1.2 制图的基本知识

1.2.1 机械图样简介

机械图样主要有零件图、装配图等。在零件图上应用正投影法原理绘制的视图表达零件的形状，用标注的尺寸表示零件各部分的大小，用规定的符号和文字表示为了制造、检验此零件所需要的技术要求。如图1-1所示是零件的实体图，如图1 -2 所示是该零件的零件图，在图的右下角还有一标题栏。

1.2.2 国家标准中制图的基本规定

图样是现代化工业生产中的重要技术文件。为了便于生产和技术交流，图样的格式、内容和表示方法必须有统一的规定。为此，国家技术监督局和标准局发布了一系列国家标准《技术制图》和《机械制图》。本节摘要介绍有关图纸幅面和格式、比例、字体、图线、尺寸注法等五个标准中的基本内容。

1. 图纸幅面和格式（GB/T 14689—1993）

为了便于图纸的使用和保管，国家标准对图纸幅面尺寸、图框格式、标题栏的方位、附加符号等做了统一规定。

（1）图纸幅面尺寸

绘制技术图样时应优先采用如表1-1所示的五种基本幅面。其中，A0幅面最大，面积约为1 m2，其余都是后一号为前一号幅面的一半（以长边对折裁开）。必要时，也允许选用加长幅面，但加长后的幅面尺寸须由基本幅面的短边成整数倍增加后得出。

（2）图框格式

在图纸上必须用粗实线画出图框，其格式分为不留装订边和留有装订边两种，如图1-3、图1-4所示，其尺寸见表1-1。但同一产品的图样只能采用一种格式。

（3）标题栏的方位

绘图时，必须在每张图纸的右下角画出标题栏（见图1-3、图1-4）。标题栏的格式和尺寸按GB/T 10609.1—1989的规定，如图1-5所示。学生作业中的标题栏可以自定，建议采用如图1-6所示的简化标题栏。

标题栏的长边置于水平方向并与图纸的长边平行时，则构成X型图纸，如图1-3（a）和图1-4（a）所示。标题栏的长边与图纸的长边垂直时，则构成Y型图纸，如图1-3（b）和图1-4 （b）所示。在此情况下，看图的方向应与看标题栏的方向一致。

为了利用预先印制的图纸，允许将X型图纸的短边置于水平位置使用，如图1 -7 所示；或者将Y型图纸的长边置于水平位置使用，此时看图方向应与方向符号一致，如图1 -8所示。

（4）附加符号

① 对中符号。为了使图样复制和缩微摄影时定位方便，对基本幅面和部分加长幅面的各号图纸，均应在图纸各处分别画出对中符号（见图1-7、图1-8）。对中符号用粗实线绘制，线宽不小于0.5 mm，长度从纸边界开始延伸至图框内约5 mm，位置误差不大于0.5 mm。当对中符号处于标题范围内时，则伸入标题栏部分省略不画，如图1-8所示。

② 方向符号。对于利用预先印制的图纸，为了明确绘图与看图时图纸的方向，应在图纸的下边对中符号处画出一个方向符号，如图1-7、图1-8所示。

方向符号是用细实线绘制的等边三角形，其大小和所处位置，如图1-9所示。

2. 比例（GB/T 14690—1993）

比例是指图中图形与其实物相应要素的线性尺寸之比。

需要按比例绘制图样时，应在如表1-2所示的规定系列中选取适当的比例。必要时，允许选取如表1-3所示的比例。

为了使图形直接反映实物的真实大小，绘制时，应尽可能采用原值比例。需要采用放大或缩小比例绘图时，图形上所注的尺寸数值，必须是实物的实际大小。带角度的图形，不论放大或缩小，仍应按实际角度绘制和标注。

标注比例时，比例符号应以“∶”表示，如1∶1，2∶1，1∶2等。比例一般应标注在标题栏中的比例栏内。必要时，可在视图名称的下方或右侧标注比例，例如，，，。

3. 字体（GB/T 14691—1993）

图样中书写的字体必须做到：字体工整，笔画清楚，间隔均匀，排列整齐。

字体高度（用h表示）的公称尺寸系列为1.8、2.5、3.5、5、7、10、14、20（单位：mm）。如需要书写更大的字，其字体高度应按的比率递增。字体高度代表字号。

（1）汉字

汉字应写成长仿宋体字，并应采用国家正式公布推行的简化字。汉字的高度h不应小于3.5 mm，其字宽一般为。

长仿宋体字的书写要领是：横平竖直，注意起落，结构匀称，填满方格。书写时，笔画要一笔写成，不得勾描，横要从左到右平直且略微提升，竖要铅垂，起落笔有力露锋，偏旁部首比例适当，结构匀称美观。如表1-4所示为长仿宋体字的基本笔画和写法，下面为长仿宋体字的示例。

20号字

字体工整 笔画清楚 间隔均匀 排列整齐

14号字

横平竖直注意起落结构均匀填满方格

11号字

技术制图机械电子汽车航空船舶土木建筑矿山井坑港口纺织服装

7号字

罗纹齿轮端子接线飞行指导驾驶舱位挖填施工引水通风闸阀坝棉麻化纤

（2）字母和数字

字母和数字分A型和B型。A型字体的笔画宽度（d）为字高（h）的1/14，B型字体的笔画宽度（d）为字高（h）的1/10。同一图样上，只允许选用一种形式的字体。

字母和数字可写成斜体和直体。斜体字字头向右倾斜，与水平基准线成75 °，如下所示为拉丁字母和阿拉伯数字示例（B型字体）。

大写斜体

小写斜体

斜体

直体

直体

斜体

4. 图线（GB/T 17450—1998和GB/T 4457.4—2002）

工程图样是用不同形式的图线画成的。为了便于绘图和看图，利于统一，国家标准规定了图线的名称、形式、尺寸、一般应用及画法规则等。

（1）线型及其应用

新颁布的国家标准GB/T 17450—1998《技术制图——图线》中规定了绘制各种技术图样的基本线型、基本线型的变形及其相互结合。它们适用于各种技术图样，如机械、电气、建筑和土木工程图样等。在实际应用时，各专业要根据该标准指定相应的图线标准。国家标准GB/T 4457.4—2002《机械制图——图样画法——图线》中规定的9 种线型，符合GB/T 17450—1998的规定，是目前机械制图使用的图线标准。常用图线及其应用如表1-5 和图1-10所示。

（2）图线的尺寸

图线的宽度应按图样的类型和尺寸大小在标准规定的下列9 种数系中选择：0.13 mm、0.18 mm、0.25 mm、0.35 mm、0.5 mm、0.7 mm、1 mm、1.4 mm、2 mm。该数系的公比为 （≈1：1.4）。

图线宽度的选择，应根据图纸幅面的大小，所表达对象的复杂程度，以及所绘制图样的用途等因素综合考虑。粗实线的宽度在0.5～2 mm之间选择，常用粗线的宽度建议采用0.7 mm或1 mm。

手工绘图时，虚线、点画线和双点画线的线段长度和间隔建议在如图1-11所示的范围内选取。

（3）图线画法

① 相交。

图线相交时，都应以“线”相交，而不应该是“点”或间隔，如图1-12所示。

虚线与实线在实线延长线上相交时，虚线应留出间隔；虚线圆弧与实线相切时，虚线应留出间隔，如图1-13所示。

实际绘图时，图线的首末端应是“线”，不应是“点”。点画线的两端应超出轮廓线2 ～5 mm，如图1-13所示。

画圆的中心线时，圆心应是“线”的交点，如图1-13所示；当圆的图形较小（直径小于12 mm）时，允许用细实线代替点画线。

计算机绘图时，圆心处的中心线可以用圆心符号代替。

② 间隙。两条平行线之间的最小间隙不得小于7 mm。

③ 图线重合绘制的优先顺序。当有两种或更多种图线重合时，通常应按照图线所表达对象的重要程度优先选择绘制顺序：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。

5. 尺寸注法（GB/T 4458.4—1984和GB/T 16675.2—1996）

（1）基本规则

① 机件的真实大小应以图样上所注的尺寸数值为依据，与图形的大小及绘图的准确度无关。

② 图样中（包括技术要求和其他说明）的尺寸，以毫米为单位时，不需标注计量单位的代号或名称。如采用其他单位，则必须注明相应的计量单位的代号或名称。

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。

④ 机件的每一尺寸，一般只标注一次，并应标注在反映该结构最清晰的图形上。

（2）尺寸的组成

一个完整的尺寸，一般由尺寸界线、尺寸线和尺寸数字组成。如图1-14所示。

① 尺寸界线。尺寸界线表示尺寸的度量范围。它用细实线绘制，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、轴线或对称中心线做尺寸界线。

尺寸界线一般应与尺寸线垂直，必要时才允许倾斜。在光滑过渡处标注尺寸时，必须用细实线将轮廓线延长，从它们的交点处引出尺寸界线，如图1-15所示。

② 尺寸线。尺寸线表示尺寸的度量方向。它用细实线绘制，不能用其他图线代替，一般也不得与其他图线重合或画在其延长线上。标注线性尺寸时，尺寸线必须与所注的线段平行。如图1-16所示为尺寸线错误画法的示例。

尺寸线的终端有箭头和斜线两种形式，如图1 -17 所示。箭头适用于各种类型的图样。当尺寸线的终端采用斜线（用细实线绘制）时，尺寸线与尺寸界线必须相互垂直。同一张图样中只能采用一种尺寸线终端的形式。一般机械图样的尺寸线终端画箭头，土建图的尺寸线终端画斜线。

③ 尺寸数字。尺寸数字表示尺寸度量的大小。线性尺寸的数字一般应注写在尺寸线的上方，也允许注写在尺寸线的中断处。同一张图样上注写方法应一致。

线性尺寸数字的方向，一般应按如图1-18（a）所示的方向注写，即水平方向字头朝上，铅垂方向字头朝左，倾斜方向字头保持朝上趋势。并且尽可能避免在图示30 °范围内标注，当无法避免时，可按如图1-18（b）所示的形式标注。在不致引起误解时，对于非水平方向的尺寸，其数字可水平地注写在尺寸线的中断处，如图1 -18（c）所示，但机械图样上较少采用这种注法。

尺寸数字不可被任何图线通过，当不可避免时，必须将图线断开，如图1-19所示。

（3）常用的尺寸注法

常用的尺寸注法如表1 -6 所示，如图1 -20 所示为初学者标注尺寸的一些常见错误。

（4）尺寸的简化注法

国家标准GB/T 16675.2—1996中规定了尺寸的简化注法，摘录如下。

标注尺寸时，可使用单边箭头，如图 1 -21（a）所示；也可采用带箭头的指引线，如图1-21（b）所示；还可采用不带箭头的指引线，如图1-21（c）所示。

如图1-22所示，（a）为一组同心圆弧，（b）为一组圆心位于一条直线上的多个不同心圆弧，（c）为一组同心圆，它们的尺寸可用共用的尺寸线和箭头依次表示。

在同一图形中，对于尺寸相同的孔、槽等组成要素，可仅在一个要素上注出其尺寸和数量，并用缩写词“EQS”表示“均布”，如图1-23（a）所示。当本组要素的定位和分布情况在图形中已明确时，可不标注其角度，并省略“EQS”，如图1-23（b）所示。

1.2.3 常用几何图形画法

机件的轮廓形状虽然各不相同，但分析起来，都是由直线、圆弧或其他曲线所组成的几何图形。本节介绍常用的作图方法。

1. 等分圆周与作正多边形

（1）正六边形

① 用圆规等分圆周及作正六边形，如图1-24（a）所示。

② 用丁字尺和三角板作正六边形，如图1-24（b）和图1-24（c）所示。

（2）正五边形

如图1-25所示为作正五边形的方法。

2. 斜度和锥度

（1）斜度

斜度是指一直线（或平面）相对于另一直线（或平面）的倾斜程度，其大小（代号“S”）用它们之间夹角的正切值来表示，如图1-26（a）所示，S=（H（h）/L=tanα，习惯上把比例前项化为1，写成1∶n的形式。

淤 标注斜度时，在比数之前用符号“∠”或“”表示。符号的倾斜方向应与斜度的方向一致，如图1-26（b）所示。斜度符号画法如图1-26（c）所示。

② 斜度的画法，如图1-27所示。

（2）锥度

锥度是指垂直圆锥轴线的两截面圆的直径差与该两截面间的轴向距离之比。其大小表示如图1-28（a）所示，锥度C=（D-d）/L=2tanα/2，通常以1∶n的形式表示。

① 在图样上采用图1-28（c）所示的图形符号表示锥度，该符号配置在基准线上，基准线与圆锥的轴线平行，并通过引出线与圆锥轮廓素线相连。图形符号的方向与圆锥方向一致，如图1-28（b）所示。

② 锥度的画法，如图1-29所示。

3. 作圆弧的切线

利用三角板作圆弧切线，首先确定切线位置，再准确找到切点，最后画切线，作图的关键是求切点，如图1-30所示。

4. 圆弧连接

绘制机件图形时，经常需要用圆弧光滑地连接圆弧或直线，这种用一段圆弧光滑地连接相邻两条线段的方法，称为圆弧连接。光滑连接，实质上就是圆弧与直线或圆弧与圆弧相切，其切点即为连接点。为保证光滑连接，必须准确地找出连接圆弧的圆心和切点。

（1）圆弧连接的作图原理

圆弧连接的作图原理如表1-7所示。

（2）圆弧连接的作图方法

无论哪种形式的圆弧连接，首先都要求作出连接弧的圆心，再找出连接点（切点），最后画连接弧。作图步骤如表1-8所示。

1.2.4 平面图形的画法

画平面图形时，首先要对图形进行尺寸和线段分析，以便明确作图顺序，正确快速地画出平面图形和标注尺寸。

1. 尺寸分析

平面图形中的尺寸，按其作用可分为两类。

（1）定型尺寸

确定平面图形中各线段长度、圆的直径、圆弧半径及角度大小等的尺寸称为定型尺寸，如图1-31所示的尺寸15、φ20、φ5、R15、R12等。

（2）定位尺寸

确定平面图形中线段或各组成部分间相对位置的尺寸称为定位尺寸。图1-31中的尺寸8是确定φ5位置的尺寸。

有时，同一个尺寸既有定型尺寸的作用又有定位尺寸的作用。图1-31中的尺寸75既是决定手柄长度的定型尺寸，又是R10的定位尺寸。

标注平面图形的定位尺寸时，首先要确定标注尺寸的起始位置，标注尺寸的起点称为尺寸基准。平面图形尺寸有水平和垂直两个方向，每一个方向均要确定基准。通常以对称线、较长的直线或圆的中心线作为尺寸基准，如图1-31所示。

2. 线段分析

平面图形中的线段，根据其定位尺寸的完整性，分为三类。

（1）已知线段

具有定型尺寸和齐全的定位尺寸的线段称为已知线段。具有圆弧半径或直径大小和圆心的两个定位尺寸的圆弧称为已知圆弧。例如，图1-31中的尺寸R15、R10。已知线段根据所给尺寸能够直接作出。

（2）中间线段

具有定型尺寸和不齐全的定位尺寸的线段称为中间线段。具有圆弧半径或直径大小和圆心的一个定位尺寸的圆弧称为中间圆弧，例如，图1-31中的尺寸R50。中间线段需要一端的相邻线段作出后才能作出。

（3）连接线段

只有定型尺寸没有定位尺寸的线段称为连接线段。只有圆弧半径或直径大小没有圆心定位尺寸的圆弧称为连接圆弧，如图1-31中的R12所示。连接线段需要靠两端相邻线段先作出后才能作出。

画图时，应先画出已知线段，再画出中间线段，最后画连接线段。

3. 绘图方法和步骤

（1）准备工作

① 分析图形的尺寸与线段，拟订作图步骤。

② 确定比例，选取图幅，固定图纸。

③ 画出图框和标题栏。

（2）绘制底稿

① 画底稿的步骤：画作图基准线，确定图形位置，依次画出已知线段、中间线段和连接线段，如表1-9所示。

② 要求：图形位置适当，所有图线细淡、准确、清晰，图面整洁。

（3）加深描粗

① 加深描粗前，全面检查底稿，修正错误，擦去多余的图线。

② 加深描粗的步骤如下。

先粗后细：先描粗加深全部粗实线，再加深全部虚线、点画线和细实线。

先曲后直：描粗加深同一种线型时，应先画圆弧，后画直线。

先水平后垂直：先从上而下画水平线，再从左到右画垂直线，最后画倾斜线。

画箭头，填写尺寸数字、标题栏等。

③ 要求：同类图线粗细浓淡一致，连接光滑，字体工整，图面整洁。

1.2.5 徒手画法

以目测估计图形与实物的比例，按一定画法要求徒手（或部分使用绘图仪器）绘制的图，称为草图。

在设计、维修、仿造、计算机绘图等场合，经常需要借助草图来记录或表达技术思想。因此，绘画草图是工程技术人员必备的一种基本技能。

徒手画草图一般用HB或B铅笔。为了能随时转动图纸以便顺手，提高徒手绘图速度，草图图纸一般不固定。

1. 草图图线的徒手画法

（1）直线的画法

小手指靠着纸面。画短线以手腕运笔；画长线时，以手臂动作，眼睛注视线段终点，以眼睛的余光控制运笔方向，轻移手腕使笔尖沿要画线的方向做近似直线运动。画倾斜线时，通常将图纸斜放或侧转身体，使要画的直线成顺手方向，其运笔方向如图1-32所示。

（2）常用角度的画法

画30 °、45 °、60 °等常用角度时，如图1-33所示，可按两直角边的近似比例关系，定出两端点后，连成直线。

（3）圆的画法

画较小的圆时，先在中心线上按半径目测定出四点，然后徒手将各点连接成圆，如图1-34（a）所示。画较大的圆时，通过圆心加画两条约45 °的斜线，按半径目测定出八点，连接成圆，如图1-34（b）所示。

（4）圆角和圆弧连接的画法

画圆角和圆弧连接时，根据圆角半径大小，在分角线上定出圆心位置，从圆心分角线两边引垂线，定出圆弧的两个连接点，并在分角线上定出圆弧上的点，然后过这三点作圆弧，如图1-35（a）所示；也可以利用其与正方形相切的特点画出圆角或圆弧，如图1-35（b）所示。

（5）椭圆的画法

画椭圆时，先画椭圆长短轴，定出长短轴顶点，以这四个顶点画矩形，然后作椭圆与矩形相切，如图1-36（a）所示；或者利用其与菱形相切的特点画椭圆，如图1-36（b）所示。

2. 平面图形的草图画法

绘制平面图形草图的步骤与仪器绘图的步骤相同。

草图图形的大小根据目测尺寸比例确定。初学徒手绘图，可在方格纸上进行，如图1-37所示。

草图不是潦草的图，虽为徒手绘制，但不能马虎，要求完整，线型分明，字体工整，图面整洁。