《電子工程制圖》課件第1章

第1章工程圖的基本知識(shí)1.1工程圖基本規(guī)范介紹1.2幾何作圖1.3繪圖方法、工具及儀器的使用

1.1工程圖基本規(guī)范介紹

1.1.1圖紙的幅面和格式(GB/T14689—1993)

工程圖樣是工程技術(shù)人員表達(dá)設(shè)計(jì)意圖、組織和指導(dǎo)生產(chǎn)的重要工具，同時(shí)也是技術(shù)交流、信息傳遞的重要技術(shù)文件。為了便于進(jìn)行技術(shù)交流和指導(dǎo)生產(chǎn)，必須共同制定和遵循相關(guān)準(zhǔn)則。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《技術(shù)制圖》和《機(jī)械制圖》就是工程界重要的基礎(chǔ)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

標(biāo)準(zhǔn)號(hào)GB/T14689－1993為《技術(shù)制圖圖紙幅面和格式》標(biāo)準(zhǔn)。其中GB表示“國(guó)標(biāo)”；T表示“推薦”(為“推”字漢語拼音的第一個(gè)大寫字母)；14689為該標(biāo)準(zhǔn)的順序號(hào)；1993為該標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布的年號(hào)。

以下各標(biāo)準(zhǔn)號(hào)都代表相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

1．圖紙幅面

圖紙幅面即圖紙大小，其代號(hào)為“A”，幅面大小用1、2、3、4、5等數(shù)字表示。A0表示0號(hào)圖紙，A3表示3號(hào)圖紙。圖紙基本幅面有五種，規(guī)格形式如圖1-1所示。在繪制圖樣時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用基本幅面尺寸。必要時(shí)允許選用加長(zhǎng)幅面，但其尺寸必須是由基本幅面短邊成整數(shù)倍增加后得出的。圖1-1圖紙幅面

2．圖框格式

在圖紙上畫工程圖樣之前，需用粗實(shí)線先畫出圖框。不需要裝訂邊的圖樣，其圖框格式如圖1-2所示；需裝訂邊的圖樣，其圖框格式如圖1-3所示。圖框標(biāo)準(zhǔn)見表1-1。其中，L、B分別為長(zhǎng)和寬。圖1-2不需要裝訂邊的圖框格式圖1-3需要裝訂邊的圖框格式表1-1圖框標(biāo)準(zhǔn)

(單位：mm)

3．標(biāo)題欄格式

所有的圖樣都應(yīng)有標(biāo)題欄，標(biāo)題欄一般畫在圖紙的右下角，標(biāo)題欄中的文字方向應(yīng)與讀圖方向一致。標(biāo)題欄的標(biāo)準(zhǔn)格式如圖1-4所示。圖1-4標(biāo)題欄的標(biāo)準(zhǔn)格式教學(xué)中一般不使用標(biāo)準(zhǔn)格式的標(biāo)題欄，推薦使用如圖

1-5所示的簡(jiǎn)化標(biāo)題欄。圖1-5推薦使用的簡(jiǎn)化標(biāo)題欄格式1.1.2比例(GB/T14690—1993)

比例是指圖中圖形與實(shí)際機(jī)件相應(yīng)要素的線性尺寸之比。比值為1的比例稱為原值比例，即1∶1；比值大于1的比例稱為放大比例，如2∶1；比值小于1的比例稱為縮小比例，如1∶2。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的比例系列如表1-2所示。表1-2國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的比例系列為看圖方便，建議盡可能按機(jī)件的實(shí)際大小(即按1∶1)繪制圖樣。如機(jī)件太大或太小，則采用縮小或放大的比例繪制。無論采用何種比例，圖中標(biāo)注的尺寸數(shù)值都應(yīng)按實(shí)物的實(shí)際尺寸標(biāo)注，不能隨畫圖比例的放大或縮小而改變標(biāo)注尺寸數(shù)值的真實(shí)性。用不同比例繪制的同一圖形如圖1-6所示。圖1-6用不同比例繪制的同一圖形1.1.3字體(GB/T14691—1993)

工程圖樣中的漢字、數(shù)字、字母等都必須做到：字體工整，筆畫清楚，間隔均勻，排列整齊。漢字應(yīng)寫成長(zhǎng)仿宋體，并采用國(guó)家正式公布推行的簡(jiǎn)化字。

字體高度(用h表示)的公稱尺寸系列為1.8、2.5、3.5、5、7、10、14、20mm，共八種。字體高度代表字體的號(hào)數(shù)，如3.5號(hào)字體表示字體的高度為3.5mm。字體寬度約等于字體高度的2/3。在同一圖樣中應(yīng)采用同一型號(hào)的字。字體和數(shù)字可寫成斜體或直體，斜體字向右傾斜與水平基準(zhǔn)線約成75°。字體示例如下。

(1)漢字，如圖1-7所示。圖1-7漢字示例

(2)大寫拉丁字母，如圖1-8所示。圖1-8大寫拉丁字母示例

(3)小寫拉丁字母，如圖1-9所示。圖1-9小寫拉丁字母示例

(4)阿拉伯?dāng)?shù)字，如圖1-10所示。圖1-10阿拉伯?dāng)?shù)字示例1.1.4圖線(GB/T17450—1998、GB/T4457.4—2002)

繪制工程圖樣時(shí)，應(yīng)采用表1-3中規(guī)定的各種圖線。表1-3圖線各種圖線應(yīng)用示例見圖1-11。圖1-11圖線應(yīng)用示例在繪制圖樣時(shí)，對(duì)于圖線還應(yīng)注意以下事項(xiàng)(如圖1-12所示)：

(1)在同一圖樣中，同類圖線的寬度應(yīng)基本保持一致，虛線、細(xì)實(shí)線、雙點(diǎn)畫線的線段長(zhǎng)度和間隔也應(yīng)各自大致相等。

(2)繪制圓的中心線時(shí)，圓心應(yīng)為線段的交點(diǎn)。點(diǎn)畫線的首末兩端應(yīng)是線段而不是短劃，且應(yīng)超出圖形外約3～5mm。

(3)虛線與虛線或虛線與實(shí)線相交時(shí)，應(yīng)是線段相交。當(dāng)虛線是粗實(shí)線的延長(zhǎng)線時(shí)，在連接處應(yīng)斷開。圖1-12圖線的畫法圖例1.1.5尺寸注法(GB/T4458.4—2003)

1．基本規(guī)定

(1)圖樣上所標(biāo)注尺寸為機(jī)件的真實(shí)大小。

(2)圖樣中的尺寸以毫米為單位時(shí)，不需標(biāo)注單位的名稱或代號(hào)。

(3)機(jī)件的每一個(gè)尺寸在圖樣中一般只標(biāo)注一次。

(4)標(biāo)注尺寸時(shí)，應(yīng)盡可能使用符號(hào)或縮寫詞。常用的符號(hào)和縮寫詞見表1-4。表1-4常用尺寸符號(hào)

2．尺寸的組成

一個(gè)完整的尺寸應(yīng)該包括尺寸數(shù)字、尺寸界線、尺寸線和表示尺寸線終端的箭頭或斜線，如圖1-13所示。圖1-13尺寸的組成

(1)尺寸界線。尺寸界線用細(xì)實(shí)線繪制，并應(yīng)由圖形的輪廓線、軸線或?qū)ΨQ中心線處引出，也可利用輪廓線、軸線或?qū)ΨQ中心線作尺寸界線。尺寸界線一般應(yīng)與尺寸線垂直，并超出尺寸線終端2mm左右。

(2)尺寸線及其終端形式。尺寸線用細(xì)實(shí)線繪制。尺寸線必須單獨(dú)畫出，不能與圖線重合或在其延長(zhǎng)線上。

尺寸線終端有兩種形式：箭頭和斜線，斜線用細(xì)實(shí)線繪制，如圖1-14所示。圖中d為粗實(shí)線寬度，h為字體高度。同一圖樣中只能采用一種尺寸線終端形式。圖1-14尺寸終端的兩種形式 (a)箭頭 (b)斜線

(3)尺寸數(shù)字。尺寸數(shù)字的書寫方向如圖1-15所示。圖1-15尺寸數(shù)字書寫要求(a)通常情況下數(shù)字書寫方向；(b)?30°范圍內(nèi)尺寸數(shù)字書寫方向

3．尺寸的標(biāo)注

(1)角度、直徑、球面等尺寸的標(biāo)注方法見表1-5。表1-5角度、直徑、球面等尺寸標(biāo)注方法

(2)小尺寸的標(biāo)注方法見圖1-16。圖1-16小尺寸注法

1.2幾何作圖

1.2.1基本作圖方法

工程圖樣都是由一些直線、圓、圓弧和其它曲線組合而成的，因此必須掌握它們的基本作圖方法且做到熟練、準(zhǔn)確、工整。

1．正多邊形的畫法

正多邊形的作圖方法如圖1-17所示。圖1-17正多邊形作圖方法(a)利用圓規(guī)作圖(b)利用三角板作圖正n邊形作圖方法如圖1-18所示。以n＝7為例，作圖步驟如下：

(1)將外接圓的垂直直徑AN等分為n等份，標(biāo)出1，2，3，4，5，6各點(diǎn)。

(2)以N為圓心，NA為半徑作圓，與水平中心線交于P、Q。

(3)由P和Q作直線與NA上每個(gè)奇數(shù)點(diǎn)(或偶數(shù)點(diǎn))相連，并延長(zhǎng)與外接圓交于B、C、D、E、F、G點(diǎn)，然后順次連接各頂點(diǎn)，即得正七邊形。圖1-18正七邊形作圖方法

2．斜度和錐度

斜度是指一直線(或平面)對(duì)另一直線(或平面)的傾斜程度，在圖樣中用1∶n的形式標(biāo)注。圖1-19(a)為斜度的作法及標(biāo)注方法。圖1-19斜度

(a)斜度的作圖及標(biāo)注方法(b)斜度符號(hào)

(1)以A點(diǎn)為起點(diǎn)在水平方向畫5個(gè)單位長(zhǎng)度的直線，在垂直方向畫1個(gè)單位長(zhǎng)度的直線，連接兩端點(diǎn)1、5，則該直線斜度為1∶5。

(2)以A點(diǎn)為起點(diǎn)作直線AD長(zhǎng)度為50，AB長(zhǎng)度為20，過B點(diǎn)作直線15的平行線BC，連接DC，即完成四邊形ABCD的繪制，其中BC邊的斜度為1∶5。

圖樣中的斜度都可以用這種作輔助線的方法完成。斜度的符號(hào)如1-19(b)所示，h為字高。斜度在圖中的標(biāo)注如圖1-19(a)所示，斜度符號(hào)的方向應(yīng)與所標(biāo)斜度的方向一致。

錐度是指正圓錐的底圓直徑與其高度之比，工程樣圖中常用1∶n的形式來表示。錐度的符號(hào)如圖1-20(a)所示，h為字高。圖1-20錐度

(a)錐度符號(hào)(b)樣例(c)錐度的作法及標(biāo)注

【例1-1】完成圖1-20(b)所示的平面圖形，并標(biāo)注錐度。

(1)如圖1-20(c)所示，由S點(diǎn)向右量取5個(gè)單位長(zhǎng)度，向上、下分別量取1/2個(gè)單位長(zhǎng)度，分別連線，即得到1∶5的錐度。

(2)由S點(diǎn)向右量取30mm，得到與中心軸的交點(diǎn)C，過C點(diǎn)作中心線的垂線；由S點(diǎn)向上、下分別量取對(duì)稱距離10mm，得到A、B點(diǎn)。

(3)分別過A、B點(diǎn)作已完成的兩條錐度1∶5的斜線的平行線，與過C點(diǎn)的垂線相交。修剪多余線條，標(biāo)注錐度符號(hào)與圓錐(圓臺(tái))方向一致，如圖1-20(c)所示。1.2.2圓弧連接

工程上的一些構(gòu)件或零件，其幾何形狀一般由規(guī)則或光滑的輪廓所構(gòu)成。這種光滑的構(gòu)件，大都是由曲線和直線、曲線和曲線光滑連接而成的，在工程制圖中，稱之為圓弧連接，其連接的關(guān)鍵在于使線段與線段在連接點(diǎn)上相切。圓弧連接的畫法如表1-6所示。表1-6圓弧連接的畫法續(xù)表1.2.3平面圖形的繪制方法

平面圖形是由幾何圖形和一些線段組成的。要正確繪制一個(gè)平面圖形，必須對(duì)平面圖形進(jìn)行尺寸分析和線段分析。

1．平面圖形的尺寸分析

尺寸分析的主要內(nèi)容是分析一個(gè)平面圖形中哪些是定形尺寸，哪些是定位尺寸，同時(shí)要考慮到圖形中的尺寸基準(zhǔn)。以圖1-21所示手柄圖形為例進(jìn)行分析。

(1)定形尺寸—確定平面圖形各組成部分形狀大小的尺寸，如線段的長(zhǎng)度、圓和圓弧的直徑或半徑以及角度的大小等。圖1-21中的R15、R10即定形尺寸。

(2)定位尺寸—確定平面圖形各組成部分相對(duì)位置的尺寸，如圖1-21中確定圓f8左右方向的定位尺寸8。

(3)尺寸基準(zhǔn)—標(biāo)注尺寸的起點(diǎn)。一般平面圖形中常用較大圓的中心線、較長(zhǎng)的直線及對(duì)稱圖形的中心線作為基準(zhǔn)。圖1-21手柄

2．平面圖形的線段分析

在平面圖形中，根據(jù)標(biāo)出的尺寸，可將線段分為已知線段、中間線段和連接線段。

(1)已知線段——定形尺寸和定位尺寸齊全的線段。例如圖1-21中的圓弧R15、圓弧R10，既給出了半徑也給出了圓心位置，可直接畫出。

(2)中間線段——有定形尺寸但定位尺寸不齊全的線段。例如圖1-21中的圓弧R50，給出了半徑，圓心位置只給出了Y方向尺寸，需根據(jù)與已知線段的連接關(guān)系才能畫出。

(3)連接線段——有定形尺寸而無定位尺寸的線段。例如圖1-21中的圓弧R12，只給出了半徑，圓心所在的X、Y方向尺寸都沒有，需根據(jù)與相鄰線段的連接關(guān)系才能畫出。

3．平面圖形的畫法步驟

在繪制平面圖形時(shí)，先畫出圖形的基準(zhǔn)線和各已知線段，再依次畫出各中間線段，最后畫出各連接線段。以圖

1-21所示手柄為例，具體畫圖步驟如圖1-22所示。(a)畫出基準(zhǔn)線和已知線段(b)求出R50的圓心點(diǎn)O1，畫出中間弧R50

(c)求出R12的圓心點(diǎn)O2

(d)以O(shè)2為圓心畫出連接弧R12圖1-22手柄畫圖步驟(e)擦去多余線段，加深，標(biāo)注尺寸

1.3繪圖方法、工具及儀器的使用

1.3.1尺規(guī)繪圖

1．常用繪圖儀器和工具

(1)圖板、丁字尺、三角板。畫圖時(shí)，先將圖紙用膠帶固定在圖板上，丁字尺頭部靠緊圖板左側(cè)。畫線時(shí)，鉛筆垂直于紙面并向右傾斜約30°，按照?qǐng)D1-23(a)、(b)所示，即可畫水平線、垂直線。

一副三角板與丁字尺配合使用，可畫出30°、45°、60°、15°以及75°的傾斜線，如圖1-23(c)所示。圖1-23常用繪圖工具(a)利用丁字尺畫水平線(b)利用丁字尺畫垂直線(c)利用丁字尺和三角板畫傾斜線

(2)圓規(guī)和分規(guī)。圓規(guī)用來畫圓和圓弧。畫圓時(shí)，圓規(guī)的鋼針應(yīng)使用有臺(tái)階的一端，以避免圖紙上的針孔不斷擴(kuò)大，并使筆尖與紙面垂直。圓規(guī)的使用方法如圖1-24(a)所示。

分規(guī)用來量取尺寸和等分線段。分規(guī)的兩個(gè)針并攏時(shí)應(yīng)對(duì)齊，如圖1-24(b)所示。圖1-24常用繪圖工具

(3)鉛筆。繪圖鉛筆用“B”和“H”代表鉛芯的軟硬?！癇”代表軟芯鉛筆，如2B、3B、4B等，前面的數(shù)字越大，說明鉛芯越軟、越黑；“H”代表硬芯鉛筆，如2H、3H、4H等，前面的數(shù)字越大，說明鉛芯越硬、越淡。

畫粗線常用B或HB鉛筆，畫細(xì)線常用H或2H鉛筆，寫字常用HB或H鉛筆。一般將畫粗實(shí)線的鉛筆的鉛芯磨成矩形，畫細(xì)線和寫字的鉛筆的鉛芯磨削成圓錐形。

2．尺規(guī)繪圖的方法和步驟

用繪圖工具在圖紙上繪圖的具體步驟如下：

(1)準(zhǔn)備工作。準(zhǔn)備好所需的全部作圖用具，擦凈圖板、丁字尺、三角板；削磨鉛筆、鉛芯；根據(jù)所繪對(duì)象的大小選擇合適的圖幅及繪圖比例；將圖紙固定在圖板左下方。

(2)圖形布局。繪制圖框線和標(biāo)題欄框線后，先畫出圖形的對(duì)稱中心線、軸線和主要輪廓線，注意圖形布局應(yīng)勻稱、美觀。

(3)畫底稿。底稿線要細(xì)，但應(yīng)清晰。

(4)加深圖形、標(biāo)注尺寸及填寫標(biāo)題欄。一般先加深圖形，按照先細(xì)后粗，先曲后直，從上至下，從左至右的原則進(jìn)行。然后加深圖框和標(biāo)題欄，最后標(biāo)注尺寸和書寫文字。1.3.2計(jì)算機(jī)繪圖

1．計(jì)算機(jī)繪圖及研究?jī)?nèi)容

計(jì)算機(jī)繪圖(ComputerGraphics，CG)是指把數(shù)據(jù)化的圖形信息輸入計(jì)算機(jī)，進(jìn)行存儲(chǔ)和處理后，控制圖形輸出設(shè)備實(shí)現(xiàn)顯示或繪制各種圖形，是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的重要組成部分。計(jì)算機(jī)繪圖從20世紀(jì)70年代開始發(fā)展起來，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入普及化與實(shí)用化階段。

利用計(jì)算機(jī)繪圖具有繪圖速度快、精度高，便于產(chǎn)品信息的保存和修改，設(shè)計(jì)過程直觀，便于人-機(jī)對(duì)話，縮短設(shè)計(jì)周期，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)。此外，更重要的是它把工程設(shè)計(jì)人員從繁瑣的手工繪圖中解放出來，使其可以進(jìn)行更具有創(chuàng)造性的工作。現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)要求工程設(shè)計(jì)人員必須熟練掌握計(jì)算機(jī)繪圖，以適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)的需求。

2．計(jì)算機(jī)繪圖系統(tǒng)的組成

計(jì)算機(jī)繪圖系統(tǒng)主要由硬件設(shè)備及軟件系統(tǒng)組成。

(1)硬件設(shè)備主要包括主機(jī)、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備三部分。輸入設(shè)備主要包括掃描儀、數(shù)字化儀、鼠標(biāo)、鍵盤等。輸出設(shè)備包括顯示器、繪圖儀和繪圖打印機(jī)。繪圖儀是最常用的圖形輸出設(shè)備，一般按其工作方式分為平臺(tái)式和滾筒式兩種。圖形打印機(jī)也是一種圖形輸出設(shè)備，目前使用噴墨打印機(jī)或激光打印機(jī)輸出高質(zhì)量的圖形。

(2)計(jì)算機(jī)繪圖軟件系統(tǒng)是控制計(jì)算機(jī)運(yùn)行的各種程序和相關(guān)數(shù)據(jù)的集合，包括系統(tǒng)軟件和繪圖軟件。系統(tǒng)軟件即面向計(jì)算機(jī)操作和管理的操作系統(tǒng)、各種計(jì)算機(jī)語言的編譯系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。繪圖軟件如AutoCAD繪圖軟件包以及為解決用戶的各類應(yīng)用問題而設(shè)計(jì)的應(yīng)用軟件。近年來，由于微型計(jì)算機(jī)在設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，各種國(guó)外通用繪圖軟件紛紛被引進(jìn)，國(guó)產(chǎn)的繪圖軟件也應(yīng)運(yùn)而生。比較常見的計(jì)算機(jī)繪圖和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件如美國(guó)Autodesk公司的AutoCAD，UnigraphicsSolutions公司的Unigraphics(UG)，美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司(ParametricTechnologyCorporat