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机械制图基础概念欢迎参加《机械制图基础概念》课程本课程将为您介绍机械制图的核心原理、标准规范以及应用技巧,帮助您建立坚实的工程图纸理解与绘制能力机械制图是工程领域的通用语言,它使工程师能够精确地表达设计意图,确保制造过程的准确性从基本投影理论到复杂的装配图表达,我们将系统地探索机械制图的各个方面通过本课程的学习,您将掌握国际通用的制图标准,能够独立完成机械零件的绘制与解读,为今后的工程设计工作奠定基础机械制图的历史与发展1古代工程制图早在公元前2000年,古埃及和美索不达米亚文明已开始使用简单图形表达建筑构想中国古代工匠也发展了独特的工程图样系统2文艺复兴时期达芬奇等艺术家和工程师引入透视法与详细草图,首次系统记录机械装置的结构与功能,为现代工程制图奠定基础3工业革命时期随着制造业发展,标准化制图方法成为必要1795年,法国数学家蒙日创立了描述几何学,奠定了现代正投影理论基础4现代时代CAD20世纪60年代起,计算机辅助设计技术逐渐取代传统手工绘图,大幅提高了设计效率和准确性,实现了从二维到三维的革命性跨越机械制图的应用领域机械制造业汽车工业航空航天在机械制造业中,制图是产品从概念到实汽车设计过程中,机械制图贯穿从车身结航空航天领域对机械制图的精度要求极高,物的关键环节从单个零件的加工到复杂构到发动机零件的各个环节,确保各系统涉及复杂曲面与特殊材料的表达设备的装配,精确的工程图纸指导了整个间的精确配合案例火箭发动机喷嘴的设计需精确表达生产过程案例新能源汽车电池包与传统动力总成特殊热防护与流体动力学结构案例高精密数控机床的生产离不开详细的集成设计,需要精确的接口与安装尺寸的零部件图与装配图,确保微米级精度要求机械制图相关标准国家标准()国际标准()GB ISO中国国家标准系列标准规定了技GB/T4457ISO128《技术制图》系列规定了术制图的一般原则ISO制图的基本要求规定了图纸幅面,GB/T5457ISO、等标准规规定了图线要求这4458GB/T146896428范了投影方法、图线、字些标准被全球工程界广泛体等技术要素这些标准采用,促进了跨国合作与与国际标准保持高度一技术交流ISO致性,便于国际交流行业标准各工业领域还有特定的行业标准,如汽车行业的标准、航空QC/T航天行业的标准等这些标准在国家标准基础上增加了行业特HB殊要求,更适合特定领域应用绘图工具与环境传统手工制图工具计算机辅助绘图()CAD尽管现代制图多使用计算机,手工制图工具仍是理解基本原现代机械制图主要采用软件完成CAD理的重要媒介最广泛使用的通用制图软件•AutoCAD绘图板与型尺提供水平参考线•T建模与出图集成系统•Solidworks3D2D三角板(和)绘制角度线•30°/60°45°参数化特征建模系统•Inventor圆规与分规绘制圆与测量尺寸•复杂曲面设计与制造集成•CATIA绘图铅笔(不同硬度)用于轮廓线,用于辅助线•HB2H系统提供高精度、易修改、标准化模板等优势,大幅提CAD橡皮与绘图模板辅助工具•高制图效率与准确性环境下的制图理念和手工制图一CAD致,只是工具和方法不同手工制图虽耗时,但能培养严谨的空间思维和制图习惯图纸幅面与标题栏幅面A0841×1189mm,用于大型总装图幅面A1594×841mm,适合复杂装配图幅面A2420×594mm,中等复杂度图纸幅面A3297×420mm,常用零件图尺寸幅面A4210×297mm,简单零件图常用标题栏是图纸中的重要信息区域,通常位于图纸右下角按照GB/T14689标准,标题栏必须包含以下信息图名、图号、材料、比例、设计者、审核者、日期、单位名称等标题栏是图纸的身份证,通过标题栏可追溯图纸的全部基本信息图线的类型与用途粗实线细虚线细点划线线宽
0.7mm,用于可线宽
0.35mm,用于不线宽
0.35mm,用于对见轮廓线,是图纸中可见轮廓线表示被称中心线由长线段最粗的线型表示物其他部分遮挡的轮廓,和短点组成,标识圆、体可见的外形轮廓,由短线段组成,间距圆弧的中心和对称轴是构成视图的主要线约2-3mm在CAD中设在绘制旋转体时尤为条在手工绘图中通置为虚线类型重要常用HB铅笔绘制细实线线宽
0.35mm,用于尺寸线、引出线作为辅助说明线条,构成标注系统,通常用2H铅笔绘制,在CAD中为连续细线比例的定义与选用比例的基本概念放大比例比例是图形尺寸与实际物体尺寸当零件较小、结构复杂需要清晰的比值关系按照表达细节时,采用放大比例标GB/T14689-标准,机械制图中的比例分准放大比例系列包括、、20082:15:1为实际大小()、放大和缩小、、等例如,精密1:110:120:150:1三种类型比例的选择取决于零仪器零件、微型机构常使用放大件的实际尺寸和图纸表达的需要比例绘制缩小比例当零件较大,需要在有限图纸空间表达时,采用缩小比例标准缩小比例系列包括、、、、、等例如,大型机床框架、建筑1:21:51:101:201:501:100结构常使用缩小比例不论采用何种比例,图纸中标注的尺寸始终为零件的实际尺寸,而不是图上测量的尺寸在图纸标题栏中必须注明所用比例,若一张图纸使用多个不同比例,应在相应视图旁标注字体与数字机械制图中的字体与数字必须符合GB/T14617标准要求,以确保图纸信息清晰可读标准规定了字体高度系列
2.5mm、
3.5mm、5mm、7mm、10mm、14mm等,通常零件图使用
3.5mm或5mm高度汉字应采用工程字体,字形方正,笔画均匀,保持一致的倾角(通常为75°)数字应清晰易辨,避免0与O、1与I等混淆尺寸数字标注应采用阿拉伯数字,并留出足够间距,确保在复印或缩放后仍清晰可辨在CAD环境中,应选择符合标准的字体样式,如ISOCPEUR或国标工程字体,避免使用艺术字体所有文字标注应平行于图纸底边,除特殊需求外不应旋转文字方向图样的绘制顺序构思与分析首先分析零件功能、特征和结构,确定所需视图数量和投影方向,选择合适的表达方式(如是否需要剖视图)这一阶段需要充分理解零件的三维形状和功能要求绘制轮廓使用细实线(辅助线)绘制主要视图的中心线和参考轴线,确定视图布局和位置关系根据投影原理,按照标准视图排列关系定位各视图,绘制视图基本轮廓完善细节补充各视图的细部特征,如孔、倒角、圆角等根据投影关系,确保各视图间的一致性和对应性完成图线处理,区分可见轮廓线(粗实线)和不可见轮廓线(虚线)等标注尺寸按照尺寸标注原则,添加必要的尺寸线、引出线和尺寸数字确保尺寸完整、不重复、易读取添加技术要求、表面粗糙度等工艺信息检查完善全面检查图纸各要素是否符合标准,确认尺寸标注是否完整,视图表达是否清晰填写标题栏信息,包括名称、材料、设计和审核人员等,完成图纸绘制投影基本理论投影的定义投影的分类投影是将三维物体转换为二维图形的过程,是机械制图的核根据投影线与投影面的关系,投影可分为心理论基础通过投影,我们能在平面上准确表达立体物体中心投影投影线汇聚于一点(投影中心),形成透视图,的形状和尺寸类似人眼视觉,但不适合机械制图投影过程中,假想的投影线从物体各点出发,穿过投影面,平行投影投影线互相平行,分为正投影(投影线垂直于投在投影面上形成点的投影当这些点的投影连接起来,就形影面)和斜投影(投影线与投影面成一定角度)成了物体的投影图形机械制图主要采用正投影法(正交投影),它能保持物体各部分的比例关系,便于尺寸测量和形状表达三视图基础概念主视图(正视图)表现物体最具特征的一面俯视图(上视图)物体从上方观察的投影左视图(侧视图)物体从左侧观察的投影三视图是机械制图中表达立体物体的基本方法,通过三个互相垂直方向的正投影,完整描述物体的三维形状在中国采用的第一角投影法中,主视图位于中心位置,俯视图位于主视图下方,左视图位于主视图右侧主视图应选择能最清晰表达物体主要特征、加工基准或工作位置的方向例如,轴类零件通常以轴线水平放置作为主视图;盘类零件则以轴线垂直放置通过三视图的关联,设计师和工程师能够准确理解物体的完整形状三视图的布置方法第一角投影法中国、欧洲等国家采用,物体位于投影面与观察者之间第三角投影法美国、加拿大等国家采用,观察者位于投影面与物体之间视图布置视图排列须遵循正投影原理,保持视图间的对应关系在第一角投影法中,俯视图位于主视图下方,左视图位于主视图右侧,右视图位于主视图左侧,仰视图位于主视图上方而在第三角投影法中,这些位置关系正好相反理解两种投影法的区别对于阅读国际图纸至关重要无论采用哪种投影法,都必须在图纸上通过投影法符号明确标识视图布置时,要确保视图间的投影关系正确,各视图的相对位置和尺寸保持一致视图间的距离应适当,通常为20-30mm,以便留出足够空间进行尺寸标注基本几何体的三视图立方体圆柱体圆锥体立方体的三视图中,主视图、俯视图和当圆柱体轴线水平时,主视图为矩形,圆锥体轴线水平时,主视图为三角形,左视图均为正方形三个视图的轮廓边俯视图为矩形,左视图为圆形轴线竖俯视图为变宽的矩形(上窄下宽),左界完全相同,但通过观察三个视图的组直时,主视图为圆形,俯视图为圆形,视图为圆形圆锥体的表面在投影中会合关系,可以确定这是一个立方体而非左视图为矩形理解圆柱体不同放置方产生轮廓线,这些线条反映了几何体的其他形状式下的视图变化,有助于掌握投影原理曲面特征组合体的三视图绘制分析构成想象投影将组合体分解为基本几何体,理解各部分依次考虑各基本体的投影,特别注意相交的空间关系部分完善细节绘制轮廓处理可见线与不可见线,确保视图间一致先画主视图,再基于投影关系绘制其他视性图组合体是由多个基本几何体通过相加或相减形成的复杂形体绘制组合体三视图的关键是理解各基本体之间的位置关系和相交情况实际工作中,可以先用辅助线绘制各基本体轮廓,再确定它们的交线,最后完成最终轮廓线对于相贯问题(两个几何体相交),需特别注意相贯线的正确表达相贯线是两个曲面相交形成的曲线,其准确绘制对理解复杂零件形状至关重要可见、不可见轮廓线表示可见轮廓线使用粗实线(
0.7mm),表示观察方向可直接看到的物体外轮廓不可见轮廓线使用细虚线(
0.35mm),表示被其他部分遮挡的轮廓线条优先级当不同类型线条重合时,可见轮廓线优先于不可见轮廓线在三视图中,不可见轮廓线的正确表达对理解物体形状至关重要例如,一个盒体内的孔在主视图中不可见,但通过虚线表示,可以与俯视图和侧视图结合,理解孔的位置和形状复杂零件的三视图中,虚线可能较多导致图形混乱此时可考虑使用剖视图、断面图等替代方法,或调整主视图方向,使关键特征可见,减少虚线使用始终遵循的原则是图形表达应清晰易懂,便于制造和检验图形简化与省略图形简化原则规则图案简化机械制图追求准确表达、简洁明对于齿轮齿形、螺纹、弹簧、键槽了,对于不影响理解的细节可进等标准要素,采用简化表示法例行适当简化简化原则为不改变如,螺纹只画出外径和内径线,省零件功能、不影响制造要求、不导略中间螺旋线;齿轮只画出基圆和致图形误解,同时提高绘图和阅图分度圆,省略具体齿形这些简化效率基于工程人员对约定俗成表示法的共识对称图形省略对称零件可只画一半,用中心线表示对称轴连续重复特征(如等距孔)可只画首尾两个,中间用长波浪线替代断开表示法适用于长度方向无变化的零件,可缩短图纸尺寸,提高比例精度局部放大图是另一种重要的表达方法,当某些细节在主视图中比例太小难以清晰表达时,可单独绘制放大视图,并标明放大比例放大图应与原视图位置关系明确,确保阅图人员容易理解剖视图基本概念剖视图定义剖切面标记剖面填充剖视图是一种假想用切割平面切开物体,剖切平面在相关视图中用粗点划线表示,剖切面上的实体部分用剖面线填充,剖移去观察者与切割平面之间部分,直接线端带箭头指示观察方向剖切面可以面线通常为细实线,间距为45°2-3mm观察切割面及其后面部分的表示方法是平面,也可以是折转面(阶梯剖)不同零件的剖面线方向不同,以区分装剖视图的目的是清晰展示物体内部结构,剖切面线两端用大写字母标记(如),配关系标准规定某些特殊构件(轴、A-A特别是空腔、通孔等不易在外部视图中剖视图也标注相同字母便于对应轮辐、螺钉等)在剖视图中不剖,即使表达的特征被剖切面穿过也表示为实体剖视图的分类全剖视图半剖视图剖切平面通过整个物体,将其完全分开对称零件,剖切平面只通过物体一半,全剖视图最为常用,适合展示整体内部另一半保留外观视图半剖视图结合了结构例如,阀体、泵壳等具有复杂内外观和内部结构,非常适合对称零件,腔的零件,通过全剖视图可清晰表达内如法兰、轴承座等左半部分和右半部部流道、壁厚变化等特征分以中心线分界全剖视图中,被切割部分用剖面线填充,半剖视图使图形更为简洁,同时展示内切割面后方可见部分用实线表示,不可外结构,避免了全剖时丢失外部特征,见部分通常不画虚线,以简化图形或不剖时内部结构表达不清的问题局部剖视图只对物体局部进行剖切,适用于只需展示特定区域内部结构的情况局部剖视图范围用不规则细实线封闭,内部用剖面线填充,结构简单、清晰局部剖视图常用于轴类零件上的凹槽、内孔等局部特征表达,避免了因全剖或半剖导致的不必要复杂性剖视线的表示方法常见剖视图实例解析阀体剖视图轴承座剖视图阀体是典型的需要使用剖视图表达的零件通过全剖视图,轴承座适合使用半剖视图表达可清晰展示轴承安装孔的精确尺寸和公差•内部流道结构和走向•定位台阶和挡圈槽的结构•壁厚变化情况•紧固螺栓孔的位置和深度•阀座安装位置和结构•润滑油孔的走向和连接•各连接通道的相对位置•半剖视图保留了轴承座的外观特征,同时展示了内部结构,阀体剖视图通常选择通过主要流道的剖切平面,以最大限度平衡了信息量和图形清晰度对称结构使半剖视图特别适合,展示内部结构对于复杂阀体,可能需要多个剖视图从不同避免了重复信息角度展示全部内部特征断面图基础知识断面图定义断面图特点应用场景断面图是表示物体被假想切割平面切开与剖视图不同,断面图只关注切面形状,断面图特别适用于形状复杂、截面变化后,仅显示切割面上的图形,不显示切不表示切面后的结构断面图用剖面线大的细长零件,如凸轮轴、异形轴、导割面后方结构的视图断面图重点表现填充整个切面,通常位于视图外部,用轨等通过在不同位置取断面,可清晰切割面上的轮廓形状,常用于表达复杂引出线与原视图连接断面图标记与剖表达形状变化规律,帮助理解复杂三维的截面形状变化视图类似,用大写字母(如)标识形体,简化制造和检测工作B-B断面图分类与画法重合断面图旋转断面图断面图直接绘制在原视图上,用细实线围绕并填充剖面线,适用于简单结将断面旋转到视图平面内并绘制,用构于弯曲零件或管件等阶梯断面图移出断面图切割平面由多个相互垂直的平面组成,将断面图移至视图外部,用引出线与用于复杂结构一次性表达多个特征原视图连接,适用于缺少空间的情况绘制断面图时,首先在相关视图上用细点划线标出切割位置,并用箭头指明观察方向切割线两端标注字母(如A-A)断面图可以按实际比例绘制,也可用放大比例以清晰表达细节,但必须注明比例断面图内应填充剖面线,通常为45°细实线特殊结构如轴、轮辐等即使被切割也不填充剖面线断面图的标注要求断面位置标识断面图的表达要求断面图的切割位置必须在原视图中明确标出,使用细点划线断面图应填充剖面线,通常为细实线,间距大面45°3-4mm表示切割平面位置切割线两端应有箭头,指示观察方向,积断面可适当加大间距,小面积可减小间距,确保清晰可辨箭头旁标注大写字母(如、等)A-A B-B若断面图位于切割处正投影位置,无需特别标注断面符号;断面图的轮廓线应使用粗实线,与内部剖面线形成鲜明对比若移出此位置,则断面图应标注相同字母(如断面)断面图若采用放大比例,必须在断面图旁标注比例(如A-A)2:1多个断面应使用不同字母标识,按字母顺序排列,避免混淆若多个断面图使用不同比例,每个断面图都应单独标注比例标识字母应避开图形区域,放置在图纸边缘空白处断面图尺寸标注应与原视图协调一致,避免重复标注相同尺寸常见断面图示例轴类零件常采用多个断面图表达截面形状变化例如,凸轮轴在不同位置的断面形状各异,通过一系列断面图可清晰表达其轮廓变化规律断面图通常沿轴线排列,便于理解各截面的相对位置关系阶梯断面图适用于复杂零件,如分配器壳体通过折转切割平面,一次性展示多个关键特征,例如阀孔位置、密封面形状和安装结构等阶梯断面的切割线用细点划线标出转折位置,折点处为直角螺纹结构的断面图有特殊表示方法外螺纹切割后,其轮廓线为梯形;内螺纹切割后,轮廓线为矩形这种简化表示法为国际通用,便于快速识别螺纹类型和位置尺寸标注基本原则完整性原则尺寸标注必须完整,能够唯一确定零件的形状和大小清晰性原则标注位置合理,避免重叠,便于阅读和理解不重复原则同一尺寸只标注一次,避免重复标注造成矛盾功能性原则根据零件功能和制造方法选择合适的标注基准机械制图中的尺寸标注必须遵循GB/T4458-2002《技术制图尺寸注法》标准尺寸应标注在最能表达该特征的视图上,例如圆的直径标在能看到圆形的视图中,而非显示为矩形的视图上尺寸线应尽可能远离轮廓线,避免过度拥挤导致混淆尺寸标注应考虑功能要求和制造工艺相互关联的尺寸应采用相同的基准面,保证加工精度制图人员应具备基本的工艺知识,理解零件的功能和制造方法,选择合理的尺寸标注方案尺寸标注的元素与顺序尺寸标注基本元素尺寸标注由尺寸界线、尺寸线、尺寸起止点和尺寸数字四部分组成尺寸界线是细实线,垂直于轮廓延伸;尺寸线是细实线,平行于被测量特征;尺寸起止点可使用箭头、斜线或点;尺寸数字标注在尺寸线上方或中断处尺寸标注顺序尺寸标注应从小到大,由内向外进行先标注零件的主要结构尺寸和基准尺寸,再标注次要尺寸和位置尺寸尺寸线间距应均匀,通常为7-10mm,保持图面整洁有序,便于阅读平行尺寸线的数字应错开排列,避免垂直排列造成混淆尺寸单位与符号机械制图中长度尺寸的默认单位为毫米mm,图纸中通常不标出单位名称当使用其他单位时,必须明确标出,如20cm角度尺寸以度°为单位,如45°特殊符号包括直径符号Ø、半径符号R、球面符号SR、方形符号□等,应置于尺寸数字前尺寸标注的方法基准尺寸法链式尺寸法基准尺寸法是从同一基准面(线、点)开始测量各部分尺寸链式尺寸法是按照特征的顺序依次标注相邻要素间距离的方的标注方法这种方法有以下特点法这种方法有以下特点各尺寸相互独立,某一尺寸的累积误差不会影响其他尺标注简单直观,图面整洁••寸特别适合表达加工顺序相关的尺寸•有利于控制重要位置的精确度•存在尺寸累积误差问题•便于检验和测量•适用于精度要求不高或加工顺序明确的零件•适用于精密零件和需要互换性的场合•例如,台阶轴的各段长度通常采用链式尺寸法标注,反映加例如,多轴孔的位置通常采用基准尺寸法,从中心基准线标工时各段车削的顺序关系注各孔距离,确保定位精度尺寸标注的常见表现形式线性尺寸角度尺寸用于标注直线段长度,尺寸线平行于测量方尺寸线为圆弧,尺寸数字带单位符号°向半径尺寸直径尺寸数字前加符号R,尺寸线指向圆弧圆心数字前加符号Ø,标注在圆的视图上直径尺寸标注有多种表示方法当空间足够时,尺寸线可以通过圆心,两端有箭头;空间不足时,可以只画一半尺寸线,或将尺寸线画在圆外;对于小圆,可以引出标注在任何情况下,直径符号Ø都必须位于尺寸数字前面半径尺寸标注时,尺寸线应从圆弧圆心引出,只需一个箭头指向圆弧圆心不在图内时,可适当缩短尺寸线对于大圆弧,可在圆弧附近标注,并用引出线连接半径符号R必须在尺寸数字前面角度尺寸标注时,尺寸线为圆弧,两端有箭头,尺寸数字带有°符号尺寸标注的常见错误分析尺寸重复标注尺寸标注不完整错误表现同一尺寸在不同视图中错误表现关键尺寸遗漏,无法确重复标注,或同一特征多次标注定零件完整形状例如,忘记标注这不仅浪费空间,更可能因修改不孔的深度或螺纹长度正确做法同步导致矛盾正确做法每个尺系统检查各特征是否有完整尺寸,寸仅标注一次,选择最能清晰表达确保形状和大小能被唯一确定使该特征的视图进行标注用检查表确认关键尺寸均已标注3尺寸矛盾或过度约束错误表现过度约束导致尺寸间矛盾例如,在一排5个等距孔中,既标注总长度又标注各孔间距,造成约束冲突正确做法避免过度约束,合理选择尺寸链,确保尺寸间不产生矛盾对等距分布特征,明确标注方式另一常见错误是尺寸标注位置不当,如尺寸线与轮廓线过近或尺寸数字被其他线条穿过,导致图纸混乱难读正确做法是保持适当间距(7-10mm),确保尺寸清晰可辨尺寸标注还应考虑功能和制造因素,避免从不合理的基准标注,导致加工和检测困难公差与配合基础精度与公差确保零件功能与互换性的关键1尺寸公差2允许的尺寸变动范围配合类型3间隙配合、过渡配合、过盈配合公差是指零件在满足功能要求前提下,允许实际尺寸偏离理论尺寸的范围公差定义了尺寸的最大值和最小值,例如Ø30±
0.02表示直径允许在
29.98-
30.02mm范围内变动公差是实现零件互换性和功能保证的关键配合是指两个配合零件之间的尺寸关系按啮合特性分为三类间隙配合(孔大于轴,用于需要相对运动的场合)、过渡配合(孔轴尺寸接近,可能有微小间隙或微小过盈)、过盈配合(轴大于孔,用于固定连接)公差带的位置由基本偏差决定,公差带的宽度则由公差等级决定ISO公差系统采用基孔制或基轴制原则基孔制中,孔的下偏差为零,轴的尺寸调整以获得所需配合;基轴制中,轴的上偏差为零,调整孔的尺寸国际标准规定了公差等级(IT01-IT16)和基本偏差(孔用大写字母A-ZC,轴用小写字母a-zc)形位公差基础概念形位公差是对零件几何特征的形状、方向、位置和跳动的允许变动范围的规定与尺寸公差不同,形位公差控制的是几何特征而非尺寸大小形位公差可分为形状公差(直线度、平面度、圆度、圆柱度)、方向公差(平行度、垂直度、倾斜度)、位置公差(同轴度、对称度、位置度)和跳动公差(圆跳动、全跳动)形位公差通过特殊的技术符号表示,采用公差框标注,包含特征符号、公差值和基准等信息例如,
0.05A表示相对于基准A的平行度公差为
0.05mm公差框通过引出线与被控⌓制的特征相连,基准用填充三角形符号标识形位公差的主要目的是控制功能相关的几何特征,确保零件的装配和功能要求例如,轴承座的孔需要严格控制圆度和圆柱度,以保证与轴承的正确配合;配合面则需要控制平面度,确保良好的接触状态表面粗糙度符号及应用符号含义适用场合Ra算术平均粗糙度最常用的粗糙度参数Rz轮廓高度的算术平均值对峰谷高度敏感场合Rmax最大高度严格控制最大粗糙度RSm平均峰距需控制表面波纹间距表面粗糙度是表征零件表面微观几何形貌的参数,直接影响零件的配合性能、耐磨性、密封性和美观度表面粗糙度符号为∧,放置在需控制的表面轮廓线上或通过引出线连接完整符号包含粗糙度值、加工方法、纹理方向等信息粗糙度值通常以Ra(算术平均粗糙度)表示,单位为微米μm标准Ra值系列为
50、
25、
12.
5、
6.
3、
3.
2、
1.
6、
0.
8、
0.
4、
0.
2、
0.
1、
0.
05、
0.025μm等不同功能表面需要不同粗糙度,例如,滑动配合面通常需要Ra
0.8-
1.6μm,密封面需要Ra
0.4-
0.8μm,而非功能面可允许粗糙度大于Ra
6.3μm技术要求及表述规范材料与热处理要求精度与配合要求装配与检验要求指定零件材料,如材料45钢或材料对于图纸中未直接标注公差的尺寸,应在技指定装配条件,如装配后转动灵活,无卡滞HT200热处理要求包括处理方法、硬度范术要求中注明一般公差标准,如未注公差尺或密封试验压力
1.5MPa,无泄漏检验方围等,如表面淬火,硬度HRC52-56或正火寸按GB/T1804-m级特殊配合要求,如法和标准,如所有焊缝经X射线探伤检查或处理材料规格可引用国家标准,如Q235-Ø30H7与主轴过盈配合也可包含重要的按JB/T
5000.5验收功能性要求,如安装B,GB/T700形位公差说明,如A、B两平面平行度不大于后轴向窜动不大于
0.1mm
0.02mm技术要求通常放置在图纸右下方标题栏上方,按照重要性或工艺顺序排列编号表述应当简洁明确,避免歧义和不必要的重复对于常见的标准要求,可引用相关标准号而非详细描述技术要求是图纸必不可少的组成部分,它与图形和尺寸标注一起,完整定义了零件的全部技术信息螺纹结构画法外螺纹表示方法内螺纹表示方法外螺纹主视图用实线表示螺纹大径,用细实线表示螺纹小内螺纹主视图用粗实线表示螺纹小径,用细虚线表示螺纹径螺纹端部用粗实线绘制,与大径线垂直,表示螺纹终止大径螺纹端部如果看不见,则不需要特别表示内螺纹剖视图用粗实线表示螺纹小径,用粗实线表示螺纹外螺纹剖视图与主视图相同,但端部表示不同大径螺纹底部终止用细实线表示外螺纹端视图用圆表示螺纹外形,大径为粗实线绘制螺内螺纹端视图当从端部可看到螺纹时,用粗实线画螺纹小纹在端视图中不用画螺旋线,只表示外形轮廓径圆,内部绘制约角、长约的短线表示螺纹存在45°3mm螺纹在机械制图中采用简化画法,不绘制实际的螺旋线国家标准规定了各种螺纹(包括普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹、锯齿螺纹等)的表示方法通常情况下,螺纹的长度包括螺纹有效部分和端部的不完全螺纹在工程实践中,由于加工工艺限制,螺纹末端常有不完全螺纹和退刀槽,在图纸上应当正确表示螺纹的标注方法普通螺纹标注管螺纹标注普通螺纹(如三角形螺纹)标注格管螺纹标注格式为代号+管螺纹尺式为代号+公称直径×螺距例如,寸号例如,G1/2表示标准公称通M10×
1.5表示公称直径10mm、螺距径为1/2英寸的管螺纹管螺纹没有
1.5mm的普通公制螺纹对于粗牙使用实际尺寸,而是采用管的名义螺纹,可省略螺距,如M10内螺纹尺寸(通径)作为规格常见型号与外螺纹标注方式相同,但必须指有G1/
8、G1/
4、G3/
8、G1/
2、G3/4等明螺纹深度,如M10×
1.5深15特殊螺纹标注梯形螺纹标注格式为Tr+公称直径×螺距,如Tr20×4锯齿螺纹标注格式为S+公称直径×螺距,如S30×6这些特殊螺纹通常用于传动或密封场合,不使用标准紧固件标注时应注明旋向,左旋螺纹需在代号后加LH螺纹标注应位于指向螺纹轮廓线的引出线上,或直接标在螺纹视图上标注位置应便于阅读,通常平行于图纸底边螺纹公差等级、长度、深度等附加要求也应在标注中明确对于特殊要求的螺纹,还可以在技术要求中补充说明齿轮及花键画法概述齿轮简化画法花键简化画法齿轮在机械制图中通常采用简化表示法,不画出实际齿形,花键是轴与轮毂连接的一种结构形式,具有良好的定心性能而是用几个特征圆来表示和较大的承载能力花键的常见类型包括齿顶圆用粗实线表示齿轮外径直齿花键主视图用两条粗实线表示大直径和小直径,端视图简化为圆形,标注齿数和规格分度圆用细点划线表示,是计算齿轮参数的基准圆渐开线花键表示方法类似,但标注不同齿根圆用细实线表示齿的底部三角形花键简化为双圆表示在剖视图中,剖面线应在齿根圆处中断,不穿过齿部齿轮端视图一般只画出齿顶圆,必要时可在局部区域画出个齿内花键在剖视图中,剖面线不穿过齿部,应在小直径处中断2-3表示齿形花键的标注包括代号、模数、齿数和配合方式等信息键槽、销孔等连接画法键槽画法销孔画法其他常见结构键是轴与轮毂之间传递转矩的机械元件键销是用于固定或定位的圆柱形连接件销孔退刀槽是加工过程中刀具退出的空间,通常槽是轴或轮毂上与键配合的凹槽在轴的主在主视图中,如果与视线平行,则表示为一位于轴肩或内孔端部在图中表示为小缺口,视图中,键槽表示为两条平行的细实线;在个圆;如果与视线垂直,则表示为两条平行应按标准尺寸绘制倒角用于去除锐边,提端视图中,键槽表示为两条连接轴圆周的实线在销跨接两个零件时,应在装配图中清高安全性和装配便利性,在图中表示为斜线,线在轮毂的剖视图中,键槽表示为两条从晰表示两零件上的销孔位置关系销孔标注标注或格式这些细节虽小,C
0.51×45°轮毂内圆延伸出的平行线应包括直径、位置和公差等信息但对零件的功能和制造质量影响显著弹簧结构画法压缩弹簧画法拉伸弹簧画法压缩弹簧是最常见的弹簧类型,承受压缩载荷在机械制图拉伸弹簧承受拉伸载荷,具有初始预紧力在机械制图中,中,压缩弹簧的表示方法为拉伸弹簧的表示方法为主视图弹簧轴线平行于图纸底边,用几条等距平行线主视图与压缩弹簧类似,但两端有挂钩或环形结构••表示弹簧圈,线两端为半圆线数通常为条,不需要弹簧圈之间通常有初始间隙,图中用较小间距表示4-6画出实际圈数端视图与压缩弹簧相同,用两个同心圆表示•端视图用两个同心圆表示,外圆表示弹簧外径,内圆•挂钩细节应根据实际结构正确表示,常见的有圆环形、•表示弹簧内径直钩形和扭转形等剖视图弹簧不进行剖切处理,即使剖切面通过弹簧,•拉伸弹簧的特殊要求,如预紧力和挂钩形式,应在技术要求也按未剖切状态绘制中说明压缩弹簧通常两端为平面,与支撑面垂直接触,图中应正确表示焊接符号与表达标准件、常用件简图画法螺栓、螺钉和螺母轴承与垫圈紧固件在机械制图中采用简化表示,注轴承在装配图中简化表示,不画滚动体,重表达基本形状和尺寸螺栓主视图显只表示内圈、外圈和整体轮廓滚动轴示六角头和螺杆,不画螺纹,用细实线承主视图用两个同心圆表示内外圈,端表示螺纹小径螺母简化为六边形外轮视图用简单轮廓线表示轴承通常用型廓,内部用细实线表示螺纹孔剖视图号直接标注,如6205GB/T276,不需中,螺栓和螺母通常不剖切装配图中,详细尺寸垫圈简化为矩形截面环形,可以直接使用标准件代号标注,如标注外径、内径和厚度即可,也可直接M10×60GB/T5782使用标准代号键、销与卡环平键主视图为矩形,端视图为小方块键的简化画法主要表达位置关系和基本尺寸,具体规格通过标注说明销(如圆柱销、锥销)简化为圆柱或圆锥,在剖视图中不剖切卡环简化为C形或圆环结构,只表示基本形状和安装位置,标注使用标准规格型号,如GB/T
894.1-12标准件是机械设计中使用的按国家标准生产的通用零件,包括紧固件、连接件和传动件等在机械制图中,标准件采用简化画法表示,减少绘图工作量,同时保持图纸清晰度标准件的标注应包含完整的标准号和规格,便于选用和采购零件装配图概述零件图与装配图区别零件图表示单个零件的完整结构和尺寸,用于指导制造装配图定义装配图表示产品的组成结构和装配关系,用于指导装配和维修装配图要素包括总体视图、零部件序号、明细表和技术要求等装配图是表示产品或部件的组成和装配关系的工程图样,是产品设计和制造过程中的重要技术文件与零件图不同,装配图主要表达结构组成、相互位置和工作原理,而不详细标注各零件的制造尺寸装配图通常以最能表达整体结构的视角作为主视图,必要时采用剖视或局部放大等手法清晰展示内部结构装配图中的每个零部件都应有唯一的序号,通常用引出线指向零件,序号放在直径为8-10mm的圆内序号编排遵循从主要零件到次要零件,从左到右,从上到下的原则所有出现的零部件必须在明细表中列出详细信息,包括序号、名称、材料、数量等装配图还应包含装配尺寸、技术要求和装配说明等信息装配图的视图布置主视图选择装配图的主视图应选择最能表达产品工作位置和主要结构特征的视角例如,汽车变速器通常以输入轴水平方向为主视图;液压缸则以活塞运动方向水平为主视图主视图的选择应尽量减少虚线使用,使结构表达清晰明了剖视应用装配图中大量使用剖视图表达内部结构和零件配合关系全剖视图适用于结构复杂的装配体;半剖视图适用于对称结构;局部剖视图适用于仅需展示局部内部结构的情况在剖视图中,不同零件的剖面线应采用不同方向,以便区分视图组合根据产品复杂程度,装配图可能需要多个视图共同表达常见组合包括主视图+俯视图、主视图+侧视图、主视图+剖视图等视图布置应遵循投影关系,视图间的距离应适当,便于阅读和理解对于特别复杂的产品,可采用多张图纸表达部件分解与明细栏123序号分配引出标注明细表填写按照结构重要性和装配顺序编号序号放在直径8-10mm的圆内包含序号、名称、数量等信息明细栏(又称零件表)是装配图的重要组成部分,通常位于图纸右下角标题栏上方按照GB/T10609标准,明细栏应包含以下信息序号、零件名称、数量、材料、备注等明细栏编排顺序通常是标准件(螺栓、螺母等)、外购件(轴承、密封件等)、自制零件装配图中,每个零部件都需要有唯一序号,并在图中通过引出线标识引出线应尽量避免交叉,线端与零件轮廓相接,另一端连接序号圆圈序号应排列整齐,通常从左到右、从上到下排列较大的部件应优先编号,小零件可以后编号明细栏中的信息必须与图中序号完全对应,确保无遗漏或错误机械制图基本操作CAD绘图环境设置配置图纸幅面、标题栏和图层基本绘图命令线条、圆、圆弧等几何元素创建编辑修改命令移动、复制、修剪等操作尺寸标注工具4线性、角度、直径等尺寸添加CAD(计算机辅助设计)系统已成为现代机械制图的主要工具AutoCAD是最广泛使用的通用CAD软件,其基本操作包括绘图命令(LINE直线、CIRCLE圆、ARC圆弧等)、编辑命令(COPY复制、MOVE移动、TRIM修剪等)和辅助工具(SNAP捕捉、ORTHO正交、GRID网格等)在CAD环境中进行机械制图,应建立合理的图层管理系统,分别设置轮廓线、中心线、尺寸线等不同图层,并赋予相应的颜色和线型使用块(BLOCK)和外部参照(XREF)可有效管理标准零件库和复杂装配体使用特性匹配(MATCHPROP)确保图纸风格统一,使用打印样式表(CTB)控制输出效果制图的规范设置CAD图层管理样式设置打印输出设置建立符合标准的图层系统,文字样式应符合国标要求,创建标准打印配置,设置正包括轮廓线层、中心线层、选择合适的字体如确的比例、线宽映射和出图尺寸线层、文字层等,分别ISOCPEUR或中文工程字体设备使用打印样式表设置相应的颜色、线型和线标注样式需设置正确的箭头(.ctb或.stb)控制颜色到线宽例如,轮廓线图层可设类型、文字高度和标注比例宽的映射,确保符合标准的为红色连续线,线宽
0.7mm;表格样式应预设好标题栏和出图效果保存常用的页面中心线图层可设为绿色点划明细表格式,便于快速创建设置配置,包括图纸尺寸、线,线宽
0.35mm;尺寸线图这些样式设置应保存为模板打印区域和方向等,减少重层可设为蓝色连续线,线宽(.dwt文件),确保所有新复设置工作
0.35mm图纸保持统一标准模板与标准根据公司标准创建模板文件,预设好图框、标题栏、常用图块及样式设置建立标准零件库,收集常用标准件的CAD块,方便快速插入使用这些标准化设置可大幅提高工作效率和图纸质量的一致性常见机械零件表达实例不同类型的机械零件有其典型的表达方式和视图选择原则轴类零件通常以轴线水平放置为主视图,需要一个或多个剖视图显示键槽、螺纹等细节轴类零件的视图选择重点是清晰表达各段直径、长度和表面处理要求对于阶梯轴,应注重尺寸基准的合理选择盘类零件(如齿轮、轮毂)通常以轴线垂直方向作为主视图,配合半剖视图显示内部结构盘类零件的视图选择重点是清晰表达内孔、键槽和固定结构对于具有复杂曲面的盘类零件,可能需要辅助视图或剖面图来完整表达壳体类零件结构复杂,通常需要多个视图和剖视图共同表达视图选择应考虑安装基准面和主要孔系方向,尽量减少不可见线的使用对于对称结构的壳体,半剖视图是常用的表达方法壳体的尺寸标注应重点考虑安装尺寸和加工基准机械工程设计流程关联概念设计三维建模草图和功能定义阶段构建产品的数字模型2制造与检验二维工程图根据工程图进行生产和质量控制3从三维模型生成制造图纸现代机械设计流程已经从传统的二维制图为中心,转变为以三维模型为中心的设计方法设计师首先创建零件的三维模型,定义其几何形状和特征,然后从三维模型自动生成二维工程图这种设计方法称为参数化设计或特征建模,通过参数控制模型尺寸,实现设计意图的快速修改和优化三维建模与二维制图相互关联,模型发生变更时,工程图可自动更新,保持一致性此外,三维模型还可用于有限元分析、运动模拟和干涉检查等,提前发现设计问题在制造阶段,三维模型可直接用于生成数控加工代码,实现计算机辅助制造CAM这种从概念到制造的完整数字化流程,大大提高了设计效率和产品质量基础知识总结与学习建议持续练习通过大量实例巩固技能标准规范熟悉国家和国际制图标准空间想象力3培养三维到二维的转换能力基础理论4掌握投影原理和表达技术机械制图学习是一个循序渐进的过程,需要理论知识与实践经验的不断积累掌握基础投影理论是一切制图技能的基础;理解标准规范是确保图纸有效交流的保证;培养空间想象力是解决复杂表达问题的关键;而持续的练习则是巩固和提升技能的必要途径学习建议首先,系统学习投影几何基础知识,理解三视图的投影关系其次,通过手工绘制简单几何体的三视图,培养空间想象能力然后,学习标准规范,包括线型、尺寸标注、公差与配合等此后,通过CAD软件实践,掌握计算机辅助制图技术最后,通过实际工程案例分析,理解设计意图与制图表达的关系课后练习与拓展阅读练习类型内容描述学习目标基础练习几何体三视图绘制理解投影原理中级练习零件轴测图转三视图训练空间想象力进阶练习完整零件图绘制综合应用制图知识实战练习根据实物测绘图纸培养工程实践能力推荐练习题1)绘制给定几何体的三视图,包括立方体、圆柱、圆锥等基本体和组合体;2)根据零件的轴测图,绘制其三视图,注意隐藏线的正确表示;3)测量实物零件,绘制完整工程图,包括尺寸标注和技术要求;4)分析装配体,绘制装配图和零件图推荐阅读书籍《机械制图》(胡建生),系统介绍制图基础知识;《机械设计手册》,提供标准件和常用结构设计参考;《国家标准图集》,包含最新制图标准规范推荐网站中国国家标准化管理委员会(www.sac.gov.cn),提供最新标准信息;CAD技术论坛,交流制图技巧和问题解决方案持续学习和实践是提高机械制图能力的关键。
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