工程制图与CAD(含习题集)

本书以教育部工程图学教学指导委员会提出的"普通高等院校工程图学课程教学基本要求"为依据，结合21世纪对高校人才培养的需求，在对工程图学的教学本质和功能再认识的基础上，以培养学生综合素质及创新能力为出发点，结合编者多年教学经验和教改成果编写而成。全书由教程、配套习题集组成，内容包括制图的基本知识和技能、物体几何要素的投影、基本立体、组合体、轴测图、机械图样的表示法、标准件与常用件的表示法、零件图、装配图、计算机绘图。
全书主要针对普通高等学校少学时的"工程制图"课程编写，主要适合于42~64学时的高校工科类各专业的本科生、成人高等教育等学生使用，也可供广大工程技术人员业务学习参考。

前言
绪论 1
第一章 制图的基本知识和技能 3
1.1 制图国家标准简介 3
1.2 常用绘图工具及仪器的使用方法 14
1.3 几何制图 16
1.4 平面图形的分析及画图方法 21
1.5 徒手绘图 25
第二章 物体几何要素的投影 27
2.1 投影法的基本知识 27
2.2 点的投影 28
2.3 直线的投影 32
2.4 平面的投影 39
2.5 直线与平面、两平面的相对位置 44
第三章 基本立体 49
3.1 基本立体的投影及三视图 49
3.2 平面与立体相交及其截交线 57
3.3 两回转体表面相交及其相贯线 65
第四章 组合体 73
4.1 形体分析法和线面分析法 73
4.2 组合体视图的绘制 77
4.3 组合体的尺寸标注 81
4.4 组合体视图的阅读 87
第五章 轴测图 95
5.1 轴测图的基本知识 95
5.2 画轴测图的方法和步骤 97
第六章 机械图样的表示法 105
6.1 视图 105
6.2 剖视图 109
6.3 断面图 119
6.4 局部放大图、简化表示法及其他规定画法 122
6.5 轴测剖视图 126
6.6第三角投影法简介 127
第七章 标准件及常用件的表示法 131
7.1 螺纹及螺纹紧固件 131
7.2 键与销 143
7.3 滚动轴承 145
7.4 齿轮 148
7.5 弹簧 153
第八章 零件图 157
8.1 零件图的作用和内容 157
8.2 零件图视图选择及典型零件表达方案的选择 158
8.3 零件图上尺寸的合理标注 166
8.4 零件上常见的工艺结构 172
8.5 零件图上技术要求的注写 176
8.6 读零件图的方法和步骤 189
第九章 装配图 191
9.1 装配图的作用和内容 191
9.2 装配图的表达方法及合理结构 193
9.3 由零件图画装配图 199
9.4 装配图中的尺寸标注及技术要求 202
9.5 装配图中的零、部件序号的编排和明细栏 204
9.6 读装配图及拆零件图 205
9.7 零部件测绘 211
第十章 计算机绘图 220
10.1 AutoCAD 2011基础知识 220
10.2 常用的二维绘图命令 223
10.3 常用的图形编辑命令 231
10.4 图形显示、图层操作及辅助绘图命令 241
10.5 尺寸编辑与标注 246
10.6 三维实体造型 250
参考文献 285
附录 286

    绪论
    一、 本课程研究的对象及性质
    本课程是基于投影理论研究空间几何问题图示法和图解法的学科，是工科学生学习的一门
    技术基础课，是进行专业绘图学习的基础。
    在工程技术中为了正确地表示出机器、部件、零件的形状、大小、规格和材料等内容，通常将这些物体按照一定的投影方法和技术规定表达在图纸上，这称之为机械工程图样。在设计和改造机器设备时，要通过图样来表达设计思想和要求，在制造机器过程中，无论是制作毛坯还是加工、检验、装配等各个环节，都要以图样作为依据。在使用时，也要通过图样来帮助了解机器的结构与性能。因此，图样与语言、文字一样，是人类表达设计思想、交流技术经验的必不可少的重要工具，是制造、使用机器过程中的一种主要的技术资料，被称为“工程的语言”。
    二、 本课程的学习任务
    （1） 学习投影法（主要是正投影法）的基本理论及其应用。
    （2） 培养对三维形状与相关位置的逻辑思维和形象思维能力以及空间想象和空间分析能力。
    （3） 培养绘制和阅读一般复杂程度的组合体三视图和绘制轴测图的能力。
    （4） 培养徒手绘图、尺规绘图以及计算机绘图的基本技能。
    （5） 培养认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风。
    三、 本课程的学习方法
    1．理论联系实际，提高两个能力
    本课程以图示、图解贯穿始终，在学习理论基础部分即画法几何时，要把基本概念理解透彻，做到融会贯通，紧紧抓住“图形”不放，理论联系实际，勤于思考，多看多画，不断地“由物画图”、“由图想物”，逐渐提高逻辑思维和形象思维的能力以及空间想象和空间分析能力。
    2．重视实践
    绘图和读图的能力培养主要通过一系列的绘图和读图实践来实现。完成一定数量的习题和作业，是巩固基本理论和培养绘图、读图能力的基本保证。因此，对习题和作业应高度重视，认真、按时、独立、优质地完成。
    3．掌握正确的画图、读图步骤和方法
    在学习中，一般对图学基础理论的理解并不难，难的是图示、图解过程以及画图和读图的实际应用。因此，必须分析已知条件，明确解题思路，掌握正确的画图步骤，以便准确、快速地画出图形。
    4．要注意培养自学能力
    在自学中，要循序渐进和抓住重点，把基本概念、基本理论、基本知识掌握好，深入理解好有关理论内容，不断扩展知识面。
    5．严格遵循国家标准
    国家标准是评价机械工程图样是否合格的重要依据，因此，要认真学习和掌握国家标准的相关内容，并严格遵守。
    靠前章 制图的基本知识和技能
    本章主要介绍绘制机械图样时必须遵守的一些国家标准以及常见几何图形的作图方法和徒手作图的基本技能。
    1.1 制图国家标准简介
    工程图样是工程技术人员表达设计思想、进行技术交流的工具，是指导生产的重要技术文件。为了便于生产和进行技术交流，必须对图样的表达方式、尺寸注法以及所采用的符号等建立一个统一的标准，《技术制图》与《机械制图》国家标准起到了统一工程语言的作用。国家标准分强制性国家标准（代号为“GB”）、推荐性国家标准（代号为“GB/T”）和国家标准化指导性技术文件（代号为“GB/Z”）。每一个工程技术人员，都必须树立标准化的观念，严格遵守和认真执行国家标准。
    一、 图纸幅面和格式（技术制图GB/T 14689—2008）
    1．图纸幅面
    图纸幅面是指图纸宽度与长度组成的幅面。绘制图样时，应优先采用表 1-1中规定的基本幅面。必要时，按规定加长幅面。加长幅面的尺寸是由基本幅面的短边成整数倍增加后形成的，如图1-1所示。图中粗实线所示为基本幅面（靠前选择），细实线所示为加长幅面（第二选择），虚线所示为加长幅面（第三选择）。
    表1-1 图框尺寸
    2．图框格式
    在图纸上必须用粗实线画出图框，其格式分为不留装订边（如图1-2所示）和留装订边（如图1-3所示）两种，其尺寸按表1-1的规定。同一产品图样只能采用一种格式。装订时可采用 A4幅面竖装或A3幅面横装。
    为了复制或微缩摄影时定位方便，应在图纸各边长的中点处绘制对中符号。对中符号是从图纸边界画入图框内 5mm的一段粗实线（其线宽不小于0.5mm），如图1-4（a）所示。当对中符号处在标题栏范围内时，则深入标题栏部分省略不画，如图1-4（b）所示。
    图1-1 图纸的幅面尺寸
    图1-2 不留装订边的图框格式
    加长幅面的图框尺寸，按所选用的基本幅面大一号的图框尺寸确定。例如A2×3的图框尺寸，按 A1的图框尺寸确定，即e为 20，c为10。
    3．标题栏及明细栏
    标题栏及明细栏是机械图样不可缺少的内容。标题栏及明细栏的基本要求、内容、尺寸和格式和应按国家标准 GB/T 10609.1—2008《技术制图标题栏》及 GB/T 10609.2—1989《技术制图明细栏》的规定。标题栏一般位于图纸的右下角，如图1-2～图1-4所示。
    图1-3 留装订边的图框格式
    图1-4 不留装订边、带对中符号的图框格式
    标题栏的长边置于水平方向与图纸的长边平行时，则构成 X型图纸，如图1-2（a）和 1-3（a）所示，若标题栏的长边与图纸的长边垂直时，则构成 Y型图纸，如图1-2（b）和图1-3（b）所示。在此情况下，看图的方向与看标题栏中的文字方向一致。各单位可根据需要增减标题栏和明细栏的内容。国家标准规定的标题栏及明细栏和制图作业建议用标题栏及明细栏，如图1-5所示。
    4．投影符号
    靠前角画法或第三角画法的识别符号如图1-6（a）、（b）所示。符号的尺寸比例如图1-6（c）所示。投影符号中的线型用粗实线（线宽不小于0.5mm）和细点画线绘制。
    投影符号一般放置在标题栏中名称及代号区的下方。如采用靠前角画法时，可以省略标注。
    （a） 标准标题栏及明细栏
    （b） 制图作业零件图用标题栏
    （c） 制图作业装配图用标题栏及明细栏
    图1-5 标题栏及明细栏
    （a） 靠前角画法
    （b） 第三角画法
    （c） 尺寸比例
    图1-6 投影识别符号