艺过程的根本组成单位。所谓工序是指在一个工作地点，对一个或一组工件所连续完成的那局部工艺过程。构成一个工序的主要特点是不改变加工对象、设备和操作者，而且工序的内容是连续完成的。例如图32-1中cc1的零件，其工艺过程可以分为以下两个工序： 工序1：在车床上车外圆、车端面、镗孔和内孔倒角； 工序2：在钻床上钻6个小孔。 在同一道工序中，工件可能要经过几次安装。工件在一次装夹中所完成的那局部工序，称为安装。在工序1中，有两次安装。第一次安装：用三爪卡盘夹住 外圆，车端面C，镗内孔，内孔倒角，车外圆。第二次安装：调头用三爪盘

19、夹住外圆，车端面A和B，内孔倒角。编辑本段生产类型生产类型通常分为三类。 1单件生产 单个地生产某个零件，很少重复地生产。 2成批生产 成批地制造相同的零件的生产。 3大量生产 当产品的制造数量很大，大多数工作地点经常是重复进行一种零件的某一工序的生产。 拟定零件的工艺过程时，由于零件的生产类型不同，所采用的加方法、机床设备、工夹量具、毛坯及对工人的技术要求等，都有很大的不同。编辑本段加工余量为了加工出合格的零件，必须从毛坯上切去的那层金属的厚度，称为加工余量。加工余量又可分为工序余量和总余量。某工序中需要切除的那层金属厚度，称为该工序的加工余量。从毛坯到成品总共需要切除的余量，称为总余量，等

20、于相应外表各工序余量之和。 在工件上留加工余量的目的是为了切除上一道工序所留下来的加工误差和外表缺陷，如铸件外表冷硬层、气孔、夹砂层，锻件外表的氧化皮、脱碳层、外表裂纹，切削加工后的内应力层和外表粗糙度等。从而提高工件的精度和外表粗糙度。 加工余量的大小对加工质量和生产效率均有较大影响。加工余量过大，不仅增加了机械加工的劳动量，降低了生产率，而且增加了材料、工具和电力消耗，提高了加工本钱。假设加工余量过小，那么既不能消除上道工序的各种缺陷和误差，又不能补偿本工序加工时的装夹误差，造成废品。其选取原那么是在保证质量的前提下，使余量尽可能小。一般说来，越是精加工，工序余量越小。编辑本段基准机械零件

21、是由假设干个外表组成的，研究零件外表的相对关系，必须确定一个基准，基准是零件上用来确定其它点、线、面的位置所依据的点、线、面。根据基准的不同功能，基准可分为设计基准和工艺基准两类。1设计基准在零件图上用以确定其它点、线、面位置的基准，称为设计基准。如图32-2所cc2示的轴套零件，各外圆和内孔的设计基准是零件的轴心线，端面A是端面B、C的设计基准，内孔的轴线是外圆径向跳动的基准。2工艺基准零件在加工和装配过程中所使用的基准，称为工艺基准。工艺基准按用途不同又分为装配基准、测量基准及定位基准。 1装配基准 装配时用以确定零件在部件或产品中的位置的基准，称为装配基准。 2测量基准 用以检验已加工表

22、面的尺寸及位置的基准，称为测量基准。如图32-2中的零件，内孔轴线是检验外圆径向跳动的测量基准；外表A是检验长度L尺寸l和的测量基准。 3定位基准 加工时工件定位所用的基准，称为定位基准。作为定位基准的外表或线、点，在第一道工序中只能选择未加工的毛坯外表，这种定位外表称粗基准.在以后的各个工序中就可采用已加工外表作为定位基准，这种定位外表称精基准。编辑本段拟定工艺路线的一般原那么机械加工工艺规程的制定，大体可分为两个步骤。首先是拟定零件加工的工艺路线，然后再确定每一道工序的工序尺寸、所用设备和工艺装备以及切削标准、工时定额等。这两个步骤是互相联系的，应进行综合分析。 工艺路线的拟定是制定工艺过

23、程的总体布局，主要任务是选择各个外表的加工方法，确定各个外表的加工顺序，以及整个工艺过程中工序数目的多少等。 拟定工艺路线的一般原那么1、先加工基准面零件在加工过程中，作为定位基准的外表应首先加工出来，以便尽快为后续工序的加工提供精基准。称为“基准先行。2、划分加工阶段加工质量要求高的外表，都划分加工阶段，一般可分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。主要是为了保证加工质量；有利于合理使用设备；便于安排热处理工序；以及便于时发现毛坯缺陷等。3、先面后孔1对于箱体、支架和连杆等零件应先加工平面后加工孔。这样就可以以平面定位加工孔，保证平面和孔的位置精度，而且对平面上的孔的加工带来方便。4、光整加工 光整加工后的工件主要外表的光整加工如研磨、珩磨、精磨滚压加工等，应放在工艺路线最后阶段进行，加工后的外表光