机械制图基础知识

机械制图基础知识编制：技术工程部岗位：设备工程管理机械图样是工程师的共同语言，是制造加工的指令，设计人员的思想和设计意图是通过图样体现出来的，所以在机械制图中遵循统一的制图规则就尤为重要。国家标准现在贯彻执行的制图方面的标准有技术制图、机械制图和CAD制图。概述《技术制图》国家标准基本情况

《技术制图》国家标准是面向各行各业的通则性标准，是对各行业共性的制图规定提出的统一要求。如：图幅、字体、比例、剖面区域的表示法、标题栏、明细栏等。《机械制图》国家标准基本情况

《机械制图》国家标准主要是对机械行业制定的制图规则，制定这些规则一般采用两种方法，一是直接采用《技术制图》国家标准中的有关规定，如：图幅、字体、比例；另一种是在不违反《技术制图》国家标准的前提下按机械行业的要求制定适合于机械行业的制图规则，此时，相应的两类标准应同时贯彻执行。例如：现行的制图标准中的

《图线》GB/T17450－1998、GB/T4457.4－2002；

《视图》GB/T17451－1998、GB/T4458.1－2002；

《剖视图和断面图》GB/T17452－1998、GB/T4458.6－2002。技术制图与机械制图之间的关系

机械制图与技术制图之间的关系1《技术制图》国家标准是上一个层次的规则标准，是对各行业制图中的共性规则提出的要求；2《机械制图》国家标准是下一个层次的行业级的规则标准，是根据机械行业的特点提出的制图要求，两者的关系是上下级的依从关系，在大多数情况下，技术制图的标准可直接贯彻于机械制图中。例如：图幅、字体、比例、剖面区域的表示法、标题栏、明细栏、简化表示法、圆锥的尺寸和公差标注等。例如：关于剖面线的规定，技术制图与机械制图规定也不尽相同，GB/T4457.5规定剖面线应画成“与水平成45°角”GB/T17453则规定剖面线最好“与主要轮廓或剖面区域的对称线成45°角”。技术制图与机械制图之间的关系图线的标准我国有两套标准同时共用

GB/T17450－1998技术制图图样画法图线

GB/T4457.4－2002机械制图图样画法图线国家标准《技术制图》中推荐的线形共有15种，是面向全国各行各业的，是通则性的规定。适合于机械行业的共有4种，分别是01（实线）、02（虚线）、04（点画线）、05（双点画线）；为了满足机械行业制图的需求，机械制图国家标准在此基础上将所选用的4种线型变型派生出9种线型，分别为

01.1细实线（用法：过渡线、尺寸线、尺寸界线、指引线、剖面线、螺纹牙底线、网格线等）波浪线（用法：断裂处的边界线、视图与剖视图的分界线）

双折线（用法：断裂处的边界线、视图与剖视图的分界线）图线01.2粗实线（用法：可见轮廓线、可见相贯线、可见棱边线、螺纹牙顶线、齿顶圆线、剖切符号用线等）

02.1细虚线（用法：不可见（相贯线）轮廓线、不可见棱边线）

02.2粗虚线（用法：允许表面处理的表示线，例如热处理）

04.1细点画线（用法：轴线、对称中心线、分度圆线、孔中心线）

04.2粗点画线（用法：限定范围表示线）

05.1细双点画线（用法：相邻辅助零件的轮廓线、中断处的边界线、轨迹线、可动零件的极限位置的轮廓线等）线宽

线型粗实线、粗虚线、粗点画线

细实线、细虚线、细点画线细双点画线、波浪线、双折线

线宽（mm）

0.4

0.15图线图线使用中注意的几个问题

1过渡线由原来的粗实线改为了细实线；

2轨迹线由原来的细点画线改为了细双点画线；

3粗虚线用于表面处理表示线；热处理

4剖切符号的线型为粗实线。表示线

5限定范围表示线（粗点画线）

6网状结构线由原来的细实线改为了粗实线。如：网纹滚花

过渡线图线关于双折线的画法现机械制图中规定的双折线的画法是国际上的通则画法，如图示：

正确的画法被废掉的双折线的2种画法不正确的画法图线相邻辅助零件的线型及画法

相邻辅助零件是指不属于某一零部件，但装配后与该零部件相邻的另一零部件。绘图时相邻辅助零件的轮廓线用细双点画线表示。

1如果相邻辅助零件需要断开时，应使用波浪线作为相邻辅助零件的断裂边界线，不得画成“细双波浪点画线”，机械制图的9种线型中没有这种线型。

2相邻辅助零件的剖面区域不画剖面线。

3零部件的视图与相邻辅助零件重叠时，其重叠部分视图的画法不受相邻辅助零件的影响。图线断裂处边界线的线型选用

断裂画法通常可分为单边断裂和中间断裂，绘制断裂处的边界线有三种线型可供选用，即：波浪线、双折线和细双点画线。选用时应根据机件的具体情况并考虑绘图的方便来选取。并且应注意细双点画线必须成对使用。

1中断处的边界线：可用波浪线、双折线和细双点画线；

2单边断裂的边界线：可用波浪线、双折线；

3局部视图中的断裂边界线：可用波浪线、双折线；注：“2”、“3”条中不允许用细双点画线作为断裂处的边界线。图线木材和圆柱体的断裂边界线

有关木材、圆柱体的断裂边界线的画法，除按上述三种断裂边界线的画法以外，还可以沿用旧的国家标准GB/T4457.4－1984中的画法，如图：

04.1.5

01.1.12

虽然取代旧标准的GB/T4457.4－2002中并没有规定保留这一规定的文字条文，但在标准附录A01.1.12的图例中采用了这种画法，在标准中，某些条文往往需要图例给出规定，因此图例本身就是规定，图文具有同等效力。另外这种画法形象美，效果佳，我国一直沿用了数十年。尺寸标注图样中的标注是机械制图中非常重要的组成部分，工程师的设计意图都是通过图样中的标注表达的，所以，无论是手工绘图还是计算机绘图，都应该遵守统一的机械图样标注规则。在机械制造过程中，主要是依据图样上所标注的尺寸及其有关公差进行生产。“尺寸是反映零件真实大小的实质性要素”，因此按一定的规定和要求进行尺寸标注是机械制图中最重要的环节。有关尺寸标注的标准我国执行的有两套标准：

GB/T4458.4－2003机械制图尺寸标注

GB/T16675.2－1996技术制图简化表示法尺寸标注尺寸标注基本规则1机件的真实大小应以图样上所注尺寸数值为依据，与图形的大小及绘制的准确性无关。2图样中（包括技术要求和其它说明）的尺寸，以毫米为单位时，不需标准单位符号，如采用其他单位时，则应注明相应的单位符号。3图样中所标注的尺寸，为该图样所示机件的最后完工尺寸，否则应另加说明。（如：该尺寸为镀前尺寸）4机件的每一尺寸一般只标注一次，并应标注在最清晰的图形上。尺寸标注尺寸界线尺寸线由细实线绘制并应由图形的轮廓线、轴线或对称中心线处引出，也可利用轮廓线、轴线或对称中心线作为尺寸界线。尺寸界线一般应与尺寸线垂直，必要时才允许倾斜。尺寸标注尺寸线1★尺寸线用细实线绘制，其终端可用箭头或斜线表示。机械图样中一般采用箭头作为尺寸线的终端。我们的企业标准也规定用箭头作为尺寸线的终端形式。

注：机械制图中规定的箭头为实心箭头。

2标注线性尺寸时，尺寸线应与所标注的线段平行。尺寸线不能用其他图线代替。尺寸标注★当没有足够的位置画箭头或注写尺寸数字时，中间位置允许用圆点代替箭头，两侧允许将箭头移至尺寸线外侧，箭头指向尺寸边界，并将尺寸数字注写在尺寸界限的中间（或侧面），并位于尺寸线上方。尺寸标注★在光滑过渡处标注尺寸，必须用细实线将轮廓线延长，从他们的交点处引出尺寸界线。尺寸标注★角度的数字一律写成水平方向，注写在尺寸线的中断处。★线性尺寸数字不可被任何图线所通过，否则必须将图线断开。尺寸标注当对称机件的图形只画出一半或略大于一半时，尺寸线应略超过对称中心线或断裂处的边界，此时只在尺寸线的一端画出箭头。相同结构要素的标注

尺寸标注★线性尺寸的标注应避免标准中限定的30º范围，当无法避免时，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。尺寸标注原则1简化必须保证不致引起误解和不会产生理解的多意性；2简化后的制图应便于识读和绘制，并注重简化的综合效果。简化标注示例：尺寸简化标注表面粗糙度极限与配合的基本概念及标注形位公差简介材料的热处理及表面处理简介机械图样上技术要求的标注

目的要求：

1、本章学习表面粗糙度、尺寸公差与配合在图样上的标注方法。

2、要求能够掌握表面粗糙度、尺寸极限与配合的概念；正确理解相关符号、参数的含义；并根据提出的技术要求正确的标注在工程图样上。机械图样上技术要求的标注

一、概念1、形成：加工时，刀具与机件表面摩擦（挤压）而形成。表面粗糙度并与机床的精度、加工方法有关。2、粗糙度对工件的影响：<1>使用寿命。<2>动力的消耗。<3>抗腐蚀性。因此，表面粗糙度是评定质量的重要技术指标。3、评价表面粗糙度的参数有：轮廓算术平均偏差Ra和轮廓最大高度Rz等。4、Ra：在一个样取长度l内，轮廓偏距绝对值的算术平均值。如下图所示：

在放大镜下，可以观察出高低不平的峰谷，这种微观几何形状的特征称表面粗糙度。表面粗糙度（GB/T131-93）轮廓算术平均偏差Ra的数值或近似表达yi表面粗糙度（GB/T131-93）第一系列第二系列第一系列第二系列第一系列第二系列第一系列第二系列0.0120.0250.0500.1000.0080.0100.0160.0200.0320.0400.0630.0800.200.400.800.1250.1600.250.320.500.631.001.603.26.31.252.02.54.05.08.010.012.52550100162032406380轮廓算术平均偏差Ra的数值

单位：μm表面粗糙度（GB/T131-93）Ra取样长度l的数值Ra（μm）l（μm）Ra（μm）l（μm）≥0.008~0.020>0.020~0.100>0.100~2.00.080.250.8>2.0~10.0>10.0~80.02.58.0表面粗糙度（GB/T131-93）H60°60°2HH----字高用于表示所有表面具有相同的表面粗糙度。

符号二、符号及其标注表面粗糙度（GB/T131-93）符号基本符号，表示表面可以用任何方法获得。当不加注粗糙度参数值或有关说明时，仅适用于简化代号标注。基本符号加一短划，表示表面用去除材料的方法获得。例如：车、铣、钻、磨、剪切、抛光、电火花加工等。代号基本符号加一圆，表示表示表面用不去除材料的方法获得。或者是用于保持原供应状况的表面。用任何方法获得的表面粗糙度，Ra的上限是3.2μm。用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的上限是3.2μm。用不去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的上限是3.2μm。用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的上限是3.2μm，Ra的下限是1.6μm.2、标注（1）尖角的方向－指向被加工面（接触）（2）符号的位置－在被加工表面、尺寸界线、引出线上（3）数字的书写方向－同尺寸标注的数字二、符号及其标注图例说明

各倾斜表面代号的注法。代号中的数字的方向必须与尺寸数字方向一致。符号的尖端必须从材料外指向表面。

当所有表面粗糙度要求相同时，可统一注在图样的右上角。图例说明

同一表面上有不同的表面粗糙度要求时须用细实线画出其分界线。

零件上连续表面及重复要素（孔、槽、齿…等）的表面，只标注一次。图例说明

对其中使用最多的一种代（符）号可以统一标注在图样的右上角，并加注“其余”两字，且应是其他代（符）号的1.4倍。

当地方狭小或不便标注时，代号可引出标注。对不连续的同一表面，可用细线相连，其表面粗糙度代（符）号可只标注一次。图例说明螺纹的注法。齿轮轮齿的注法。花键的注法。符号及其标注标注示例(左图有错误)3、表面粗糙度的选用

表面粗糙度是保证零件表面质量的技术要求，它的等级是根据零件表面功能和加工的经济性合理地确定的，选用时采用类比法。下表为公差等级、基本尺寸、和表面粗糙度Ra对照表，可供选用时参考。公差等级与Ra数值对照表公差等级基本尺寸Ra(μm)公差等级基本尺寸Ra(μm)IT5轴和孔<60.100IT7轴和孔<60.40>6-300.20>6-1200.80>30-1800.40>120-5001.60IT6轴<100.20IT8轴<30.40>10-800.40>3-500.80>80-2500.80>50-5001.60>250-5001.60孔<30.40孔<500.40>3-300.80>50-2500.80>30-2501.60>250-5001.60>250-5003.20续表公差等级基本尺寸Ra(μm)公差等级基本尺寸Ra(μm)IT9轴和孔<60.80IT11轴和孔<101.60>6-1201.60>10-1203.2>120-4003.2>120-5006.3>400-5006.3IT12轴和孔<803.2IT10轴和孔<101.60>80-2506.3>10-1203.2>250-50012.5>120-500孔(400)6.3IT13轴和孔<30>30-120>120-5003.26.312.5一、基本概念极限与配合的基本概念及标注GB/T1800.1-1997

零件的互换性：当装配一台机器或部件时，只要在一批相同规格的零件中任取一件装配到机器或部件上，不需修配加工就能满足性能要求。这种性能称为互换性。１．公差的有关术语和定义尺寸公差：为了保证互换性，必须将零件尺寸的加工误差限制在一定的范围内，规定出尺寸的变动量，这种允许的尺寸变动量称为尺寸公差。1)基本尺寸——零件设计时，根据性能和工艺要求，通过必要的计算和实验确定的尺寸。2)实际尺寸——实际测量获得的尺寸。3)极限尺寸——允许的零件实际尺寸变化的两个极限值。两个极限值中，大的一个称最大极限尺寸，小的一个称最小极限尺寸。4)尺寸偏差(简称偏差)—某一尺寸(实际尺寸、极限尺寸等等)减去基本尺寸所得的代数差。最大极限尺寸－基本尺寸＝上偏差（代号：孔ES；轴es）

最小极限尺寸－基本尺寸＝下偏差（代号：孔EI；轴ei）

5)尺寸公差(简称公差)—--允许尺寸的变动量。

尺寸公差＝最大极限尺寸－最小极限尺寸

基本概念

基本概念示例：基本尺寸：Ø30上偏差：-0.020下偏差：-0.033最大极限尺寸：Dmax＝29.980最小极限尺寸：Dmin＝29.967公差：0.013

基本概念

基本概念（1）标准公差：GB/T1800.3—1998中所附“标准公差数值”所列的用以确定公差大小的任意公差，称为标准公差，用IT表示。标准公差分20个等级，即IT01、IT0、IT1，…，IT18。数字表示等级，数字越小等级越高。

IT01等级最高，数值最小；

IT18等级最低，数值最大。（2）基本偏差：用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零线的那个偏差称为基本偏差。

若公差带位于零线之上，下偏差是它的基本偏差；若公差带位于零线之下，上偏差是它的基本偏差。标准公差与基本偏差1、定义：基本尺寸相同的孔与轴装配在一起，叫做配合。根据配合性质的不同，分为（a）间隙配合；（b）过盈配合；（c）过渡配合。配合（a）间隙配合孔的公差带在轴的公差带之上，任取其中一对轴和孔都具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合称为间隙配合。（b）过盈配合孔的公差带在轴的公差带之下，任取其中一对轴和孔都具有过盈（包括最小过盈等于零）的配合称为过盈配合。（c）过渡配合孔的公差带和轴的公差带相互交叠，任取其中一对孔和轴相配，可能具有间隙也可能具有过盈的配合称为过渡配合。2、配合基准制：为了统一极限偏差，达到最大经济效果，国家标准规定了两种基准制，即基孔制和基轴制。（a）基孔制：孔的基本偏差保持一定，而用改变轴的基本偏差得到各种不同的配合的一种制度。（b）基轴制：轴的基本偏差保持一定，而用改变孔的基本偏差得到各种不同的配合的一种制度。（a）基孔制

基孔制配合中的孔称基准孔，它的基本偏差H为下偏差，其值为零。（b）基轴制

基轴制配合中的轴称基准轴，它的基本偏差h为上偏差，其值为零。

为了把配合后的间隙、过盈量的大小直观的表现出来，通常用公差带图表示。每一个尺寸都有28种松紧不同的配合，分别用a、b、c、d、…….zc，(A－Zc)其中，a－h（A－H）为间隙配合；j－n（J－N）为过渡配合；p－zc（P－Zc）为过盈配合，构成基本偏差系列图。公差带图基本偏差系列图

在图样上标注公差与配合符号时，应注明基本尺寸，配合基准制及种类、基本偏差和标准公差等级等内容。（1）在装配图上的标注（2）在零件图上的标注公差与配合的标注（1）在装配图上的标注——基孔制图中：为基孔制过渡配合

为基孔制间隙配合（1）在装配图上的标注——基轴制图中：为基孔制间隙配合

为基孔制过渡配合（2）在零件图上的标注

在零件图上标注尺寸公差带有三种形式：（a）只标注公差代号；（由轴、孔基本偏差代号与公差等级代号组成）（b）标注上下偏差值；（c）又标注公差代号，又注尺寸上下偏差值。只标注公差代号标注上下偏差值又标注公差代号，又注尺寸上下偏差值三种标注方式的比较

零件加工后，不仅会产生尺寸误差，而且还会出现形状和位置误差。形状误差：如一根轴的某段圆柱在尺寸范围内出现圆锥形或腰鼓形的情况。位置误差：如一根阶梯轴，大圆柱和小圆柱不在一条轴线上，形成错位的情况。形状误差和位置误差统称形位误差，又称形位公差。形位公差简介形位公差名称及符号公差特征项目符号公差特征项目符号形状公差形状直线度位置公差定向平行度平面度垂直度圆度倾斜度圆柱度定位同轴度形状位或置公差轮廓线轮廓度对称度位置度面轮廓度跳动圆跳动全跳动直线度

圆柱任一素线的直线度误差不大于0.02

φd轴线的直线度误差不大于φ0.04圆度

φd圆度误差不大于0.03形位公差标注示例圆柱度

φd圆柱度误差不大于0.005平面度平面度误差不大于0.01平行度顶面对与底面A的不平行度误差不大于0.05垂直度

φd圆柱轴线对于底面A的垂直度误差不大于0.1同轴度

φd1的轴线对于φd的轴线的同轴度误差不大于φ0.01端面圆跳动

左端面对于φd轴线的端面圆跳动不大于0.015

该滚轮零件所需的工艺要求有：1、φ100外圆柱对于φ45轴线径向跳动公差不大于0.0152、φ100外圆柱的圆度公差不大于0.043、滚轮左右两端要求平行，即右端面对于左端面A的不平度不大于0.01

框格均用指引线和箭头垂直于被测表面画出。尺寸标注：txt3.5号，宽高比0.7；汉字一律采用长仿宋体，只使用直体，宽高比0.7；“技术要求”四个字、“图样名称”用5号仿宋；

“技术要求”四个字后边无标点符号；技术要求的内容用4号仿宋；

a技术要求中条标识后边不带任何点，空一格后直接书写技术要求的具体内容，结尾用分号；

b技术要求内容的最后一条结尾用句号。字体

机器中常用的材料有金属和非金属两大类。为了提高金属材料的力学性能，特别是钢的强度、硬度和表面耐磨度、抗腐蚀能力等，通常要求要采用热处理和表面处理。材料的热处理及表面处理简介1、热处理

常用的热处理形式有普通热处理和化学热处理。普通热处理包括：退火：钢件加热—保温—随炉冷却；淬火：加热—保温—水（油）中急剧冷却；（提高硬度和强度）调质：淬火后高温回火，可得到较好的力学性能。化学热处理：高温渗碳、渗氮，改变零件表面力学性能，提高耐磨性和抗疲劳强度。

钢的热处理要求，一般在图样的“技术要求”中用文字说明，若局部处理可以用粗点画线标注出热处理的范围并标注出相应的尺寸，在表面粗糙度符号内注写。

2、表面处理

表面处理就是在金属零件表面上加镀覆层，以提高抗腐蚀性、耐磨性，如电镀、化学镀等。镀覆方法、处理方法、镀层特征、处理名称均用汉语拼音字母表示，镀层名称用元素符号表示，镀层厚度用数字表示，单位为微米，其值为厚度范围下限。电镀金7~10μm，其标注为D·YAu7

D—镀覆方法为电镀；

Y—镀层特征为硬度；

Au—镀层名称为金；

7—镀层厚度，μm，值为厚度范围下限。技术要求的一般内容技术要求是零件图和装配图中必不可少的重要组成部分，是对图样设计、加工中总的技术性要求，主要包括以下几个方面的内容：

a对材料、毛坯、热处理的要求；

b视图中难以表达的尺寸、形状和位置公差；

c对有关结构要素的统一要求(如圆角、倒角、尺寸等)；

d对零部件表面质量的要求(如涂层、镀层、喷丸等)；

e对间隙、过盈、个别结构要素的特殊要求；

f对校准、调整及密封的要求；

g对产品及零部件的性能和质量的要求(如噪声、耐振性等)；

h试验条件和方法；

j其它说明。技术要求“技术要求”的书写对“技术要求”的标题及条文应置于“标题栏的上方或左方”，书写时要做到：a当标题栏的上方和左方有空白处时，切忌将技术要求书写在远离标题栏处；b技术要求应有标题和各条的顺序号，每条条文应独立起行。c应按规定条标题与条标题对齐；内容与内容对齐；d条文用语力求简明、规范，或约定俗成，切忌口语化，e在装配图中当表述涉及到零部件时，可用其序号（件×）或代号（即“图样代号”）代替；f引用验收方法等上级标准或企业标准时，应给出完整的标准编号和标准名称；g对于尺寸公差和形位公差的未注公差的具体要求应在技术要求中予以明确。技术要求装配图中所有的零部件均应编号。装配图中一个零部件应只编写一个序号。同一装配图中相同的零部件用一个序号时，一般只标注一次。装配图中零部件的序号，应与明细栏中的序号一致。装配图中零部件序号的表示方法有三种：

a在水平基准（细实线）上；

b在圆（细实线圆）内注写；

c在指引线的非零件端附近注写序号。我们企业标准规定用第一种标注方法，即“a”法。字体为仿宋5号。装配图中零部件序号及其编排方法序号中的字号比图中所注尺寸数字大一号或二号；（注：我们规定图样上尺寸标注的字号为3.5,所以规定序号字号为5号）同一装配图中编排序号的形式应一致；指引线应自所指部分的可见轮廓线内印出，并在末端划一圆点；（注：在CAD里选用小点即可）指引线不能相交，当指引线通过有剖面线的区域时，不应与剖面线平行；一组紧固件以及装配关系清楚的零组件，可以采用公共指引线。如右图：装配图中零部件序号及其编排方法◆

基本要求技术图样应采用正投影法绘制，并优先采用第一角画法，绘制技术图样时，应首先考虑看图方便，根据物体的结构特点，选用适当的表示方法，在完整、清晰的表示物体形状的前提下，力求制图简便。◆

视图选择表示物