第1部分 制图基础

第1章 制图基本知识

本章主要介绍国家标准《技术制图》和《机械制图》中有关图幅、图线、字体等内容，并以平面几何为基础，介绍绘制机械图样时常用的几何作图方法，为绘图方法和格式提供基础知识。

1.1 《机械制图》与《技术制图》国家标准

机械图样是表达和交流技术思想的工具，是“工程技术界的语言”。为了便于生产、管理和交流，必须对图样的画法、尺寸标注方法等做出统一的规定。《机械制图》国家标准是我国颁布的一项重要的技术标准，是在遵守《技术制图》标准中基本规定的前提下，做出的必要的技术性的具体补充。

我国的国家标准（简称国标）的代号是“GB”，如GB/T 14689—1993，其中GB/T表示推荐国标，14689是编号，1993是发布年号。

1993年以来，在《技术制图》与《机械制图》国家标准中，分别对图纸的幅面及格式，比例、字体、图线、尺寸标注方法等做出了一系列新的规定或对老标准进行了替代。

1.1.1 图纸幅面和格式（GB/T 14689—1993）

1. 图纸幅面尺寸

为了便于图样的绘制、使用和管理，绘制图样时，应优先采用表1-1中规定的基本幅面，必要时可按国标规定加长幅面，加长幅面的尺寸由基本幅面的短边成整数倍增加后得到。

2. 图框格式

在图纸上需用粗实线画出图框，其格式分为留装订边（图1-1）和不留装订边（图1-2）两种，但同一产品的图样应采用相同的格式。加长幅面的图框尺寸，按所选用的基本幅面大一号的图框尺寸确定。

3. 标题栏的方位与格式

每张图纸上都必须画出标题栏，它的基本要求、内容、尺寸等应遵守GB/T 10609—1989《技术制图标题栏》的规定，其格式如图1-3所示。为了学习方便，在学校的制图作业中，建议采用如图1-4所示的格式。

根据视图的布置需要，图纸可以横放（长边位于水平方向）或竖放（短边位于水平方向），标题栏应位于图框右下角，如图1-1、图1-2所示，这时看图与看标题栏的方向一致。对于预先印制的图纸，允许将图纸逆时针旋转90°，标题栏位于图框右上角，如图1-5所示。此时，为了明确绘图与看图方向，应在图纸的下边对中符号处画一个方向符号，方向符号是用细实线绘制的等边三角形。

1.1.2 比例（GB/T 14690—1993）

图中图形与其实物相应要素的线性尺寸之比称为比例。比值为1的比例称为原值比例，比值大于1的比例称为放大比例，比值小于1的比例称为缩小比例。

当设计需要按比例绘制图形时，应先从表 1-2 中选用优先比例，必要时也可选用允许比例。

如图1-6所示为同一机件采用不同比例所绘制的图形。

绘制同一机件的各个图形原则上采用相同的比例，并在标题栏的“比例”一栏中进行填写。当某个图形需要采用不同的比例时，必须按规定另行标注。

1.1.3 字体（GB/T 14691—1993）

图样中除图形外，还需用汉字、字母、数字等来标注尺寸和说明机件在设计、制造、装配时的各项要求。

为了图样的清晰和美观，不致因字体不规范而造成误解，给生产带来麻烦和损失，图样中的字体书写必须做到：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：1.8、2.5、3.5、5.7、10、14、20mm。如需书写更大字体，其字体高度应按的比率递增，字体高度代表字体的号数。

1. 汉字

图样上的汉字应写成长仿宋体，并应采用中华人民共和国国务院正式公布推广的《汉字简化方案》中规定的简化汉字，汉字高度h应不小于3.5mm，其字宽一般为h/。长仿宋体汉字的书写要领是：横平竖直，注意起落，结构均匀，填满方格。

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。在同一图样上，只允许选用同一种形式的字体。

字母和数字可写成直体或斜体。斜体字头向右倾斜，与水平基准线成75°。图样中常用的字母有拉丁字母和希腊字母两种，每种字母可分为大写和小写两种。

1.1.4 图线（GB/T 17450—1998、GB/T 4457.4—2002）

国家标准规定了图线的名称、形式、结构、标记及画法规则。它适用于各种技术图样，如机械、电气、建筑和土木工程图样等。GB/T 17450—1998及GB/T 4457.4—2002规定，在机械图样中采用粗、细两种线宽，粗线的宽度d应按图的大小和复杂程度，在0.5、0.7、1、1.4、2mm五个数值中选用，细线的宽度为粗线宽度d的1/2。线型的规定见表1-3。为了保证图样清晰、易读和便于微缩复制，应尽量避免在图样中出现宽度小于0.18mm的图线。

如图1-7所示为各种形式图线的应用示例。

在同一图样中，同类图线的宽度应基本保持一致；虚线、细点画线、双点画线的线段长度和间隔也应各自大致相等。

1.1.5 尺寸注法（GB/T 4458.4—2003）

图形只能表达机件的结构形状，而机件的大小则由所标注的尺寸来确定，它是制造机件的依据。图样中标注的尺寸应该做到正确、清晰、完整，要严格遵守国标中尺寸注法的有关规定。

1. 基本规则

国标中的基本规则主要有以下几条。

（1） 机件的真实大小应以图样中所注的尺寸数值为准，与图形大小及绘图的准确度无关。

（2）图样中凡以mm为计量单位的尺寸，不必标出其尺寸单位的代号或名称，若采用其他计量单位，则必须注明其相应的计量单位代号或名称。

（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）机件的每一尺寸在图样中一般只标注一次，并应标注在反映该结构最清晰的图形上。

2. 尺寸的组成及注法

尺寸的组成及注法如表1-4所示。

1.2 绘图工具及仪器的使用

常用的绘图工具和仪器有图板、丁字尺、三角板、圆规、分规、曲线板、铅笔和橡皮等。

1.2.1 图板、丁字尺、三角板

图板是用来固定图纸的，要求表面平坦光滑，分为0#、1#、2#三种，可根据图幅大小来选择图板。图纸一般应贴在绘图最方便的位置上。

丁字尺用来画水平线，画线时丁字尺的尺头必须紧靠图板左边进行上、下移动，沿尺子自左至右画线。

三角板（45°-90°和 30°-60°-90°角各一块），与丁字尺配合，可画垂直线、45°、30°、60°、15°、75°等斜线。

1.2.2 圆规和分规

圆规用来画圆或圆弧，分规是用来量取和等分线段的工具。

1.2.3 曲线板

曲线板是用来描绘非圆曲线的工具。绘图时先将一系列的点徒手用铅笔连起来，然后选择曲线板上合适的部分与徒手连接的曲线贴合后逐段描绘，注意绘图时应有一段与前一段重合，以保证曲线光滑过渡。

1.2.4 铅笔

绘图铅笔笔杆上的“H”、“HB”、“B”等表示铅芯的软硬程度，其中2H、H为硬铅芯，用来画底稿；HB 为软硬适中，用来画细线；B、2B 表示软铅芯，用来画粗线。铅笔一般削成锥形，也有削成扁平的。

1.3 几何作图

机件的形状多种多样，但在图样中，机件的轮廓基本上都是由直线、圆弧和其他一些曲线组合成的几何图形。熟练掌握几何图形的基本作图方法对于保证图面质量，提高绘图速度是十分重要的。下面介绍几种最基本的几何作图方法。

1.3.1 斜度和锥度

1. 斜度

斜度是一直线（或平面）对另一直线（或平面）的倾斜程度，其大小用二者之间的夹角正切值表示。斜度的画法如图1-8所示。图中斜度 。

2. 锥度

锥度是指圆锥底的直径与高度之比。锥度及锥度符号的画法如图 1-9 所示。图中锥度=。

1.3.2 圆弧连接

绘制机件图样时，经常遇到用一已知半径的圆弧光滑地连接两已知线段，称为圆弧连接。这段已知半径的圆弧称为连接弧。为保证连接光滑，必须准确地找出连接弧的圆心和连接点（切点）的位置。

1.4 平面图形的分析

平面图形是由若干线段连接而成的，画平面图形必须通过对图形和尺寸的分析后才能确定画法。

1.4.1 平面图形的尺寸分析

尺寸是确定平面图形形状和大小的必要因素，按其作用分为定形尺寸和定位尺寸。

1. 定位尺寸

确定图形各部分相对位置的尺寸。标注定位尺寸的起点称为尺寸基准，平面图形有水平和垂直两个方向的基准。标注定位尺寸时，必须与尺寸基准相关联。平面图形常用的基准有：对称平面的对称线、圆的中心线、回转体的轴线、主要轮廓线等。如图1-10所示的平面图形以底面轮廓及圆φ12的一对互相垂直的中心线作为其水平和垂直方向的尺寸基准。尺寸35、50、6为定位尺寸。

2. 定形尺寸

确定各部分形状的尺寸。如图1-10所示的尺寸除上述的定位尺寸外，其余的尺寸均属定形尺寸。

1.4.2 平面图形的线段分析

按平面图形中线段（包括圆弧和直线）所给尺寸的完整程度，分为已知线段、中间线段和连接线段。现以图1-10为例进行分析。

（1）已知线段，指有足够的定形和定位尺寸的圆弧或直线。如图1-10所示的圆φ12、φ24及矩形ABCD均属已知线段。

（2）中间线段，指有定形尺寸和一个方向的定位尺寸，而另一个方向上的定位尺寸须通过几何关系计算出来的线段。如图 1-10 所示的圆弧 R40 确定其圆心位置的一个定位尺寸 6已给出，但另一个定位则要借助于它与圆φ24 相内切的关系才能求出，故圆弧 R40 为中间线段。

（3）连接线段，指只有定形尺寸，而两个方向的定位尺寸均须通过计算才能确定的线段。如图1-10所示的圆弧R15，仅给出了半径大小，而没有给出圆心的定位尺寸，画图时，其圆心位置需根据它左端与圆弧R40相切，右端与直线AB相切的关系才能求出，故圆弧R15为连接线段。同理R20也为连接线段。

1.4.3 平面图形的画图步骤

通过对平面图形的尺寸分析和线段分析，可以得出以下的结论：绘制平面图形时，首先画出基准线，随后画各已知线段，再依次画各中间线段，最后画各连接线段。

下面以如图1-10所示的平面图形为例，讲述画图的方法与步骤。

1. 准备工作

画图前要做好以下准备工作。

（1）备齐绘图工具与仪器，擦干净丁字尺与三角板，削好铅笔。

（2）定比例、图幅并贴好图纸。

（3）分析图纸的尺寸与线段。

2.画底稿

画底稿一般用2H铅笔，轻轻地绘制，其具体步骤如下。

（1）画图框、标题栏。

（2）布置图形位置，尽量居中。

（3）画图时先画基准线，再画已知线段、中间线段，最后画连接线段。

3. 检查

检查无误后，擦去多余线条和辅助线后按线型要求加深。加深时，一般先加深细线后加深粗线，以保证图面整洁；先加深圆弧后加深直线，以保证连接光滑。

4. 标注尺寸

尺寸标注要在图形分析的基础上进行，首先选好尺寸基准，然后标注定形和定位尺寸。

尺寸标注要求做到正确、完整、清晰。

正确：按国家标准规定标注尺寸。

完整：尺寸要齐全，不重复，不遗漏。

清晰：尺寸应标注在反映结构形状最明显的图形上。