试验一精确绘制二维平面图形.docx
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试验一精确绘制二维平面图形
实验二绘制零件图
综述：
1、实验目的
通过本次实验，熟悉机械工程CAD制图国家标准；练习必要图层的建立、常用的文字样
式和尺寸标注样式的设定；了解样板图的作用，练习创建样板图并应用于零件图的绘制；总
结绘制零件图的方法和技巧；掌握零件图中尺寸标注、尺寸公差、形位公差、粗糙度等技术
要求的标注方法。
2、实验要求
1熟悉机械工程CAD制图国家标准。
2能设置必要的图层、文字样式和尺寸标注样式，掌握符合机械图国标的样板图创建的基本内容和步骤。
3熟悉各类零件图的绘制方法与技巧。
4根据机械制图国标中尺寸标注的规定，能设置和应用合适的标注样式，正确标注零件图中各种各样的尺寸。
5掌握零件图中尺寸公差、形位公差、粗糙度等技术要求的标注方法。
6应用样板图绘制不同零件图。
3、实验内容等
1介绍机械工程CAD制图国家标准。
2结合样板图创建过程，学习必要图层、文字样式和机械图必要的尺寸标注样式的设置。
3零件图绘制方法和技巧。
4尺寸公差、表面粗糙度、形位公差等技术要求的标注。
5其它标注（孔的深度符号、锥度符号、斜度符号、剖切符号等）。
6绘制零件图举例。
5.6机械工程CAD制图规则GB/T14665－1998摘要
5.6.1图线组别
为便于机械工程的CAD制图，将GB/T17450-1998中所规定的8种线型宽度分为以下几组，如表一，一般优先采用第四组。
表一：
图线宽度
组别
1
2
3
4
5
一般用途
线宽
mm
2.0
1.4
1.0
0.7
0.5
粗实线、粗点画线
1.0
0.7
0.5
0.35
0.25
细实线、波浪线、双折线、虚线、细点画线双点画线
5.6.2图线颜色
屏幕上显示的图线颜色，一般应按表二中提供的颜色显示，并要求相同类型的图线采用同样的颜色。
表二：
图线颜色
图线类型
屏幕上颜色
图线类型
屏幕上颜色
粗实线
绿色
虚线
黄色
细实线
白色
细点画线
红色
波浪线
粗点画线
棕色
双折线
双点画线
粉红
5.6.3字体相关规定
机械工程的CAD制图所使用的字体，应满足GB/T13362.4-92和GB/T13362.5-92的要求。
数字和字母一般应以斜体输出，汉字一般用正体输出，并采用国家正式公布和推行的简化字。
小数点和标点符号（除省略号和破折号为两个字位外）均为一个符号一个字位。
字体与图纸幅面之间的选用关系见表三；字体的最小字距、行距以及间隔线或基准线与书写字体之间的最小距离见表四。
常用的文字样式见表五。
表三：
字号的选择
A0
A1
A2
A3
A4
汉字字母与数字
5
3.5
表四：
字间距
字体
最小距离
汉字
字距
1.5
行距
2
间隔线或基准线与汉字的距离
1
字母与数字
字符
0.5
词距
1.5
行距
1
间隔线或基准线与字母数字的间距
1
5.7机械工程CAD制图样板图的创建
5.7.1样板图的作用
用AutoCAD等软件绘制机械工程图样时，应用它所提供的功能与资源，为图样的绘制、设计创造一个初始环境，称为工程图纸的初始化。
我们学习使用绘图软件的最终目的就是绘制机械图样，由于样板图的使用可以避免许多重复性的工作，提高绘图效率，便于文件的调用和标注，便于图样的标准化，所以在实际绘图过程中，常常将设置的绘图环境创建成样板图，使用时调用即可。
要绘制部件的装配图和相关零件的一套零件图，创建样板图是很有必要的。
5.7.2样板图的创建内容及步骤
绘制的机械图，都应符合机械图样国标（GB）和机械工程CAD制图规则GB/T14665－1998，下面以制作A4图幅的样板图为例，说明样板图的创建内容及步骤：
1、新建一张图
以缺省方式新建一图形文件，命名为“A4样板图”。
然后进行下面一系列基本的初始化工作。
2、设置绘图边界
根据A4图纸幅面，设置绘图界限。
若图纸横放，左下角点为：
（0，0），右上角点：
（297，210）。
用Zoom命令A（All）选项，再打开栅格开关，将该绘图区域全部显示出来。
3、设置常用的图层
根据CAD制图标准，参照表五所列的至少九个图层和相应的线型建立常用的图层。
表五：
常用图层
图层名
线型
颜色
说明
粗实线
Continuous
绿
粗实线
细实线
Continuous
白
细实线
虚线
Acad-iso02w100
黄
虚线
点画线
Acad-iso04w100
红
点画线
细双点画线
Acad-iso05w100
粉红
细双点画线
尺寸标注
Continuous
白
尺寸标注
剖面符号
Continuous
白
剖面符号
文本（细实线）
Continuous
白
文本（细实线）
图框、标题栏
Continuous
绿
图框、标题栏
注：
①图层名也可以更换为便于区别的其它名字，如“粗实线”可以取名为“csx”层；
②各层的线宽根据表一规定选取其中一组。
③各种线型的比例值可以根据显示情况进行适当的调整
4、设置工程图样标注用的字体、字样及字号（常用字样及字高设置见表六）；
如表六所示的三种字体，分别用于尺寸标注、英、中文书写和标注（如技术要求、剖切平面名称、基准名称等）。
根据CAD制图标准，参照表六所列的四种文字样式和相应的字体、字号规定建立常用的文字样式。
表六：
字样设置
StyleName
字样名
Font（字体）
Effects（效果）
说明
字体名
字体样式
字高
宽度比例
倾斜角度
GB3.5
isocp.shx
hztxt.shx
（用大字体）
3.5
0.7
0
3.5号字
（直体）
GBTXT
0
1
0
用户可自定义高
度（直体）
GBX3.5
isocp.shx
（不用大字体）
3.5
1
15
字母、数字（斜体）
工程图
汉字
仿宋
GB2312
5
0.7
0
汉字用（直体）
附：
①“工程图汉字”文字样式的设置
该样式用于在工程图中注写符合国家技术标准规定的汉字（长仿宋体），如技术要求、标题栏、明细表等。
创建过程如下：
点击“格式”——“文字样式”或输入STYLE命令，弹出“文字样式”对话框如图24所示。
单击“新建”按钮，弹出“新建文字样式”对话框，输入“工程图中汉字”样式名，单击“确定”按钮，返回“文字样式”对话框；
在“字体名”下拉列表中选择“T仿宋-GB2312”字体（注意不要选成“T＠仿宋-GB2312”字体）；在“高度”编辑框中设高度值为“0.00”；在“宽度比例”编辑框中设宽度比例值为“0.7”,其它使用缺省值；
单击“应用”按钮完成创建；如不再创建其它样式，单击“关闭”按钮退出“文字样式”对话框，结束命令。
图24“工程图汉字”设置对话框
②“GBX3.5”文字样式的设置
该样式用于控制工程图中所标注的尺寸数字和注写其它数字、字母，使所注数字符合国家技术制图标准。
其创建过程同上，不同之处：
“字体名”从下拉列表中选择“isocp.shx”字体，在宽度比例编辑框中输入值为“1”，如果数字采用斜体则在角度编辑框中输入11至15的数值，其它使用缺省值。
图25“GBX3.5”设置对话框
5、绘制图纸边界、图框和标题栏
画好图纸边界、图框和标题栏，用建好的文字样式填写标题栏中相关的不变文字。
6、设置机械图样尺寸标注用的标注样式
AutoCAD中缺省标注样式为ISO-25，不符合我国机械制图国家标准中有关尺寸标注的
规定。
为此，应先设置好标注样式。
如果图形简单，尺寸类型单一，设置一种即可；如果图形较复杂，尺寸类型或标注形式变化多样，应设置多种标注样式。
通常，根据机械图尺寸标注的需要，常要建立以下几种：
机械图尺寸通用样式、只有一条尺寸界线的尺寸样式、非圆视图上标注直径的尺寸样式、角度尺寸样式、直径、半径尺寸样式、公差-对称、公差-不对称等。
由于设置的过程比较复杂，下面以创建符合机械图尺寸标注国标的通用样式（命名为GB）为例，说明设置的方法，其它样式设置结合不同的标签作简要介绍。
点击“格式”菜单中“标注样式”命令，打开标注样式管理器如图26所示，点击“新建”按钮，出现“创建新标注样式”对话框，输入新样式名称“GB”、选择基础样式后点击“继续”，出现如图27所示对话框，分别对其中的六个标签进行如下设置或修改：
图26标注样式管理器
⑴“直线与箭头”标签
“尺寸线”区：
颜色、线宽设置为随层，超出标记使用缺省值0，基线间距一般设为7-10（可选8），隐藏（尺寸线）选项不能打钩，即不被选中；
“尺寸界线”区：
颜色、线宽设置为随层，超出尺寸线设为2-3，起点偏移量改设为0，隐藏（尺寸界线）选项同样不能选中。
说明：
如果设置“只有一条尺寸界线的尺寸”样式，以上两区中的“隐藏”项就要把要隐藏的一条尺寸线、尺寸界线前选中，出现对号。
“箭头区”：
即尺寸起止符号区，设置第一、第二条尺寸线和引线的箭头形式和大小。
形式一般选用实心闭合，大小一般设置为3-4。
“圆心标记”区：
设置圆心标记和中心线，一般设置为无，中心线另外画出。
图27设置标注样式的“直线和箭头”标签
⑵“文字”标签
“外观”区：
文字样式选择GBX3.5（预先已建好），颜色为随层，字高即字号，根据图纸界限大小选3.5或5；
“位置”区：
“垂直”选“上方”，“水平”选“置中”
“从尺寸线偏移”文字编辑框确定尺寸数字底部与尺寸线间的距离，一般设为1;
“对齐”区：
有水平、与尺寸线对齐、ISO标准三项，选第三则符合国际制图标准，即尺寸数字在尺寸线内时字头方向与尺寸线平行，在尺寸线外时字头永远朝上。
说明：
对于“角度”尺寸样式，“位置”区：
“垂直”要选“外部”，“对齐”区：
选“水平”。
图28设置标注样式的“文字”标签
⑶“调整”标签
“调整选项”区：
确定当箭头或尺寸数字在尺寸界线内放不下的时候，在何处绘制箭头和尺寸数字。
选第一项，它相当于以下方式的综合。
“文字位置”区：
选第一项，当尺寸数字不在缺省位置时，在第二条尺寸界线旁放置尺寸数字。
“标注特征比例”区：
一般使用全局比例，缺省值为1。
“调整”区：
打开第二个开关。
图29设置标注样式的“调整”标签
说明：
对于“半径”或“直径”尺寸样式，可以根据标注形式的需要对“调整选项”区和“文字位置”区的选项进行调整。
⑷“主单位”标签
用于设置基本尺寸单位的格式和精度并设置尺寸数字的前、后缀。
线性标注、角度标注的单位格式分别选“小数”、“十进制度数”；通用尺寸不保留小数位数，故将“精度”选为“0”；小数分隔符选“.”，其它默认。
说明：
要设置非圆视图上标注直径的尺寸样式，需在“前缀”处输入直径符号的控制码“%%C”。
则用该样式标注的所有尺寸数值前都带有“Ø”。
图30设置标注样式的“主单位”标签
⑸“换算单位”标签
用来设置换算单位的格式和精度并设置尺寸数字的前、后缀，该标签在特殊情况下才使用。
在不设置换算单位情况下通常处于隐藏状态不必设置。
⑹“公差”标签
用来控制尺寸公差标注形式、公差值大小、公差数字的高度和位置。
通用尺寸样式“GB”不用来标注尺寸公差，故“方式”选择“无”选项，其它项不必设置。
说明：
另外根据公差标注需要还须建立公差-不对称和公差-对称两种样式。
设置公差-不对称样式（图31）：
“方式”选“极限偏差”，“精度”保留位数与公差值中的小数点后位数一致。
“精度”下拉表中，选择“0.000”，表明保留3位小数。
上偏差：
可随意输入一值，缺省状态是正值，若输负值应在数字前输入负号；
下偏差：
可随意输入一值，缺省状态是负值，若输正值应在数字前输入负号；
高度比例：
用来设定尺寸公差数字的高度，一般设为0.7使公差数字比尺寸数字小一号。
垂直位置列表：
选“下”，使尺寸公差数字底部与基本尺寸底部对齐，符合GB。
图31公差-不对称样式的“公差”标签
设置公差-对称样式（图32）：
“方式”选“对称”，“精度”保留位数与公差值中的小数点后位数一致。
上偏差：
可随意输入一正值。
高度比例：
设为1，使尺寸公差数字字高与基本尺寸数字高度相等。
垂直位置列表：
选“下”。
图32公差-对称样式的“公差”标签
7、高级初始化绘图环境
用“选项”对话框修改系统的一些缺省配置选项，如圆弧显示精度、右键功能、线宽显示比例等，对绘图环境进行高级初始化；还可对常用的辅助绘图模式进行设置，包括栅格间距、对象追踪特征点、角增量等。
8、保存样板图
用QSAVE命令，弹出“图形另存为”对话框，在“保存类型”下拉列表框中选“图形样板文件（*.dwt）”选项，在“保存在”下拉列表中选择“样板”（Template）文件夹。
在“文件名”文字编辑框中输入样图名称，如：
“A4机械样图”。
单击“保存”按钮，弹出“样板说明”对话框，在其中输入一些特征性说明的文字，单击“确定”按钮，即完成该样图的创建，把当前图形存储为AutoCAD系统中的样板文件。
如果还想创建A0、A1等其它图幅的样板图，在此基础上可以快速创建出来。
例如要创建A3的，只需通过“样板”方式，选取已建好的“A4机械样图”建一个新图，则新图中包含有“A4机械样图”的所有信息，这时通过Limits命令，输入右上角点坐标（420，297），图形界限就变为A3的图幅大小（打开栅格即可验证），但其中边框、图框大小仍没改变。
此时需用编辑命令Scale将它们（不包括标题栏）放大，如图33所示，方法是：
指定比例因子时用“参照”选项，参照长度输入297（长边）或210（短边），新长度输入对应的420或297，边框和图框就符合A3的图幅，其它都不必改变，即完成创建。
图33变A4图幅为A3图幅大小
5.8零件图绘制方法与技巧
5.8.1零件图的作图步骤
与手工仪器作图不同，用计算机绘制零件图要遵循以下步骤进行。
1、根据零件的表达需要确定所用视图数量及排布方式，适当划分图幅，可用命令作一些辅
助线、对中符号、分区号等。
2、设置线型为中心线的图层为当前层，先画出重要位置线、对称线、中心线等基准线。
3、根据“长对正、高平齐、宽相等”的制图规则，综合运用学过的绘图命令、编辑命令及各种辅助命令，再结合一些绘图技巧，将所需画出的所有图线画好。
有时图的局部太小，可使用图形显示命令作局部放大。
4、用设置好的尺寸标注样式，运用各尺寸标注命令标注尺寸。
5、将常用符号或图形如表面粗糙度、形位公差基准代号、尺寸标注用的一些特殊符号等建成块、插入进来，标注在适当位置。
6、用设置好的汉字字样，注写技术要求、填写标题栏。
7、进行总体检查、修改和必要的打印设置，以备绘图机、打印机输出。
5.8.2零件图的作图方法与技巧
零件图一般采用多个视图，视图之间、每个结构不同的视图上的投影也要保证对应关系，所以，利用“长对正”或“高平齐”作图，是一种通用方法。
绘图过程只要充分利用软件的各类作图工具如对象捕捉、极轴追踪、对象追踪、正交工具、图层管理、编辑命令、显示控制、构造线等命令，结合平时积累总结的绘图技巧，就能够快速、准确地绘制出图形。
以下是对不同类型的零件绘制方法和技巧的总结，供参考。
1、轴套类零件图
轴套类零件的主体是同轴回转体，常带有键槽、轴肩、退刀槽、倒角、圆角等小结构，一般采用主视图、剖面图、局部放大视图等表达方法。
绘制轴套类零件图主视图有3种方法：
①用直线命令、正交工具和对象追踪绘制。
画图时要根据图中标注的尺寸，计算出线段的长度先画出一半，另一半镜像产生；通常先画主要结构，再画圆角、倒角等细节。
②用偏移、修剪命令绘制。
该方法不必计算，直接输入偏移距离就行。
画图时要将轴分成几段，实行分段偏移，偏移后马上修剪的技巧，防止偏移生成图线过多，修剪时过于混乱容易修剪错误。
③综合运用以上两种方法绘制。
画出了主视图以后，画断面图时，为了减少尺寸输入，可以先将断面图画在主视图内，再复制圆和键槽，最后再删除主视图内的圆。
画局部放大图的方法是，从主视图中复制出要放大的图线，再用缩放命令将其放大，用样条曲线命令画波浪线，修剪完成作图。
2、盘盖类零件图
画基本盘盖类零件时，画出一个图以后，要利用“高平齐”画另一个视图，以减少尺寸输入；对于对称图形，先画出一半，镜像生成另一半。
复杂的盘盖类零件图中的相切圆弧有3种画法：
画圆修剪；圆角命令；作辅助线。
3、叉架类零件
叉架类零件的形状一般都比较复杂，包括支架，吊架，拨叉，连杆，摇臂等。
虽然形状
复杂，但都可以分为固定、工作、连接3部分。
画图关键是要按部分绘制，化整为零，化繁为简，先画主体再画细节，每一部分都不会比前面画过的平面图形复杂很多。
当用多个视图表示零件形状时，要注意利用“长对正、高平齐、宽相等”的投影规律作图，以减少尺寸输入。
对于零件中的倾斜结构，一般应按水平或垂直位置画出，再将它们旋转到要求位置。
当用多个视图表示零件形状时，不一定要从主视图画起，应当从反映主体端面实形的视图画起。
4、箱体类零件图
箱体类零件图是各类零件中最复杂的一种。
如果一条线一条线地画，很难提高效率，也容易出错。
画图关键是要做好形体分析，将整个零件划分为几个部分，然后以每一部分为基本单元，进行分析、作图、标注尺寸等。
该类零件一般也用多个视图表达，为减少尺寸输入，避免重复分析和计算尺寸，最好利用投影规律，以基本体为单元，将有该基本体投影的视图一起画，画完基本体以后，再用修剪、延伸等命令修改结合部位的图线。
如果画完一个视图，再画另一个视图，会有如下缺陷：
①画出全部图形以后，图线太多，影响追踪作图。
用追踪作图，不仅可以减少尺寸输入，还可以在“长对正、高平齐、宽相等”的作图过
程中检查错误。
②有的图线必须画出基本体的端面投影以后才能确定位置或长度，例如倾斜线、圆弧上
的交点等。
画复杂的零件图，要先画主体，再画圆角和倒角等细节。
另外，根据作图需要，适时关闭/打开相应的图层也是必须要掌握的技巧。
例如绘制剖面线以前要先关闭中心线层，以免中心线干扰选择填充边界；标注尺寸时要先关闭剖面线层，以免在剖面线影响端点的捕捉；对螺纹孔的剖视图填充剖面线时关闭细实线层，选择填充边界后再打开，可快速实现剖面线按照要求穿越螺纹小径线。
5.8.3零件图的编辑修改
绘制完毕，还要有对图形进行修改，对图线进行整理的过程。
比如个别的线段、尺寸等实体不在相应图层或线型比例、标注样式不合适，中心线过短或超出图形过长，两条中心线相交不是画和画相交，等等。
这些都属编辑、修改之列。
下列方法是比较快捷、方便的方法。
1、用特性匹配功能进行特别编辑
特性匹配功能可把作为源实体的颜色、图层、线型、线型比例、线宽、文字样式、标注样式、剖面线等特性复制给其它实体。
比如画图过程没有严格按照图层绘制，可以统一对所有图线进行整理，用某个实体去格式化其它与之同层的对象。
用法与Word中“格式刷”的功能和用法相近，选中源实体，单击标准工具栏中的
图标后去“刷”要修改的目标物体。
2、用夹点功能进行快速编辑
夹点功能可以快速完成在绘图过程中常用的STRETCH、MOVE、ROTATE、SCALE、MIRROR等编辑命令的操作，能更加快速修改图形。
使用方法是单击对象，对它出现的夹点直接进行拉伸、移动等编辑操作。
3、用“特性（PROPERTIES）”对话框全方位编辑修改
特性（PROPERTIES）对话框可以随时对任意单个或多个实体进行全方位编辑修改。
用法是单击标准工具栏中的
按钮，出现“特性”对话框（图34所示），选中任意实体（单个或多个），在该对话框中对其进行全方位的修改。
图34特性对话框
5.9零件图的标注
5.9.1零件图的尺寸标注
零件图尺寸标注前要对零件做形体分析，以基本体为单位进行标注。
标注完一个基本体，再标注另一个基本体。
对每一基本体也要分析，运用已经建立好的标注样式，根据尺寸类型选择尺寸样式，标注其三个方向（或轴向、径向两方向）的定位尺寸和定形尺寸，要在反映端面实形的视图上集中标注端面尺寸，在另外一个视图上标注厚度尺寸；在反映位置特征明显的视图上，集中标注2个方向的定位尺寸。
标注时注意从里向外先标小尺寸，再标尺寸。
标注完，根据需要进行整理，例如用编辑标注文字命令调整尺寸数字、尺寸线的位置，用打断命令打断穿过尺寸数字的线段。
以下是较特殊标注的标注方法，供参考。
1、标注非圆视图的直径
投影为圆或圆弧的直径尺寸可以用直径标注命令标注，且在尺寸数字前面自动加上前缀Ø，而非圆视图的直径尺寸则不能使用直径标注命令，但用线性标注命令标注时数字前不出现前缀Ø。
有如下两种方法可以解决：
1用线性标注命令标注，当出现命令提示[多行文字（M）/文字（T）/角度（A）/水平（H）/垂直（V）/旋转（R）]各选项时，输入多行文字或文字选项的关键字M或T，之后从键盘输入前缀Ø的控制代码%%C及尺寸数字。
②专门设置一种尺寸标注样式，在标注样式管理器“主单位标签”的前缀一栏，为线性尺寸设置上前缀“%%C”，则用线性标注命令标注时，在尺寸数字前面自动添加前缀Ø。
2、标注只有一条尺寸界限的尺寸
对于只画出一半或一部分的对称图形、局部剖视图、半剖视图，局部视图，标注的尺寸只能有一条尺寸界限、一个箭头。
如果这类尺寸多，可对这类尺寸专门设置“只有一条尺寸界线的尺寸”标注样式（见前面样板图标注样式设置部分），在机械图尺寸标注通用样式“GB”的基础上建立。
方法是在标注样式对话框的“直线与箭头”标签隐藏其中几项，一般隐藏尺寸线1、尺寸界线1，或者隐藏尺寸线2、尺寸界线2。
通常AutoCAD将标注尺寸时先捕捉的一端称为尺寸线1、尺寸界线1，后捕捉的一端称为尺寸线2、尺寸界线2。
标注时，图形中如果捕捉不到隐藏的那条尺寸界线的位置时，其位置可以随意确定，此时尺寸数字用“T”选项输入；要注意使尺寸线略超过对称中心线。
如果这类尺寸很少，可以不必设置标注样式，直接标注完整的尺寸，然后将尺寸分解（打散），删除一个箭头，再用拉长、打断或夹点编辑来调整尺寸线的长度。
5.9.2标注零件图的技术要求
零件图的技术要求包括：
尺寸公差、表面粗糙度、形位公差、说明文字。
一般用建好的标注样式或者用线性标注命令的“文字（T）”或“多行文字（M）”选项标注尺寸公差，用插入带属性的图块标注表面粗糙度，用快速引线命令标注形位公差。
1、标注尺寸公差
在机械图中，尺寸公差有图35所示的三种标注形式，可以分别采用不同的标注方法。
图35尺寸公差标注的不同形式
第一种方法是设置好标注样式进行标注。
例如图中左边的两种形式，分别可以用前面所设置的“公差-不对称”、“公差-对称”直接标注。
需要说明的是：
①当标注另外上下偏差值的尺寸时，应使用尺寸标注样式中的“替代”选项进行标注，偏差值的精度要用公差的精度控制；或者直接标注，再在“特性”对话框中对上下偏差值单独修改；②如果标注数值不使用尺寸测量值，而是重新指定尺寸数字，可在修改命令中选文字选项打开多行文字编辑器输入新值。
第二种方法是通过尺寸标注命令的“多行文字（M）”或“文字（T）”选项，直接输入尺寸与公差值。
例如图35中第一种形式的标注方法：
调用“多行文字（M）选项后，显示【多行文字编辑器】对话框（如图36），
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