1.3 机械设计图的绘制步骤_中文版AutoCAD 2016机械设计从入门到精通-QQ阅读男生都市网

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1.3 机械设计图的绘制步骤

上面的小节已经介绍了机械设计中的两种主要图纸，本小节介绍机械设计图的绘制步骤。在机械制图中，不同的零件，其绘制的方法不尽相同，但是它们的绘制步骤却是一致的，基本上可以分为绘制零部件的图形、尺寸标注、标注表面粗糙度、标注形位公差、填写技术要求这5步，这5步分别介绍如下。

1.3.1 绘制零部件的图形

绘制零部件的图形就是选择机械设计的表达方案，而表达方案的选择，首先应考虑看图方便。根据零件的结构特点，选用适当的表示方法。由于零件的结构形状是多种多样的，所以在画图前，应对零件进行结构形状分析，结合零件的工作位置和加工位置，选择最能反映零件形状特征的视图作为主视图，并选好其他视图，以确定最佳的表达方案。

选择表达方案的原则是在完整、清晰地表示零件形状的前提下，力求制图简便。

1 零件分析

零件分析是认识零件的过程，也是确定零件表达方案的前提。零件结构形状的工作位置或加工位置不同，所选择视图也应不同。在选择视图之前，应首先对零件进行形体分析和结构分析，并了解零件的制作和加工情况，以便确切地表达零件的结构形状，反映零件的设计和工艺要求。

2 主视图的选择

主视图是表达零件形状最重要的视图，其选择是否合理将直接影响其他视图的选择和看图是否方便，甚至影响到画图时图幅的合理利用。一般来说，零件主视图的选择应满足“合理位置”和“形状特征”两个基本原则。

合理位置原则

所谓“合理位置”通常是指零件的加工位置和工作位置。

加工位置是零件在加工时所处的位置。主视图应尽量表示零件在机床上加工时所处的位置。这样在加工时才可以直接进行图物对照，便于识图和测量尺寸，可减少差错。如轴套类零件的加工，大部分工序是在车床或磨床上进行，因此通常要按加工位置（即轴线水平放置）画其主视图，如图1‑19所示。

图1‑19 轴类零件的加工位置

工作位置是零件在装配体中所处的位置。零件主视图的放置，应尽量与零件在机器或部件中的工作位置一致。这样便于根据装配关系来考虑零件的形状及有关尺寸，便于校对。

形状特征原则

确定了零件的安放位置后，还要确定主视图的投影方向。形状特征原则就是将最能反映零件形状特征的方向作为主视图的投影方向，即主视图要较多地反映零件各部分的形状及它们之间的相对位置，以满足零件清晰表达的要求。图1‑20所示是机床尾架主视图不同投影方向的效果图。由图可知，图1‑20（a）的表达效果显然比图1‑20（b）表达效果要好很多。

图1‑20 确定合理的主视图投影方向

3 选择其他视图

一般来讲，仅用一个主视图是不能完整反映零件的结构形状的，必须选择其他视图，包括剖视图、断面图、局部放大图和简化画法等。主视图确定后，对其表达未尽的部分，再选择其他视图予以完善表达。具体选用时，应注意以下几点：

◆根据零件的复杂程度及内、外结构形状，全面地考虑还应需要的其他视图，使每个所选视图应具有独立存在的意义及明确的表达重点，注意避免不必要的细节重复，在明确表达零件的前提下，使视图数量最少。

◆优先考虑采用基本视图，当有内部结构时应尽量在基本视图上作剖视；对尚未表达清楚的局部结构和倾斜的部分结构，可增加必要的局部（剖）视图和局部放大图；有关的视图应尽量保持直接投影关系，配置在相关视图附近。

◆按照视图表达零件形状要正确、完整、清晰、简便的要求，需进一步综合、比较、调整、完善，选出最佳的表达方案。

1.3.2 尺寸标注

图形绘制完毕后，就可以进行尺寸标注。尺寸标注是一项极为重要、严肃的工作，必须严格遵守国家相关标准和规范，了解尺寸标注的规则、组成元素以及标注方法。

1 尺寸标注的组成

一个完整的尺寸一般由：标注文字、尺寸线、箭头（尺寸线的终端）和尺寸界线等部分组成，对于圆的标注还有圆心标记和中心线，如图1‑21所示。

图1‑21 尺寸标注组成示意图

下面介绍尺寸标注的组成。

◆标注文字：用于表达测量值的字符。文字可以包含前缀、后缀和公差。

◆尺寸线：用于指示标注的方向和范围。标注角度时，尺寸线是一段圆弧。

◆箭头：显示在尺寸线的两端，也称为终止符号。

◆尺寸界线：也称为投影线，从部件延伸到尺寸线。

◆中心标记：是标记圆或圆弧中心的小十字。

◆中心线：是用来标记圆或圆弧中心的点画线。

在AutoCAD中，标注线通常独立设置为标注层，这样可以使所有标注线统一在一个图层里面。

2 尺寸标注的基本规则

在进行尺寸标注的时候应遵循以下基本规则：

◆零件的真实大小应以图样上所标注的尺寸数值为依据，与图样的大小以及绘图的准确度无关。

◆图样中的尺寸以毫米（mm）为单位时，不需要标注计量单位的代号或名称；如采用其他单位，必须标明相应的计量单位的代号或名称。

◆图样中所标注的尺寸，为该图样所示机件的最后完工尺寸，否则应该另行说明。

◆零件的每个尺寸一般只标注一次，并使其反应在该特征最清晰的位置上。

3 极限与配合尺寸

零件的实际加工尺寸是不可能与设计尺寸绝对一致的，因此设计时应允许零件尺寸有一个变动范围，尺寸在该范围内变动时，相互结合的零件之间能形成一定的关系，并能满足使用要求，这就是“极限与配合”。

要了解极限与配合，就必须先了解极限与配合的含义与一些术语，在机械制图中极限配合术语如图1‑22和图1‑23所示。

图1‑22 孔的极限配合术语

图1‑23 轴的极限配合术语

◆基本尺寸：设计时所确定的尺寸。

◆实际尺寸：成品零件，通过测量所得到的尺寸。

◆极限尺寸：允许零件实际尺寸变化的极限值，极限尺寸包括最小极限尺寸和最大极限尺寸。

◆极限偏差：极限尺寸与基本尺寸的差值，它包括上偏差和下偏差，极限偏差可以为正也可以为负，也可以为零。

◆尺寸公差：允许尺寸的变动量，尺寸公差等于最大极限尺寸减去最小极限尺寸的绝对值。

1.3.3 标注表面粗糙度

在加工零件时，由于零件表面的塑形变形、以及机床精度等因素的影响，加工表面不可能绝对平整，零件表面总存在较小间距和峰谷组成的微观几何形状特征，该特征即称为表面粗糙度，如图1‑24所示。

图1‑24 表面粗糙度

表面粗糙度是由设计人员根据具体的设计要求进行标注的，因此零件上各个面的表面粗糙度也可能不同。比如，液压缸缸筒内壁和外壁的粗糙度要求就显著不同，因为内壁与活塞密封件之间有运动副，所以表面要求很高，因此内壁要求精加工；而外壁不与任何零部件接触，没有任何表面要求，甚至不需要加工。两者的差异体现在图纸与实物上，如图1‑25所示。

图1‑25 不同粗糙度的表面情况

1 表面粗糙度值的确定

对于设计人员来说，需要考虑零件与其他零件的配合关系，因此各个配合面的粗糙度需要着重留意。各种配合精度相适应的表面粗糙度值可参考表1‑1和表1‑2。

表1-1 与配合精度相适应的最低表面粗糙度值（轴类）

表1-2 与配合精度相适应的最低表面粗糙度值（孔类）

续表

而对于工艺编制人员来说，不同的加工方法，所能达到的表面粗糙度也不一样。因此工艺人员需要仔细审图，查看所标明的各个表面粗糙度数值，然后再安排合理的加工工序，编制对应的工艺文件。不同级别的粗糙度与加工方法的选择可参考表1‑3。

表1-3 表面粗糙度的参数值与相应加工方法

续表

2 图形符号及其含义

在我国的机械制图国家标准中规定了如表1‑4所示的9种粗糙度符号。绘制表面粗糙度一般使用带有属性的块的方法来创建。

表1-4 9种表面粗糙度符号及其含义

3 图形符号的画法及尺寸

图形符号的画法如图1‑26所示，表1‑5列出了图形符号的尺寸。

图1‑26 图形符号的画法

表1-5 图形符号的尺寸mm

提示

H2取决于标注内容。

4 图形符号在图纸上的标注方法

表面结构要求对每一表面一般只注一次，并尽可能注在相应的尺寸及其公差的同一视图上。除非另有说明，所标注的表面结构要求是对完工零件表面的要求。

为了表示表面结构的要求，除了标注表面结构参数和数值外，必要时应标注补充要求，包括传输带、取样长度、加工工艺、表面纹理及方向、加工余量等。这些要求在图形符号中的注写位置如图1‑27所示。

图1‑27 各要求在粗糙度符号中的位置

◆位置a：注写第一表面位置要求，为默认位置，必填；

◆位置b：注写第二表面位置要求，可省略；

◆位置c：注写加工方法，如“车”“铣”“磨”等，可省略；

◆位置d：注写纹理方向，如“=”“x”“m”等，可省略；

◆位置e：注写加工余量，可省略。

当在图样某个视图上构成封闭轮廓的各表面有相同的表面结构要求时，可在完整图形符号上加一圆圈，标注在图样中工件的封闭轮廓线上，如图1‑28所示。

表面结构的注写和读取方向与尺寸的注写和读取方向一致。表面结构要求可标注在轮廓线上，其符号应从材料外指向并接触表面，如图1‑29所示。

图1‑28 封闭轮廓的标注

图1‑29 常规图形标注

必要时，表面结构也可用带箭头或黑点的指引线引出标注，如图1‑30所示。在不致引起误解时，表面结构要求可以标注在给定的尺寸线上，如图1‑31所示。

图1‑30 引出线标注粗糙度

图1‑31 标注在尺寸线上

另外，还可以根据情况标注在形位公差框格的上方，如图1‑32和图1‑33所示。

图1‑32 标注在形位公差框上（一）

图1‑33 标注在形位公差框上（二）

如果标注的是棱柱，而且每个棱柱表面有不同的表面要求，则应分别标注，如图1‑34所示。

如果在工件的多数（包括全部）表面有相同的表面结构要求时，则其表面结构要求可统一注在图样的标题栏附近。此时，表面结构要求的符号后面应有：在圆括号内给出无任何其他标注的基本符号，如图1‑35所示。该方法即相当于以前的“其余”标注。

图1‑34 不同棱柱表面的标注方法

图1‑35“其余”标注方法

1.3.4 标注形位公差

形位公差包括形状公差和位置公差。任何零件都是由点、线、面构成的，这些点、线、面称为要素。机械加工后零件的实际要素相对于理想要素总有误差，包括形状误差和位置误差。这类误差影响机械产品的功能，设计时应规定相应的公差并按规定的标准符号标注在图样上。

1 形状公差

形状公差包括以下6种公差。

圆柱度

圆柱度的符号为，是限制实际圆柱面对理想圆柱面变动量的一项指标。它控制了圆柱体横截面和轴截面内的各项形状误差，如圆度、素线直线度、轴线直线度等。圆柱度是圆柱体各项形状误差的综合指标。

平面度

平面度的符号为，是限制实际平面对理想平面变动量的一项指标。它是针对平面发生不平而提出的要求，将被测实际表面与理想平面进行比较，两者之间的线值距离即为平面度公差值。

圆度

圆度的符号为，是限制实际圆对理想圆变动量的一项指标。它是对具有圆柱面（包括圆锥面、球面）的零件，在一正截面（与轴线垂直的面）内的圆形轮廓要求。

直线度

直线度的符号为，是限制实际直线对理想直线变动量的一项指标。它是针对直线发生不直而提出的要求，表示被测特征的素线（如果公差前带Ø则表示是被测圆柱的轴线）应该在公差范围内。

面轮廓度

面轮廓度的符号为，是限制实际曲面对理想曲面变动量的一项指标。它是对曲面的形状精度要求，理想曲面与实际曲面的线值距离即为面轮廓度的公差带。

线轮廓度

线轮廓度的符号为，是限制实际曲线对理想曲线变动量的一项指标。它是指对非圆曲线的形状精度要求，理想曲线与实际曲线的线值距离即为线轮廓度的公差带。

2 位置公差

位置公差包括以下几种。

位置度

位置度的符号为，用来控制被测实际要素相对于其理想位置的变动量，其理想位置由基准和理论正确尺寸确定。

同轴度

同轴度符号为，用来控制理论上应该同轴的被测轴线与基准轴线的不同轴程度。

对称度

对称度符号为，一般用来控制理论上要求共面的被测要素（中心平面、中心线或轴线）与基准要素（中心平面、中心线或轴线）的不重合程度。

平行度

平行度的符号为，用来控制零件上被测要素（平面或直线）相对于基准要素（平面或直线）的方向偏离0°的要求，即要求被测要素对基准等距。

垂直度

垂直度的符号为，用来控制零件上被测要素（平面或直线）相对于基准要素（平面或直线）的方向偏离90°的要求，即要求被测要素对基准成90°。

倾斜度

倾斜度符号为，用来控制零件上被测要素（平面或直线）相对于基准要素（平面或直线）的方向偏离某一给定角度（0°～90°）的程度，即要求被测要素对基准成一定角度（除90°外）。

圆跳动

圆跳到符号为，圆跳动是被测实际要素绕基准轴线作无轴向移动、回转一周中，由位置固定的指示器在给定方向上测得的最大与最小读数之差。

全跳动

全跳动符号为，全跳动是被测实际要素绕基准轴线作无轴向移动的连续回转，同时指示器沿理想素线连续移动，由指示器在给定方向上测得的最大与最小读数之差。

3 形位公差的组成

形位公差应按国家标准GBT 1182规定的方法，在图样上按要求进行正确的标注。形位公差的框格如图1‑36所示，从框格的左边起，第一格填写形位公差特征项目的符号，第二格填写形位公差值，第三格及往后填写基准的字母。被测要素为单一要素时，框格只有两格，只标注前两项内容。

图1‑36 形位公差框格

可知其中有以下4个要素。

基准字母

基准字母即对应图中的基准符号，基准字母用英文大写字母表示。为不致引起误解，国家标准GB／T1182规定基准字母禁用下列9个字母：E、I、J、M、O、P、L、R、F，且基准字母一般不许与图样中任何向视图的字母相同。

新国标的基准符号如图1‑37所示，用一个大写字母标注在基准方格内，方框的边长为2倍字高，然后与一个涂黑的或者空白的正三角形相连表示基准，涂黑的或者空白的正三角形含义相同。

图1‑37 基准符号的画法

当基准要素为中心要素时，基准符号的连线与尺寸线对齐，如图1‑38所示；基准要素为轮廓要素时，基准符号的连线与尺寸线应明显错开，三角形底线应靠近基准要素的轮廓线或它的延长线上，基准三角形也可放置在该轮廓面引出线的水平线上，如图1‑39所示。

图1‑38 中心要素为基准要素的标注方法

图1‑39 轮廓要素为基准要素的标注方法

形位公差值

形位公差值表示方法有3种：“t”“Øt”“SØt”。当被测要素为轮廓要素或中心平面，或者被测要素的检测方向一定时，标注“t”，例如平面度、圆度、圆柱度、圆跳动和全跳动公差值的标注；当被测要素为轴线或圆心等中心要素且检测方向为径向任意角度时，公差带的形状为圆柱或圆形，标注“Øt”，如同轴度公差值的标注；被测要素为球心且检测方向为径向任意角度时，公差带为球形，标注“SØt”，如球心位置度公差值的标注。其他视具体情况而定。

形位公差特征符号

该符号可根据前文所述按具体情况在Auto CAD中选取。

指引线

指引线的弯折点最多两个，靠近框格的那一段指引线一定要垂直于框格的一条边。指引线箭头的方向应是公差带的宽度方向或直径方向。被测要素为轮廓要素时，指引线的箭头应与尺寸线明显错开（大于3mm），指引线的箭头置于要素的轮廓线上或轮廓线的延长线上。当指引线的箭头指向实际表面时，箭头可置于带点的参考线上，该点指在实际表面上。被测要素为中心要素时，指引线的箭头应与尺寸线对齐。

4 形位公差的标注方法

当被测要素为轮廓要素时，指引线的箭头应指在该要素的轮廓线或其引出线上，并应明显地与尺寸线错开（应与尺寸线至少错开3mm），如图1‑40所示。