第二節　機械制圖

機械制圖是研究機械圖樣的繪制和識讀規律與方法、培養繪圖技術、提高空間思維能力的一門學科，具有很強的技術基礎，圖樣也能體現制造加工的指令、設計人員的思想和設計意圖。

一、制圖標準的基本規定

1.圖紙幅面代號

國家標準《印刷、書寫及繪圖用紙幅面尺寸》中有3個系列尺寸，即A系列、B系列和D系列。技術制圖國家標準中的圖紙幅面選取A系列中的0～4號幅面，所以圖紙幅面代號由“A”和相應的幅面號組成，即A0～A4共5種。圖紙幅面代號的幾何含義就是對0號幅面的對開次數，如A3中的“3”表示將0號圖紙長邊對折裁切3次所得的幅面。

2.圖紙幅面和格式

A0幅面的圖紙面積是：B（寬）×L（長）=1m2

圖紙的長寬比不變，即

由此可求出A0圖紙幅面的大小：

B=0.841m=841mm；

我們把A系列幅面稱為基本幅面，其尺寸見表1-1，其基本幅面尺寸比例如圖1-5所示。

3.圖紙各種幅面的相互關系

當采用基本幅面繪制圖樣不適宜時，也允許選用規定的加長幅面（第二選擇），如圖1-6中的細實線所示。必要時，還允許選用規定的加長幅面（第三選擇），如圖1-6中的細虛線所示。

4.字體

圖樣中書寫的漢字、數字、字母須字體工整、筆畫清楚、間隔均勻、排列整齊。字體高度（用h表示）的工程尺寸系列為：1.8，2.5，3.5，5，7，10，14，20mm等八種。字體高度代表字體的號數。如需要書寫更大的字，其字體高度應按一定的比率遞增。

（1）漢字的書寫

①由于漢字的筆畫較多，所以國家標準規定漢字的最小高度不應小于3.5mm，其字寬一般為

②圖樣上的漢字應寫成長仿宋體，并應采用國家正式公布推行的簡化字。漢字的高度不應小于3.5mm，其字寬一般約為字高的2/3。

③長仿宋體的書寫要領是：橫平豎直、注意起落、結構勻稱、填滿方格。

（2）數字和字母

數字和字母分為A型和B型。字體的筆畫寬度用d表示。A型字體的筆畫寬度d=h/14，B型字體的筆畫寬度d=h/10。在同一圖樣上，只能采用一種型式的字體。數字和字母可寫成斜體和直體。斜體字字頭向右傾斜，與水平基準線成75°。

5.圖線

通過基本線型可能的變形可得到許多基本線型之外的其他線型。其中常見的線型有粗實線、細實線、波浪線、細點畫線、虛線、雙折線、雙點劃線等，見表1-2。

（1）圖線寬度

粗實線寬度應按圖樣的復雜程度和大小在0.18，0.25，0.35，0.5，0.7，1.0，1.4，2.0（mm）中選擇，細實線的寬度則為d/2。繪圖中的粗實線通常在0.5～1..mm中選擇，一般取0.7mm。

（2）圖線的畫法

兩平行線（含剖面線）之間的距離應不小于粗實線的兩倍寬度，其最小距離不得小于0.7mm。

當虛線位于粗實線的延長線上時，粗實線應畫到分界點，而虛線應留有間隙；當虛線圓弧和虛線直線相切時，虛線圓弧的長應畫到切點，而虛線直線留有間隙。

當各種線重合時，按可見輪廓線→不可見輪廓線→尺寸線→各種用途的細實線→軸線和對稱中心線→假想線的順序，只畫出排列在前的圖線。

6.尺寸標注

（1）尺寸標注的基本規則：

①機件的真實大小為圖樣標注尺寸；

②圖樣尺寸未標注單位為mm，否則必須說明；

③圖樣標注尺寸為機件最后完工尺寸，否則必須說明；

④機件的每一尺寸只標注一次。

（2）尺寸標注的組成要素：

尺寸標注的四要素：尺寸界線、尺寸線、尺寸線終端（箭頭）、尺寸數字，如圖1-7所示。

①尺寸界線：尺寸界線表示尺寸的起止范圍。

②尺寸線：尺寸線表示尺寸度量的方向，用細實線繪制。

③尺寸數字：尺寸數字表示所標注機件的實際大小。

④尺寸線終端：尺寸線終端有兩種形式，箭頭或細斜線。

二、三視圖

一般只用一個方向的投影來表達三維形體是不確定的，為了用平面圖形準確表達一個三維形體的結構，需將三維形體向幾個方向投影。工程上采用三視圖來表達三維形體。如圖1-8所示。

1.三視圖的形成和名稱

一般物體都具有長、寬、高三個互相垂直的方向，因此，我們首先在空間設立三個互相垂直的投影面，并把物體上的主要表面處于平行或垂直于投影面的位置，用正投影法分別向正面V、水平面H和側面W投影，即可得到物體的三個視圖。

三個視圖分別為：

主視圖——從前向后投射，在正面V上得到的視圖；

俯視圖——從上向下投射，在水平面H上得到的視圖；

左視圖——從左向右投射，在側面W上得到的視圖。

2.三視圖之間的投影關系

從圖1-9所示中可以看出，主視圖只能表示長和高，俯視圖只能表示長和寬，左視圖只能表示高和寬。投影時，物體是在同一個位置分別向三個投影面投影的，三個視圖之間保持一定的如下“三等”關系：

V面、H面（主、俯視圖）——長對正；

V面、W面（主、左視圖）——高平齊；

H面、W面（俯、左視圖）——寬相等。

“三等”關系是我們繪制和識讀圖樣時所遵循的最基本的投影規律，形象地表達了“三等”關系。

三、圖樣畫法

（一）視圖

視圖是機件向多面投影體系的各投影面做正投影所得的圖形。視圖主要用于表達機件外部結構形狀。視圖分為基本視圖、向視圖、局部視圖和斜視圖。

1.基本視圖

將機件放在由六個基本投影面構成的投影體系中，分別向六個基本投影面投射，得到六個基本視圖：主視圖、俯視圖、左視圖、右視圖、仰視圖、后視圖。

（1）各視圖畫在同一張圖紙內時，不需標注視圖名稱。

（2）在六個基本視圖中“三等”規律仍存在，如圖1-10所示。

2.向視圖

由于六個基本視圖配置固定，有時會給布圖帶來不便，因此國家規定中規定了一種可以自由配置的視圖——向視圖。向視圖也是基本視圖的另一種表達方式。

向視圖的標注：

（1）在視圖上方標出視圖名稱“×”（“×”為大寫拉丁字母A、B、C…順次使用）；

（2）用箭頭表示投射方向。

圖1-11所示為向視圖的標注方法。

3.局部視圖

局部視圖是將機件的某一部分結構形狀向基本投影面投射所得的視圖。如圖1-12所示的機件，左邊連接板與右邊的缺口采用局部視圖來表達，省去了左、右兩個基本視圖，使圖樣表達清晰、簡單明了。

斷裂邊界用波浪線（或雙折線）表示（圖1-12），如局部視圖A。當所表示部分的結構形狀完整，且外輪廓線封閉時，省略波浪線，如局部視圖B。波浪線畫在機件的實體部分，不應超出機件。

4.斜視圖

斜視圖將機件向不平行于基本投影面（投影面垂直面）的平面投射所得的視圖。圖1-13為機件的斜視圖形成過程。

斜視圖的標注：

（1）在視圖上方標出視圖名稱“×”（“×”為大寫拉丁字母A、B、C…順次使用）。

（2）在相應視圖附近用箭頭指明投射方向，箭頭應垂直柱體輪廓線。

（3）為使畫圖方便，可將斜視圖的圖形旋轉某一角度（至水平或垂直位置）后畫出。但在標注視圖名稱時，需加注旋轉符號“”或”。圖1-14所示為斜視圖的標注方法。

（二）剖視圖

1.剖視圖的概念

假想用一剖切面（平面或柱面）剖開機件，移去觀察者和剖切面之間的部分，將其余部分向投影面投射所得的圖形稱為剖視圖，圖1-15所示為剖視圖的形成。

畫剖視圖應注意的問題：

（1）剖面區域：在剖視圖中，剖切面與機件接觸的部分稱為剖面區域。剖面區域內要畫出剖面符號，不同的材料用不同的剖面符號表示。

（2）剖切后，留在剖切面之后的部分，應該全部向投影面投射，不能出現漏線和多線，同時應特別注意空腔內部線，如圖1-16所示。

（3）剖面符號

在剖面區域中應畫出剖面符號，材料采用的特定剖面符號見表1-3。

2.剖切面種類

由于結構形狀的不同，表示它們所用的剖切方法也不相同，國家規定了三種剖切面：單一剖切面、幾個平行的剖切面和幾個相交的剖切面。

（1）單一剖切面

單一剖切面指用平面剖切機件。如圖1-17所示是采用單一剖切面剖切而獲得的剖視圖。

（2）幾個平行的剖切平面

在剖視圖中，一般不應出現不完整的孔、槽等要素。當兩個要素在圖形上具有公共對稱線或軸線時，可各畫一半。如圖1-18所示為幾個平行的剖切面剖切所得的剖視圖。

（3）幾個相交的剖切面

用幾個相交的剖切平面（這些平面的交線垂直于某一基本投影面）剖切機件。此類剖視圖時應先剖切后旋轉，當剖切后產生不完整要素時，應將這部分要素按不剖繪制。如圖1-19所示。

3.剖視圖的種類

按機件剖開的范圍剖視圖分為：全剖視圖、半剖視圖、局部剖視圖。

（1）全剖視圖

用剖切面完全地剖開機件所得的剖視圖。全剖視圖主要用于表達不對稱機件、外形簡單的對稱機件的內形。全剖視圖可使用各種剖切面剖得，如圖1-20所示。

（2）半剖視圖

當機件具有對稱平面時，在垂直于對稱平面的投影面上投射所得的圖形，可以對稱中心線為界，一半畫成剖視圖，另一半畫成視圖，這樣的圖形稱為半剖視圖。半剖視圖主要用于內形、外形都需表達的對稱機件，如圖1-21所示。

半剖視圖既可表達機件的內部結構形狀，又可兼顧表達機件的外部結構形狀。當機件的結構形狀接近于對稱，且不對稱的部分已在其他圖形中表達清楚，也可采用半剖視圖，如圖1-22所示。

（3）局部剖視圖

用剖切面局部地剖開機件所得的剖視圖。用于表達局部內部結構形狀（內外兼顧），如圖1-23所示。

機件在對稱面上有棱邊，不宜用半剖視圖表示時，可用局部剖視表示，如圖1-24所示。

（三）斷面圖

假想用剖切面把機件的某處切斷，僅畫出截斷面的圖形，這樣的圖形稱為斷面圖（簡稱斷面）。用于表達機件某部分截斷面的形狀，如圖1-25所示為機件斷面圖。

四、零件圖

零件圖是用來表示零件的結構形狀、大小及技術要求的圖樣，是直接指導制造和檢驗零件的重要技術文件。

零件圖的基本要求：

1.一組視圖：完整、清晰地表達零件的結構和形狀。

2.全部尺寸：表達零件各部分的大小和各部分之間的相對位置關系。

3.技術要求：表示或說明零件在加工、檢驗過程中所需的要求。

4.標題欄：填寫零件名稱、材料、比例、圖號、單位名稱及設計、審核、批準等有關人員的簽字。每張圖紙都應有標題欄。標題欄的方向一般為看圖的方向。

（一）視圖的選擇

1.主視圖的選擇

（1）形體特征原則

一般把最能反映零件結構形狀特征的一面作為畫主視圖的方向，這是確定主視圖的一個主要原則。

（2）工作位置原則

主視圖的位置，應盡可能與零件在機器或部件中的工作位置一致。

（3）加工位置原則

主視圖所表示的零件位置與零件在機床上加工時所處的位置一致，以方便工人加工時看圖。

2.其他視圖的選擇

（1）優先考慮基本視圖并在基本視圖上作剖視圖、斷面圖。

（2）在保證充分表達零件結構形狀的前提下，盡可能使零件的視圖數目為最少。應使每一個視圖都有其表達的重點內容，具有獨立存在的意義。

（二）尺寸標注

零件圖上的尺寸是加工和檢驗零件的重要依據，是零件圖的重要內容之一，是圖樣中指令性最強的部分。在零件圖上標注尺寸，必須做到：正確、完整、清晰、合理。

1.正確選擇尺寸基準

①設計基準

從設計角度考慮，為滿足零件在機器或部件中對其結構、性能要求而選定的一些基準。零件上凡是影響產品性能、工作精度和互換性的重要尺寸（規格性能尺寸、配合尺寸、安裝尺寸、定位的尺寸），都必須從設計基準直接注出，如圖1-26所示。

②工藝基準

從加工工藝的角度考慮，為便于零件的加工、測量而選定的一些基準，稱為工藝基準，如圖1-27所示。

③選擇原則

應盡量使設計基準與工藝基準重合，以減少尺寸誤差，保證產品質量。

2.避免注成封閉尺寸鏈

標注尺寸時，應避免注成封閉尺寸鏈，通常是將尺寸鏈中不重要的那個尺寸作為封閉環，使制造誤差都集中在這個環上，從而保證主要尺寸的精度，如圖1-28所示。

3.考慮按加工順序標注尺寸

零件上主要尺寸應從設計基準直接注出，其他尺寸應考慮按加工順序從工藝基準標注尺寸，便于工人看圖、加工和測量，如圖1-29所示。

4.考慮測量的方便與可能

標注尺寸時，應考慮測量方便，盡量做到使用普通量具就可以測量，減少專用量具的制作，如圖1-30所示。

（三）表面粗糙度

經過加工后的機器零件，其表面狀態是比較復雜的。若將其截面放大來看，零件的表面總是凹凸不平的，是由一些微小間距和微小峰谷組成的。

我們將這種零件加工后表面上具有的微小間距和微小峰谷組成的微觀幾何形狀特征稱為表面粗糙度。

1.表面粗糙度符號、代號

圖樣上表示零件表面粗糙度的符號以及意義，見表1-4。

2.表面粗糙度在圖樣上的標注

（1）表面粗糙度代號中的常見標注規定，見表1-5。

當允許在表面粗糙度參數的所有實測值中超過規定值的個數少于總數的16％時，應在圖樣上標注表面粗糙度參數的上限值或下限值；當要求在表面粗糙度參數的所有實測值中不得超過規定值時，應在圖樣上標注表面粗糙度參數的最大值和最小值。

（2）表面粗糙度代號、符號在圖樣上的標注

零件的每一個表面都應該有粗糙度要求，并且應在圖樣上用代（符）號標注出來。零件圖上所標注的表面粗糙度代（符）號是指該表面完工后的要求。

表面粗糙度符號、代號一般注在可見輪廓線、尺寸界線、引出線或它們的延長線上。符號的尖端必須從材料外指向表面，如圖1-31所示。

3.標注示例

如圖1-32所示為零件的表面粗糙度標注。

五、裝配圖

裝配圖是表達機器或部件的圖樣，它是生產中的重要技術文件之一。

（一）表達方法

裝配圖的表達方法與零件圖基本相同，都是用各種視圖、剖視圖和斷面圖以及簡化畫法等來表達的。

1.裝配圖畫法的一般規定

兩相鄰零件的接觸面和配合面規定只畫一條線，非配合、非接觸面表面不論間隙多小都必須畫出兩條線，如圖1-33所示。

2.實心件和緊固件的畫法

裝配圖中的實心件和緊固件，若按縱向剖開，且剖切平面通過其基本軸線時，則這些零件均按不剖繪制，如圖1-34所示。

3.剖面線的畫法

（1）同一個零件的剖面線在各剖視圖、斷面圖中應保持方向相同、間隔相等。

（2）相鄰零件的剖面線傾斜方向應相反。

（3）三個零件相鄰時，其中兩個零件的剖面線方向相反，第三個零件要采用不同的剖面線間隔與同方向的剖面線錯開。

（二）尺寸標準

裝配圖上僅需標注進一步說明機器的性能、工作原理、裝配關系和按照要求的尺寸，如圖1-35所示。

1.規格尺寸：也叫性能尺寸，反映部件或機器的規格和工作性能。

2.裝配尺寸：表示零件間裝配關系和工作精度的尺寸。

3.安裝尺寸：將部件安裝在機器上，或機器安裝在基礎上，需要確定的尺寸。

4.外形尺寸：表示機器或部件總長、總寬、總高。是包裝、運輸、安裝和廠房設計時所需的尺寸。

5.其他重要尺寸：不屬于上述的尺寸，但設計或裝備時需要保證的尺寸。

（三）技術要求

裝配圖中一般注寫以下幾方面的技術要求：

1.部件裝配后應達到的性能要求。

2.部件裝配過程中的特殊加工要求。例如有的表面需在裝配后加工，有的孔需要將有關零件裝好后配作，類似這些要求都需要在裝配圖中注明。

3.檢驗、試驗方面的要求。

4.對產品的維護、保養、使用時的注意事項及要求。