机械识图与AutoCAD技术基础(2006版)
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第一部分 机械识图

机械图样是现代工业生产中最基本的技术文件,是制造、检验、装配产品等的依据,因此,机械图样是机械工程技术人员必须掌握的重要工具之一。

在中等职业学校里,机械识图是培养工程技术人员的一门重要的技术基础课,其主要任务是培养学生具有一定的识图能力,空间想象和思维能力,了解国家标准《机械制图》的有关规定。学习过程中进行大量的由平面图形来表达,再由平面图形想象出空间形体的反复训练,掌握空间形体与平面图形间的转化规律,逐步培养空间想象和思维能力,进一步提高识图技能。

◆ 识图的基本知识

◆ 图样基本表示法

◆ 零件图

◆ 装配图的识读

第1章 识图的基本知识

1.1 机械图样

工程应用中,根据投影方法并遵照国家标准绘制而成的用于工程施工或产品制造等的图称为工程图样,简称图样。图样是工程技术人员借以表达和交流技术思想不可缺少的工程语言,不同生产部门对图样的要求不同,绘图方法和规则也不同,其名称也不同,如机械图样、建筑图样、水利工程图样等。

机械制造业所使用的图样称为机械图样,如表1-1所示,主要有立体图(轴测图)和视图两大类。

表1-1 机械图样

1.2 识图的基本知识

机械图样是机械设计和制造的重要技术资料,也是开展技术交流的重要工程语言。下面将扼要介绍《技术制图》、《机械制图》图家标准中的基本规定,主要有图纸幅面及格式、比例、字体、图线以及尺寸注法等。

识图的基本内容如表1-2所示。

表1-2 识图基础

1.3 斜度和锥度

斜度主要用来表示机械图样中的铸造斜度、锻造斜度、斜键等的斜面倾斜程度,锥度用于机械中的圆锥销、工具锥柄等。如表1-3所示为斜度和锥度的定义。

表1-3 斜度和锥度

1.4 投影规律

1.投影的概念

在日常生活中光线照射物体,将在物体后面的墙壁或地面上产生影子,这种现象就是投影。投影法即是通过对这种现象进行科学地抽象而建立起来的。

由投射中心(光源)发出的投射线通过物体,在选定的投影面上得到图形的方法,称为投影法。根据投影法获得的图形叫投影,得到图形的面叫投影面,光源叫做投射中心,由投射中心发出的、通过物体的光线叫投射线。

2.投影的分类

根据投射中心到投影面的距离,投影分为中心投影和平行投影。根据投射线与投影面是否垂直的位置关系,平行投影又分为正投影和斜投影。投影的分类如表1-4所示。

表1-4 投影的分类

3.正投影的基本性质

正投影的基本性质如表1-5所示。

表1-5 正投影的基本性质

4.三面投影体系

如图1-1所示,三个互相垂直的投影面组成三投影面体系。投影面分别为:

图1-1 三面投影体系

正立投影面,简称正面,用字母V表示;

水平投影面,简称水平面,用字母H表示;

侧平投影面,简称侧平面,用字母W表示。

任意两投影面的交线称投影轴,分别是:

正立投影面(V)与水平投影面(H)的交线称为OX轴,简称X轴,代表长度方向;

水平投影面(H)与侧投影面(W)的交线称为OY轴,简称Y轴,代表宽度方向;

正立投影面(V)与侧投影面(W)的交线称为OZ轴,简称Z轴,代表高度方向。

XYZ三轴的交点O称为原点。

5.三视图的形成

如图1-2所示,将实物放在三面投影体系中,向三个投影面作正投影,得到的投影即是三视图。

图1-2 三视图的形成

主视图——从前向后投影,在V面上的正投影视图;

俯视图——从上向下投影,在H面上的正投影视图;

左视图——从左向右投影,在W面上的正投影视图。

6.三视图之间的对应关系(投影规律)

长对正——主视图与俯视图相应投影长度相等;

高平齐——主视图与左视图相应投影高度相等;

宽相等——俯视图与左视图相应投影宽度相等。

以上的投影关系适用于整个形体的投影,同时也适用于形体上某局部结构的投影,是画图和识图所依据的基本原则。

7.点、线、面的投影

(1)点的投影,如表1-6所示。

表1-6 点的投影

(2)线的投影,如表1-7所示。

表1-7 线的投影

(3)面的投影,如表1-8所示。

表1-8 面的投影

1.5 基本体三视图的识读

构成组合体的最小单元且不需要再分解的物体形状,叫做基本体。常见的有柱体、锥体和旋转体三大类。

1.柱体三视图的识读

任意轴向截面相同形体统称为柱体。

常见的柱体三视图如表1-9所示。柱体三视图的特征可归纳为:柱体三视图的轮廓是由“一多边形,两矩形”构成,读图时要先找到“多边形”再由“两矩形”来想像出该形体的空间形状。

表1-9 柱体三视图

2.锥(台)体三视图的识读

(1)锥体。任意轴向截面相似的形体统称为锥体。多边形面为锥体的底面,其余的面为锥体的侧面,相邻侧面的交线为锥体的棱边,各侧面的公共顶点为锥顶,锥顶到底面的距离为锥体的高。正棱锥的极限为正圆锥体。

(2)台体。用一个平行于锥体底面的平面去截锥体,去掉锥顶部分得到的形体。

常见的锥(台)体三视图如表1-10所示。锥(台)体三视图的特征可归纳为:

表1-10 锥(台)体三视图

① 锥体三视图的轮廓是由“一多边形,两三角形”来表示。

② 台体三视图的轮廓是由“一多边形,两梯形”来表示。读图时先找到“多边形”,再由另外两投影来想像出该形体的空间形状。

3.旋转体三视图的识读

一个平面图形绕着与它在同一平面上的一条线旋转一周所形成的形体统称为旋转体。

常见的旋转体三视图如表1-11所示。旋转体三视图的特征可归纳为:旋转体三视图是由一个体现旋转体特征的投影和两个完全相同的投影来表示,读图时先找到反映旋转体特征的投影,再结合另两个表达形体形状的投影来想像出该形体的空间形状。

表1-11 旋转体三视图

1.6 组合体三视图的识读

1.组合体的基本组合形式与形体分析

(1)概念。由两个或两个以上的基本几何体按一定的方式组合成的物体,称为组合体。

(2)组合体的基本组合形式。组合体的形成是通过加法组合(叠加)和减法组合(切割)形成的。

① 加法组合。由几个基本体叠加而形成的,如图1-3(a)所示。

图1-3 组合体的基本组合形式

② 减法组合。一个基本体被切去某些部分,余下部分形成的组合体,如图1-3(b)所示。

(3)组合体组合处的注意事项。

① 两表面不平齐:中间应有线隔开,如图1-4所示。

图1-4 两表面不平齐

② 两表面平齐:中间不应有线隔开,如图1-5所示。

图1-5 两表面平齐

③ 两表面相交:在相交处应画出其交线的投影,如图1-6所示。

图1-6 两表面相交

④ 两表面相切:在相切处不应该画线,如图1-7所示。

图1-7 两表面相切

(4)形体分析法。假想把组合体分解成若干个基本体,分析它们各自的形状、相对位置、组合形式、组合连接方式的方法称为形体分析法。

2.读组合体视图

(1)形体分析法。形体分析法是读图的基本方法,把视图中的封闭线框对应起来,想像出各自的形状和位置,综合起来想出整体形状。

例如:识读如图1-8(a)所示的形体三视图。

图1-8 支架的形体分析

① 抓住形体特征,分出组合形体。

② 根据投影对应的粗实线线框,联系起来,即可想像出该形体的形状,如图1-8(b)、(c)、(d)、(e)所示。

③ 通过想像出的形体,利用组合体的组合形式综合来想像整体,如图1-8(f)所示。

(2)线面分析法。线面分析法是运用投影的规律,把形体的表面分解为线、面几何要素,通过判断这些要素的空间位置、形状来想像出形体的形状。

例如:识读如图1-9(a)所示的形体三视图

图1-9 形体的线面分析

① 根据视图找对应关系,大致确定形体的切割形式。

② 根据线框对应的线条,想像出面的形状如图1-9(b)、(c)、(d)、(e)所示。

③ 将各个特征面组合起来,想像出空间形体,如图1-9(f)所示。

(3)读组合体视图。读视图时不论是线框对线框想立体的形体分析法,还是线框对线条想表面的线面分析法,具体的过程都为先找多边形线框,再利用对应关系想像空间形状,综合起来想像整体。一般来说加法组合的组合体用形体分析法,而减法组合的组合体用线面分析法,在实际读图中要灵活运用。

3.识读组合体的尺寸

(1)组合体尺寸的分类。

① 定形尺寸:确定各基本几何形状大小的尺寸称定形尺寸,如图1-10所示。图中标出的φ20、φ40、42、16、20、90、56都是定形尺寸。

图1-10 组合体尺寸标注及标注基准

② 定位尺寸:确定组合体中各基本几何体之间相对位置的尺寸称为定位尺寸,包括三个方向的尺寸。图中标出的尺寸64是圆柱管的高度定位尺寸,其长度、宽度的定位尺寸为0,不标注。

③ 总体尺寸:确定组合体外形总长、总宽、总高的三个尺寸称为总体尺寸。图1-10中总长是90,总宽是56,总高是84。总体尺寸常常与定形尺寸和定位尺寸合用,有时是通过计算来确定。

(2)组合体尺寸的基本要求。

① 正确:任何尺寸的标注都应符合国家标准的有关规定。

② 完整:各部分的尺寸要标注齐全,做到不重复,不遗漏,形体的形状唯一。

③ 清晰:尺寸布置应整齐清晰,标注清楚,利于读图。

④ 合理:尺寸的标注要符合设计和加工工艺上的要求。

(3)组合体尺寸的基准要求。在识读组合体尺寸时,应先找出尺寸基准,也就是标注尺寸的起点。组合体的长、宽、高三个方向至少应该有一个基准,以确定结构的定位尺寸。一般可选择组合体的底面、端面、对称面、回转体的轴心线等为基准。

(4)读组合体尺寸的注意事项。

① 尺寸尽量标注在视图的周边,并尽量布置在视图与视图之间。

② 同轴的圆柱、圆锥的径向尺寸,通常标注在非圆视图上;圆弧半径标注在投影为圆弧的视图上,如图1-11所示。

图1-11 尺寸标注

③ 尺寸尽量标注在结构特征明显的视图上,做到就近标注。

④ 同方向的串联尺寸标注应相互对齐,排列在一条直线上;同方向的并联尺寸标注应为小尺寸在内,大尺寸在外,间隔要均匀,避免尺寸线与尺寸界线相交,如图1-12所示。

图1-12 尺寸标注

⑤ 尺寸应标注在形状最清晰的地方,尽量避免在虚线或其延长线上标注尺寸。

⑥ 全图的尺寸要做到大小一致、间距大体一致(8mm~10mm)、尺寸界线伸出箭头2mm左右并大体一致、中心线伸出图形3mm左右并大体一致。