第1章 制图的基本知识和基本技能
教学目标：
（1）能正确使用常用的绘图工具和仪器。 （2）掌握国家标准《技术制图》、《机械制图》中的基本规定，并在平时作业中严格遵守基本规定。
（3）掌握平面图形的画法，具备平面图形尺寸标注的能力。 （4）具备徒手绘图的能力。
（5）使学生初步养成认真负责的工作态度和一丝不苟的工作作风。
第1节 绘图工具和仪器的使用
正确使用绘图工具和仪器，是保证绘图质量和加快绘图速度的一个重要方面，因此，必须养成正确使用绘图工具和仪器的良好习惯。
常用的绘图工具和仪器有图板、丁字尺、圆规和三角板等。 一、图板、丁字尺和三角板
图板用作画图垫板，要求表面平坦光洁；又因它的左边用作导边，所以必须平直。
丁字尺是画水平线的长尺，它由尺头和尺身构成。画图时，应使尺头始终紧靠图板左侧的导边。画水平线必须自左向右画。
三角板除了直接用来画直线外，也可配合丁字尺画铅垂线和与水平线成30°、45°、60°的倾斜线，如图1-2a所示；用两块三角板还能画与水平线成15°、75°角的倾斜线，还可以画已知直线的平行线和垂直线。
二、比例尺
比例尺是刻有不同比例的直尺，在这种比例尺上刻有六种不同的比例。
现以刻有1：100、1：200、1：300、1：400、1：500、1：600的比例尺为例说明它的用法。
1．以1：100作为1：1，量取20mm
由于1：100与1：1相比是缩小了100倍，所以1：100的刻度用作1：1时需放大100倍。因此，在图1-5a中的刻度2m上，即可量得20mm。
三、圆规和分规
在使用圆规前，应先调整针脚，使针尖略长于铅心。在使用圆规画图时，应将圆规向前进方向稍微倾斜；画较大圆时，应使圆规两脚都与纸面垂直。
分规用于等分和量取线段。分规两脚的针尖并拢后，应能对齐。
用分规五等分直线段AB，试分的过程如下：先按目测，使两针尖间的距离大致为AB的1/5，然后在线段AB上试分。
四、曲线板
曲线板用于画非圆曲线。
已知曲线上的一系列点，用曲线板连成曲线。 其步骤是：
（1）由作图求得一曲线上的若干个点。 （2）用铅笔徒手将这些点轻轻地连成线。
（3）从一端开始，找出曲线板上与所画曲线吻合的一段，沿曲线板描出这段曲线。 （4）用同样的方法逐段描绘曲线，直到最后一段。 五、绘图用品 1．绘图纸
绘图时应选用纸质坚实、纸面洁白的图纸。图纸有正反面之分，绘图前应用橡皮擦试以
检验图纸的正反面，反面起毛。绘图纸应布置在图板的左下方，并应在图纸下边缘留出丁字尺的宽度，图纸应用胶带固定。
2.铅笔
绘图铅笔的笔芯有软硬之分，标号B表示铅芯软度，B前的数字越大则表示铅芯越软；标号H表示铅芯硬度，H前的数字越大表示铅芯越硬；标号HB表示铅芯软硬适中。削铅笔时应从无标号的一端削起以保留标号，铅芯露出6 mm-8mm为宜。根据需要，铅芯可削成相应的形状。写字或画细线时，铅芯削成锥状；加深粗线时，铅芯削成四棱柱状。圆规的铅芯削成斜口圆柱状或斜口四棱柱状。
3.其它绘图用品
除上述用品外，绘图时还需用小刀（刀片）、橡皮、胶带纸、量角器、擦图片、砂纸板及毛刷等。
六、其它绘图工具
除上述常用绘图工具和仪器外，还有一字尺、多孔板、绘图机和数控自动绘图机等。 一字尺的作用与丁字尺相同，由于使用比较方便，已被广泛采用。多孔板是在普通三角板上开有许多圆、椭圆和其它形状的孔，当所画的图形能配合使用板上的孔时，可用作模板，提高绘图速度。
绘图机是一种综合的绘图设备，绘图机上装有一对可按需要移动和转动的相互垂直的直尺，用它们来完成丁字尺、三角板、量角器等工具的工作，使用方便，绘图效率高。
第2节 制图的基本规定
机械图样是机械设计和制造过程中的重要技术资料，是交流技术思想的语言。因此，对图样画法、尺寸注法等都必须做出统一的规定。国家标准《机械制图》是我国颁布的一项重要技术标准，它统一规定了有关机械方面的生产和设计部门共同遵守的画图规则。国家标准
①
（简称国标）的代号是“GB”。在GB/T14698~14691—93、—84 和—84中，分别对图纸幅面及格式、比例、字体、图线和尺寸注法作了规定。
一、图纸幅面（GB/T14689—93）和标题栏
需要装订的图样，其图框格式如图1-12所示。一般采用A4幅面竖装或A3幅面横装。不需要装订的图样，只要将图1-12中的尺寸a和c都改为表1-1中的尺寸e即可，如图1-13所示。必要时允许加长幅面，加长幅面及其图框尺寸在GB/T 14689—93中另有规定。
图框线用粗实线绘制。
标题栏的位置应按图1-12所示的方式配置，看图的方向与看标题栏的方向一致。 —89对标题栏的内容、格式与尺寸作了规定，如图1-14所示。 制图作业的标题栏建议采用图1-15所示的格式。 二、比例（GB/T 14690—93）
比例是指图中图形与其实物相应要素的线性尺寸之比。绘制图样时，一般应从表1-2规定的系列中选取不带括号的适当比例，必要时也允许选取表1-2中带括号的比例。
比例一般应标注在标题栏的比例栏内，必要时可标注在视图名称的下方或右侧。 三、字体（GB/T 14691—93）
在图样上除了表示机件形状的图形外，还要用文字和数字来说明机件的大小、技术要求和其它内容。
在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。如果在图样上的文字和数字写得很潦草，不仅会影响图样的清晰和美观，而且还会造成差错，给生产带来麻烦和损失。
字体的号数，即为字体的高度h，其公称尺寸系列为、、、5、7、10、14、20mm。汉字应为
长仿宋体，并采用国家正式公布推行的简化字。汉字的高度不应小于 mm，其宽度一般为h/ 。数字及字母分A型和B型，A型字体的笔画宽度为字高的1/14，B型字体的笔画宽度为字高的1/10。数字和字母可写成斜体和直体，常用斜体。斜体字字头向右倾斜，与水平基准线成75°。为了保证字体大小一致和整齐，书写时可先画格子或横线，然后写字。长仿宋体字示例见图1-16。
汉字基本笔画为点、横、竖、撇、捺、挑、折、勾，其笔法可参阅表1-3。 数字及字母的A型斜体字的笔序、书写形式和综合应用示例如图1-17所示，字体的综合应用有下述规定；用作指数、分数、极限偏差、注脚等的数字及字母，一般采用小一号的字体；图样中的数学符号、物理量符号、计量单位符号，以及其他符号、代号，应分别符合国家有关法令和标准的规定。
四、图线及其应用
绘制图样时，应采用表1-4中规定的图线。表1-4及图1-18列出了各种型式图线的主要用途，其它用途可查阅国标。
图线分为粗、细两种。粗线的宽度b应按图的大小和复杂程度，在~2mm之间选择，细线的宽度约为b/3。图线宽度的推荐系列为：，，，，，1，，2mm。一般情况下，粗线的宽度b在～1mm之间选取。
如图1-19所示，绘图时通常应注意以下各点：
（1）在同一图样中，同类图线的宽度应基本一致。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）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。
（3）绘制圆的对称中心线（简称中心线）时，圆心应为线段的交点。点画线和双点画线的首末两端应是线段而不是短画。
（4）在较小的图形上绘制点画线、双点画线有困难时，可用细实线代替。 此外，还应注意：
（1）轴线、对称中心线、双折线和作为中断线用的双点画线，应超出轮廓线2~5mm。 （2）点画线、虚线和其它图线相交时，都应在线段处相交，不应在空隙或短画处相交。 （3）当虚线处于粗实线的延长线上时，粗实线应画到分界点，而虚线应有空隙。当虚线圆弧和虚线相切时，虚线圆弧的线段应画到切点，而虚线需留有空隙。
五、 尺寸注法
图形只能表达机件的形状，而机件的大小则由标注的尺寸确定。标注尺寸是一项极为重要的工作，必须认真细致，一丝不苟。如果尺寸有遗漏或错误，就会给生产带来困难和不必要的损失。
下面介绍国标“尺寸注法”（—84）中的一些基本内容，有些内容将在后面的有关章节中讲述，其它有关内容可查阅国标。
（一）尺寸标注的基本规则
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和比例无关。
2．图样中（包括技术要求和其它说明）的线性尺寸，以mm为单位时，不需标注计量单位的代号或名称，如采用其它单位，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。 （二）尺寸的组成
一个完整的尺寸一般应包括四个要素：尺寸数字、尺寸线、尺寸界线和表示尺寸线终端的箭头，如图1-20所示。
1．尺寸数字
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。线性尺寸数字的方向一般应按表1-5第一项中所示的方法注写。在标注直径时，应在尺寸数字前加注符号“Φ”；标注半径时，应在尺寸数字前加注符号“R”（通常对于小于或等于半圆的圆弧注半径，对大于半圆的圆弧则注直径）。在标注球面的直径或半径时，应在符号“ Φ”或“R”前再加注符号“S”。
2．尺寸线
尺寸线用细实线绘制，不能用其它图线代替。标注线性尺寸时，尺寸线必须与所标注的线段平行；当有几条互相平行的尺寸线时，大尺寸要注在小尺寸外面，以免尺寸线与尺寸界线相交。在圆或圆弧上标注直径或半径尺寸时，尺寸线一般应通过圆心或延长线通过圆心。
3．尺寸界线
尺寸界线用细实线绘制，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，轴线或对称中心线代替尺寸界线。尺寸界线一般与尺寸线垂直，并超出尺寸线的终端2mm左右。
4．箭头
箭头表示尺寸线终端的一种符号，它有两种形式，如图1-21所示。箭头适用于各种类型的图样，图中的b为粗实线的宽度；斜线用细实线绘制，图中的h为字体高度。圆的直径、圆弧半径及角度的尺寸线的终端应画成箭头。在采用斜线形式时，尺寸线与尺寸界线必须互相垂直，在同一张图样上，只能采用一种尺寸线的终端形式。
（三）尺寸注法示例
表1-5中列出了国标规定的一些尺寸注法。 （四）简化注法
表1-6中列出了国标规定的一些简化注法。
第3节 几何作图
虽然机件的轮廓形状是多种多样的，但它们的图样基本上都是由直线、圆弧和其它一些曲线所组成的几何的图形，因此在绘制图样时，常常要运用一些几何作图的方法。
一、正多边形
图1-22和1-23分别介绍了圆内接正五边形和正六边形的作法。
如图1-22所示，作水平半径OA的中点B，以B为圆心，B１为半径作弧，交水平中心线于C。以C１为边长，即可作出圆内接正五边形。
如图1-21所示，用60°三角板配合丁字尺通过水平直径的端点作四条边，再以丁字尺作上、下水平边，即得圆内接正六边形。
三、斜度和锥度
斜度是指一直线对另一直线或一个平面对另一个平面的倾斜程度，在图样中以1：n的形式标注。锥度是指正圆锥的底圆直经与圆锥高度之比，在图样中常以1：n的形式标注。
四、圆弧连接
绘制机件轮廓图形时，常会遇到从一条线（直线或圆弧）光滑地过渡到另一条线的情况。这种光滑过渡，即是平面几何中的相切，在工程制图上称为连接。切点就是连接点。常用的连接是用圆弧将两直线、两圆弧或一直线和一圆弧连接起来，这个起连接作用的圆弧称为连接圆弧。常见的圆弧连接有：用一圆弧连接两已知直线；用一圆弧连接两已知圆弧；用一圆弧连接两已知圆弧；用一圆弧连接一已知直线和一已知圆弧。
（一）圆弧连接的作图原理与步骤
圆弧连接的首要问题是求连接圆弧的圆心和切点。下面用轨迹的方法来分析圆弧连接的
作图原理（见表1-7）
（二）圆弧连接的类型及作图方法 1．两直线间的圆弧连接
两直线间的圆弧连接见表1-8。 2．直线与圆弧的圆弧连接 直线与圆弧连接见表1-9。 3．两圆弧的圆弧连接
两圆弧间的圆弧连接见表1-10。 五、椭圆的画法
绘图时，除了直线和圆弧外，也会遇到一些非圆曲线。这里只介绍椭圆的常用画法，见表1-11。
第4节 平面图形的尺寸分析和线段分析
一、平面图形的尺寸分析 1．尺寸种类
平面图形的尺寸按其作用分为两类：
（1）定形尺寸 确定几何图形各部分形状大小的尺寸，它包括直线段的长度、圆弧的直径或半径、角度的大小等。如图1-26所示长方形的两个尺寸Z和X、圆的直径фd和圆弧的半径R。
（2）定位尺寸 确定几何图形各部分之间相对位置的尺寸。如图1-26中的A、B确定长方形的横、竖位置，M和N确定фd的圆心的横、竖位置，这些尺寸为定位尺寸。
2．尺寸基准 标注平面图形的尺寸时，首先应确定一个尺寸的起始位置，表示这一位置的点、线称为基准。通常以对称中心线、直线或圆的中心线作为尺寸基准。图1-26中竖向以底线为基准，横向以左边线为基准；图1-27中横向以对称线为基准。
二、平面图形的线段分析
平面图形的线段（直线、圆弧）根据其两类尺寸是否齐全可分为三类。以图1-28为例说明如下：
1．已知线段 具有定形尺寸和齐全的定位尺寸的线段称为已知线段。如图中两个同心圆，除了具有ф20、ф36的大小尺寸外，还有横向和竖向的定位尺寸20和60。已知线段能直接作出。
2．中间线段 具有完整的定形尺寸而定位尺寸不全的线段称中间线段。如图1-28中半径为R50的圆弧，它的横向定位尺寸为20，竖向的定位尺寸未知，必须借助于该圆弧和ф36圆的内切关系才能确定圆心，该圆弧才能作出。中间线段必须依靠一个连接关系才能作出。
3．连接线段 只有定形尺寸而没有定位尺寸的线段称为连接线段。如图1-28中半径为R14、R30的两段圆弧，没有确定圆心的位置尺寸，必须借助它们与其它直线及圆弧的外连接关系才能作出。连接线段必须依靠两个连接关系才能作出。
三、平面图形的作图步骤
画平面图形时，应先画出横、竖两个方向的作图基准线（对称中心线、主要线段）及已知线段，再画中间线段，最后画连接线段，见表1-12。
第5节 绘图的方法和步骤
为了提高图样质量和绘图速度，除了正确使用绘图工具和仪器外，还必须掌握正确的绘图程序和方法。有时在工作中也需要徒手画草图。因此，也要学习徒手画图的基本方法。
一、画底稿以及铅笔加深或上墨
制图的基本知识和基本技能
