绪论 1. 工程制图及计算机绘图课程的研究对象 工程制图主要研究绘制和阅读工程图样的理论与技术。在现代工业生产中，机器、化工设备以及各种仪器仪表的制造、生产都离不开图样。工程图样是普遍应用于工程领域，用于表达和传递制造信息的重要媒介，在技术与管理工作中有着广泛的应用。因此，图样是组织和指导生产的重要技术文件，是表达和交流技术思想的工具，被称为“工程界的语言”，并且在描述产品形位信息方面具有语言无法替代的作用，因为语言文字很难达到“准确描述形状”的要求。因此，工程技术人员必须掌握绘制工程图样的理论和方法。 随着计算机工业的发展，计算机绘图应运而生，近年来成为发展最迅速、最引人注目的技术之一。利用计算机完成图样信息的产生、加工、存储和传递等环节已经成为工程界广泛采用的方法和技术。计算机绘图成为与工程制图学密切联系、不可分割，甚至相互融合的知识内容。 2. 工程制图及计算机绘图课程的内容 工程制图及计算机绘图属于技术基础课，在全面提升学习者空间思维和形象思维能力、培养学习者工程素质方面具有不可替代的作用。 投影理论基础主要研究空间几何元素——点、直线、平面、曲线、曲面，以及各种立体在投影体系中的投影规律和性质，即建立它们的空间形位和投影之间的关系、建立各投影图之间的相互关系，以实现三维形状的二维准确图示和三维几何问题的二维正确图解。 国家标准关于工程制图的有关规定主要涉及图样的基本规范、机件的表达方法中各项内容的画法，我们要深刻理解国家标准《技术制图》、《机械制图》和《CAD制图及管理》中的规定，并将其熟练正确地应用到绘图实践中。 绘图方式分为传统手工绘图和计算机绘图。其中，传统手工绘图又有借助仪器精确绘图和徒手绘图之分，它是牢固掌握绘图方法的基础和必要环节。学习计算机绘图需要依托一定的绘图软件，大部分绘图软件的操作原理和方法都类似，AutoCAD软件具有普遍的代表性。 3. 工程制图及计算机绘图课程的任务 工程制图及计算机绘图课程的任务主要有以下几点： (1) 培养使用投影的方法用二维平面图形表达三维空间形状的能力； (2) 培养对空间形体的形象思维能力； (3) 培养创造性构型设计能力； (4) 培养使用绘图软件绘制机件图样及进行三维造型设计的能力； (5) 培养仪器绘制、徒手绘画和阅读机械图样的能力； (6) 培养工程意识以及贯彻、执行国家标准的意识。 本课程更深层次的任务是高效地开发学习者的智力，提高其综合素质。学习者通过学习正投影理论基础、实体造型等相关内容，可大幅度地提高语言能力、逻辑能力、空间智力以及身体智力。 4. 工程制图及计算机绘图课程的学习方法 (1) 工程制图及计算机绘图是一门实践性很强的课程，学生在学习时必须注重理论联系实际，细观察、多思考、勤动手，掌握正确的读图、画图的方法和步骤，提高绘图技能。 (2) 人的认识过程要经过感觉、知觉、记忆、思维、应用等几个心理发展阶段。人们在学习过程中，通过观察客观事物产生感觉是必要的初期准备； 将感性认识经过加工提炼并与理论知识相结合，从而产生知觉，是必备的基础。对知觉进行记忆的深度和广度，决定了空间思维能力的强弱，具备高超的空间思维能力必将有利于工作、学习和生活。 (3) 学习过程中，必须注意空间几何关系的分析以及空间形体与其投影之间的相互联系，“由物到图，再从图到物”进行反复思考。 (4) 自学能力和创新能力是优秀科技人员必须具备的基本素质，学生在学习过程中要将各种理论知识与技能密切结合，有意识地培养自己的综合能力。 (5) 由于图样在生产中起着很重要的作用，绘图和读图的差错，都会带来损失，所以学生在学习过程中，应养成认真负责的态度和严谨细致的作风。本课程只能为学习者的绘图和读图能力打下初步基础，在后续课程以及生产实习、课程设计和毕业设计中，还要继续提高。 (6) 只有认真听课，用心做题，多做计算机实践，才能深刻领会课程内容，更好地将理论与实践相结合，不断提高绘图和读图能力。 第1篇投影理论部分 第1章制图的基本知识和基本技能 第1章制图的基本知识和基本技能 图样作为工程界共同的技术语言，要达到指导生产和交流技术的目的，其内容、格式、画法、尺寸标注等必须遵循统一的规定，即国家标准的规定。国家标准简称“国标”，强制性国家标准的代号为GB，推荐性国家标准的代号为GB/T 。国家标准《技术制图》是绘制各类技术图样所遵循的统一标准，每一个工程技术人员都必须严格遵守，认真执行。 1.1国家标准《技术制图》的基本规定 〖*4/5〗1.1.1图纸幅面及格式(摘自GB/T 14689—2008) 1. 图纸幅面 图纸宽度与长度组成的图面称为图纸幅面，幅面代号有A0、A1、A2、A3、A4五种。绘制技术图样时，应优先使用表1-1中所规定的基本幅面尺寸。 表1-1图纸基本幅面的尺寸 mm 幅面代号A0A1A2A3A4 B×L841×1189594×841420×594297 ×420210×297 a25 c105 e2010 2. 图框格式 在图纸上必须用粗实线画出图框，其格式可分为留有装订边和不留装订边两种，但同一产品的图样只能采用一种格式。 留有装订边的图纸，其图框格式如图1-1所示，规格尺寸采用表1-1的规定。 图1-1留装订边的图框格式 不留装订边的图纸，其图框格式如图1-2所示，规格尺寸采用表1-1的规定。 图1-2不留装订边的图框格式 3. 标题栏 每张图样上都必须画出标题栏，标题栏的位置应位于图纸的右下角，如图1-1、图1-2所示。标题栏的文字方向为看图方向。 《技术制图标题栏》（GB/T 10609.1—2008）规定了技术图样中标题栏的基本要求、内容、尺寸与格式。学生在校学习期间画图时，可采用图1-3所示的标题栏的简化格式。 图1-3标题栏的简化格式 1.1.2比例(摘自GB/T 14690—1993) 图样中图形与其实物相应要素的线性尺寸之比称为比例。需要按比例绘制图样时，应根据图样情况从表1-2规定的系列中选取适当的比例。 表1-2比例系列值 种类比例 优先选用 原值比例1∶1 放大比例 5∶12∶1 5×10n∶12×10n∶11×10n∶1 缩小比例 1∶21∶51∶10 1∶2×10n1∶5×10n1∶1×10n 续表 种类比例 必要时选用 放大比例 4∶12.5∶1 4×10n∶12.5×10n∶1 缩小比例 1∶1.51∶2.51∶31∶41∶6 1∶1.5×10n1∶2.5×10n1∶3×10n1∶4×10n1∶6×10n 注： n为正整数。 绘制图样时，应尽可能采用原值比例，以便从图样上看出机件的真实大小。若机件太大或太小，可采用缩小或放大比例。在作图时，不论采用何种比例，图样中所标注的尺寸数值都必须是机件的实际尺寸，如图1-4所示。 图1-4不同比例绘制的图形 1.1.3字体(摘自GB/T 14691—1993) 字体是指图样中汉字、数字、字母的书写形式，在图样中书写字体时必须做到： 字体工整、笔画清楚、间隔均匀、排列整齐。 字体的号数即为字体的高度，用h表示。h的公称尺寸系列为： 1.8，2.5，3.5，5，7，10，14，20mm。 1. 汉字 汉字应写成长仿宋体字，并应采用中华人民共和国国务院正式公布推行的《汉字简化方案》中规定的简化字。汉字字高不应小于3.5mm，其字宽一般为h/2。 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。字母和数字可写成直体，也可写成斜体。斜体字字头向右倾斜，与水平线成75°。同一张图样上，只允许选择一种型式的字体。 3. 字体示例 1) 长仿宋体汉字示例 2) 拉丁字母示例 3) 阿拉伯数字示例 4) 罗马数字示例 4. 综合应用示例 用作分数、指数、注脚、极限偏差等的数字和字母，一般应采用小一号的字体。例如： A2∶1,Td,20+0.010-0.023，10Js5(±0.003),M24-6h，25H6m5，Ⅱ2∶1 1.1.4图线(摘自GB/T 17450—1998、GB/T 4457.4—2002) 1. 线型 国家标准《技术制图图线》规定了适用于各种技术图样的15种基本线型。国家标准《机械制图图样画法图线》规定了机械制图中所用9种线型，见表1-3，各种图线的应用如图1-5所示。 表1-3机械制图标准规定的图线 图线名称线型用途 粗实线可见轮廓线、可见棱边线、相贯线、剖切符号 细实线尺寸线、尺寸界线、剖面线、重合断面的轮廓线、指引线、过渡线、投影轴及投影连线、辅助线 波浪线断裂处的边界线、视图和剖视图的分界线 双折线断裂处的边界线、视图和剖视图的分界线 细虚线不可见轮廓线、不可见棱边线、不可见过渡线 粗虚线允许表面处理的表示线 续表 图线名称线型用途 细点画线轴线、对称中心线、轨迹线、分度圆及分度线、孔系分布的中心线、剖切线 粗点画线限定范围表示线 细双点画线相邻辅助零件的轮廓线、极限位置的轮廓线、假想投影轮廓线 图1-5图线应用举例 2. 线宽 机械图样中的图线按宽度分粗线和细线两种，其宽度比率为2∶1，图线宽度d应按图样的类型和尺寸大小在0.13～2mm之间选择。图线宽度的推荐系列为： 0.13，0.18，0.25，0.35，0.5，0.7，1，1.4，2mm。一般情况下，粗线常用0.5 mm或0.7 mm。 绘图时，建议采用图1-6所示的图线规格。 图1-6图线规格 3. 图线的画法 (1) 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) 细点画线与细虚线相交或它们与其他图线相交时，应在线段处相交，尽可能不在点或间隔处相交，如图1-7所示。 图1-7点画线与虚线的画法 (3) 绘制圆的对称中心线时，细点画线的首末两端应为线段，且超出轮廓线2~5mm。在较小的图形上绘制细点画线或细双点画线有困难时，可用细实线代替。 当几种图线重合时，应按粗实线、细虚线和细点画线的优先顺序只画一种。 1.1.5尺寸注法(摘自GB/T 4458.4—2003) 1. 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，与所画图形的大小及绘图的准确度无关。 (2) 图样中的尺寸以mm为单位时，不需标注计量单位的代号或名称； 如采用其他单位，则应注明相应的计量单位的代号或名称。 (3) 机件的每一尺寸，一般只标注一次，并应标注在反映其结构最明显的图形上。 (4) 图样中所注尺寸应为该机件的最后完工尺寸，否则应另加说明。 2. 尺寸标注的基本要素 一个完整的尺寸应由尺寸界线、尺寸线及终端和尺寸数字三个基本要素组成，如图1-8所示。 图1-8尺寸标注的基本要素 1) 尺寸界线 尺寸界线表示所注尺寸的范围，一般用细实线绘制，并应由图形的轮廓线、轴线或对称