1、制图的基本知识与技能第1章 制图的基本知识与技能教学目标和要求 了解建筑工程制图国家标准的有关规定。 能进行简单的平面图形的绘制，并正确标注尺寸。 掌握三角板、圆规、图板、丁字尺的正确使用方法。本章重点和难点 掌握图线画法、尺寸标注的有关规定。 学习平面图形的尺寸分类、线段分析方法。1.1 制图的基本规定国家计划委员会(现为国家发展与改革委员会)于1987年颁布了重新修订的国家标准房屋建筑制图统一标准(GBJ 186)，内容包括图幅、线型、字体、比例、符号、定位轴线、常用建筑图例、图样画法、尺寸标注等。为了做到建筑工程图样的统一，便于交流技术，满足设计、施工、管理等要求，必须遵守制图国家标准。
2、1.1.1 图纸幅面和标题栏1. 图幅、图框图纸幅面是指图纸长度与宽度组成的大小。绘制图样时，应采用表1-1所规定的基本幅面尺寸。基本幅面代号有A0、A1、A2、A3、A4等5种。表1-1 图纸幅面尺寸(单位：mm)幅面代号A0A1A2A3A4BL8411189594841420594297420210297a25c105e2010幅面代号的几何含义实际上就是对A0幅面的对开次数。例如，A1中的“1”，表示将A0幅面图纸对折长边裁切1次所得的幅面；A4中的“4”，表示将A0幅画图纸对折长边裁切4次所得的幅面。必要时允许加长幅面，但加长量必须符合技术制图图纸幅面及格式(GB/T 14689200
3、8)中的规定，即按基本幅面的短边成整倍数增加。图样中的图框由内、外两框组成，外框用细实线绘制，大小为幅面尺寸，内框用粗实线绘制，内外框周边的间距尺寸与格式有关。图框格式分为留有装订边和不留装订边两种，如图1-1和图1-2所示。两种格式图框周边尺寸a、c、e如表1-1所示。但应注意，同一产品的图样只能采用一种格式。图样绘制完毕后应沿外框线裁边。图1-1 需要装订图样的图框格式图1-2 不需要装订图样的图框格式2. 标题栏每张技术图样中均应画出标题栏。标题栏的格式和尺寸按技术制图标题栏(GB/T 10609.12008)的规定。本教材将标题栏作了简化，如图1-3所示，建议在作业中采用。标题栏一般应
4、位于图纸的右下角，如图1-1和图1-2所示。当标题栏的长边置于水平方向并与图纸的长边平行时，则构成X型图纸，如图1-1(a)和图1-2(a)所示。当标题栏的长边与图纸的长边垂直时，则构成Y型图纸，如图1-1(b)和图1-2(b)所示。在此情况下，看图的方向与看标题栏的方向一致，即标题栏中的文字方向为看图方向。此外，标题栏的线型、字体(签字除外)和年、月、日的填写格式均应符合相应国家标准的规定。图1-3 制图作业标题栏1.1.2 图线画在图纸上的各种形式的线条统称为图线。国家标准技术制图图线(GB/T 174501998)规定的基本线型共有15种形式，国家标准机械制图图样画法图线(GB/T 44
5、57.42002)规定了在机械图样中常用的8种基本线型，见表1-2。在机械图样中，图线分为粗、细两种线宽，它们之间的比值为21，图线宽度d可从系数0.13、0.18、0.25、0.35、0.5、0.7、1、1.4、2.0(单位均为mm)中选取。画图时优先采用0.5mm、0.7mm两种线宽。绘制图样时，应注意以下几点。(1) 同一图样中，同类图线的宽度应基本一致。虚线、点划线及双点划线的线段长短间隔应各自大致相等。(2) 两条平行线之间的距离应不小于粗实线的2倍宽度，其最小距离不得小于0.7mm。(3) 虚线及点划线与其他图线相交时，都应以线段相交，不应在空隙或短划线处相交；当虚线是粗实线的延长
6、线时，粗实线应画到分界点，而虚线应留有空隙；当虚线圆弧和虚线直线相切时，虚线圆弧的线段应画到切点，而虚线直线需留有空隙。(4) 绘制圆的对称中心线(细点划线)时，圆心应为线段的交点。点划线和双点划线的首末两端应是线段而不是短画，同时其两端应超出图形的轮廓线35mm。在较小的图形上绘制点划线或双点划线有困难时，可用细实线代替。表1-2 图线的名称、形式、宽度及其用途图线名称图线形式图线宽度图线应用举例粗实线b可见轮廓线；可见过渡线虚线b/3不可见轮廓线；不可见过渡线细实线b/3尺寸线、尺寸界线、剖面线、重合断面的轮廓线及指引线等波浪线b/3断裂处的边界线等双折线b/3断裂处的边界线续表图线名称图
7、线形式图线宽度图线应用举例细点划线b/3轴线、对称中心线等粗点划线b有特殊要求的线或表面的表示线双点划线b/3极限位置的轮廓线、相邻辅助零件的轮廓线等1.1.3 字体图样上除了表达构件形状的图形外，还要用文字和数字说明构件的大小、技术要求和其他内容。在图样中书写字体必须做到字体工整、笔画清楚、间隔均匀、排列整齐。在国家标准技术制图 字体(GB/T 146911993)中有如下规定。1. 字高字体的高度(用h表示)必须符合规范，其高度系列为1.8、2.5、3.5、5、7、10、14、20(单位为mm)。字体的高度代表字体的号数。如需要书写更大的字，其字体高度应按的比率递增。2. 汉字汉字应写成长
8、仿宋体字，并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体字。汉字的高度应不小于3.5mm，其宽度一般为0.7h。汉字示例如图1-4所示。3. 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型字体的笔画宽度为字高的1/10。在同一张图样上，只允许选用一种字型的字体。字母和数字可写成斜体或正体，如图1-5所示。斜体字字头向右倾斜，与水平基准线成75角。图1-4 汉字示例图1-5 斜体的字母与数字示例1.1.4 比例图样的比例是指图中图形与其实物相应要素的线性尺寸之比。简单地说，图样上所画图形与其实物相应要素的线性尺寸之比称为比例。比值为1的比
9、例，即11，称为原值比例；比值大于1的比例，如21等，称为放大比例；比值小于1的比例，如12等，称为缩小比例。一般情况下，比例应标注在标题栏中的比例一栏内，一个图样应选用一种比例。根据专业制图的需要，同一图样可选用两种比例，即某个视图或某一部分可采用不同的比例(如局部放大图)，但必须另行标注。绘制图样时，应尽可能按机件的实际大小画出，以方便看图，如果机件太大或太小，则可用表1-3所规定的第一系列中选取适当的比例，必要时也允许选取表1-4中第二系列的比例。表1-3 第一系列比例种 类比 例原值比例11放大比例21，51，110n1，210n1，510n1缩小比例12，15，1110n，1210n
10、，1510n表1-4 第二系列比例种 类比 例放大比例2.51，41，2.510n1，410n1缩小比例11.5，12.5，13，14，16，11.510n，12.510n，1310n，1410n，1610n绘制同一机件的各个视图时应尽量采用相同的比例，当某个视图需要采用不同比例时，必须另行标注。比例一般应标注在标题栏中的比例栏内。必要时，可在视图名称的下方或右侧标注比例。1.1.5 尺寸标注图形只能表达构件的形状，而构件的大小则由标注的尺寸确定。国标中对尺寸标注的基本方法作了一系列规定，必须严格遵守。1. 标注尺寸的基本原则(1) 构件的真实大小应以图样上所注的尺寸数值为依据，与图形的大小及
11、绘图的准确度无关。(2) 图样中的尺寸，以毫米(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，则必须注明。(3) 图样中所注尺寸是该图样所示构件最后完工时的尺寸，否则应另加说明。(4) 构件的每一尺寸，一般只标注一次，并应标注在反映该结构最清晰的图形上。2. 尺寸的组成一个完整的尺寸应由尺寸界线、尺寸线、尺寸线终端和尺寸数字4个要素组成，如图1-6所示。图1-6 尺寸的组成1) 尺寸界线尺寸界线用细实线绘制，并应由图形的轮廓线、轴线或对称中心线处引出。也可利用轮廓线、轴线或对称中心线作尺寸界线。尺寸界线一般应与尺寸线垂直，并超出尺寸线终端2mm左右。2) 尺寸线尺寸线用细实线绘制
12、。尺寸线必须单独画出，不能与图线重合或在其延长线上。尺寸线终端有两种形式，如图1-7所示，箭头适用于各种类型的图样，箭头尖端与尺寸界线接触，不得超出也不得离开。斜线用细实线绘制，图中h为字体高度。当尺寸线终端采用斜线形式时，尺寸线与尺寸界线必须相互垂直，并且同一图样中只能采用一种尺寸线终端形式。图1-7 尺寸线的终端形式3) 尺寸数字线性尺寸的数字一般应注写在尺寸线的上方，也允许注写在尺寸线的中断处，同一图样内大小一致，空间不足可引出标注。尺寸数字不可被任何图线所通过，否则必须把图线断开，见图1-6中的尺寸R15和18。国标还规定了一些注写在尺寸数字周围的标注尺寸的符号，用以区分不同类型的尺寸
13、：表示直径；R表示半径；S表示球面；表示板状零件厚度；表示正方形； (或)表示锥度； (或)表示斜度；表示正负偏差；表示参数分隔符，如M101等；-表示连字符，如4-10、M101-6H等。3. 尺寸注法线性尺寸、圆弧、角度等的注法见表1-5。表1-5 线性尺寸、圆弧、角度的注法标注内容示 例说 明线性尺寸尺寸线必须与所标注的线段平行，大尺寸要注在小尺寸外面，尺寸数字应按图(a)所示的方向注写，图示30范围内，应按图(b)形式标注。在不致引起误解时，对于非水平方向的尺寸，其数字可水平注写在尺寸线的中断处，见图(c)圆弧直径尺寸标注圆或大于半圆的圆弧时，尺寸线通过圆心，以圆周为尺寸界线，尺寸数字
14、前加注直径符号半径尺寸标注小于或等于半圆的圆弧时，尺寸线自圆心引向圆弧，只画一个箭头，尺寸数字前加注半径符号R续表标注内容示 例说 明大圆弧当圆弧的半径过大或在图纸范围内无法标注其圆心位置时，可采用折线形式，若圆心位置不需注明，则尺寸线可只画靠近箭头的一段小尺寸对于小尺寸在没有足够的位置画箭头或注写数字时，箭头可画在外面，或用小圆点代替两个箭头；尺寸数字也可采用旁注或引出标注球面标注球面的直径或半径时，应在尺寸数字前分别加注符号S或SR角度尺寸界线应沿径向引出，尺寸线画成圆弧，圆心是角的顶点。尺寸数字一律水平书写，一般注写在尺寸线的中断处，必要时也可按右图的形式标注弦长和弧长标注弦长和弧长时，
15、尺寸界线应平行于弦的垂直平分线。弧长的尺寸线为同心弧，并应在尺寸数字上方加注符号“”只画一半或大于一半时的对称构件尺寸线应略超过对称中心线或断裂处的边界线，仅在尺寸线的一端画出箭头板状构件标注板状零件的尺寸时，在厚度的尺寸数字前加注符号续表标注内容示 例说 明光滑过渡处的尺寸在光滑过渡处，必须用细实线将轮廓线延长，并从它们的交点引出尺寸界线允许尺寸界线倾斜尺寸界线一般应与尺寸线垂直，必要时允许倾斜正方形结构标注机件的剖面为正方形结构的尺寸时，可在边长尺寸数字前加注符号“”，或用“1212”代替“12”。图中相交的两条细实线是平面符号(当图形不能充分表达平面时，可用这个符号表达平面)1.2 绘图
16、工具及仪器常用的绘图工具有图板、丁字尺、三角板和绘图仪器等。正确、熟练地使用绘图工具和仪器，既能保证绘图质量，又能提高绘图速度。为此将手工绘图工具及其使用方法介绍如下。1.2.1 图板、丁字尺、三角板1. 图板图板用于铺放和固定图纸，要求板面平滑光洁。图板的左边是工作边，称为导边，需要保持其平直光滑。使用时，要防止图板受潮、受热。图纸要铺放在图板的左下部，用胶带纸固定住四角，并使图纸下方至少留有一个丁字尺宽度的空间，如图1-8所示。图1-8 图纸与图板2. 丁字尺、三角板丁字尺由尺头和尺身两部分组成。它主要用来绘制水平线，其头部必须紧靠绘图板左边，然后用丁字尺的上边画线。移动丁字尺时，用左手推
17、动丁字尺头沿图板上下移动，把丁字尺调整到准确的位置，然后压住丁字尺进行画线。水平线是从左到右画，铅笔前后方向应与纸面垂直，而在画线前进方向倾斜约30。每副三角板有两块：一块的两个锐角均为45；另一块的两个锐角为30和60。要注意保持板面及各边的平直。两块三角板配合使用，可画出已知直线的平行线和垂直线。三角板和丁字尺配合使用画出的垂直线，可画出30、60、45、15、75等各种角度斜线，如图1-9所示。 (a) 画水平线 (b) 画垂直线 (c) 画各种角度的平行线或垂直线图1-9 丁字尺和三角板的使用方法应注意：尺头不能紧靠图板的其他边缘滑动而画线；丁字尺不用时应悬挂起来(尺身末端有小圆孔)，
18、以免尺身变形。1.2.2 圆规和分规1. 圆规圆规是画圆和圆弧的工具。在画图时，应使用钢针具有台阶的一端，并将其固定在圆心上，这样可不使圆心扩大，还应使铅芯尖与针尖大致等长。一般情况下，画圆或圆弧时应使圆规按顺时针方向转动，并稍向前方倾斜。在画较大圆或圆弧时，应使圆规的两条腿都垂直于纸面；在画大圆时，要接上延伸杆，如图1-10所示。2. 分规分规主要用来量取线段长度或等分已知线段。分规的两个针尖应调整平齐。从比例尺上量取长度时，针尖不要正对尺面，应使针尖与尺面保持倾斜。用分规等分线段时，通常要用试分法。分规的用法如图1-11所示。图1-10 圆规的用法图1-11 分规的用法1.2.3 铅笔图1
19、-12 铅芯的形状铅笔铅芯的黑度与硬度用B、H符号表示，B前数字越大表示铅芯越黑，H前数字越大表示铅芯越硬。绘图时，一般采用H、2H的铅笔画细实线、虚线、细点划线，用HB的铅笔写字、标注尺寸，用HB、B的铅笔加深粗实线。铅笔应从没有标号的一端开始削磨使用，以便保留铅芯的硬度符号，如图1-12所示。1.3 几 何 作 图任何建筑物或构筑物的轮廓或细部形态，一般都是由直线、圆弧和非圆曲线组成的几何图形。因此，为了正确绘制工程图样，必须要掌握正确的几何作图方法。下面介绍一些基本的画法。1.3.1 等分线段图1-13 等分线段如图1-13所示，将已知线段AB分成五等分。作图步骤如下。(1) 过点A任意
20、作一条直线段AC，从点A起在线段AC上截取(任取)A1=12=23=34=45，得等分点1、2、3、4、5。(2) 连接5B，并从1、2、3、4各等分点作直线5B的平行线，这些平行线与AB直线的交点、即为所求的等分点。1.3.2 等分两平行线间的距离如图1-14所示，将两平行线AB与CD之间的距离分成四等分。图1-14 等分平行线间距离作图步骤如下。(1) 将直尺放在直线AB与CD之间调整，使直线的刻度1与5恰好位于直线AB与CD的位置上。(2) 过直尺的刻度点2、3、4分别作直线AB(或CD)的平行线即可完成等分。1.3.3 作圆的切线1. 自圆外一点作圆的切线如图1-15所示，过圆外一点A
21、，向圆O作切线。 (a) 已知 (b) 作图图1-15 作圆的切线作图方法如下。使三角板的一个直角边过A点并与圆O相切，用丁字尺(或另一块三角板)将三角板的斜边靠紧，然后移动三角板，使其另一直角边通过圆心O并与圆周相交于切点T，连接AT即为所求切线。2. 作两圆的外公切线如图1-16所示，作圆O1和圆O2的外公切线。 (a) 已知 (b) 作图图1-16 作两圆的外公切线作图方法如下。图1-17 已知外接圆直径画正五边形使三角板的一个直角边与两圆外切，用丁字尺(或另一块三角板)将三角板的斜边靠紧，然后移动三角板，使其另一直角边先后通过两圆心和，并在两圆周上分别找到两切点和，连接即为所求公切线。
22、1.3.4 正五边形的画法已知外接圆直径绘制正五边形的方法。如图1-17所示，作水平半径ON的中点M，以M为圆心、MA为半径作圆弧交OK于H点，AH即为圆内接正五边形的边长。以AH长度为半径，截取点B、C、D、E，连接各等分点即得圆内接正五边形。1.3.5 圆弧连接圆弧与圆弧的光滑连接，关键在于正确找出连接圆弧的圆心以及切点的位置。由初等几何知识可知：当两圆弧以内切方式相连接时，连接弧的圆心要用R-R0来确定；当两圆弧以外切方式相连接时，连接弧的圆心要用来确定。用仪器绘图时，各种圆弧连接的画法如图1-18所示。 (a) 与两圆弧外切的画法 (b) 与两圆弧内切的画法图1-18 圆弧连接1.3.
23、6 椭圆和渐开线的画法1. 椭圆的近似画法常用的椭圆近似画法为四圆弧法，即用四段圆弧连接起来的图形近似代替椭圆。如果已知椭圆的长、短轴AB、CD，则其近似画法的步骤如下。(1) 连AC，以O为圆心，OA为半径画弧交CD延长线于E点，再以C为圆心，CE为半径画弧交AC于F点。(2) 作AF线段的中垂线分别交长、短轴于O1、O2点，并作O1、O2的对称点O3、O4，即求出四段圆弧的圆心，如图1-19所示。图1-19 椭圆的近似画法2. 渐开线的近似画法直线在圆周上做无滑动的滚动，该直线上一点的轨迹即为此圆(称为基圆)的渐开线。齿轮的齿廓曲线大都是渐开线，如图1-20所示。其作图步骤如下。(1) 画
24、基圆并将其圆周n等分(图1-20中，n=12)。(2) 基圆周的展开长度也分成相同等分。(3) 过基圆上各等分点按同一方向作基圆的切线。(4) 依次在各切线上量取, ,，得到基圆的渐开线。图1-20 圆的渐开线1.4 平面图形的分析与作图步骤任何平面图形总是由若干线段(包括直线段、圆弧、曲线)连接而成的，每条线段又由相应的尺寸来决定其长短(或大小)和位置。一个平面图形能否正确绘制出来，要看图中所给的尺寸是否齐全和正确。因此，绘制平面图形时应先进行尺寸分析和线段分析，以明确作图步骤。1.4.1 平面图形的尺寸分析1. 尺寸基准尺寸基准是标注尺寸的起点。平面图形的长度方向和宽度方向都要确定一个尺寸
25、基准。常选图形的对称线、底边、侧边、图中圆周或圆弧的中心线等作为尺寸基准。2. 定形尺寸和定位尺寸平面图形中的尺寸可以分为以下两大类。(1) 定形尺寸。确定平面图形各组成部分形状、大小的尺寸，称为定形尺寸，如确定直线的长度和角度的大小、圆弧的半径(直径)等的尺寸。(2) 定位尺寸。确定平面图形各组成部分相对位置的尺寸，称为定位尺寸。3. 尺寸标注的基本要求平面图形的尺寸标注要做到正确、完整、清晰。尺寸标注应符合国家标准的规定；标注的尺寸应完整，没有遗漏的尺寸；标注的尺寸要清晰，并标注在便于读图的地方。1.4.2 平面图形的线段分析根据线段在图形中的定形尺寸和定位尺寸是否齐全，通常分成三类线段，
26、即已知线段、中间线段、连接线段。需要说明的是，这里指的线段包括直线段和弧线段。1. 已知线段已知线段是根据给出的尺寸可直接画出的线段。如图1-21中R49圆弧，作图时只要在图形对称线上定出圆心，就可以画出这个圆。又如图1-21中下部分的R8圆弧和长度为24、40的直线段也是已知线段。2. 中间线段中间线段是指缺少一个尺寸，需要依据相切或相接的条件才能画出的线段，如图1-21中的R9圆弧等。3. 连接线段图1-21 平面图形的线段分析连接线段是指缺少两个尺寸，完全依据两端相切或相接的条件才能画出的线段，如图1-21中上部分的R8圆弧。在绘制平面图形时，应先画已知线段，再画中间线段，最后画连接线段
27、。1.4.3 平面图形的画法1. 平面图形的画图步骤(1) 选定比例，布置图面，使图形在图纸上位置适中。(2) 画出基准线。基准线往往是对称图形的对称中心线、图形的底边和侧边、较大圆的中心线等。(3) 画出已知线段。(4) 画出中间线段。(5) 画出连接线段。(6) 分别标注定形尺寸和定位尺寸。2. 应用示例现以如图1-21所示的平面图形(扶手)为例，介绍绘图的方法与步骤。1) 准备工作布置好绘图环境，准备好圆规、铅笔、橡皮等绘图工具和用品；所有的工具和用品都要擦拭干净，不要有污迹，要保持两手清洁。2) 固定图纸将平整的图纸放在图板的偏左下部位，用丁字尺画下一条水平线时，应使大部分尺头在图板的
28、范围内。微调图纸使其下边缘与尺身工作边平行，用胶带纸将四角固定在图板上，如图1-22所示。图1-22 固定图纸3) 绘制图纸画底稿时要用较硬的铅笔(2H或H)，铅芯要削得尖一些，绘图者自己能看得出便可，故要经常磨尖铅芯。对每一图形应先画中心线、边线或底线，再画主要轮廓线及细部。有圆弧连接时，要根据尺寸分析先画已知线段，再画中间线段，找出连接圆弧的圆心和切点，再画连接线段。图1-23所示平面图形中长为24、40的直线段和圆弧R8、R49是已知线段；R9是中间线段；R8是连接线段。画底图的步骤如图1-23(b)、(c)、(d)所示。图1-23 绘制平面图形的方法与步骤4) 检查加深图线在加深图线前
29、必须对底稿做仔细检查、改正，直至确认无误。用标号为B或2B的铅笔加深图线的顺序是：自下而上、自左至右依次画出同一线宽的图线；先画曲线后画直线；对于同心圆，宜先画小圆后画大圆。5) 标注尺寸图形画完后，再画尺寸线、尺寸界线、箭头并注写尺寸数字，标注定形尺寸和定位尺寸。6) 画墨线图墨线图通常是在硫酸纸上用鸭嘴笔或针管绘图笔画成的，使用的墨水应该是专门的碳素墨水。墨线图也要求在铅笔底稿上进行，墨线的中心线要与铅笔的底稿线重合，如图1-24所示。墨线图的图线连接要准确、光滑，图面要整洁。画线时一般是先难后易，先主后次，先圆弧后直线。画图中如果要修改墨线，须等墨迹干后，在图纸下垫上玻璃板(或丁字尺、三
30、角板等)用薄刀片小心地把墨迹刮掉，再用橡皮擦去污垢，干净后可再次上墨。图1-24 墨线与底稿线的位置关系思 考 题1-1 图纸幅面规格有哪几种？它们的边长之间有何关系？试说明A2幅面的大小。1-2 图线有哪些种类？各用在什么地方？1-3 什么是比例？常用比例和可用比例有哪些？1-4 以21、12的比例画某一平面图形，哪一个图形大？为什么？1-5 完整尺寸包括哪几部分？各有什么规定？1-6 如何等分线段和圆周？1-7 为什么要对平面图形进行线段分析？1-8 什么是已知线段、中间线段和连接线段？画平面图形时应按什么顺序进行？绘 图 练 习将图1-25按120的比例在图中量取标注尺寸。图1-25 绘图练习第2章 投影的基本知识教学目标和要求 了解投影的概念和分类及工程上常用的投影图。 掌握平行投影的基本性质。 掌握
