如图 1.28 所示,平面图形是由各种线段(直线或圆弧)连接而成的,这些线段之间的大小与相对位置靠给定的尺寸和连接关系来确定。因此,如何绘制平面图形,其关键问题是作图顺序。画图时,只有通过分析尺寸、分析线段,找出线段之间的关系,才能正确绘制平面图形。
图 1.28 平面图形
平面图形中的尺寸根据所起作用的不同,可分为定形尺寸和定位尺寸两类。在分析和标注尺寸时,首先必须确定尺寸基准。
1)尺寸基准
所谓尺寸基准,就是度量尺寸的起点。平面图形的尺寸有水平(X方向)和垂直(Y方向)两个方向,因而就有水平和垂直两个方向的尺寸基准。图形中的尺寸都是以尺寸基准为出发点标注。一般平面图形常用的尺寸基准有以下 3 种:
①图形对称中心线
如图 1.30 所示的平面图形是以水平对称中心线作为水平方向的尺寸基准。
②较长的直线
如图 1.28 所示的平面图形可以底面水平线段作为垂线方向的尺寸基准。
③较大的圆的中心线等
如图 1.28 所示的平面图形是以ϕ10 圆的中心线作为水平方向的尺寸基准。
2)定形尺寸
定形尺寸是用来确定平面图形中各部分几何形状大小的尺寸。例如,直线段的长度、倾斜线的角度、圆或圆弧的直径和半径等。在图 1.28 中,ϕ10 确定圆的大小,R8,R9,R10,R23确定圆弧的大小,尺寸 7,12,60 确定直线的长度,这些尺寸都是定形尺寸。
3)定位尺寸
定位尺寸是用来确定图形中各组成部分与尺寸基准之间相对位置的尺寸。在图 1.28中,可将最左边的竖直线和最下边的横直线或ϕ10 圆、R9 圆弧的公共中心线定为水平、竖直方向的尺寸基准,尺寸 30,47 确定ϕ10 圆的位置;尺寸 3 确定R23 圆弧水平方向的位置,尺寸 7,60 确定尺寸为 12 直线的位置,这些尺寸都是定位尺寸。
分析尺寸时,通常可见同一尺寸既有定形尺寸的作用又有定位尺寸的作用。在图 1.28中,尺寸 7,60 既是图形下部的定形尺寸,也是确定尺寸为 12 的直线的定位尺寸。
平面图形中的线段按照所给的尺寸情况可分为以下 3 类:
1)已知线段
具有完全的定形尺寸和定位尺寸,根据所给尺寸能直接画出的线段,称为已知线段。如图 1.28 所示,以ϕ10 圆、R9 圆弧的公共中心线为水平方向和竖直方向两个尺寸基准。其中,R9,ϕ10 是已知线段,圆心位置在尺寸基准上,图中最下边的横直线为已知线段,定位尺寸为 47,30。同理,最左、右边的竖直线和中间的两条横直线为已知线段。
2)中间线段
具有完全定形尺寸和一个方向的定位尺寸,需借助线段的一端与相邻线段相切,才能画出的线段,称为中间线段。如图 1.28 所示,R23 是中间线段,圆心水平方向的定位尺寸 3 是已知的,而圆心的另一个定位尺寸则需借助与其相切的已知圆弧R9 才能定出。同理,在图1.28 中,R8 是中间线段,圆心水平方向位置在尺寸基准上,而圆心的另一个定位尺寸则需借助与其相切的已知圆弧R9 才能定出。
3)连接线段
只有定形尺寸而无定位尺寸,需借助线段的两端与相邻线段相切,才能画出的线段,称为连接线段。如图 1.28 所示,R10 是连接线段(常称连接弧),圆心的两个定位尺寸都没有注出,需借助与其两端相切的线段(R23 圆弧和左边水平直线),求出圆心后才能画出。
首先进行尺寸分析和线段分析,然后画图。以如图 1.28 所示的平面图形为例,其尺寸与线段分析如上所述。其作图步骤如下(见图 1.29):
①画出尺寸基准线,以确定图形及各部分位置,如图 1.29(a)所示。
②根据给出的定形、定位尺寸,画出所有已知线段,如图 1.29(b)所示。
③根据给出的定形、定位尺寸,画出中间线段,中间线段R23 与已知线段R9 的圆心连线与R9 圆弧的交点即二者切点,如图 1.29(c)所示。
④根据给出的定形尺寸,画出连接线段,如图 1.29(d)所示。
⑤标注尺寸、加粗图线,结果如图 1.28 所示。
标注平面图形尺寸的基本要求是正确、完整、清晰。
①正确
正确是指标注尺寸要按国家标准的规定标注,尺寸数值不能写错和出现矛盾。
②完整
完整是指尺寸要注写齐全,既不遗漏尺寸,也没有重复尺寸。
③清晰
清晰是指尺寸的位置要安排在图形的明显处,标注清晰、布置整齐。
图 1.29 平面图形的画图步骤
①分析图形
确定水平和垂直方向的尺寸基准。
②分析图形
确定已知线段、中间线段、连接线段。
③标注尺寸
分别标注已知线段定形、定位尺寸、中间线段的定形、定位尺寸、连接线段的定形尺寸。
例如,标注如图 1.30(a)所示平面图形的尺寸。其步骤如下:
①整个图形左右是对称的,故选择图形的左右对称中心线为水平方向尺寸基准;垂直方向选大圆ϕ16 的中心线为尺寸基准。
②分析图形,确定已知线段为ϕ8 的 3 个小圆、ϕ16 大圆,R8 两段圆弧,中间线段为R26两段圆弧、连接线段为R22 圆弧、R18 两段圆弧。
图 1.30 平面图形的尺寸标注
③标注尺寸。平面图形的尺寸标注如图 1.30(a)所示。
标出已知段线定形尺寸 3 × ϕ8,ϕ16,R8(标注一处),ϕ16 和一个ϕ8 的圆心在尺寸基准上,不需标注定位尺寸,而R8 两段圆弧与两个ϕ8 应标出定位尺寸 16,48;注意对称图形选对称中心线作尺寸基准,但标注尺寸时应从一个被标注要素到另一个被标注要素,故要标注尺寸 48。
标出中间段线定形尺寸R26(标注一处),垂直方向定位在尺寸基准上不标注,水平方向位置由与R8 相切确定不标注水平方向定位尺寸。如图 1.30(b)所示标注的错误是标出中间段线R26 水平方向定位尺寸 15,不能保证与已知线段R8 相切。
标注连接线段定形尺寸R22,R18,不需标注定位尺寸。
1)准备工具
准备好画图用的仪器和工具;用软布把图板、丁字尺、三角板擦干净;按照线型要求削好铅笔。
2)固定图纸
首先分析图形的尺寸和线段,按图形的大小选择比例和图纸幅面,然后将图纸固定。
①安排图面,根据图形大小及标注尺寸的需要,在图框中的适当位置安排好各个图形,画出主要尺寸基准线、轴线、中心线和主要轮廓线,按先画已知线段,再画中间线段和连接线段的顺序依次进行绘制工作,直至完成图形。
②画尺寸界线和尺寸线。
③仔细检查底稿,改正图上的错误,轻轻擦去多余的线条。
底稿描深应做到:线型正确、粗细分明、连接光滑、图面整洁。一般步骤如下:
①描深图形:
a.先曲后直,保证连接光滑。
b.先细后粗,保证图面清洁,提高效率。
c.先水平(从上到下),后垂、斜(从左到右先垂后斜)。
d.先小(圆弧半径)后大,保证图形准确。
②画箭头,标注尺寸和填写标题栏。
③修饰校对,完成全图。