機械零部件的測繪及CAD制圖

包懷晉

摘要：隨著基礎(chǔ)建設(shè)的迅速發(fā)展，與機電類有關(guān)的工程建設(shè)與得到迅速發(fā)展，尤其是機械零部件的測繪及CAD制圖備受重視。因此，本文主要對機械零部件的測繪與CAD制圖的內(nèi)涵及其作用進行分析，并提出機械零部件的測繪及CAD制圖的應(yīng)用策略。

Abstract： With the rapid development of infrastructure construction， engineering construction related to mechanical and electrical engineering has been rapidly developed， especially the surveying and mapping of mechanical parts and CAD drawings have received much attention. Therefore， this article mainly analyzes the connotation and function of the surveying and mapping of mechanical parts and CAD drawing， and proposes the application strategy of the surveying and mapping of mechanical parts and CAD drawing.

關(guān)鍵詞：機械零部件;測繪;CAD制圖;應(yīng)用;研究

Key words： mechanical parts;surveying and mapping;CAD drawing;application;research

中圖分類號：G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2022）05-0251-03

0 ?引言

機械零部件的測繪及CAD制圖是極具實用性與專業(yè)性的一門課程，其通常對人們的分析能力以及空間想象力通常具有很強的要求，只有如此，學(xué)生才能具備相應(yīng)的繪圖實踐力，這對于大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)以應(yīng)用都具有較大的難度。在研究與應(yīng)用機械零部件的測繪及CAD制圖相關(guān)知識的時候，通常會根據(jù)相關(guān)任務(wù)，對機械零部件的測繪及CAD制圖的相關(guān)知識點以及制圖理論實施學(xué)習(xí)、鞏固與提高。通過理論和實踐的有效結(jié)合，不僅可以有效避免知識點的單一推送、機械化記憶制圖標準、枯燥乏味的學(xué)習(xí)制圖理論，而且還能使制圖更加的標準、規(guī)范，從而使學(xué)生對于機械零部件的測繪及CAD制圖的學(xué)習(xí)興趣以及自學(xué)意識得到有效提升的同時，促使學(xué)生深刻理解課程內(nèi)容在實際生活的應(yīng)用意義，并促進教學(xué)內(nèi)涵的擴展，從而使機械零部件的測繪及CAD制圖的教學(xué)質(zhì)量與效果得到顯著提高。

1 ?機械零部件的測繪及CAD制圖概述

1.1 機械零部件的測繪

1.1.1 機械零部件的測繪概念

機械零部件的測繪主要是立足于工作過程的系統(tǒng)化課程的開發(fā)理念而開發(fā)出的具有職業(yè)教育特點的一門新課程。其主要是構(gòu)建于與企業(yè)深度合作的前提下，和企業(yè)一起開發(fā)出的工學(xué)結(jié)合的一門課程，該課程的主要目的就是對學(xué)生自身的職業(yè)意識、能力以及崗位技能進行培養(yǎng)[1]。

1.1.2 零部件的測繪步驟

首先，零部件分析。在開始的設(shè)計上，零部件主要是在機器上賦予了相應(yīng)的角色與功能。為了使零部件的測繪過程實現(xiàn)完整、準確的表達，就許多測繪的零部件實施認真分析，明確標記出零部件的尺寸與精度，充分了解到零部件的類型，通過機器的作用，使用到的材料以及相關(guān)加工方法，并了解到零部件在機器當(dāng)中用到的材料、種類與功能、粗加工的方法。

其次，明確零部件視圖的表達方案。想要充分滿足生產(chǎn)需求，零部件的系列輪廓需依據(jù)其結(jié)構(gòu)形式與功能形式通過不同方式展現(xiàn)。零部件種類明確指出，其方案通常表現(xiàn)在兩個方面：第一，主視圖的選擇，主視圖選擇需遵循下述原則：①零部件形狀的特點;②主視圖盡可能反映出零部件加工及其工作位置，若無法準確確定相關(guān)位置，就需選擇些自然位置。第二，選擇些不同視圖與演示方案。主視圖如果不能完全的呈現(xiàn)出內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及零部件形狀，就需選擇些不同視圖或者顯示方案，由此可知，細節(jié)總體的概念需注重各個視圖或者方案，細節(jié)并非唯一選擇[2]。

再次，通過目測徒手畫出零部件的草圖。在該步驟中，通常分成五個步驟：①明確圖紙的位置與比例，粗略的定義各個視圖所占用到的區(qū)域，并通過主視圖當(dāng)中，構(gòu)建中心線與基線，需注意其為標注尺寸與其他的附加視圖空余出空間。②詳細的闡述出零部件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及形狀，并尋找與深化有關(guān)圖紙，注重零部件結(jié)構(gòu)之間的比例。③測繪全部要標記的尺寸線，并依據(jù)各個尺寸進行標記，注重重復(fù)或者不正確尺寸。④填充技術(shù)的要求：零部件的表面具體粗糙度的測定、尺寸公差、零部件測定、熱處理、模具公差等相關(guān)要求。⑤檢查并修改地圖，填寫標題，實施草圖。

最后，繪制機械零部件工作圖。因為在測繪草圖細節(jié)的時候，受到一定限制，許多問題通常無法在測量過程中得以解決。一般來說，組織與修改草圖的細節(jié)，通過正式的零件圖紙進行制作，在批準之后進行生產(chǎn)。草圖的校準，在設(shè)計標準零部件的時候，需注重查看表格，想要顯示出正確尺寸并測繪零部件的工作圖紙，在進行零部件的圖紙測繪后，全部的零部件的測繪工作就都完成了。

1.1.3 零部件測繪的具體方法與步驟

首先，對零部件的結(jié)構(gòu)進行了解與分析。在對機械零部件進行測繪的時候，需注重對機械零部件實施分析研究，了解測繪的工作原理、裝配關(guān)系以及結(jié)構(gòu)特點。其次，畫出相應(yīng)的裝備示意圖，其主要是表示出零部件的裝配關(guān)系以及相互位置，是零部件拆卸之后進行重新裝配以及畫裝配圖的重要依據(jù)。再次，拆卸機械零部件[3]。在拆卸的時候，需注重“恢復(fù)原機”的拆卸原則，外購的部件或者是不可拆的部件部分，需盡可能不拆，禁忌破壞性的拆卸方法，在拆卸之前，需注重重要尺寸的測量，如運動零部件的裝配間隙以及極限位置等。最后，畫出機械零部件的草圖。零部件的草圖通常是測繪現(xiàn)場進行徒手測繪，不用和被測零部件保持較為嚴格的比例，但需包含零部件圖的全部內(nèi)容。在這之后，則依據(jù)裝配的示意圖以及零部件草圖，畫出相應(yīng)的裝配圖。

1.2 CAD制圖

①CAD的啟動和退出;CAD的用戶界面以及工作界面;設(shè)置習(xí)慣性的繪圖環(huán)境;CAD制圖的方法;認識到CAD制圖的環(huán)境;圖形文件的管理。②繪制點、線等相對簡單圖形的繪制方法;熟悉輔助制圖的技巧;靈活精確的實施CAD制圖的命令，并通過狀態(tài)欄輔助制圖的方法;制圖準備以及樣式設(shè)計的比例。③經(jīng)過系統(tǒng)所具備的編輯命令與夾點的編輯功能測繪出復(fù)雜圖形，為圖形的填充團，充分掌握復(fù)雜圖形的測繪方法。④運用圖形與圖層特征的控制功能;通過圖塊測繪促進制圖效率的提高;充分掌握圖塊與圖層的運用方法，促進繪圖效率的提高。⑤給圖形標注相應(yīng)的尺寸與文字，充分掌握尺寸與文字的標注方法。⑥三維圖形繪制，依據(jù)三維圖形環(huán)境設(shè)置，充分掌握較為簡單的三維圖形的繪制方法。⑦圖形打印，充分掌握打印與輸出圖形的方法[4]。

2 ?機械零部件的測繪及CAD制圖作用

機械零部件的測繪與CAD制圖的技術(shù)運用，機械零部件的測繪與CAD制圖通常是對零部件的測繪、CAD制圖、手工制圖、三維建模、質(zhì)量控制、裝配知識和技能、職業(yè)素養(yǎng)、團隊協(xié)作等各項能力實施全面訓(xùn)練，具體表現(xiàn)為：

首先，有助于制圖標準的規(guī)范化。機械工程的圖樣被稱作為工程界“通用的語言”，制圖標注通常指“通用語言”的實際“語法”，因此，制圖標準通常在工程界具有重要的影響。目前，機械零部件的測繪與CAD制圖的相關(guān)標準理論，對機械零部件加工者進行學(xué)習(xí)標準的重要方式，但對國家標準的具體運用狀況不理想，就會影響到其讀圖與繪圖，造成理論和實踐的脫節(jié)。相關(guān)人員通過機械零部件的測繪與CAD制圖有關(guān)技術(shù)知識與內(nèi)容提取，如齒輪軸測繪，需明確齒輪齒數(shù)與模數(shù)計算，確定齒輪精度的等級;在測量的時候，需注重測量工具的規(guī)范、合理使用，進行正確讀數(shù);在繪制的時候，需在坐標紙上能夠迅速、規(guī)范的徒手繪圖，以此為CAD制圖奠定好基礎(chǔ)，并通過CAD制圖完成三維圖與平面圖，通常包含了圖幅、圖框、線型、比例、視圖選擇，公差、標注、技術(shù)等相關(guān)要求。具體測繪中，主要就是對制圖的標準進行學(xué)習(xí)與應(yīng)用，以確保機械零部件的測繪與CAD制圖的繪制形象化、過程化、具體化。

其次，有助于機械零部件測繪以及CAD制圖的趣味化。在機械零部件的測繪以及CAD制圖過程中，通過相同圖紙，無法通過學(xué)習(xí)的知識對相關(guān)信息進行有效整合，對于圖紙理解也比較粗淺，因此，將簡單的機械零部件的測繪為例，指導(dǎo)學(xué)生進入到空間分析大門。將圓柱體為例，可先對三維圖進行測繪，并將其生成二維平面圖，以不同主視的方向選擇，形成不同的視圖，以充分體現(xiàn)出機械零部件的測繪與CAD制圖的趣味性。

最后，有助于理論和實踐的有效結(jié)合。在機械零部件的測繪與CAD制圖中，可將抽象化機械零部件的測繪與CAD制圖知識與技術(shù)與實際工作實踐有效結(jié)合，如齒輪泵的測繪以及CAD制圖，可先對齒輪泵的零部件實施分析，把齒輪泵分成主動的齒輪軸、從動的齒輪泵、泵蓋、泵體、彈簧、螺栓、油塞、墊片等各種零件，并將這些機械零部件當(dāng)做載體，進行測繪與制圖。機械零部件的測繪與CAD制圖的運用，可將離散、抽象的知識點轉(zhuǎn)變成具體的機械工程運用，將機械零部件的測繪與CAD制圖的內(nèi)容和職業(yè)標準相結(jié)合，以實現(xiàn)機械零部件的測繪與CAD制圖的有效應(yīng)用。

3 ?機械零部件的測繪及CAD制圖實際應(yīng)用

3.1 機械零部件的測繪應(yīng)用

3.1.1 掌握機械零部件的損壞狀況準確信息

工程師需充分了解到機械零部件共損壞多少件，機械零部件的損壞能否被修復(fù)，能否有備件，若上述的全部條件都被否定，就需明確損壞的機械零部件的圖紙是否精美。在某種狀況系，圖紙可交給加工部門加以生產(chǎn)，若沒有，部分損害的零部件就應(yīng)該加以調(diào)查找出來。

3.1.2 ?實體測繪的方法

機械零部件的測繪過程由測量零部件的連接件尺寸作為起始，以促使在裝配的時候，構(gòu)建精美公差，并依據(jù)具體測量以及與相關(guān)公差標準加以修正。草圖需標注實際的測量值以及修正值，詳見圖1。

就裝配尺寸而言，若條件即環(huán)境與時間允許，至少需實施3次左右的測量與數(shù)據(jù)讀取的全過程，以此對尺寸準確性進行驗證。對關(guān)鍵的尺寸實施準確的調(diào)查與映射之后，對不相符的零部件尺寸進行測量，也就是尺寸與形狀。通常而言，設(shè)計的尺寸值需符合元件貼裝需要的載荷與結(jié)構(gòu)要求，對零部件精度沒有嚴格要求。例如，聯(lián)軸器軸頸、齒輪腹板等的實際厚度，由圖2的尺寸A、B1和B2所示。尺寸不需要進行多次測量，只要測量到基值就可以了。

3.1.3 草圖繪制

在完成測繪之后，需依據(jù)機械零部件的編制草圖進行測繪。草圖通常是正式進行零部件加工的前提與基礎(chǔ)，需準確的反映出被測繪工件的結(jié)構(gòu)、形狀與尺寸。在明確標出草圖尺寸外，還要明確標出各公差，即位置公差、形狀公差、表面粗糙度、配合，通常需標注出和試件相配的機械零部件尺寸。在開展實地的勘察與測繪的時候，需明確零部件的技術(shù)要求與材料測繪，以此在正式的機械零部件加工所用到的圖紙進行制備的時候，可當(dāng)作參考。草圖準確性通常對制圖的質(zhì)量具有決定性影響，這通常也是制圖工作中的主要組成部分。并將相關(guān)知識作為基礎(chǔ)進行草圖繪制，圖紙呈現(xiàn)出零部件的準確形狀，各個加工的機械零部件的位置、配合精確的尺寸。

3.1.4 依據(jù)技術(shù)選擇的零部件用到的材料及熱處理要求

機械零部件的選材中，需注重對零部件的操作要求、經(jīng)濟要求、工藝要求、材料選擇的合理及依據(jù)機械的性能實施歸一化與退火，并選擇正確的回火、淬火、表面的熱處理等，這些都對性能具有積極的影響，并促進使零部件的運用壽命以及加工質(zhì)量的提高。在對材料進行選擇時，需充分考慮力方向、負載性質(zhì)、工作溫度等相關(guān)因素，以及摩擦性質(zhì)、環(huán)境等，在考慮到承受的恒定應(yīng)力零部件，可選擇些不會變形的材料，可承受到?jīng)_擊力材料，并選擇些粘度差異比較大的材料。對于耐火材料而言，其更適用于零部件，通過腐蝕與高溫的環(huán)境下工作的零部件，需是耐腐蝕的材料，若零部件摩擦與滑動，則需用到耐磨的材料。依據(jù)工藝要求進行材料選擇的時候，需充分考慮到裝配的難度等相關(guān)因素，以及批量生產(chǎn)的尺寸與可加工性。如若機械零部件是形狀復(fù)雜或者是批量生產(chǎn)的，就需用到鑄造材料，盡可能使用容易切削的材料。典型技術(shù)要求通常包括了對于材料具備的機械性能、化學(xué)成分的相關(guān)要求，材料的熱處理要求、加工要求、無填料的圓角、斜面指示以及零部件的平衡實驗要求。

3.1.5 正式的加工圖紙測繪與存檔

正式的加工圖紙主要是依據(jù)草圖以及標準裝配的過程進行測繪。在對正式的機械零部件進行測繪的時候，需明確必須用到的圖紙、零部件形狀、反光設(shè)計，如機械零部件的局部加固以及橫截面。同時，還需注重草圖的參考手冊與草圖尺寸的檢查，用到的數(shù)據(jù)需滿足標準化以及標準化的相關(guān)要求，并與機械零部件的基本尺寸相符，對零部件的精度等級進行正確選擇。技術(shù)要求以及熱處理的方法需在機械零部件的圖紙上進行正確標記，以此為后期的技術(shù)改造以及維修奠定夯實的基礎(chǔ)。

3.2 CAD制圖的應(yīng)用

機械制圖過程中，通常是三維轉(zhuǎn)向為二維，將軸承座的繪制為例，制圖者通常是依據(jù)設(shè)計的要求，通過CAD制圖三維繪圖的實施建模，以呈現(xiàn)出圖3的效果圖。想要便于加工，就需通過關(guān)聯(lián)關(guān)系，把三維模型逐漸轉(zhuǎn)換成二維視圖，該轉(zhuǎn)換過程具體為：打開模型的空間，把左下角都移動到坐標的原點（0，0，0），轉(zhuǎn)換到布局，對視口內(nèi)部進行雙擊，以此將實體工具欄以及視圖工具欄調(diào)出。

將視口轉(zhuǎn)變成頂視圖，輕擊輪廓冶命令，再將實體選中，在確認之后進行三次回車，以形成相應(yīng)的主視圖，通過相同方法對機械零部件的左視圖與俯視圖測繪，這個時候，形成的三視圖并不在同個平面，經(jīng)過對齊冶命令，修改到相同平面，這就能有效實現(xiàn)軸承座的三視圖轉(zhuǎn)換。通過生成出的二維圖進行剖視圖繪制，并將必要的尺寸、文字進行標注，最終完成圖形的繪制。在CAD制圖的全過程，需對軸承座建模進行正確操作，充分掌握CAD制圖中，三維轉(zhuǎn)換成二維的技巧與方法，以實現(xiàn)軸承座零部件圖片的快速繪制，這不僅實現(xiàn)制圖時間的節(jié)省，而且還能使制圖準確率得到顯著提高。同時，圖形的清晰繪制與結(jié)構(gòu)明確，不僅便于后期零部件的加工，而且還能使零部件的加工技術(shù)者利用三維模型的結(jié)構(gòu)進行正確操作，以實現(xiàn)CAD制圖順利完成。

4 ?結(jié)束語

綜上所述，機械零部件的測繪，需通過設(shè)備維修的工作參與以及機械零部件的結(jié)構(gòu)觀察，實現(xiàn)豐富經(jīng)驗的積累，并參考有關(guān)的書籍，對機械零部件的成本、壽命、性價比等相關(guān)因素進行充分考慮，以便于機械零部件的有效測繪。同時，CAD制圖的運用，還能使軟件的功能與作用得到充分發(fā)揮，精確、高效的測繪，需與國家標準所要求的機械零部件圖樣相符合，以促使機械零部件的有效應(yīng)用。

參考文獻：

[1]芮春燕.機械制圖與CAD成圖和機械零件測繪課程融合教學(xué)研究[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2021.

[2]趙明俠.基于3D技術(shù)的高職機械制圖與CAD課程測繪實訓(xùn)實施與研究[J].內(nèi)燃機與配件，2020（2）：2.

[3]程雪連，陳福德.CAI技術(shù)在“機械制圖測繪與CAD實訓(xùn)”課程中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代信息科技，2021，5（1）：4.

[4]周潤龍.探究CAD技術(shù)在現(xiàn)代機械設(shè)計中應(yīng)用[J].科學(xué)中國人，2017（7X）：1.