制图的基本知识和技能

模块1　制图的基本知识和技能

任务1　制图工具和用品的使用方法

任务目标

任务内容

读一读：常用绘图工具包括图板、丁字尺、三角板、分规、圆规、铅笔、橡皮。

小贴士：除上述绘图工具外，还有曲线板、擦图片、砂纸、胶带纸、毛刷、小刀、多功能模板、绘图机等。

任务实施

正确地使用和维护绘图工具，是保证绘图质量和加快绘图速度的一个重要方面。因此，必须养成正确使用、维护绘图工具的良好习惯。

图1.1.1　图板与丁字尺

1.图板（见图1.1.1）

小贴士：使用时，注意保持图板的整洁完好。

2.丁字尺

①构成：由尺头和尺身组成。

②作用：主要用来画水平线。

③使用方法：绘图时，尺头的右侧应紧靠在图板的左侧边上下滑动，即可画水平线，如图1.1.2所示。

图1.1.2　丁字尺和图板配合画水平线

3.三角板

一副三角板有两块，即45°和30°（60°），规格25cm以上。作用：和丁字尺配合画垂直线（见图1.1.3）、丁字尺和两块三角板配合可以画出15°整倍数的斜线（见图1.1.4）、平行线和一些常用的特殊角度（15°，75°，105°等）。

图1.1.3　垂直线的画法

图1.1.4　倾斜线的画法

4.圆规

圆规由铅芯脚和针脚组成，如图1.1.5所示。画圆时，针脚和铅芯脚都应垂直纸面，如图1.1.6所示。

想一想：圆规主要用来画_______或_______。

看一看：圆规的附件包括_______、_______、鸭嘴插脚，延伸插杆等。

图1.1.5　圆规钢针、铅芯及其安装

图1.1.6　圆规的使用

5.分规

作用：用来截取尺寸、等分线段和圆周等，如图1.1.7所示。

小贴士：分规的两个针尖并拢时应对齐。

6.铅笔

铅笔分为硬、中、软三种。标号与硬度的关系如图1.1.8所示。

图1.1.7　截取尺寸

图1.1.8　铅笔标号与软硬关系

绘制图样底稿时，应采用2或3铅笔，并削成尖锐的圆锥形；描黑底稿时，应采用B或2B铅笔，削成扁平状。

小贴士：铅笔应从没有标号的一端开始使用。

铅笔的削法见表1.1.1。

表1.1.1　铅笔的削法

续表

任务拓展

其他绘图工具还有曲线板、擦图片、砂纸、胶带纸、毛刷、小刀、多功能模板、绘图机等。

任务2　制图国家标准的基本规定

任务目标

任务内容

读一读：国家标准代号GB／T14689—2008，“GB／T”表示推荐性国家标准；“GB”指“国”和“标”汉语拼音第一个字母，简称“国标”。“T”指“推”的汉语拼音第一个字母。“14689”为标准的顺序号。“2008”为标准的批准年号。

小贴士：制图国家标准对图纸幅面、图框格式及标题栏、比例、字体、图线、剖面符号、尺寸标注等都作了相应规定。

任务实施

一、图幅和格式

1.图纸幅面

①基本幅面：5种（A0，A1，A2，A3，A4，见表1.2.1），其尺寸关系如图1.2.1所示。优先采用基本幅面。

②加长幅面：必要时采用。

表1.2.1　图纸幅面代号及尺寸

图1.2.1　基本幅面的尺寸关系

2.图框格式

①图纸上必须用粗实线画出图框。

②不留装订边的图纸，其图框格式如图1.2.2所示，尺寸按表1.2.1的规定。

图1.2.2　不留装订边的图框格式

③留有装订边的图纸，其图框格式如图1.2.3所示，尺寸按表1.2.1的规定。

图1.2.3　留有装订边的图框格式

3.标题栏

①每张图样必须画标题栏。

②标题栏画在图框的右下角。

标题栏的格式及尺寸如图1.2.4所示。学习画图时可采用简化的标题栏格式，如图1.2.5所示。

图1.2.4　标题栏的格式和尺寸

二、比例

1.术语

①比例：图中图形与其实物相应要素的线性尺寸之比。

②原值比例：＝1，即1∶1。

③放大比例：＞1，如2∶1。

④缩小比例：＜1，如1∶2。

图1.2.5　简化的标题栏格式

2.比例系列（见表1.2.2）

①需要按比例绘制图样时选用表中“优先选择系列”的比例。

②必要时也可选用表中“允许选择系列”的比例。

表1.2.2　比　例

注：n为正整数。

3.标注方法

①比例符号以“∶”表示，如1∶1，2∶1等。

②比例一般写在标题栏中的比例栏内。

小贴士：不论采用何种比例，在图样中标注尺寸数值必须标注实际大小，与图形的比例无关，如图1.2.6所示。

图1.2.6　比例与尺寸数字

三、字体

1.基本要术

①在图样中书写汉字、数字和字母时必须做到16个字：“字体工整，笔画清楚，间隔均匀，排列整齐”。

②字体高度（h）：代表字体的号数。公称尺寸系列：1.8mm，2.5mm，3.5mm，5mm，7mm，10mm，14mm，20mm。

③汉字应写成长仿宋体字。字高h不应小于3.5mm，字宽一般大约是0.7h。书写要领：横平坚直、注意起落、结构匀称、填满方格。

④字母、数字：写成斜体或直体。

小贴士：斜体字字头向右倾斜，与水平线成75°角。

2.字体示例

①斜体如图1.2.7所示。

图1.2.7　斜体

②直体如图1.2.8所示。

图1.2.8　直体

③长仿宋体字如图1.2.9所示。

图1.2.9　长仿宋体

四、图线

1.线型、图线尺寸及应用

8种基本线型，其名称、线型、宽度和一般应用见表1.2.3。图线的应用示例如图1.2.10所示。

图1.2.10　图线应用示例

粗线和细线的宽度比例为3∶1，在0.13mm，0.18mm，0.25mm，0，35mm，0.5mm，0.7mm，1mm，1.4mm，2mm数系中选取图线宽度（常用的为0.25mm，0.35mm，0.5mm，0.7mm，1mm）

小贴士：同一张图样中，同类图线的宽度应一致。虚线、点画线及双点画线的线段长度和间隔应各自大致相等。

2.图线的画法

（1）图线的平行、相交画法

①两条平行线（包括剖面线）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。

②绘制圆的对称中心线时，圆心应为长画线的交点。

③点画线和双点画线首末两端应是长画线而不是点，点画线应超出图形轮廓线3～5mm。

④在较小的图形上绘制点画线或双点画线有困难时，可用细实线代替。

⑤当虚线与虚线相交或虚线与其他形式图线相交时，应是画线相交。

⑥当虚线是粗实线的延长线时，连接处应留出空隙。

（2）基本线型重合绘制的优先顺序

其优先顺序是：可见轮廓线→不可见轮廓线→尺寸线→各种用途的细实线→轴线和对称线（中心线）→假想线。

表1.2.3　图线型式及其应用

续表

3.图线画法示例

图线画法示例如图1.2.11所示。

图1.2.11　图线的画法示例

五、剖面符号

金属材料的剖面符号用细实线画成与主要轮廓线或对称中心线成45°或135°的平行线，如图1.2.12所示。

图1.2.12　金属材料的剖面符号

表1.2.4　各种材料的剖面符号

六、尺寸注法

1.标注尺寸的基本规则

①标注真实尺寸大小。

②以“mm”（毫米）为单位时，不标注单位，如图1.2.13所示。

③每一尺寸只需标注一次。

④尽可能使用符号和缩写词。常用符号和缩写词见表1.2.5。

图1.2.13　以“mm”为单位时不标注单位代号

图1.2.14　不以“mm”为单位时要标注单位代号

表1.2.5常用的符号和缩写词

2.尺寸的组成

（1）尺寸标注

尺寸一般由尺寸界线、尺寸线、尺寸数字和箭头组成，其相互关系如图1.2.15所示。

图1.2.15　尺寸标注示例

小贴士：标注两平行的尺寸应遵循“小尺寸在里，大尺寸在外”的原则。

（2）箭头的画法

在机械制图中，尺寸线终端主要采用箭头的形式。采用实心画，长为4d，宽为d（d为粗实线的宽度），如图1.2.16所示。

图1.2.16　箭头的正确画法

图1.2.17　箭头的错误画法

（3）尺寸数字的有关规定

①一般标注在尺寸线上方，也允许注写在尺寸线的中断处，当位置不够时也可以引出标注。同一张图纸上，字高要一致。

②标注参考尺寸时，应将尺寸数字加上圆括弧。

③尺寸数字不可被任何图线所通过。图线通过数字时，图线应断开，如图1.2.18所示。

图1.2.18　尺寸数字标注规定

④线性尺寸数字的方向一般应按图1.2.19（a）所示的方向注写，并尽可能避免在图示30°范围内标注尺寸。当无法避免时，可按图（b）或图（c）或图（d）的形式标注。

图1.2.19　30°范围内的尺寸标注

（4）尺寸线

①用细实线画，其终端有箭头。

②尺寸线不能用其他图线代替，一般也不能与其他图线重合或画在其延长线上。

③尺寸线必须与所标注的线段平行，如图1.2.20所示。

（5）尺寸界线

①用细实线画。轮廓线、中心线可作尺寸界线。

②一般应与尺寸线垂直，必要时才允许倾斜。

③在光滑过渡处，必须用细实线将轮廓线延长，从它们的交点引出尺寸界线。

④尺寸界线一般应超出尺寸线2～3mm，如图1.2.21所示。

图1.2.20　尺寸线的规定

图1.2.21　尺寸界线的规定

3.直径和半径

①标注圆的直径尺寸时，尺寸线应通过圆心，并在尺寸数字前加注直径符号“φ”。如图1.2.22（a）所示。

②标注圆弧的半径尺寸时，若为优弧，则与圆的尺寸注法相同（标注直径），如图1.2.22 （b）所示。

③标注小于或等于半圆的半径尺寸时，应在尺寸数字前加注半径符号“R”，如图1.2.22 （c）所示。

④标注小直径或半径尺寸时，箭头和数字可写在外面，如图1.2.23（d）所示。

⑤当圆弧的半径过大或在图纸范围内无法标出其圆心位置时，可采用折线的形式标注。若不需要标出圆弧的圆心位置时，可只画靠近箭头的一段，如图1.2.23（e）所示。

⑥标注球面的直径或半径时，应在符号“φ”或符号“R”前加注符号“S”。对于螺钉、铆钉的头部，轴（包括螺杆）的端部以及手柄的端部等，在不致引起误解的情况下可省略符号“S”，如图1.2.22（f）所示。

图1.2.22　直径和半径的标注

4.小尺寸的注法

①标注一连串的小尺寸时，可用小圆点或斜线代替箭头，但最外两端箭头仍应画出，如图1.2.23（a）所示。

②在没有足够的位置画箭头或注写尺寸数字时，可将箭头或尺寸数字布置在外面。当位置更小时，箭头和数字都可以布置在外面。数字也可以指引线引出标注，如图1.2.23（b）所示。

图1.2.23　小尺寸的注法

5.角度的注法

①数字一律水平填写，数字写在尺寸线中断处，必要时允许写在外面或引出标注。

②角度尺寸界线沿径向引出。

③角度尺寸线应画成圆弧，其圆心是该角的顶点，如图1.2.24所示。

图1.2.24　角度的注法

教师评估

续表

任务3　常用几何图形画法

任务目标

任务内容

练一练：抄画图1.3.1所示吊钩。通过绘制该图样，总结出本任务将要学习的知识内容。

想一想：要画好图1.3.1所示吊钩，是否需要掌握等分作图、圆弧连接和平面图形等作图方法？

任务实施

一、几何作图

1.等分作图

（1）等分线段

方法：

①试分法：先目测估计出线段的长度，用分规自线段的一端进行试分，如不能恰好将线段分尽，可视其“不足”或“剩余”部分的长度调整分规的开度，再行试分，直到分尽为止。

②平行线法。举例：三等分线段AB，如图1.3.2所示。

步骤：

a.从A点引一条射线AC；

b.以任意长度在AC上取三个等分点1，2，3；

c.连接B3，通过1，2两点分别作线段B3的平行线，交AB于11和22两点，即把线段AB分成了3等份。

图1.3.1　吊钩

（2）等分圆周和作正多边形

①圆周的四、八等分。用45°三角板和丁字尺配合作图，可直接将圆周进行四、八等分。将各等分点依次连接，即可分别作出圆的内接四边形或八边形，如图1.3.3（a）（二者方位不同）、（b）所示。

图1.3.2　等分线段

图1.3.3　圆周的四、八等分

②圆周的三、六、十二等分

有两种作图方法，即用圆规作图，如图1.3.4所示；或用30°～60°三角板和丁字尺配合作图，如图1.3.5所示。

2.圆弧连接

用一圆弧光滑地连接相邻两线段的作图方法，称为圆弧连接。

图1.3.4　用圆规三、六、十二等分圆周

图1.3.5　用三角板三、六、十二等分圆周

（1）作图原理

其作图原理可归结为求连接圆弧的圆心和切点。

①圆弧与直线连接，如图1.3.6（a）所示。

图1.3.6　圆弧连接

圆心：连接弧圆心的轨迹为一平行于已知直线的直线，两直线间的垂直距离为连接弧的半径R。

切点：由圆心向已知直线作垂线，其垂足为切点。

②圆弧与圆弧连接（外切），如图1.3.6（b）所示。

圆心：连接弧圆心的轨迹为一与已知圆弧同心的圆，该圆的半径为两圆弧半径之和。

切点：两圆心的连线与已知圆弧的交点即为切点。

③圆弧与圆弧连接（内切），如图1.3.6（c）所示。

圆心：连接弧圆心的轨迹为一与已知圆弧同心的圆，该圆的半径为两个圆弧半径之差。

切点：两圆心连线的延长线与已知圆弧的交点即为切点。

（2）作图步骤

①先求圆心。

②再求切点。

③用连接弧半径画弧。

④描深———为保证连接光滑，一般应先描圆弧，后描直线。当几个圆弧相连接时，应依次相连，避免同时连接两端。

试一试：

①两直线间的圆弧连接，如图1.3.7所示。

②直线和圆弧之间的圆弧连接，如图1.3.8所示。

③两圆弧之间的圆弧连接（外连接），如图1.3.9所示。

④两圆弧之间的圆弧连接（内连接），如图1.3.10所示。

⑤两圆弧之间的圆弧连接（混合连接），如图1.3.11所示。

图1.3.7两直线间的圆弧连接

图1.3.8直线和圆弧之间的圆弧连接

图1.3.9　两圆弧之间的圆弧连接（外连接）

图1.3.10　两圆弧之间的圆弧连接（内连接）

图1.3.11　两圆弧之间的圆弧连接（混合连接）

二、平面图形的画法

1.尺寸分析

①尺寸基准：指标注尺寸的起点。通常以图形的对称线、中心线或某一轮廓线作为标注尺寸的基准。

②定形尺寸：用于确定线段的长度、圆弧的半径（或圆的直径）和角度大小等的尺寸。如图1.3.12中的R12、R50、φ20、φ30等。

③定位尺寸：用于确定线段在平面图形中所处位置的尺寸，如图1.3.12中的尺寸8。

2.线段分析

根据线段定位尺寸的完整与否，它可分为三类。

①已知线段：具有两个定位尺寸可直接画出的线段，如图1.3.12中的φ5、R15、R10。

②中间线段：具有一个定位尺寸，但可根据与其他线段的连接关系画出的线段，如图1.3.12中的R50。

③连接线段：没有定位尺寸的线段，如图1.3.12中的R12。

作图时，应先画已知线段，再画中间线段，最后画连接线段。

图1.3.12　手柄

3.绘图的方法和步骤

①准备工作。画图前应先了解所画图样的内容和要求，准备好必要的绘图工具，清理桌面，暂时不用的工具、资料不要放在图板上。

②选定图纸。根据图形大小和复杂程度选定比例，确定图纸幅面。

③固定图纸。图纸要固定在图板左下方，下部空出的距离要能放丁字尺，以便操作。图纸要用胶纸固定。固定时不应使用图钉，以免损坏图板。

④绘制底稿。画出图框和标题栏轮廓后，先画出各图形的基准线，注意各图的位置要布置匀称。底稿线要细，但应清晰。

⑤检查并清理底稿后，加深图形和标注尺寸，最后完成标题栏。

⑥全面检查图纸。

加深的步骤与画底稿时不同。一般先加深图形，其次加深图框和标题栏，最后标注尺寸和书写文字。加深图形时，应按“先曲线后直线，由上到下，由左到右，所有图形同时加深”的原则进行。在加深粗直线时，将同一方向的直线加深完后，再加深另一方向的直线。细线一般不要加深，在画底稿时直接画好就行了。

任务拓展

一、斜度和锥度

1.斜度S

斜度是指一直线（或平面）对另一直线（或平面）的倾斜程度，用代号“S”表示，如图1.3.13所示。计算公式：

S＝（T－t）／1＝T／L＝tanα

①斜度符号：“∠”，如图1.3.14所示。

图1.3.13　斜度

图1.3.14　斜度符号

②斜度的标注方法。斜度一般以1∶x的形式表示，写在斜度符号后面。指引线从被标注的“斜线”引出，标注斜度的细实线和参考线平行。斜度符号的斜线方向应与图形的斜度方向一致，如图1.3.15所示。

2.锥度C

锥度是指正圆锥底圆直径与圆锥高度之比，如图1.3.16所示。计算公式：

C＝（D－d）／L＝D／L＝2tan（α／2）

图1.3.15　斜度的标注

图1.3.16　锥度

①锥度符号如图1.3.17所示。

②锥度的标注方法。锥度一般以1∶x的形式写在锥度后面，该符号配置在基准线上，并靠近圆锥轮廓线，指引线从圆锥轮廓线引出，图形符号的方向应与锥度方向一致，如图1.3.18所示。

图1.3.17　锥度符号

图1.3.18　锥度的标注

教师评估