掌握密封垫片机械图样并绘制平面图形

任务描述

密封垫片是一种用于机械、设备、管道内外部的密封件，起密封作用。本任务将通过认识密封垫片机械图样并绘制其平面图形，了解制图国家标准中有关于图纸幅面、比例、字体、图线等内容的基本规定，学习平面图形画法中有关术语，并通过计算机绘图软件AutoCAD正确地绘制密封垫片的平面图形。

任务目标

（1）熟悉制图国家标准中关于图幅、比例、字体、图线等的基本规定。

（2）熟悉AutoCAD绘图软件的工作界面及其基本操作。

（3）规范绘制平面图形。

相关理论知识点

知识点一 国家标准关于制图的基本规定

1.图纸幅面及图框格式

（1）图纸幅面。

国家标准关于基本图幅及图框尺寸的规定见GB/T 14689—2008《技术制图 图纸幅面和格式》，在绘制图样时，首先要选取图纸，图纸基本幅面及图框尺寸见表1-1-1。

表1-1-1 图纸基本幅面及图框尺寸 单位：mm

（2）图框格式。

在图纸上必须用粗实线绘制图框，其格式分为留装订边和不留装订边两种，分别如图1-1-1和图1-1-2所示。

（3）标题栏的方位及格式。

标题栏的位置应按图1-1-1和图1-1-2所示的方式配置，标题栏的方向与看图的方向一致。GB/T 10609.1—2008《技术制图 标题栏》对标题栏的内容、格式与尺寸做了规定，如图1-1-3所示。学生作业可采用图1-1-4所示的简化标题栏格式。

图1-1-1 留装订边的图框

图1-1-2 不留装订边的图框

图1-1-3 国标规定的标题栏格式与尺寸

图1-1-4 简化标题栏格式

2.比 例

GB/T 14690—1993《技术制图 比例》规定：比例是指图样中图形与实物相应要素的线性尺寸之比。绘制时，应尽可能从表1-1-2第一系列中选取适当的比例，必要时也允许选用第二系列的比例。

表1-1-2 绘图的比例

注：n是正整数。

注意：图上所注尺寸都是机件实际尺寸。

3.字 体

在图样上除了表示机件形状的图形外，还要用文字和数字来说明机件的大小、技术要求等。GB/T 14691—1993《技术制图 字体》规定，图样中书写的文字必须做到：字体端正，笔画清楚，间隔均匀，排列整齐。

图样中文字大小的选择要适当。字体的高度用h表示，共有1.8、2.5、3.5、5、7、10、14和20共8个系列，单位均为毫米（mm）。

（1）汉字。汉字应写成长仿宋体，并采用国家正式公布推行的简化汉字，高度不应小于3.5 mm，其宽度一般为高度的汉字字例如图1-1-5所示。

图1-1-5 汉字示例

（2）字母和数字。字母和数字分为A型和B型，字母和数字可以写成直体和斜体，一般情况采用斜体。斜体字字头向右倾斜，与水平线约成75°，其书写示例如图1-1-6所示。

图1-1-6 数字及字母示例

4.图 线

GB/T 4457.4—2002《机械制图 图样画法 图线》中规定，图线分为粗、细两种，粗线的宽度d应按图的大小和复杂程度在0.5～2 mm选择，细线的宽度约为0.5d。

（1）图线的形式及应用。

机械图样中常用的图线名称、线型、线宽及其应用见表1-1-3。

表1-1-3 机械图样中常用的线型

（2）图线的画法。

在绘制虚线、点画线时，线和线相交处应为线段相交。当虚线在粗实线的延长线上时，其分界处要留空隙。点画线超出轮廓线的长度宜为3～5 mm。当要绘制的细点画线长度较短时，可用细实线代替。

知识点二 AutoCAD绘图基础

AutoCAD是美国Autodesk（欧特克）公司开发的二维绘图和三维建模计算机辅助设计软件，广泛应用于机械制造、建筑装饰、电子电器等众多领域，经过十几次的升级，其自身的功能也日趋完善，性能不断提高。本书中采用AutoCAD2010版本为计算机绘图平台，下面简要介绍AutoCAD2010简体中文版的界面组成、菜单系统、绘图及工程标注等的基本操作方法。

1.AutoCAD 2010的用户界面

中文版AutoCAD 2010的工作界面由菜单浏览器、标题栏、菜单栏、绘图窗口、命令窗口、状态栏及工作空间等工具栏组成。安装AutoCAD软件后，启动AutoCAD软件进入“二维草图与注释”工作界面，在“工作空间”工具栏中，可以自由切换到适合二维或三维的绘图界面。AutoCAD 2010提供了“二维草图与注释”“三维建模”“AutoCAD经典”和“初始设置工作空间”4种工作空间模式，图1-1-7所示为“AutoCAD经典界面”。

图1-1-7 AutoCAD经典界面

1）菜单浏览器

点击左上角的菜单浏览器图标，在展开菜单内可进行“新建”“打开”“保存”“另存”“输出”“发布”“打印”“关闭”等操作。

2）标题栏

标题栏位于界面的最上边一行，显示当前AutoCAD版本号及文件名。在标题栏左侧“快速访问”工具栏中，点击下拉菜单，可以自定义添加“打开”“保存”“另存”“打印”“放弃”“重做”“新建”等常用的命令图标，右端依次为“搜索帮助”工具栏和“最小化”“最大化/还原”“关闭”三个图标按钮。

3）菜单栏

菜单栏位于标题栏下方，它由一行主菜单及其下拉子菜单组成，点击任意一项主菜单，即产生相应的下拉菜单。如果下拉菜单中某选项后面有符号，则表示该选项还有下一级子菜单；下拉菜单后面有点状符号，表示选中该项时将会弹出一个对话框，可根据具体情况，对对话框进行操作。在菜单栏可以完成AutoCAD的绘图操作。

4）绘图窗口

屏幕中间的大面积空白区域为绘图窗口，可在其内进行绘图工作，在绘图窗口的左下角设置坐标系图标，显示当前绘图所用的坐标系形式及坐标方向。AutoCAD软件提供了WCS（世界坐标系）和UCS（用户坐标系），AutoCAD默认为WCS的俯视图状态，用户可根据需要自由创建多种UCS，以方便二维绘图和三维建模的需要。

5）工具栏

绘图区上方、左侧和右侧任意布置的由若干图标组成的条状区域，称为工具栏。可以通过点击工具栏中相应的图标按钮，输入常用的操作命令。系统默认的工具栏有“标准”“特性”“样式”“图层”“绘图”“修改”“标注”等。如果需要使用其他工具栏，可以右键点击工具栏侧面空白处，显示所需工具栏。

6）状态栏

状态栏位于界面的最下面一行，用于显示、控制当前工作状态，包含多种可选择功能；状态栏最左边的是坐标显示区，动态显示鼠标指针所在点的X、Y、Z坐标。

7）命令窗口

命令窗口的“命令与数据输入区”和“命令提示区”位于状态栏上方，如图1-1-7所示。

（1）命令与数据输入区：在没有执行任何命令时，该区显示为“命令：”，即表示系统等待输入命令，输入某种命令后，该区将出现相应的操作信息提示。

（2）命令提示区：位于命令与数据输入区上部，显示已操作的命令信息。

2.AutoCAD 2010基本操作

1）命令输入的基本方法

在绘制和编辑AutoCAD图形时，常常通过以下3种方法来执行所需的命令，虽然各种方式略有不同，但均能实现绘图的目的。

（1）菜单栏输入：用鼠标左键点击主菜单中的相应项，弹出下拉菜单和子菜单，单击相应的命令项。

（2）工具栏输入：用鼠标左键点击工具栏中相应命令按钮。

（3）命令行输入：在命令行内直接输入AutoCAD的快捷命令并按或按。

注意：输入命令后，按命令行的提示进行操作。

2）命令的终止

在AutoCAD中执行某一命令后，或在执行某个命令的过程中，可随时按键，终止正在执行的操作。通常情况下，在命令的执行过程中，点击右键和，都可终止当前操作直至退出命令。

注意：在某一命令的执行过程中选择另一命令后，系统会自动退出当前命令而执行新命令。

3）拾取对象的方法

在执行某些命令的时候，往往都要拾取进行操作的对象，即拾取绘图时的直线、圆弧、块和图符等元素。当命令行提示“选择对象”时，十字光标将变成方形拾取框，此时就可以在绘图区选择要编辑的图形对象。拾取对象的方法有3种，分别为单个拾取、窗口选择、窗交选择。

（1）单个拾取：直接用鼠标左键单击拾取的对象，图形对象的图线变虚并显示出夹点，代表对象已被选中；依次连续单击要拾取的对象，可拾取多个图形对象；采用拾取对象，可从多个被选的对象中去除该拾取的对象。

（2）窗口选择：用鼠标从左向右拖出一个实线矩形框，此时所有完全被矩形框包含的对象均会被选中，如图1-1-8所示。

图1-1-8 窗口选择图形对象

（3）窗交选择：用鼠标从右向左拖出一个虚线矩形框，此时所有完全被矩形框包含的对象，以及所有与矩形框相交的对象均会被选中，如图1-1-9所示。

图1-1-9 窗交选择图形对象

4）删除对象的方法

对已经存在的图形对象进行删除，常采用以下3种方法。

（1）拾取对象后点击修改工具栏中的“删除”图标或点击菜单栏中修改—删除命令，所选对象即被删除。

（2）拾取对象后单击鼠标右键，点击弹出的快捷菜单中的“删除”项，所选对象即被删除。

（3）拾取对象后按键盘上的键，所选对象即被删除。

5）AutoCAD的文件操作

（1）新建文件。

启动AutoCAD后，系统会自动创建一个文件名为“Drawing1.dwg”的文件。点击菜单栏中【文件】→【新建】命令，或者在“标准工具栏”中单击“新建”按钮，即可建立若干新文件。命令输入后，系统弹出“选择样板”对话框，用户建立无样板公制文件的方法按照图1-1-10中的提示操作即可。

图1-1-10 新建文件对话框

（2）打开文件。

点击菜单栏中【文件】→【打开】命令，或者在“标准工具栏”中单击“打开”按钮，可以打开已有的图形文件，此时将打开“选择文件”对话框。默认情况下，打开的图形文件的格式为“.dwg”。

（3）保存文件。

在AutoCAD中，可以使用多种方式将绘制的图形以文件形式进行保存。例如，点击菜单栏中【文件】→【保存】命令，或者在“标准工具栏”中单击“保存”按钮，文件将以当前使用的文件名保存图形。也可以点击菜单栏中【文件】→【另存为】命令，将当前图形以新的名称保存。在保存文件时，默认的文件扩展名“.dwg”。文件的扩展名有多种选择，用户可根据实际情况自行选择。

任务实施

一、认识密封垫片机械图样

下面我们以图1-1-11所示密封垫片的平面图形为例，来分析密封垫片的绘制方法。

图1-1-11 密封垫片机械图样

二、绘制密封垫片平面图形

1.新建图形样板

建立符合机械制图国标要求的样板文件，文件保存为“制图样板.dwt”。样板图中应完成以下设置：绘图单位、图形界限、图层、文字样式、尺寸标注样式、图框及标题栏图块等绘图环境设置。

1）绘图单位的设置

选择菜单栏中【格式】→【单位】命令，即执行Untis命令，在打开的“图形单位设置”对话框中，依据所绘制图形精度确定长度尺寸和角度尺寸的单位格式以及对应的精度。

机械制图中，长度的类型一般选择小数，角度的类型为十进制度数，精度设置要参照具体图样的要求，此处精度设置为整数，如图1-1-12所示。

图1-1-12 图形单位对话框

2）绘图界限的设置

依据所绘制图形的图纸幅面来完成绘图界限的设置，完成A3图纸的图幅界限的设置。根据A3图纸的幅面尺寸为297 mm×420 mm，单击菜单栏中的【格式】→【图形界限】命令，给定两个角点用于确定一个长为420 mm、宽为297 mm的矩形，完成A3图幅的界限设定。

注意：绘图界限设置完成后还需要利用Limits命令的“开（ON）/关（OFF）”进行控制其是否生效。

3）图层的设置

绘制机械图样时，通常会用到多种线型，如粗实线、细实线、细点画线、虚线等，用AutoCAD绘图时，实现线型要求的方法就是建立一系列控制线型、线宽和颜色的图层。表1-1-4给出了机械图样常用的线型设置。

表1-1-4 线型设置(www.xing528.com)

单击菜单栏中【格式】→【图层】命令或单击“图层工具栏”中的“图层特性管理器”按钮，打开“图层特性管理器”对话框，完成图层的设置。图层的基本操作包括新建图层、图层的重命名、删除图层、指定当前层、图层的开/关、图层的冻结/解冻和锁定/解锁。

注意：在“特性工具栏”中将颜色、线型和线宽均设置为随层（ByLayer），才能将图层设置好的属性赋予图层内的对象。

4）文字样式的设置

机械图样中需要注写的文字包括汉字、数字与字母，如技术要求、填写标题栏及尺寸数字等，正确设置这些文字样式十分重要。下面介绍如何在AutoCAD中定义符合国标要求的文字样式。具体设置如下：

（1）设置符合国标的汉字和数字样式。

国家标准对图纸上注写的汉字规定用长仿宋体。AutoCAD提供了满足国家制图标准的中文字体，如“T仿宋”或“T宋体”的中文字体。

国家标准规定尺寸标注时数字采用斜体字，AutoCAD中符合国标的数字样式，可以采用gbetic.shx和gbenor.shx等字体。

（2）设置符合国标的文字样式。

单击菜单栏中的【格式】→【文字样式】命令，打开文字样式对话框。按照表1-1-5字体设置要求，设置汉字及数字的样式，具体设置方法如图1-1-13和图1-1-14所示。

表1-1-5 字体设置要求

注：选择字体时，数字样式勾选大字体，文字样式则取消勾选大字体。

图1-1-13 设置汉字的文字样式

图1-1-14 设置尺寸数字的文字样式

2.样板文件的保存

在完成绘图单位设置、绘图界限设置、图层设置，定义文字样式及尺寸样式之后，就基本形成了一个满足国家标准的机械制图的样板文件。还可以在此基础上增加图框及标题栏等内容的设置。然后将其存为样板文件的形式。选择【文件】→【另存为】命令，打开“图形另存为”对话框，指定文件名为“制图样板”，通过“文件类型”下拉列表将文件保存为“AutoCAD图形样板（*.dwt）”选项，这样“制图样板.dwt”文件就会默认保存在AutoCAD安装文件夹下的Template文件夹中，一般不要改变位置，新建文件时容易找到。

3.绘制密封垫片平面图形

打开建立好的样板文件，点击【文件】→【另存为】命令，将图形另存为名为“密封垫片.dwg”的文件，选择希望保存文件的文件夹进行保存后，即可开始绘制新图形。

步骤1：绘制出A4图纸（210 mm×297 mm）的图框及标题栏，如图1-1-15所示。

图1-1-15 图框及标题栏

参考操作步骤如下：

注意：图幅边框绘制在“细实线”图层上，图框线绘制在“粗实线”图层上。

将当前图层设为“细实线”层，并打开状态栏中的“正交”按钮，然后单击绘图工具栏中的“直线”按钮，或依次单击菜单栏【绘图】→【直线】命令，执行Line命令。

将当前图层设为“粗实线”层，然后单击绘图工具栏中的“直线”按钮，或依次单击菜单栏【绘图】→【直线】命令，执行Line命令。

绘制完成结果如图1-1-16所示。

图1-1-16 绘制完成或结果

用矩形、偏移和修剪命令绘制标题栏，标题栏尺寸及格式如图1-1-17所示。

图1-1-17 标题栏

参考操作步骤如下：

将当前图层设为“粗实线”层，然后单击绘图工具栏中的“矩形”按钮，或依次单击菜单栏【绘图】→【矩形】命令，执行Rectang命令。

单击修改工具栏上的分解按钮，或依次单击菜单栏【修改】→【分解】命令，执行Explode命令。将标题栏矩形外框分解为单条直线。

依次选择标题栏外框，单击修改工具栏上的偏移按钮，或依次单击菜单栏【修改】→【偏移】命令，绘制标题栏内框。

绘图过程如图1-1-18所示。

图1-1-18 绘图过程

单击修改工具栏上的修剪按钮，或依次单击菜单栏【修改】→【修剪】命令，按照图1-1-19所示，修剪标题栏内框多余线段。

图1-1-19 修剪多余线段

选择标题栏内框线段，将图线改为“细实线”图层。

单击快速工具栏上的保存按钮，保存绘制好的A4图框及标题栏。

步骤2：绘制圆角为R7、长度为100、宽度为68的矩形，采用点的绝对坐标与极坐标的输入方式绘制。

知识点 直角坐标输入方式

（1）绝对坐标输入方式：x，y。如坐标原点O，x=0，y=0，则输入格式为：0，0。

（2）相对坐标输入方式：@dx，dy（增量值）。如矩形相对于原点的对角点A，x=100，y=68，则输入格式为：@100，68。

参考操作步骤如下：

单击绘图工具栏上的矩形按钮，或依次单击菜单栏【绘图】→【矩形】命令，执行Rectang命令。

绘制完成结果如图1-1-20所示。

图1-1-20 密封垫片绘制过程（一）

步骤3：绘制圆角为R4、长度为64、宽度为45的矩形，方法同步骤2。

参考操作步骤如下：

单击绘图工具栏上的矩形按钮，或依次单击菜单栏【绘图】→【矩形】命令，执行Rectang命令。

绘制完成结果如图1-1-21所示。

图1-1-21 密封垫片绘制过程（二）

步骤4：绘制密封垫片的中心线。

参考操作步骤如下：

注意：密封垫片的中心线为细点画线，因此应将线型切换成细点画线图层。

单击绘图工具栏上的构造线，或依次单击菜单栏【绘图】→【构造线】命令，执行Xline命令。

指定通过点：用鼠标选择垫片外轮廓宽度（68 mm）的中点位置（依次打开菜单栏【工具】→【草图设置】→【对象捕捉】，选择中点并确定），绘制出X中心线。再按，重复构造线Xline命令。

指定通过点：用鼠标选择垫片外轮廓长度（100 mm）的中点位置，绘制出Y中心线。按键退出命令。

绘制完成结果如图1-1-22所示。

图1-1-22 密封垫片绘制过程（三）

步骤5：绘制内孔轮廓线的轴线。

参考操作步骤如下：

单击修改工具栏上的偏移，或依次单击菜单栏【修改】→【偏移】命令，执行Offset命令。

重复以上偏移命令，输入偏移距离24，单击垫片的X中心线，在X中心线上方空白处单击，得线3；单击垫片的X中心线，在X中心线下方空白处单击，得线4。

绘制完成结果如图1-1-23所示。

图1-1-23 密封垫片绘制过程（四）

步骤6：绘制直径为7的内孔轮廓线。

参考操作步骤如下：

单击绘图工具栏上的圆，或依次单击菜单栏【绘图】→【圆】→【圆心、半径】命令，执行Circle命令。

重复以上步骤，绘制出其他3个内孔。

绘制完成结果如图1-1-24所示。

图1-1-24 密封垫片绘制过程（五）

步骤7：整理图形，完成绘制（尺寸标注在后续介绍）。

参考操作步骤如下：

单击修改工具栏上的打断于点，执行Break命令。

Break选择对象：选择垂直中心线。

指定第一个打断点：单击距轮廓线3～5 mm的点P。

选择打断后不需要的线段，采用删除命令将其删除即可。

重复上述步骤，完成全图，如图1-1-25所示。

图1-1-25 密封垫片绘制完成结果

4.机械图样的存盘

为了保持绘制的图形，需要对图形进行保存，可以通过以下方式保存图形文件。

（1）单击标准工具栏中的保存按钮。

（2）选择菜单栏中【文件】→【保存】命令。

（3）按快捷键。

（4）在命令行输入“save”或“saveas”。

在绘制图形的时候，已经将图形保存，故图形将以“密封垫片.dwg”的文件格式保存在用户希望保存的文件夹内。如果希望另存为其他类型的文件，也可以采用【菜单】→【文件】→【另存为】命令，打开“图形另存为”对话框，输入新文件名，选择其他文件格式以及希望保存文件的文件夹，然后单击“确定”按钮即可保存文件。

5.退出AutoCAD2010软件

退出AutoCAD2010软件的方法有：

（1）单击界面右上角“关闭窗口”按钮。

（2）按快捷键。

（3）在命令行中输入命令“quit”或“exit”。

（4）选择菜单栏中【文件】→【退出】命令。

在退出时，如果没有对图形文件进行保存，则会弹出存盘提示对话框，提醒用户是否保存当前图形再退出。

任务评价

任务评价单见表1-1-6。

表1-1-6 任务评价单