第二节 机械制图
机械制图是研究机械图样的绘制和识读规律与方法、培养绘图技术、提高空间思维能力的一门学科，具有很强的技术基础，图样也能体现制造加工的指令、设计人员的思想和设计意图。
一、制图标准的基本规定
1.图纸幅面代号
国家标准《印刷、书写及绘图用纸幅面尺寸》中有3个系列尺寸，即A系列、B系列和D系列。技术制图国家标准中的图纸幅面选取A系列中的0～4号幅面，所以图纸幅面代号由“A”和相应的幅面号组成，即A0～A4共5种。图纸幅面代号的几何含义就是对0号幅面的对开次数，如A3中的“3”表示将0号图纸长边对折裁切3次所得的幅面。
2.图纸幅面和格式
A0幅面的图纸面积是：B（宽）×L（长）=1m2
图纸的长宽比不变，即
由此可求出A0图纸幅面的大小：
B=0.841m=841mm；
我们把A系列幅面称为基本幅面，其尺寸见表1-1，其基本幅面尺寸比例如图1-5所示。
表1-1 基本幅面的代号及尺寸（第一选择）
注：B是英文Breadth的第1个字母，表示图纸宽度；L是英文Length的第1个字母，表示图纸长度。
3.图纸各种幅面的相互关系
当采用基本幅面绘制图样不适宜时，也允许选用规定的加长幅面（第二选择），如图1-6中的细实线所示。必要时，还允许选用规定的加长幅面（第三选择），如图1-6中的细虚线所示。
图1-5 A系列幅面称为基本幅面尺寸比例
图1-6 图纸各种幅面的相互关系
4.字体
图样中书写的汉字、数字、字母须字体工整、笔画清楚、间隔均匀、排列整齐。字体高度（用h表示）的工程尺寸系列为：1.8，2.5，3.5，5，7，10，14，20mm等八种。字体高度代表字体的号数。如需要书写更大的字，其字体高度应按一定的比率递增。
（1）汉字的书写
①由于汉字的笔画较多，所以国家标准规定汉字的最小高度不应小于3.5mm，其字宽一般为
②图样上的汉字应写成长仿宋体，并应采用国家正式公布推行的简化字。汉字的高度不应小于3.5mm，其字宽一般约为字高的2/3。
③长仿宋体的书写要领是：横平竖直、注意起落、结构匀称、填满方格。
（2）数字和字母
数字和字母分为A型和B型。字体的笔画宽度用d表示。A型字体的笔画宽度d=h/14，B型字体的笔画宽度d=h/10。在同一图样上，只能采用一种型式的字体。数字和字母可写成斜体和直体。斜体字字头向右倾斜，与水平基准线成75°。
5.图线
通过基本线型可能的变形可得到许多基本线型之外的其他线型。其中常见的线型有粗实线、细实线、波浪线、细点画线、虚线、双折线、双点划线等，见表1-2。
表1-2 常见的基本线
（1）图线宽度
粗实线宽度应按图样的复杂程度和大小在0.18，0.25，0.35，0.5，0.7，1.0，1.4，2.0（mm）中选择，细实线的宽度则为d/2。绘图中的粗实线通常在0.5～1..mm中选择，一般取0.7mm。
（2）图线的画法
两平行线（含剖面线）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。
当虚线位于粗实线的延长线上时，粗实线应画到分界点，而虚线应留有间隙；当虚线圆弧和虚线直线相切时，虚线圆弧的长应画到切点，而虚线直线留有间隙。
当各种线重合时，按可见轮廓线→不可见轮廓线→尺寸线→各种用途的细实线→轴线和对称中心线→假想线的顺序，只画出排列在前的图线。
6.尺寸标注
（1）尺寸标注的基本规则：
①机件的真实大小为图样标注尺寸；
②图样尺寸未标注单位为mm，否则必须说明；
③图样标注尺寸为机件最后完工尺寸，否则必须说明；
④机件的每一尺寸只标注一次。
（2）尺寸标注的组成要素：
尺寸标注的四要素：尺寸界线、尺寸线、尺寸线终端（箭头）、尺寸数字，如图1-7所示。
①尺寸界线：尺寸界线表示尺寸的起止范围。
②尺寸线：尺寸线表示尺寸度量的方向，用细实线绘制。
③尺寸数字：尺寸数字表示所标注机件的实际大小。
④尺寸线终端：尺寸线终端有两种形式，箭头或细斜线。
图1-7 尺寸标注的要素
二、三视图
一般只用一个方向的投影来表达三维形体是不确定的，为了用平面图形准确表达一个三维形体的结构，需将三维形体向几个方向投影。工程上采用三视图来表达三维形体。如图1-8所示。
图1-8 形体的三视图
1.三视图的形成和名称
一般物体都具有长、宽、高三个互相垂直的方向，因此，我们首先在空间设立三个互相垂直的投影面，并把物体上的主要表面处于平行或垂直于投影面的位置，用正投影法分别向正面V、水平面H和侧面W投影，即可得到物体的三个视图。
三个视图分别为：
主视图——从前向后投射，在正面V上得到的视图；
俯视图——从上向下投射，在水平面H上得到的视图；
左视图——从左向右投射，在侧面W上得到的视图。
2.三视图之间的投影关系
从图1-9所示中可以看出，主视图只能表示长和高，俯视图只能表示长和宽，左视图只能表示高和宽。投影时，物体是在同一个位置分别向三个投影面投影的，三个视图之间保持一定的如下“三等”关系：
V面、H面（主、俯视图）——长对正；
V面、W面（主、左视图）——高平齐；
H面、W面（俯、左视图）——宽相等。
“三等”关系是我们绘制和识读图样时所遵循的最基本的投影规律，形象地表达了“三等”关系。
图1-9 三视图三个方向的对正关系
三、图样画法
（一）视图
视图是机件向多面投影体系的各投影面做正投影所得的图形。视图主要用于表达机件外部结构形状。视图分为基本视图、向视图、局部视图和斜视图。
1.基本视图
将机件放在由六个基本投影面构成的投影体系中，分别向六个基本投影面投射，得到六个基本视图：主视图、俯视图、左视图、右视图、仰视图、后视图。
（1）各视图画在同一张图纸内时，不需标注视图名称。
（2）在六个基本视图中“三等”规律仍存在，如图1-10所示。
图1-10 机件六个基本视图
2.向视图
由于六个基本视图配置固定，有时会给布图带来不便，因此国家规定中规定了一种可以自由配置的视图——向视图。向视图也是基本视图的另一种表达方式。
向视图的标注：
（1）在视图上方标出视图名称“×”（“×”为大写拉丁字母A、B、C…顺次使用）；
（2）用箭头表示投射方向。
图1-11所示为向视图的标注方法。
图1-11 向视图的标注
3.局部视图
局部视图是将机件的某一部分结构形状向基本投影面投射所得的视图。如图1-12所示的机件，左边连接板与右边的缺口采用局部视图来表达，省去了左、右两个基本视图，使图样表达清晰、简单明了。
图1-12 局部视图
断裂边界用波浪线（或双折线）表示（图1-12），如局部视图A。当所表示部分的结构形状完整，且外轮廓线封闭时，省略波浪线，如局部视图B。波浪线画在机件的实体部分，不应超出机件。
4.斜视图
斜视图将机件向不平行于基本投影面（投影面垂直面）的平面投射所得的视图。图1-13为机件的斜视图形成过程。
图1-13 斜视图
斜视图的标注：
（1）在视图上方标出视图名称“×”（“×”为大写拉丁字母A、B、C…顺次使用）。
（2）在相应视图附近用箭头指明投射方向，箭头应垂直柱体轮廓线。
（3）为使画图方便，可将斜视图的图形旋转某一角度（至水平或垂直位置）后画出。但在标注视图名称时，需加注旋转符号“
”或
”。图1-14所示为斜视图的标注方法。
图1-14 斜视图的标注
（二）剖视图
1.剖视图的概念
假想用一剖切面（平面或柱面）剖开机件，移去观察者和剖切面之间的部分，将其余部分向投影面投射所得的图形称为剖视图，图1-15所示为剖视图的形成。
画剖视图应注意的问题：
（1）剖面区域：在剖视图中，剖切面与机件接触的部分称为剖面区域。剖面区域内要画出剖面符号，不同的材料用不同的剖面符号表示。
（2）剖切后，留在剖切面之后的部分，应该全部向投影面投射，不能出现漏线和多线，同时应特别注意空腔内部线，如图1-16所示。
（3）剖面符号
在剖面区域中应画出剖面符号，材料采用的特定剖面符号见表1-3。
图1-15 剖视图的形成
图1-16 剖视图
表1-3 各材料的剖面符号
2.剖切面种类
由于结构形状的不同，表示它们所用的剖切方法也不相同，国家规定了三种剖切面：单一剖切面、几个平行的剖切面和几个相交的剖切面。
（1）单一剖切面
单一剖切面指用平面剖切机件。如图1-17所示是采用单一剖切面剖切而获得的剖视图。
图1-17 单一剖切面的剖视图
（2）几个平行的剖切平面
在剖视图中，一般不应出现不完整的孔、槽等要素。当两个要素在图形上具有公共对称线或轴线时，可各画一半。如图1-18所示为几个平行的剖切面剖切所得的剖视图。
图1-18 几个平行剖切面后的剖视图
（3）几个相交的剖切面
用几个相交的剖切平面（这些平面的交线垂直于某一基本投影面）剖切机件。此类剖视图时应先剖切后旋转，当剖切后产生不完整要素时，应将这部分要素按不剖绘制。如图1-19所示。
图1-19 几个相交剖切面的剖视图
3.剖视图的种类
按机件剖开的范围剖视图分为：全剖视图、半剖视图、局部剖视图。
（1）全剖视图
用剖切面完全地剖开机件所得的剖视图。全剖视图主要用于表达不对称机件、外形简单的对称机件的内形。全剖视图可使用各种剖切面剖得，如图1-20所示。
（2）半剖视图
当机件具有对称平面时，在垂直于对称平面的投影面上投射所得的图形，可以对称中心线为界，一半画成剖视图，另一半画成视图，这样的图形称为半剖视图。半剖视图主要用于内形、外形都需表达的对称机件，如图1-21所示。
图1-20 全剖视图
图1-21 半剖视图
半剖视图既可表达机件的内部结构形状，又可兼顾表达机件的外部结构形状。当机件的结构形状接近于对称，且不对称的部分已在其他图形中表达清楚，也可采用半剖视图，如图1-22所示。
图1-22 半剖视图
（3）局部剖视图
用剖切面局部地剖开机件所得的剖视图。用于表达局部内部结构形状（内外兼顾），如图1-23所示。
机件在对称面上有棱边，不宜用半剖视图表示时，可用局部剖视表示，如图1-24所示。
图1-23 局部剖视图
图1-24 不宜用半剖视图
（三）断面图
假想用剖切面把机件的某处切断，仅画出截断面的图形，这样的图形称为断面图（简称断面）。用于表达机件某部分截断面的形状，如图1-25所示为机件断面图。
图1-25 断面图
四、零件图
零件图是用来表示零件的结构形状、大小及技术要求的图样，是直接指导制造和检验零件的重要技术文件。
零件图的基本要求：
1.一组视图：完整、清晰地表达零件的结构和形状。
2.全部尺寸：表达零件各部分的大小和各部分之间的相对位置关系。
3.技术要求：表示或说明零件在加工、检验过程中所需的要求。
4.标题栏：填写零件名称、材料、比例、图号、单位名称及设计、审核、批准等有关人员的签字。每张图纸都应有标题栏。标题栏的方向一般为看图的方向。
（一）视图的选择
1.主视图的选择
（1）形体特征原则
一般把最能反映零件结构形状特征的一面作为画主视图的方向，这是确定主视图的一个主要原则。
（2）工作位置原则
主视图的位置，应尽可能与零件在机器或部件中的工作位置一致。
（3）加工位置原则
主视图所表示的零件位置与零件在机床上加工时所处的位置一致，以方便工人加工时看图。
2.其他视图的选择
（1）优先考虑基本视图并在基本视图上作剖视图、断面图。
（2）在保证充分表达零件结构形状的前提下，尽可能使零件的视图数目为最少。应使每一个视图都有其表达的重点内容，具有独立存在的意义。
（二）尺寸标注
零件图上的尺寸是加工和检验零件的重要依据，是零件图的重要内容之一，是图样中指令性最强的部分。在零件图上标注尺寸，必须做到：正确、完整、清晰、合理。
1.正确选择尺寸基准
①设计基准
从设计角度考虑，为满足零件在机器或部件中对其结构、性能要求而选定的一些基准。零件上凡是影响产品性能、工作精度和互换性的重要尺寸（规格性能尺寸、配合尺寸、安装尺寸、定位的尺寸），都必须从设计基准直接注出，如图1-26所示。
②工艺基准
从加工工艺的角度考虑，为便于零件的加工、测量而选定的一些基准，称为工艺基准，如图1-27所示。
图1-26 设计基准标注
图1-27 工艺基准标注
③选择原则
应尽量使设计基准与工艺基准重合，以减少尺寸误差，保证产品质量。
2.避免注成封闭尺寸链
标注尺寸时，应避免注成封闭尺寸链，通常是将尺寸链中不重要的那个尺寸作为封闭环，使制造误差都集中在这个环上，从而保证主要尺寸的精度，如图1-28所示。
3.考虑按加工顺序标注尺寸
零件上主要尺寸应从设计基准直接注出，其他尺寸应考虑按加工顺序从工艺基准标注尺寸，便于工人看图、加工和测量，如图1-29所示。
图1-28 参考尺寸
图1-29 传动轴尺寸标注情况
4.考虑测量的方便与可能
标注尺寸时，应考虑测量方便，尽量做到使用普通量具就可以测量，减少专用量具的制作，如图1-30所示。
图1-30 尺寸标注
（三）表面粗糙度
经过加工后的机器零件，其表面状态是比较复杂的。若将其截面放大来看，零件的表面总是凹凸不平的，是由一些微小间距和微小峰谷组成的。
我们将这种零件加工后表面上具有的微小间距和微小峰谷组成的微观几何形状特征称为表面粗糙度。
1.表面粗糙度符号、代号
图样上表示零件表面粗糙度的符号以及意义，见表1-4。
表1-4 表面粗糙度的符号以及意义
2.表面粗糙度在图样上的标注
（1）表面粗糙度代号中的常见标注规定，见表1-5。
表1-5 表面粗糙度代号示例
当允许在表面粗糙度参数的所有实测值中超过规定值的个数少于总数的16％时，应在图样上标注表面粗糙度参数的上限值或下限值；当要求在表面粗糙度参数的所有实测值中不得超过规定值时，应在图样上标注表面粗糙度参数的最大值和最小值。
（2）表面粗糙度代号、符号在图样上的标注
零件的每一个表面都应该有粗糙度要求，并且应在图样上用代（符）号标注出来。零件图上所标注的表面粗糙度代（符）号是指该表面完工后的要求。
表面粗糙度符号、代号一般注在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的延长线上。符号的尖端必须从材料外指向表面，如图1-31所示。
3.标注示例
如图1-32所示为零件的表面粗糙度标注。
图1-31 表面粗糙度代号、符号标注位置
图1-32 表面粗糙度标注
五、装配图
装配图是表达机器或部件的图样，它是生产中的重要技术文件之一。
（一）表达方法
装配图的表达方法与零件图基本相同，都是用各种视图、剖视图和断面图以及简化画法等来表达的。
1.装配图画法的一般规定
两相邻零件的接触面和配合面规定只画一条线，非配合、非接触面表面不论间隙多小都必须画出两条线，如图1-33所示。
2.实心件和紧固件的画法
装配图中的实心件和紧固件，若按纵向剖开，且剖切平面通过其基本轴线时，则这些零件均按不剖绘制，如图1-34所示。
图1-33 装配图
图1-34 实心零件的画法
3.剖面线的画法
（1）同一个零件的剖面线在各剖视图、断面图中应保持方向相同、间隔相等。
（2）相邻零件的剖面线倾斜方向应相反。
（3）三个零件相邻时，其中两个零件的剖面线方向相反，第三个零件要采用不同的剖面线间隔与同方向的剖面线错开。
（二）尺寸标准
装配图上仅需标注进一步说明机器的性能、工作原理、装配关系和按照要求的尺寸，如图1-35所示。
图1-35 装配图尺寸标注
1.规格尺寸：也叫性能尺寸，反映部件或机器的规格和工作性能。
2.装配尺寸：表示零件间装配关系和工作精度的尺寸。
3.安装尺寸：将部件安装在机器上，或机器安装在基础上，需要确定的尺寸。
4.外形尺寸：表示机器或部件总长、总宽、总高。是包装、运输、安装和厂房设计时所需的尺寸。
5.其他重要尺寸：不属于上述的尺寸，但设计或装备时需要保证的尺寸。
（三）技术要求
装配图中一般注写以下几方面的技术要求：
1.部件装配后应达到的性能要求。
2.部件装配过程中的特殊加工要求。例如有的表面需在装配后加工，有的孔需要将有关零件装好后配作，类似这些要求都需要在装配图中注明。
3.检验、试验方面的要求。
4.对产品的维护、保养、使用时的注意事项及要求。