机械零部件的测绘及CAD制图

包怀晋

摘要：随着基础建设的迅速发展，与机电类有关的工程建设与得到迅速发展，尤其是机械零部件的测绘及CAD制图备受重视。因此，本文主要对机械零部件的测绘与CAD制图的内涵及其作用进行分析，并提出机械零部件的测绘及CAD制图的应用策略。

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.

關键词：机械零部件;测绘;CAD制图;应用;研究

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

中图分类号：G642                                   文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2022）05-0251-03

0  引言

机械零部件的测绘及CAD制图是极具实用性与专业性的一门课程，其通常对人们的分析能力以及空间想象力通常具有很强的要求，只有如此，学生才能具备相应的绘图实践力，这对于大部分学生的学习以应用都具有较大的难度。在研究与应用机械零部件的测绘及CAD制图相关知识的时候，通常会根据相关任务，对机械零部件的测绘及CAD制图的相关知识点以及制图理论实施学习、巩固与提高。通过理论和实践的有效结合，不仅可以有效避免知识点的单一推送、机械化记忆制图标准、枯燥乏味的学习制图理论，而且还能使制图更加的标准、规范，从而使学生对于机械零部件的测绘及CAD制图的学习兴趣以及自学意识得到有效提升的同时，促使学生深刻理解课程内容在实际生活的应用意义，并促进教学内涵的扩展，从而使机械零部件的测绘及CAD制图的教学质量与效果得到显著提高。

1  机械零部件的测绘及CAD制图概述

1.1 机械零部件的测绘

1.1.1 机械零部件的测绘概念

机械零部件的测绘主要是立足于工作过程的系统化课程的开发理念而开发出的具有职业教育特点的一门新课程。其主要是构建于与企业深度合作的前提下，和企业一起开发出的工学结合的一门课程，该课程的主要目的就是对学生自身的职业意识、能力以及岗位技能进行培养[1]。

1.1.2 零部件的测绘步骤

首先，零部件分析。在开始的设计上，零部件主要是在机器上赋予了相应的角色与功能。为了使零部件的测绘过程实现完整、准确的表达，就许多测绘的零部件实施认真分析，明确标记出零部件的尺寸与精度，充分了解到零部件的类型，通过机器的作用，使用到的材料以及相关加工方法，并了解到零部件在机器当中用到的材料、种类与功能、粗加工的方法。

其次，明确零部件视图的表达方案。想要充分满足生产需求，零部件的系列轮廓需依据其结构形式与功能形式通过不同方式展现。零部件种类明确指出，其方案通常表现在两个方面：第一，主视图的选择，主视图选择需遵循下述原则：①零部件形状的特点;②主视图尽可能反映出零部件加工及其工作位置，若无法准确确定相关位置，就需选择些自然位置。第二，选择些不同视图与演示方案。主视图如果不能完全的呈现出内部结构以及零部件形状，就需选择些不同视图或者显示方案，由此可知，细节总体的概念需注重各个视图或者方案，细节并非唯一选择[2]。

再次，通过目测徒手画出零部件的草图。在该步骤中，通常分成五个步骤：①明确图纸的位置与比例，粗略的定义各个视图所占用到的区域，并通过主视图当中，构建中心线与基线，需注意其为标注尺寸与其他的附加视图空余出空间。②详细的阐述出零部件的内部结构以及形状，并寻找与深化有关图纸，注重零部件结构之间的比例。③测绘全部要标记的尺寸线，并依据各个尺寸进行标记，注重重复或者不正确尺寸。④填充技术的要求：零部件的表面具体粗糙度的测定、尺寸公差、零部件测定、热处理、模具公差等相关要求。⑤检查并修改地图，填写标题，实施草图。

最后，绘制机械零部件工作图。因为在测绘草图细节的时候，受到一定限制，许多问题通常无法在测量过程中得以解决。一般来说，组织与修改草图的细节，通过正式的零件图纸进行制作，在批准之后进行生产。草图的校准，在设计标准零部件的时候，需注重查看表格，想要显示出正确尺寸并测绘零部件的工作图纸，在进行零部件的图纸测绘后，全部的零部件的测绘工作就都完成了。

1.1.3 零部件测绘的具体方法与步骤

首先，对零部件的结构进行了解与分析。在对机械零部件进行测绘的时候，需注重对机械零部件实施分析研究，了解测绘的工作原理、装配关系以及结构特点。其次，画出相应的装备示意图，其主要是表示出零部件的装配关系以及相互位置，是零部件拆卸之后进行重新装配以及画装配图的重要依据。再次，拆卸机械零部件[3]。在拆卸的时候，需注重“恢复原机”的拆卸原则，外购的部件或者是不可拆的部件部分，需尽可能不拆，禁忌破坏性的拆卸方法，在拆卸之前，需注重重要尺寸的测量，如运动零部件的装配间隙以及极限位置等。最后，画出机械零部件的草图。零部件的草图通常是测绘现场进行徒手测绘，不用和被测零部件保持较为严格的比例，但需包含零部件图的全部内容。在这之后，则依据装配的示意图以及零部件草图，画出相应的装配图。

1.2 CAD制图

①CAD的启动和退出;CAD的用户界面以及工作界面;设置习惯性的绘图环境;CAD制图的方法;认识到CAD制图的环境;图形文件的管理。②绘制点、线等相对简单图形的绘制方法;熟悉辅助制图的技巧;灵活精确的实施CAD制图的命令，并通过状态栏辅助制图的方法;制图准备以及样式设计的比例。③经过系统所具备的编辑命令与夹点的编辑功能测绘出复杂图形，为图形的填充团，充分掌握复杂图形的测绘方法。④运用图形与图层特征的控制功能;通过图块测绘促进制图效率的提高;充分掌握图块与图层的运用方法，促进绘图效率的提高。⑤给图形标注相应的尺寸与文字，充分掌握尺寸与文字的标注方法。⑥三维图形绘制，依据三维图形环境设置，充分掌握较为简单的三维图形的绘制方法。⑦图形打印，充分掌握打印与输出图形的方法[4]。

2  机械零部件的测绘及CAD制图作用

机械零部件的测绘与CAD制图的技术运用，机械零部件的测绘与CAD制图通常是对零部件的测绘、CAD制图、手工制图、三维建模、质量控制、装配知识和技能、职业素养、团队协作等各项能力实施全面训练，具体表现为：

首先，有助于制图标准的规范化。机械工程的图样被称作为工程界“通用的语言”，制图标注通常指“通用语言”的实际“语法”，因此，制图标准通常在工程界具有重要的影响。目前，机械零部件的测绘与CAD制图的相关标准理论，对机械零部件加工者进行学习标准的重要方式，但对国家标准的具体运用状况不理想，就会影响到其读图与绘图，造成理论和实践的脱节。相关人员通过机械零部件的测绘与CAD制图有关技术知识与内容提取，如齿轮轴测绘，需明确齿轮齿数与模数计算，确定齿轮精度的等级;在测量的时候，需注重测量工具的规范、合理使用，进行正确读数;在绘制的时候，需在坐标纸上能够迅速、规范的徒手绘图，以此为CAD制图奠定好基础，并通过CAD制图完成三维图与平面图，通常包含了图幅、图框、线型、比例、视图选择，公差、标注、技术等相关要求。具体测绘中，主要就是对制图的标准进行学习与应用，以确保机械零部件的测绘与CAD制图的绘制形象化、过程化、具体化。

其次，有助于机械零部件测绘以及CAD制图的趣味化。在机械零部件的测绘以及CAD制图过程中，通过相同图纸，无法通过学习的知识对相关信息进行有效整合，对于图纸理解也比较粗浅，因此，将简单的机械零部件的测绘为例，指导学生进入到空间分析大门。将圆柱体为例，可先对三维图进行测绘，并将其生成二维平面图，以不同主视的方向选择，形成不同的视图，以充分体现出机械零部件的测绘与CAD制图的趣味性。

最后，有助于理论和实践的有效结合。在机械零部件的测绘与CAD制图中，可将抽象化机械零部件的测绘与CAD制图知识与技术与实际工作实践有效结合，如齿轮泵的测绘以及CAD制图，可先对齿轮泵的零部件实施分析，把齿轮泵分成主动的齿轮轴、从动的齿轮泵、泵盖、泵体、弹簧、螺栓、油塞、垫片等各种零件，并将这些机械零部件当做载体，进行测绘与制图。机械零部件的测绘与CAD制图的运用，可将离散、抽象的知识点转变成具体的机械工程运用，将机械零部件的测绘与CAD制图的内容和职业标准相结合，以实现机械零部件的测绘与CAD制图的有效应用。

3  机械零部件的测绘及CAD制图实际应用

3.1 机械零部件的测绘应用

3.1.1 掌握機械零部件的损坏状况准确信息

工程师需充分了解到机械零部件共损坏多少件，机械零部件的损坏能否被修复，能否有备件，若上述的全部条件都被否定，就需明确损坏的机械零部件的图纸是否精美。在某种状况系，图纸可交给加工部门加以生产，若没有，部分损害的零部件就应该加以调查找出来。

3.1.2  实体测绘的方法

机械零部件的测绘过程由测量零部件的连接件尺寸作为起始，以促使在装配的时候，构建精美公差，并依据具体测量以及与相关公差标准加以修正。草图需标注实际的测量值以及修正值，详见图1。

就装配尺寸而言，若条件即环境与时间允许，至少需实施3次左右的测量与数据读取的全过程，以此对尺寸准确性进行验证。对关键的尺寸实施准确的调查与映射之后，对不相符的零部件尺寸进行测量，也就是尺寸与形状。通常而言，设计的尺寸值需符合元件贴装需要的载荷与结构要求，对零部件精度没有严格要求。例如，联轴器轴颈、齿轮腹板等的实际厚度，由图2的尺寸A、B1和B2所示。尺寸不需要进行多次测量，只要测量到基值就可以了。

3.1.3 草图绘制

在完成测绘之后，需依据机械零部件的编制草图进行测绘。草图通常是正式进行零部件加工的前提与基础，需准确的反映出被测绘工件的结构、形状与尺寸。在明确标出草图尺寸外，还要明确标出各公差，即位置公差、形状公差、表面粗糙度、配合，通常需标注出和试件相配的机械零部件尺寸。在开展实地的勘察与测绘的时候，需明确零部件的技术要求与材料测绘，以此在正式的机械零部件加工所用到的图纸进行制备的时候，可当作参考。草图准确性通常对制图的质量具有决定性影响，这通常也是制图工作中的主要组成部分。并将相关知识作为基础进行草图绘制，图纸呈现出零部件的准确形状，各个加工的机械零部件的位置、配合精确的尺寸。

3.1.4 依据技术选择的零部件用到的材料及热处理要求

机械零部件的选材中，需注重对零部件的操作要求、经济要求、工艺要求、材料选择的合理及依据机械的性能实施归一化与退火，并选择正确的回火、淬火、表面的热处理等，这些都对性能具有积极的影响，并促进使零部件的运用寿命以及加工质量的提高。在对材料进行选择时，需充分考虑力方向、负载性质、工作温度等相关因素，以及摩擦性质、环境等，在考虑到承受的恒定应力零部件，可选择些不会变形的材料，可承受到冲击力材料，并选择些粘度差异比较大的材料。对于耐火材料而言，其更适用于零部件，通过腐蚀与高温的环境下工作的零部件，需是耐腐蚀的材料，若零部件摩擦与滑动，则需用到耐磨的材料。依据工艺要求进行材料选择的时候，需充分考虑到装配的难度等相关因素，以及批量生产的尺寸与可加工性。如若机械零部件是形状复杂或者是批量生产的，就需用到铸造材料，尽可能使用容易切削的材料。典型技术要求通常包括了对于材料具备的机械性能、化学成分的相关要求，材料的热处理要求、加工要求、无填料的圆角、斜面指示以及零部件的平衡实验要求。

3.1.5 正式的加工图纸测绘与存档

正式的加工图纸主要是依据草图以及标准装配的过程进行测绘。在对正式的机械零部件进行测绘的时候，需明确必须用到的图纸、零部件形状、反光设計，如机械零部件的局部加固以及横截面。同时，还需注重草图的参考手册与草图尺寸的检查，用到的数据需满足标准化以及标准化的相关要求，并与机械零部件的基本尺寸相符，对零部件的精度等级进行正确选择。技术要求以及热处理的方法需在机械零部件的图纸上进行正确标记，以此为后期的技术改造以及维修奠定夯实的基础。

3.2 CAD制图的应用

机械制图过程中，通常是三维转向为二维，将轴承座的绘制为例，制图者通常是依据设计的要求，通过CAD制图三维绘图的实施建模，以呈现出图3的效果图。想要便于加工，就需通过关联关系，把三维模型逐渐转换成二维视图，该转换过程具体为：打开模型的空间，把左下角都移动到坐标的原点（0，0，0），转换到布局，对视口内部进行双击，以此将实体工具栏以及视图工具栏调出。

将视口转变成顶视图，轻击轮廓冶命令，再将实体选中，在确认之后进行三次回车，以形成相应的主视图，通过相同方法对机械零部件的左视图与俯视图测绘，这个时候，形成的三视图并不在同个平面，经过对齐冶命令，修改到相同平面，这就能有效实现轴承座的三视图转换。通过生成出的二维图进行剖视图绘制，并将必要的尺寸、文字进行标注，最终完成图形的绘制。在CAD制图的全过程，需对轴承座建模进行正确操作，充分掌握CAD制图中，三维转换成二维的技巧与方法，以实现轴承座零部件图片的快速绘制，这不仅实现制图时间的节省，而且还能使制图准确率得到显著提高。同时，图形的清晰绘制与结构明确，不仅便于后期零部件的加工，而且还能使零部件的加工技术者利用三维模型的结构进行正确操作，以实现CAD制图顺利完成。

4  结束语

综上所述，机械零部件的测绘，需通过设备维修的工作参与以及机械零部件的结构观察，实现丰富经验的积累，并参考有关的书籍，对机械零部件的成本、寿命、性价比等相关因素进行充分考虑，以便于机械零部件的有效测绘。同时，CAD制图的运用，还能使软件的功能与作用得到充分发挥，精确、高效的测绘，需与国家标准所要求的机械零部件图样相符合，以促使机械零部件的有效应用。

参考文献：

[1]芮春燕.机械制图与CAD成图和机械零件测绘课程融合教学研究[J].现代职业教育，2021.

[2]赵明侠.基于3D技术的高职机械制图与CAD课程测绘实训实施与研究[J].内燃机与配件，2020（2）：2.

[3]程雪连，陈福德.CAI技术在“机械制图测绘与CAD实训”课程中的应用[J].现代信息科技，2021，5（1）：4.

[4]周润龙.探究CAD技术在现代机械设计中应用[J].科学中国人，2017（7X）：1.