工程制图——基础理论及实训

1.专业院校专业教师原创编写，符合课堂需求。2.市面上极少数专门为物流类专业撰写的工程制图类教材和参考书。3.附赠课件，减轻教师备课负担。4.大多数市场上的同类书只有零件三维图没有整体装备三维图，本书增加了整体设备的三维图。5.比同类书增加了PLANT 3D软件的制图方法和绘图步骤。 

目前市面上的工程制图类教材在“CAD上机实训”方面内容偏少，且几乎只有AutoCAD而没有SolidWorks和Plant 3D方面的的培训。在绘制立体图方面，大都强调零件的三维图即零件体的三维建模，而本书除此基础上还增加了整个设备的三维图即装配体，比如设备和仓库的三维建模。本书由两部分内容构成：工程制图和CAD上机实训。*部分介绍了工程制图的经典内容，第二部分介绍了AutoCAD、SolidWorks、Plant 3D三款软件对工程图、零件体、装配体的绘制，均通过具体实例进行了详细介绍，并给出了完整的绘图操作步骤。本书附赠课件，可供高等院校机械类和近机类尤其是物流工程、物流管理和采购管理等专业使用，亦可供职业院校有关师生及工程技术人员参考使用。

陈志新，男，北京物资学院物流学院副教授，1997年中国石油大学机电工程学院毕业后在机械厂工作三年，2010年博士后出站。发表学术论文20余篇，其中SCI收录1篇，EI收录10余篇。已出版专著和教材各1部。获国家专利10余项。主持或参与的各类科研课题10余项。

绪论 1部分 工程制图 4章 点、直线、平面的投影 6节 点的投影 6第二节 直线的投影 12第三节 平面的投影 20练习 29第二章 立体的投影 32节 平面基本体的投影 33第二节 曲面基本体的投影 37第三节 截切体的投影 41第四节 相交立体的投影 56练习 63第三章 制图的基本知识 67节 制图的基本规范 67第二节 基本的尺寸注法 73第四章 组合体的视图及尺寸标注 82节 组合体的画图和读图 82第二节 组合体的尺寸标注 96练习 107第五章 轴测图 109节 轴测图的基本知识 109第二节 正等测 111第三节 斜二测 115第六章 图样的常用表示法 117节 视图 117第二节 剖视图 122第三节 断面图 130第四节 局部放大图 133第五节 常用简化画法 134练习 138第七章 常用标准件的表示法 141节 螺纹和螺纹紧固件 142第二节 齿轮 155第三节 其它常用件、标准件 158练习 163第八章 零件图与装配图 165节 表面粗糙度、公差与配合 165第二节 零件图 181第三节 装配图 192练习 200第二部分 CAD上机实训 202第九章 AutoCAD二维视图和三维立体图绘制 203节 制图前的准备 204第二节 AutoCAD2016设置成经典界面 208第三节 AutoCAD的基本操作 210第四节 平面视图的绘制 221第五节 三维立体建模 234第六节 三维立体图生成三视图 255练习 266第十章 AutoCAD Plant 3D货架生成 277第十一章 SolidWorks装配图绘制 288节 创建一个合页装配体 288第二节 生成爆炸图 307第三节 三维装配体生成平面装配图 307参考文献 311

第五章 轴测图
多面正投影图能完整、准确地反映物体的形状和大小，且度量性好、作图简单，但立体感不强，只有具备一定读图能力的人才能看懂。有时工程上还需采用一种立体感较强的图来表达物体，即轴测图。轴测图是用轴测投影的方法画出来的富有立体感的图形，它接近人们的视觉习惯，但不能确切地反映物体真实的形状和大小，并且作图较正投影复杂，因而在生产中它作为辅助图样，工程上常用轴测图来表达机器外观、内部结构或工作原理等，用来帮助人们读懂正投影图。如图8.1。

图8.1 三视图和轴测图
在制图教学中，轴测图也是发展空间构思能力的手段之一，通过画轴测图可以帮助想象物体的形状，培养空间想象能力。本章重点介绍的正等测、斜二测是工程上常用的两种轴测图。两种轴测图的画法都有坐标法、切割法、组合法等，应根据不同零件的复杂程度和特点来选何种轴测图，并确定何种绘图方法。

节 轴测图的基本知识
一、轴测图的形成、分类和特性如图8.2所示，将物体和确定其空间位置的直角坐标系，沿不平行于任一坐标面的方向，用平行投影法将其投射在单一投影面上所得的具有立体感的图形叫做轴测图。按投射方向与轴测投影面正交或斜交，分别得到正轴测图和斜轴测图。详细划分如下图所示：

由于轴测图是用平行投影法获得的，因此，它具有平行投影的投影特性：(1)物体上互相平行的线段，在轴测图上仍互相平行。(2)物体上两平行线段或同一直线上的两线段，其长度之比在轴测图上保持不变。(3)物体上平行于轴测投影面的直线和平面，在轴测图上反映实长和实形。
图8.2轴测图的形成
二、轴测图的轴测轴、轴间角和轴向伸缩系数确定物体空间位置的直角坐标系的三根坐标轴X、Y、Z，在轴测投影面上的投影X1、Y1、Z1称为轴测轴，它们之间的夹角称为轴间角。轴测图的单位长度与相应直角坐标轴的单位长度的比值，称为轴向伸缩系数。X1、Y1、Z1三个轴测轴方向的轴向伸缩系数分别用p、q、r表示，由图8.3可以看出：        p=O1A1/OA      q=O1B1/OB    r=O1C1/OC绘制轴测图时，先确定轴间角和轴向伸缩系数，再根据物体在坐标系的位置，沿平行于相应轴的方向测量物体上各边的尺寸或确定点的位置。正轴测图按其轴间角和轴向伸缩系数的不同分为正等测和正二等测图，斜轴测图分为斜三测和斜二测图。正等测及斜二测的区别如表8.1。
图8.3 轴向伸缩系数表8.1 正等测及斜二测的区别  投影方法 轴间角 轴向伸缩系数 特点正等测 正投影 X、Y、Z三轴的投影夹角都为120º p1=q1=r1=0.82简化p=q=r=1 较实际放大了1.22倍，方便、直观斜二测 斜投影 X、Z轴的投影夹角为90º，X、Y与Y、Z轴间夹角为135º p=r=1；q=0.5 在XOZ平面上反映实形第二节 正等测当物体上的三根直角坐标轴与轴测投影面的倾角相等时，根据平行投影中的正投影法投影所得到的图形，称为正等测轴测图，简称正等测。正等测中的三个轴间角都等于120º，如图8.4所示。采用简化的轴向伸缩系数p=q=r=1，如此绘出的正等测图较实际放大了1/0.82≈1.22倍，但对于图形的形状没有影响，但绘图时各轴向的尺寸都用实长度量，不用计算，比较方便。
图8.4   正等测轴测图中的轴间角一、平面立体正等测画法 绘制平面立体轴测图的方法，有坐标法、切割法和组合法等，主要介绍前两种。这两种方法不但适用于平面立体，而且适用于曲面立体；不但适用于正等测轴测图，而且适用于其他轴测图。 1、坐标法根据立体表面上各顶点的坐标，分别画出它们的轴测投影，然后依次连接成立体表面的轮廓线。坐标法是绘制轴测图的基本方法。见例5-1。【例5-1】 根据正六棱柱的主、俯视图（图8.5a所示），作出其正等测图。
图8.5  用坐标法画正六棱柱的正等测图【解】（1）分析  首先要看懂两视图，想象出正六棱柱的形状大小。由图8.5a可以看出，正六棱柱的前后、左右都对称，因此，选择顶面（也可选择底面）的中点作为坐标原点，并且从顶面开始作图。（2）作图1）在正投影图上确定坐标系，选取顶面（也可选择底面）的中点作为坐标原点，，如图8.5a所示。2）画正等测轴测轴，根据尺寸S、D定出顶面上的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个点，如图8.5b所示。3）过Ⅰ、Ⅱ两点作直线平行于OX，在所作两直线上各截取正六边形边长的一半，得顶面的四个顶点E、F、G、H，如图8.5c所示。4）连接各顶点如图8.5d所示。5）过各顶点向下取尺寸H，画出侧棱及底面各边，如图8.5e所示。6）擦去多余的作图线，加深可见图线即完成全图，如图8.5f所示。
2、切割法适用于带切口的平面立体，它以坐标法为基础，先用坐标法画出完整平面立体的轴测图，然后用切割方法逐步画出各个切口部分。见例5-2。【例5-2】 如图8.6a所示，用切割法绘制形体的正等测轴测图。
图8.6  用切割法画轴测图【解】（1）分析  通过对图8.6a所示的物体进行形体分析，可以把该形体看作是由一长方体斜切左上角，再在前上方切去一个六面体而成。画图时可先画出完整的长方体，然后再切去一斜角和一个六面体而成。（2）作图1）确定坐标原点及坐标轴，如图8.6a所示。2）画轴测轴，根据给出的尺寸作出长方体的轴测图，然后再根据20和30作出斜面的投影，如图8.6b所示。3）沿Y轴量尺寸20作平行于XOZ面的平面，并由上往下切，沿Z轴量取尺寸35作XOY面的平行面，并由前往后切，两平面相交切去一角，如图8.6c所示。4）擦去多余的图线，并加深图线，即得物体的正等轴测图，如图8.6d所示。
二、曲面立体正等测画法曲面立体表面除了直线轮廓外，还有曲线轮廓线。曲线轮廓线通常是圆和圆弧。要画曲 面立体的轴测图必须研究圆和圆弧的轴测图。1、平行于坐标面的圆的正等测图根据正等测的形成原理可知，平行于坐标面的圆的正等测图是椭圆。图8.7表示按简化伸缩系数绘制的分别平行于XOY、XOZ和YOZ三个坐标面的圆的正等测投影。这三个圆可视为处于同一个立方体的三个不同方位的表面上。
图8.7    平行于坐标面的圆的正等测图绘图时，为简化作图，通常采用四段圆弧连接成近似椭圆的作图方法——四心椭圆法。如图8.8所示，说明这种近似画法的作图步骤：☆  画圆的外切菱形☆  确定四个圆心和半径☆  分别画出四段彼此相切的圆弧
图8.8 椭圆的作图方法——四心椭圆法
2、画法举例【例】  作圆柱体的正等测图，如图8.9(a)所示。从投影图可知，圆柱体的轴线为铅垂线，顶圆、底圆都是水平圆，可取顶圆的圆心为原  点，选取如图8.9(a)所示的坐标轴。用近似法画出顶圆轴测投影椭圆后，可将绘制该椭圆各段圆弧的圆心沿Zl轴向下移动一个柱高的距离，就可得到绘制下底椭圆的各段圆弧的圆心位置，如图8.9(b)。判别可见性后，只画出底圆可见部分的轮廓，如图8.9(c)所示。
     （a）选坐标                     （b）画顶圆、底圆及转向轮廓线           （c）整理、加深图8.9 圆柱体的正等测图 四、组合体正等测画法画组合体轴测图时，先用形体分析法分解组合体，然后按分解的形体依次画各部分的结 构。作图过程中要注意各部分的结合关系。作支架的正等测图，作图步骤如图8.11所示。(1)根据视图确定坐标，如图(a)。(2)画出底板，并确定竖板孔和底板孔圆心位置，如图(b)。(3)画出各椭圆，并完成竖板的作图，如图(c)。(4)擦去作图线和不可见的线，加深，如图(d)。
图8.11   支架的正等测图
第三节 斜二测由于XOZ坐标面平行于轴测投影面，所以轴测轴O1X1和O1Z1，仍分别为水平方向和铅垂方向，其轴向伸缩系数为p=r=1；与水平线成45º方向的O1Y1轴，其轴向伸缩系数q为0.5。将物体连同确定其空间位置的直角坐标系，用斜投影的方法投射到与XOZ坐标面平行的轴测投影面上，所得到的轴测投影图称斜二测图，简称斜二测。
图8.12  斜二测的轴测轴
斜二测中轴测轴的位置如图8.12所示。由于斜二测中XOZ坐标面平行于轴测投影面以物体上平行于该坐标面的图形均反映实形。如果这个图形上的圆或圆弧较多，作图较方便。因此，当物体仅在某一方向上有圆或圆弧时，常采用斜二测轴测图来表达。
【例】  作出如图8.13a所示的法兰盘的轴测图。（1）分析：该物体平行于坐标面XOZ的平面上具有较多的圆和圆弧，因此确定采用斜二测图。（2）作图步骤 1）确定参考直角坐标系，取法兰盘后表面的中心作为坐标原点，如图8.13a所示；2）画出斜二测轴测轴及后端的圆柱板，如图8.13b所示；3）画出前端的小圆柱，如图8.13c所示；4）画出圆柱板上的四个圆孔及小圆柱上的圆孔，如图8.13d所示；5）检查，擦去多余的图线并描深，完成全图，如图8.13e所示。

图8.13 物体的斜二测图的画法