机械制图及技术制图国家标准学用指南.docx
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机械制图及技术制图国家标准学用指南
“机械制图和技术制图
国家标准”学用指南
合肥工业大学李学京
主释:
机械制图国家标准
技术制图国家标准
简介:
CAD制图国家标准
CAD文管国家标准
建筑制图国家标准
电气制图国家标准
——宏观论述“图形学”和“制图标准化”概况
——详细诠释《机械制图和技术制图国家标准》
——举例指导“机械图”设计绘制阅读方法技巧
——适当介绍CAD制图文管、建筑及电气制图
0前言
0.1“制图标准”的重要性
当今世界最大的不变是变化,最大的特点是竞争;特别是:
综合国力的竞争越来越表现为标准之争,“得标准者得天下”已成座右铭!
其实,竞争的重要实体是产品(例如机器、房屋等),产品竞争的重要舞台是世界贸易组织(WTO)。
而看看产品的生命周期(参“GB/T19097-2003技术产品文件生命周期模型及文档分配”):
市场调查→设计绘制图样→按图生产产品→按图销售产品→按图使用产品→按图维修产品→甚至还要按图回收产品及产品的再循环利用等,哪一环节不和图样息息相关呢?
故“工程图样”被喻为工程技术界共同的“技术语言”。
可见,图样的质量基本奠定了产品的质量基础。
而要想高效率、高质量地绘、读适用范围广的图样,严格按照相关“制图标准”(群)的规定执行是关键,“制图标准”是绘、读图样的准绳。
“机械”在工程技术界的用途相当广泛故地位十分重要,因为除了机械行业本身以外,还可以说几乎所有行业都与机械有关,例如:
建筑机械、化工机械、电力拖动机械等,故被人们尊称为“大机械”。
这也促成了“机械工程图样”几乎在所有工程技术领域都要应用;更成就了“机械制图标准”成为了各专业制图标准的龙头老大。
又因为“技术制图国家标准”是将各类专业制图中共用的内容(例如图幅、比例、字体、图线、剖面区域等)制定成的标准群;并且,在绘制机械图时所要遵守的制图标准,基本上包括了现行所有的“机械制图国家标准”和“技术制图国家标准”;为此,把“机械制图国家标准”和“技术制图国家标准”合在一起称为“机械制图和技术制图国家标准”(GB)。
人们在设计绘制或阅读机械图样时,可能往往存在这样一种共性的“迷茫”吧——画也可以画,读也可以读,但如果要问你绘、读的图是否符合制图标准?
是否符合图形学基本原理?
如果把你绘制的图交流到国际上是否通用?
等等,可能自己也拿捏不准,是不是?
众望所求,这也是本讲的初衷。
各种“技术产品”的图样、说明书、合同和报告等,统称为“技术产品文件”。
故“制图标准”属于“技术产品文件标准”范畴,例:
《技术产品文件标准汇编技术制图卷》
《技术产品文件标准汇编机械制图卷》
《技术产品文件标准汇编CAD制图卷》
《技术产品文件标准汇编CAD文件管理卷》。
等等。
0.2工程技术人员应具的基本素质
其实,工程技术人员包括的人群范围相当广,例如:
工程设计人员、工程管理人员、技术工人和理工科院校的师生等。
而要做一名合格的现代工程技术人员,首先当然要掌握相关的基础理论、专业知识和专业标准等,并且专业知识面不宜太窄;同时要掌握图学理论、熟练掌握制图技术及制图标准化等知识,才能高效率地绘、读高质量的图样,为高效率地设计制造(建造)出高质量的产品打下坚实的基础。
0.3章节体系、主讲内容及诠释方法
0.3.1章节体系
1→1.1→1.1.1→1.1.1.1→
(1)→1)→a)→…
0.3.2主讲内容及诠释方法
0.3.2.1宏观概论:
制图标准化(见目录中1)
制图标准化只是广义标准化中的一小分支。
故对广义标准化、图形学等知识有个概括了解,对深入学习制图标准化的来龙去脉、基本原理、分类层面、主要内容和应用技巧等是大有裨益的。
0.3.2.2重点诠释:
“机械制图和技术制图国家标准”(见目录中2)
实践证明,在学用标准过程中,现行标准是最权威最优秀的教科书。
现行的“机械制图和技术制图国家标准”是按照“ISO/TC10”的“一个项目,一个标准”原则制修订出的标准群(60多项)。
为便于快速事半功倍地学习标准及巩固学习的效果,采用了三种措施:
•分清条理
对零散独立的“标准”,依据“表示法”(各种形式的技术图样信息的表达方法,通常涉及特定的投影法、画法及标注方法等)的定义,并沿着绘图思路及顺序进行条理化分类并诠释:
—准备:
见“2.1制图术语”和“2.2基本规定”。
—画图:
见“2.3图样画法”加“2.5近机制图”。
—标注:
见“2.4图样标注”。
并且在诠释过程中,又根据标准含义将这一批制图标准归类成一个个“标准族”;其中,有的“标准族”只含一项标准,例如“通用术语”、“齿轮表示法”和“表面结构表示法”等;而有的“标准族”要包含多项标准,例如“投影法”、“图纸幅面”和“尺寸”等。
对于每个“标准族”的诠释方法,一般按照:
(1).现行标准、
(2).引用知识(视需取舍)、(3).标准诠释、(4).注意事项(视需取舍)几步进行。
•博采广引
在诠释有的“标准族”时,视需要与否适当增加简介一些相关的专业知识(例如在诠释“GB/T4458.5-2003机械制图尺寸公差与配合注法”时简介了“零件互换性及公差配合”概念)、专业标准(例如在诠释“GB/T4459.1-1995机械制图螺纹及螺纹紧固件表示法”时引讲了“GB/T197-2003普通螺纹公差”的普通螺纹标记内容”)或基础标准(例如引讲了“GB/T19097-2003技术产品文件生命周期模型及文档分配”)等,但不可能把其它相关内容及标准等全包进来,不然,那就太多且喧宾夺主了。
•实例巩固
最后,又结合实例(见“2.5机械图样”;主要举了零件图和装配图的例子),拓展介绍了工程设计理念及思路——全新设计、仿制设计、仿制加提高设计等,且着重分析了工程图样的绘、读原则、方法和技巧,以巩固制图标准的学习效果。
0.3.2.3适当介绍相关“制图标准”(见目录中3)
适当介绍“CAD制图国家标准”、“CAD文件管理国家标准”、“建筑制图国家标准”和“电气制图国家标准”。
0综述加:
“GB/T19097-2003技术产品文件生命周期模型及文档分配”
1制图标准化概论
1.1标准化加:
“GB/T1.1-2009标准化工作导则第1部分标准结构和编写”
1.2图形学
1.3制图标准化
附录
2“机械制图和技术制图国家标准”
2.1制图术语
2.1.1通用术语标:
“GB/T13361-1992技术制图通用术语”
2.1.2投影法一族
标1:
“GB/T14692-2008技术制图投影法”
标2:
“GB/T16948-1997技术产品文件词汇投影法术语”
标3:
“GB/T13361-1992技术制图通用术语”
2.1.3图样注语标:
“GB/T24745-2009技术产品文件词汇图样注语”
2.2基本规定
2.2.1图幅一族
标1:
“GB/T14689-2008技术制图图纸幅面和格式”
标2:
“GB/T10609.1-2008技术制图标题栏”
标3:
“GB/T10609.2-2009技术制图明细栏”
标4:
“GB/T10609.3-2009技术制图复制图的折叠方法”
标5“GB/T10609.4-2009技术制图对缩微复制原件要求”
2.2.2比例标:
“GB/T14690-1993技术制图比例”
2.2.3字体一族
标1:
“GB/T14691-1993技术制图字体”
标2:
“GB/T14691.4-2005技术产品文件字体4:
拉丁字母表示区别与特殊标识”
标3:
“GB/T14691.6-2005技术产品文件字体第6部分:
古代斯拉夫字母”
2.2.4图线一族
标1:
“GB/T17450-1998技术制图图线”
标2:
“GB/T4457.4-2002机械制图图样画法图线”
标3:
“GB/T18686-2002技术制图CAD系统图线的表示”
2.2.5剖面区域一族
标1:
“GB/T4457.5-1984机械制图剖面符号”
标2:
“GB/T17453-2005技术制图图样画法剖面区域的表示法”
2.2.6指引线和基准线标:
“GB/T4457.2-2003技术制图图样画法指引线和基准线”
2.2.7文件和产品保护注释标:
“GB/T19827-2005技术产品文件 限制使用文件注释”
2.3图样画法
2.3.1图样基本画法
2.3.1.1视图一族
标1:
“GB/T17451-1998技术制图图样画法视图”
标2:
“GB/T4458.1-2002机械制图图样画法视图”
2.3.1.2剖视图和断面图一族
标1:
“GB/T17452-1998技术制图图样画法剖视图和断面图”
标2:
“GB/T4458.6-2002机械制图图样画法剖视图和断面图”
2.3.1.3简化画法标:
“GB/T16675.1-1996技术制图简化表示法1:
图样画法”
2.3.1.4轴测图标:
“GB/T4458.3-1984机械制图轴测图”
2.3.1.5装配图零部件序号编排标:
“GB/T4458.2-2003装配图中零、部件序号编排”
2.3.1.6倾斜结构标:
“GB/T24739-2009机械制图机件上倾斜结构的表示法”
2.3.1.7玻璃器具标:
“GB/T12213-1990技术制图玻璃器具表示法”
2.3.1.8展开图
2.3.2图样特殊表示法
2.3.2.1螺纹
标:
“GB/T4459.1-1995机械制图螺纹及螺纹紧固件表示法”
加1:
“GB/T197-2003普通螺纹公差”;加2:
“GB/T7307-200155非密封管螺纹”
2.3.2.2齿轮标:
“GB/T4459.2-2003机械制图齿轮表示法”
2.3.2.3花键标:
“GB/T4459.3-2000机械制图花键表示法”
2.3.2.4弹簧标:
“GB/T4459.4-2003机械制图弹簧表示法”
2.3.2.5中心孔标:
“GB/T4459.5-1999机械制图中心孔表示法”
2.3.2.6动密封圈一族
标1:
“GB/T4459.6-1996机械制图动密封圈表示法”
标2:
“GB/T4459.8-2009机械制图动密封圈第1部分:
通用简化表示法”
标3:
“GB/T4459.9-2009机械制图动密封圈第2部分:
特征简化表示法”
2.3.2.7滚动轴承标:
“GB/T4459.7-1998机械制图滚动轴承表示法”
2.3.2.8棒料型材标:
“GB/T4656-2008技术制图棒料、型材及其断面的简化表示法”
2.3.2.9机构运动简图符号标:
“GB/T4460-1984机械制图机构运动简图符号”
2.3.2.10定位、夹紧标:
“GB/T24740-2009技术产品文件机械加工定位、夹紧表示法”
2.3.2.11紧固组合简化表示一族
标1:
“GB/T24741.1-2009技术制图紧固组合的简化表示法1:
一般原则”
标2:
“GB/T24741.2-2009技术制图紧固组合的简化表示法2:
航空航天铆钉”
2.3.2.12工艺流程标:
“GB/T24742-2009技术产品文件工艺流程图形符号表示法”
2.3.2.13热处理标:
“GB/T24743-2009技术产品文件钢铁零件热处理表示法”
2.3.2.14模制件标:
“GB/T24744-2009产品几何规范模制件的表示法”
2.3.2.15粘接等标:
“GB/T24746-2009技术制图粘接、弯折与挤压图形符号表示法”
2.3.2.16焊接图一族
标1:
“GB/T324-2008焊缝符号表示法”
标2:
“GB/T5185-2005焊接及相关工艺方法代号”
标3:
“GB/T12212-1990技术制图焊缝符号的尺寸、比例及简化表示法”
2.3.2.17管路系统一族
标1:
“GB/T6567.1-2008管路系统的图形符号基本原则”
标2:
“GB/T6567.2-2008管路系统的图形符号管路”
标3:
“GB/T6567.3-2008管路系统的图形符号管件”
标4:
“GB/T6567.4-2008管路系统的图形符号阀门和控制元件”
标5:
“GB/T6567.5-2008管路系统的图形符号管路、管件和阀门等轴测图画法”
2.4图样标注
2.4.1尺寸标注一族
标1:
“GB/T4458.4-2003机械制图尺寸注法”
标2:
“GB/T16675.2-1996技术制图简化表示法第2部分:
尺寸注法”
标3:
“GB/T15754-1995技术制图圆锥的尺寸和公差注法”
标4:
“GB/T19096-2003技术制图图样画法未定义形状边的术语和注法”
2.4.2技术要求标注
2.4.2.1尺寸公差
标:
“GB/T4458.5-2003机械制图尺寸公差与配合注法”
加1:
“GB/T1800.1-2009(GPS)极限与配合1:
公差、偏差和配合的基础”
加2:
“GB/T1800.2-2009(GPS)极限与配合2:
标准公差等级和孔、轴极限偏差”
加3:
“GB/T1801-2009(GPS)极限与配合公差带和配合的选择”
2.4.2.2表面结构
标:
“GB/T131-2006产品几何技术规范(GPS)技术产品文件中表面结构的表示法”
加:
“GB/T3505-2009(GPS)表面结构轮廓法术语、定义及结构参数”
2.4.2.3几何公差:
标:
“GB/T1182—2008(GPS)几何公差形状、方向、位置和跳动公差标注”
加:
“GB/T16671-2009(GPS)几何公差最大实体要求、最小实体要求和可逆要求”
2.5“机械图样”的绘和读
2.5.1画图原则
2.5.2画图步骤
2.5.3零件图和装配图
2.5.3.1零件图
2.5.3.2装配图
2.5.3.3由零件图拼画装配图
2.5.3.4由装配图拆画零件图
2.5.4读图方法
3.其它“制图标准”简介
3.1“CAD制图国家标准”标:
“GB/T18229-2000CAD工程制图规则”
3.2“CAD文管国家标准”标:
“GB/T17825.3-1999CAD文件管理编号原则”
3.3“建筑制图国家标准”标:
“GB/T50001-2001房屋建筑制图统一标准”
3.4“电气制图国家标准”标:
“GB/T18135-2008电气工程CAD制图规则”
1.制图标准化概论
工程设计工作中(主议机械设计)的一大部分工作量是制图工作,而指导制图工作的魂是制图标准;并且,制图标准在设计制图工作中的效用只是其效用的一部分,而其在读图中的效用更明显。
制图标准化只是广义标准化的一部分,要学用制图标准化,对广义标准化、图形学及工程学等有个基本了解肯定是大有裨益的。
1.1标准化
人类自从进入文明社会以来,就已经生活在一个标准化环境中;特别对生活在现代社会的人们,即使是只想做一名平静生活的普通人,也起码要掌握最基本的标准化知识;正如ISO所强调的:
“没有标准,世界的运行将嘎然而止,…,标准在我们日常生活中的重要性无论怎样强调也不为过”。
而从事标准化、科技工程及管理等工作的技术人员,则必须熟练掌控标准化,才能游刃自如地指挥及利用标准化,使之为己方创造利益。
1.1.1标准及标准化的定义
标准:
为了在一定范围内获得最佳秩序,经协商一致制定并由公认机构批准,共同使用的和重复使用的一种规范性文件。
标准宜以科学、技术和经验的综合成果为基础,以促进最佳的共同效益为目的。
例如:
“GB10765-2010食品安全国家标准婴儿配方食品”
标准化:
为了在一定范围内获得最佳秩序,对现实问题或潜在问题制定共同使用和重复使用的条款的活动,称为标准化。
主要包括标准的制定、发布、实施、修订等。
1.1.2标准化原理:
统一、简化、协调、优化
1.1.3标准分类(有不同的分法):
(1)按属性:
强制性、推荐性、(指导性技术文件.中国)
(2)按范围:
国际级、区域级、国家级、行业级、地方级、企业级等。
(3)按性质:
技术标准(例制图标准)、管理标准、工作标准。
(4)按对象:
基础标准(例制图标准)、产品标准、方法标准、安全标准、环境标准等。
(5)按行业划分:
多类(国际及各国均是)
(6)按形式划分:
正式标准、事实标准(论坛标准)、超前标准。
等等。
1.1.4标准的格式
标准的格式由时空因素决定了标准的格式极不统一。
1.1.5国际标准化概况
自从有人类以来,即已产生无意识的标准化行为和有意识的标准化活动,标准化推动了社会的发展。
近现代的标准化大发展,且更科学、更系统、更重要,且范围变化是:
小→大。
现行的国际范围内的标准化机构分为若干层级:
(1)国际标准化机构:
国际标准化组织(ISO,1947年成立,其制定的国际标准占68%)、国际电工委员会(IEC,1906年成立)和国际电信联盟(ITU,1865年成立);及由ISO确认的其它与标准化有关的国际组织。
他们颁发的标准在国际通用。
例ISO架构:
ISO(国际标准化组织)/TC(技术委员会)/SC(分委会)/WG(工作组)
(2)区域标准化机构:
即某区域的标准化机构。
例如:
欧洲标准化委员会(CEN)。
(3)国家标准化机构:
即代表国家的标准化机构。
例:
中国标准化管理委员会(SAC)。
另外,还可再分细出行业级、地方级、企业级等。
1.1.6中国标准化概况
中国标准化也是国际标准化的一部分。
且国家标准化的兴衰往往随国运的兴衰而动。
古代中国曾有辉煌的标准化史,例如兵马俑、印刷术等。
解放前,国运衰标准化也衰。
中华人民共和国成立以来,国运渐强,国家标准化事业也日强。
现简介中华人民共和国标准化概况。
(1)发展历程
1949年:
即在政务院下设立“标准规格处”。
1978年之前:
基本是苏联标准化体系。
1978年:
重新加入ISO。
2001年:
设立“中国标准化管理委员会”(SAC,简称国标委),暂挂靠在“国家质检总局”下。
SAC架构:
SAC(国标委)/TC(技术委员会)/SC(分委会)/WG(工作组)。
近年:
中国标准化大发展,形成完善了新的中国标准化体系。
(2)标准层级
1984年前:
国家级、部级、企业级。
1984-1989:
过渡阶段,分为:
国家级、专业级、企业级。
1990-:
国家级(GB)、行业级(例JB等)、地方级(例DB34等)、企业级。
(3)标准属性:
1988年前:
全强制性
1988年至今:
强制性、推荐性,加指导性技术文件。
例如:
GB/T(国标代号/推荐属性)4457.4(顺序号.部分号)-2002(批准年号)机械制图(引导要素)图样画法(主体要素)图线(补充要素,此指本标准的第4部分)
(4)中国标准与国际标准的一致性程度
等同IDT(identical):
中国标准与国际标准在技术内容和文本结构上完全相同;或中国标准与国际标准在技术内容上相同,但可以包含小的编辑性修改。
反之亦然原则适用。
修改MOD(modified):
允许中国标准与国际标准存在技术性差异,同时对技术性差异清楚地标明并给出解释;还可包括“等同”条件下的编辑性修改。
反之亦然原则适用。
非等效NEQ(notequivalent):
中国标准与相应的国际标准在技术内容和文本结构上不同,它们之间的差异也没有被清楚地标明;可能保留少量不重要的条款。
不属于采用国际标准,只能说是有对应关系。
1.1.7标准化的重要领域
从“没有标准,世界的运行将嘎然而止,…”可见,标准及标准化涉及的领域无所不至。
例如:
制图标准化、产品实现标准化、贸易标准化、高新技术标准化、企业标准化等。
1.1.8标准竞争
标准的竞争可以说是与人类的生存竞争与生俱来。
特别是现代,综合国力的竞争越来越表现为标准之争,“得标准者得天下”已成真理。
目前国际标准领域的格局是:
一是欧盟的“控制型”;二是美国的“控制争夺型”;三是日本的“争夺型”。
中国近年来积极参与了国际标准化竞争,竞争策略是“重点突破”,暂时是国际标准中国化,争取是中国标准国际化,且已初见成效,于2008年成为ISO的常任理事国。
最终目标当然是……!
1.1.9标准化的发展趋势
标准化越来越重要、领域越来越广、标准趋同、数量增长、更新快、竞争更加激烈。
故我们应当充分重视标准化,认真学习标准化,遵守利用标准化,争取主导标准化。
1.2图形学
1.2.1图形及图形学
用点、线、符号和文字等描绘事物几何特性、形态、位置及大小的一种形式称为“图形”。
“图形学”——研究图形的生成原理、图形的应用和图形的发展等的学科。
“计算机图形学”——研究通过计算机将数据转换为图形,并在专门显示设备上显示的原理、方法和技术的学科;其应用前景无量。
1.2.2图样
投射线通过物体,向选定的面投射,并在该面得到图形的方法,称为“投影法”。
而根据投影原理、标准或有关规定,表示工程对象并有必要的技术说明的图称为“图样”。
1.2.3图样绘制方式及图样管理方式的变化
绘图方式:
1980年前,图样几乎都是手工绘制。
1980年后,逐步要求图样必须由计算机生成绘制。
并且,设计—绘图—制造—······逐步走向一体化和自动化。
图样管理方式:
1980年前,图样管理基本上就是管理图纸。
但1980年后,图样管理也逐步地走向CAD图样文件管理方式。
1.3制图标准化
由于工程图样被喻为工程界共同的技术语言,也铸就了制图标准的重要地位。
1.3.1国际制图标准化
(1).古代:
产生了图形,甚至也有工程图,但统一程度不严谨。
(2).近、现代:
1901年:
英国标准化委员会BSI成立,其制定的第一项标准就是螺纹画法。
1947年:
ISO成立。
其下设的“ISO/TC10”(现名“国际标准化组织/技术产品文件标准化技术委员会”;“技术产品文件”包括图样、说明书、合同、报告等),主管国际“技术产品文件标准化”的工作。
现其发布的制图标准均冠名“技术制图”台头。
例如:
“ISO128—24:
1997技术制图—画法通则—第24部分:
机械工程图样用图线”
1.3.2中国的制图标准化
(1)古代:
先进,例如:
浑天仪图、水碾图等。
(2)解放前:
制图标准不统一。
(3)中华人民共和国建立后:
1951年:
政务院颁发《工程制图标准》(13项)草案。
机械制图为主,定第一角画法。
1956年:
机械部发布《机械制图》标准(21项)JB。
1959年:
国家科学技术委员会批准发布“GB122~141——1959《国家标准机械制图》”(第一套),共有19个标准,主要对投影法、图纸幅面、图样画法、尺寸注法等作规定。
之后,相关部门参照《国家标准机械制图》,制定了建筑、电气等行业的制图标准。
1970-1974年:
中国科学院和国家标准计量局修订《国家标准机械制图》(第二套)。
1984年:
国家标准局主持修订《国家标准机械制图》共17项标准(第三套),达到当时的国际水平。
其后,1987年,建设部颁发《建筑制图标准》(6项,2001年修订)。
1989年-现在:
1989年“全国技术制图标准化技术委员会”成立;1996年第二届,更名为
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