機(jī)械制圖是用圖樣來(lái)表示機(jī)械的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸,并研究作圖原理和技術(shù)要求的學(xué)科,
中國(guó)機(jī)械制圖的發(fā)展歷史
。用圖來(lái)“狀物記事”的起源很早,如中國(guó)宋代蘇頌和趙公廉所著《新儀象法要》中已附有天文報(bào)時(shí)儀器的圖紙,明代宋應(yīng)星所著《天工開(kāi)物》中也有大量的機(jī)械圖紙,但尚不嚴(yán)謹(jǐn)。1799年,法國(guó)學(xué)者蒙日發(fā)表《畫(huà)法幾何》著作,自此機(jī)械圖樣中的圖形開(kāi)始嚴(yán)格按照畫(huà)法幾何的投影理論繪制。圖樣由圖形、符號(hào)、文字和數(shù)字等組成,是表達(dá)設(shè)計(jì)意圖和制造要求以及交流經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)文件,常被稱為工程界的語(yǔ)言。在機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的項(xiàng)目有:圖紙幅面及格式、比例、字體和圖線等。在圖紙幅面及格式中規(guī)定了圖紙標(biāo)準(zhǔn)幅面的大小和圖紙中圖框的相應(yīng)尺寸。比例是指圖樣中的尺寸長(zhǎng)度與機(jī)件實(shí)際尺寸的比例,除允許用1:1的比例繪圖外,只允許用標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的縮小比例和放大比例繪圖。
為使人們對(duì)圖樣中涉及到的格式、文字、圖線、圖形簡(jiǎn)化和符號(hào)含義有一致的理解,后來(lái)逐漸制定出統(tǒng)一的規(guī)格,并發(fā)展成為機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)。各國(guó)一般都有自己的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),國(guó)際上有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO制定的標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)的機(jī)械制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定于1959年,后在1974年和1984年修訂過(guò)兩次;
在中國(guó),規(guī)定漢字必須按照仿宋體書(shū)寫(xiě),字母和數(shù)字按規(guī)定的結(jié)構(gòu)書(shū)寫(xiě)。圖線規(guī)定有八種規(guī)格,如用于繪制可見(jiàn)輪廓線的粗實(shí)線、用于繪制不可見(jiàn)輪廓線的虛線、用于繪制軸線和對(duì)稱中心線的細(xì)點(diǎn)劃線、用于繪制尺寸線和剖面線的細(xì)實(shí)線等都有相應(yīng)規(guī)定。
機(jī)械圖樣主要有零件圖和裝配圖,此外還有布置圖、示意圖和軸制圖等。零件圖表達(dá)零件的形狀、大小以及制造和檢驗(yàn)零件的技術(shù)要求;裝配圖表達(dá)機(jī)械中所屬各零件與部件間的裝配關(guān)系和工作原理;布置圖表達(dá)機(jī)械設(shè)備在廠房?jī)?nèi)的位置;示意圖表達(dá)機(jī)械的工作原理,如表達(dá)機(jī)械傳動(dòng)原理的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、表達(dá)液體或氣體輸送線路的管道示意圖等。示意圖中的各機(jī)械構(gòu)件均用符號(hào)表示。軸制圖是一種立體圖,直觀性強(qiáng),是常用的一種輔助用圖樣。表達(dá)機(jī)械結(jié)構(gòu)形狀的圖形,常用的有視圖、剖視圖和剖面圖等。
視圖是按正投影法即機(jī)件向投影面投影得到的圖形。按投影方向和相應(yīng)投影面的位置不同,視圖分為主視圖、俯視圖和左視圖等。視圖主要用于表達(dá)機(jī)件的外部形狀。圖中看不見(jiàn)的輪廓線用虛線表示。機(jī)件向投影面投影時(shí),觀察者、機(jī)件與投影面三者間有兩種相對(duì)位置。機(jī)件位于投影面與觀察者之間時(shí)稱為第一角投影法。投影面位于機(jī)件與觀察者之間時(shí)稱為第三角投影法,
工程
《中國(guó)機(jī)械制圖的發(fā)展歷史》(http://www.oriental01.com)。兩種投影法都能同樣完善地表達(dá)機(jī)件的形狀。中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB規(guī)定采用第一角投影法。剖視圖是假想用剖切面剖開(kāi)機(jī)件,將處在觀察者與剖切面之間的部分移去,將其余部分向投影面投影而得到圖形。剖視圖主要用于表達(dá)機(jī)件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。剖面圖則只畫(huà)出切斷面的圖形。剖面圖常用于表達(dá)桿狀結(jié)構(gòu)的斷面形狀。
對(duì)于圖樣中某些作圖比較繁瑣的結(jié)構(gòu),為提高制圖效率允許將其簡(jiǎn)化后畫(huà)出,簡(jiǎn)化后的畫(huà)法稱為簡(jiǎn)化畫(huà)法。機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其中的螺紋、齒輪、花鍵和彈簧等結(jié)構(gòu)或零件的畫(huà)法制有獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)。
圖樣是依照機(jī)件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小按適當(dāng)比例繪制的。對(duì)直徑、半徑、錐度、斜度和弧長(zhǎng)等尺寸,在數(shù)字前分別加注符號(hào)予以說(shuō)明。圖樣中機(jī)件的尺寸用尺寸線、尺寸界線和箭頭指明被測(cè)量的范圍,用數(shù)字標(biāo)明其大小。在機(jī)械圖樣中,數(shù)字的單位規(guī)定為毫米,但不需注明。
制造機(jī)件時(shí),必須按圖樣中標(biāo)注的尺寸數(shù)字進(jìn)行加工,不允許直接從圖樣中量取圖形的尺寸。要求在機(jī)械制造中必須達(dá)到的技術(shù)條件如公差與配合、形位公差、表面粗糙度、材料及其熱處理要求等均應(yīng)按機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)在圖樣中用符號(hào)、文字和數(shù)字予以標(biāo)明。
20世紀(jì)前,圖樣都是利用一般的繪圖用具手工繪制的。20世紀(jì)初出現(xiàn)了機(jī)械結(jié)構(gòu)的繪圖機(jī),提高了繪圖的效率。20世紀(jì)下半葉出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)繪圖,將需要繪制的圖樣編制成程序輸入電子計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)再將其轉(zhuǎn)換為圖形信息輸給繪圖儀繪出圖樣(CAD,CAXA等),或輸送給計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)機(jī)床進(jìn)行加工(CAM計(jì)算機(jī)輔助制造)。
圖樣一般需要描繪成透明底圖,用透明底圖洗印出藍(lán)圖或用氨熏出紫圖。20世紀(jì)中期出現(xiàn)了靜電復(fù)印機(jī) ,這種復(fù)印機(jī)可將原圖樣直接進(jìn)行復(fù)制,并可將圖放大或縮小。采用這種新技術(shù)可以省去描圖工序。
如今,機(jī)械制圖已經(jīng)應(yīng)用于各行各業(yè),比如軸承制造業(yè)中,設(shè)計(jì)者已不僅僅需要設(shè)計(jì)出2D的平面三視角圖紙,還開(kāi)始使用ProE、CATIA、soildworks等三維實(shí)體軟件設(shè)計(jì)出三維實(shí)體零件模型,大大加快了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的進(jìn)程,在設(shè)計(jì)上更加直觀,尺寸問(wèn)題分析也更便利,這樣才能滿足現(xiàn)代柔性制造系統(tǒng)的需求,實(shí)體設(shè)計(jì)軸承也便于需求者自主選型,使個(gè)行業(yè)專業(yè)人員順暢的溝通交流;下圖為洛陽(yáng)博盈軸承實(shí)體轉(zhuǎn)臺(tái)軸承模型。
未來(lái)的機(jī)械制圖也將更加智能化,更多新的制圖軟件和輔助加工設(shè)備及操控系統(tǒng)將研發(fā)面世,方便廣大機(jī)械行業(yè)從業(yè)者的研究生產(chǎn)工作,也期待我國(guó)機(jī)械制圖行業(yè)更高更快發(fā)展。