機(jī)械零部件的測繪及CAD制圖研究

高志星

（江蘇省張家港中等專業(yè)學(xué)校，江蘇 張家港 215600）

近年來，我國工業(yè)制造業(yè)的不斷發(fā)展，使得越來越多的先進(jìn)部件或多結(jié)構(gòu)、復(fù)雜性零部件存有率相對提升。所以，應(yīng)加強(qiáng)提升基礎(chǔ)零部件的制作或設(shè)計精度，提高我國在機(jī)械生產(chǎn)制造市場的占有率。期間，機(jī)械零部件測繪及CAD制圖則是針對此類技術(shù)體系進(jìn)行科學(xué)化的延伸處理，因為機(jī)械零部件的多結(jié)構(gòu)、復(fù)雜系統(tǒng)，需要人們在設(shè)計過程中融入更多的精力及想象力，或創(chuàng)造符合機(jī)械零部件的主體設(shè)計需求。只有這樣，才可以進(jìn)一步提高零部件的生產(chǎn)精度。從教育教學(xué)方面來講，機(jī)械零部件的測繪及CAD制圖課程的規(guī)劃及建設(shè)，需要進(jìn)一步符合機(jī)械零部件的生產(chǎn)訴求，提升學(xué)生的理解程度，比如，零部件結(jié)構(gòu)屬性、零部件在加工過程中可能存在的問題點(diǎn)、加工過程中可能受到外界環(huán)境的干預(yù)問題，以確保學(xué)生可以通過詳細(xì)解讀，增強(qiáng)基礎(chǔ)理論知識，然后在實(shí)踐過程中予以落實(shí)，有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，實(shí)現(xiàn)對機(jī)械零部件測繪以及CAD制圖課程的縱向化延伸，提升實(shí)際教學(xué)質(zhì)量。

1 機(jī)械零部件的測繪及CAD制圖概述

1.1 機(jī)械零部件的測繪

機(jī)械零部件測繪工作主要是通過工程化、系統(tǒng)化的測定，分析機(jī)械零部件內(nèi)部結(jié)構(gòu)屬性或相關(guān)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用性能，此類課程在建設(shè)過程中也是偏向于實(shí)踐化，這樣才可通過工學(xué)結(jié)合模式，逐步提升學(xué)生的認(rèn)知能力，拓展學(xué)生視野面，化理論為實(shí)踐，增強(qiáng)課程教學(xué)質(zhì)量。從另一方面來講，也可將機(jī)械零部件測繪工作作為零部件制造的重要前提，此類課程是指在為學(xué)生了解到機(jī)械零部件的主體性能，借助實(shí)踐操作，強(qiáng)化對零部件的理解能力，最終通過相對應(yīng)的測繪步驟，將理論付諸實(shí)踐。零部件的測繪步驟如下，

（1）零部件分析。零部件前期設(shè)計功能的實(shí)現(xiàn)主要是針對零部件本身的測繪進(jìn)行精細(xì)化處理，此過程中學(xué)生應(yīng)標(biāo)記零部件結(jié)構(gòu)、尺寸參數(shù)在契合之間的精度點(diǎn)，最終通過零部件的類型、使用性能以及加工生產(chǎn)中可能產(chǎn)生的影響因素，分析零部件的不同生產(chǎn)工序，例如，粗加工以及精加工等模式，通過循序漸進(jìn)的生產(chǎn)機(jī)制，強(qiáng)化部件結(jié)構(gòu)的主體性能。

（2）明確零部件視圖的表達(dá)方案。從基礎(chǔ)生產(chǎn)角度來講，零部件結(jié)構(gòu)的匹配形式，需按照不同呈現(xiàn)機(jī)制進(jìn)行分析，此過程中零部件的種類明確指出在不同方向下，需通過主體視圖分析出零部件結(jié)構(gòu)及其具體參數(shù)，例如，在主視圖之間，需結(jié)合零部件的形狀特點(diǎn)，確保主視圖本身能夠綜合呈現(xiàn)零部件的加工位置，輔助學(xué)生找到零部件測繪過程中的主體位置，提高設(shè)計精度。針對不同視圖或測繪演示時，需按照視圖本身的結(jié)構(gòu)點(diǎn)進(jìn)行深化，例如，側(cè)視圖、俯視圖以及仰視圖層，保證復(fù)雜零件結(jié)構(gòu)，通過全方位、全維度的查證處理，增強(qiáng)細(xì)節(jié)檢索精度。除此之外，細(xì)節(jié)審核以及勘測過程中，可加強(qiáng)細(xì)節(jié)與整體之間的聯(lián)動性。

（3）零部件在基礎(chǔ)繪制過程。學(xué)生應(yīng)當(dāng)先明確這個圖紙的大小以及零部件的整體縮放比例，粗略定義好各個視圖在繪制過程中可能占據(jù)的實(shí)際位置，并將主視圖來作為中心線或基線，同步標(biāo)注尺寸，保證以主視圖為核心的繪制點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)全程延長的，例如，主視圖、俯視圖、側(cè)視圖等，均是通過零部件本身的鏈接狀態(tài)，增加視圖之間的聯(lián)合性。在實(shí)際測繪過程中，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行尺寸標(biāo)注，并按照各個尺寸標(biāo)記重復(fù)或不正確的尺寸，便于后期修改。對于尺寸公差處理時，需按照零部件表面的制作形式來進(jìn)行調(diào)整，除此之外，應(yīng)明確規(guī)定好各類的倒角尺寸。

（4）零部件精細(xì)化繪制過程中。為降低基礎(chǔ)的繪制誤差，應(yīng)進(jìn)行前期調(diào)整，例如，在組織與修改草圖期間，需保證零件圖紙制作的正式性，令零部件圖紙設(shè)計后在批準(zhǔn)后可以常投入加工生產(chǎn)中。在草圖校對期間，標(biāo)準(zhǔn)零部件的設(shè)計、尺寸，必須嚴(yán)格按照前期表格的設(shè)計參數(shù)進(jìn)行逐一匹配，保證零部件測繪基礎(chǔ)工作完成的持續(xù)性。

（5）零部件測繪的具體方法與步驟。第一，應(yīng)分析零部件的基礎(chǔ)組成結(jié)構(gòu)。零部件繪制過程中應(yīng)先分析零部件的工作原理或?qū)嶋H裝配關(guān)系，確保對后期的零部件基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，提供數(shù)據(jù)參數(shù)點(diǎn)。第二，在繪制裝配示意圖時，應(yīng)先確定好零部件的裝配關(guān)系以及實(shí)際的繪制位置，這樣才可以保證在后期的裝配圖繪制期間可以實(shí)現(xiàn)規(guī)范性調(diào)整。第三，在拆卸機(jī)械零部件時，需要遵循恢復(fù)原機(jī)的原則，確保零部件在拆卸前后的性能不變，如果零部件存在不可拆分的機(jī)構(gòu)時，則應(yīng)不能對其拆分處理，避免使用破壞性的拆分工藝。除此之外，在拆分前期，應(yīng)當(dāng)針對零部件進(jìn)行嚴(yán)格測量處理，嚴(yán)格分析好零部件之間的裝配公差值，保證后期尺寸測繪的正確性。第四，繪制零機(jī)械零部件。從零部件的現(xiàn)場繪制形式來講，其是通過對被測零部件的比例調(diào)整，確保零部件本身的實(shí)際內(nèi)容是符合前期規(guī)劃需求的，設(shè)定更優(yōu)質(zhì)的一個裝配圖紙。

1.2 CAD制圖

CAD制圖主要是利用計算機(jī)軟件創(chuàng)設(shè)數(shù)據(jù)模擬化的繪制場景，此類信息體系的界定是通過計算機(jī)設(shè)備進(jìn)行多點(diǎn)聯(lián)動化處理。

第一，CAD軟件系統(tǒng)自主優(yōu)化功能。人們在操作用戶界面時，可以按照界面所顯示的一個各項功能點(diǎn)來進(jìn)行設(shè)置，且CAD制圖方法是直接鏈接到制作環(huán)境以及圖形管理過程中的。

第二，在選擇繪制點(diǎn)制作圖形結(jié)構(gòu)。通過CAD的輔助制圖功能，進(jìn)行靈活化操作，比如，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊屏幕上面的輔助按鈕，在圖片中可以同步生成相對應(yīng)或者是一定比例的圖形，有效輔助人們的實(shí)際化操作，且系統(tǒng)在啟動過程中，各項編輯命令或夾點(diǎn)編輯功能等，可以輔助工作人員繪制出更為煩瑣的結(jié)構(gòu)。且此過程中如果存在錯誤操作問題，可利用CAD繪制圖紙中的撤銷功能來進(jìn)行修正處理，有效避免傳統(tǒng)手工圖紙繪制的涂抹問題。在對圖層或者是圖形進(jìn)行控制時，可通過CAD軟件中的模塊功能，進(jìn)行多模塊化調(diào)整，增強(qiáng)圖紙的繪圖效果。

機(jī)械零部件的測繪及CAD制圖作用：機(jī)械零部件的測繪及CAD制圖本身在應(yīng)用過程中需要按照其不同功能點(diǎn)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)化繪制處理，例如，CAD制圖、手工制圖、三維建模、裝配工系統(tǒng)，均可通過自動化、可協(xié)調(diào)化的工具來進(jìn)行鏈接處理，從測繪及制圖本身起到的作用來講，其可真實(shí)全面地反映機(jī)械零件的各類尺寸或配合公差，其也是當(dāng)前機(jī)械工程界的通用語言。制圖標(biāo)注則可以看成是通用語言的語法特征點(diǎn)，人們在標(biāo)注過程中，整個行業(yè)領(lǐng)域中均可以按照其標(biāo)注的特征點(diǎn)，理清楚零部件之間存在的各項屬性關(guān)系，通過深化對于零部件生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)處理，可有效提高理論與實(shí)踐對接性。除此之外，工作人員也可針對結(jié)構(gòu)件的測繪及CAD制圖，進(jìn)行信息化檢索，例如，在齒輪軸側(cè)位時，可先明確齒數(shù)與模數(shù)，結(jié)合齒輪精度進(jìn)行計算，保證在繪制過程中規(guī)律尺寸或標(biāo)注的精確性。此外，在CAD制圖過程中，也可通過三維圖示與平面圖式的連接，凸顯圖形的立體特征，且CAD制圖過程中的過程化特點(diǎn)，可呈現(xiàn)在實(shí)際操作功能之上，極大增強(qiáng)系統(tǒng)的檢索性。

在CAD制圖期間，可為學(xué)生創(chuàng)設(shè)區(qū)域化的教學(xué)場景，例如，在對簡單的機(jī)械零部件進(jìn)行測繪時，可以通過CAD之圖創(chuàng)設(shè)多維的動畫圖，這樣通過二維圖形與三維圖示結(jié)構(gòu)之間的轉(zhuǎn)變及生成，輔助學(xué)生更清晰地領(lǐng)會到當(dāng)前結(jié)構(gòu)繪制的關(guān)鍵點(diǎn)，避免后期圖形制作過程中的缺失現(xiàn)象，以加強(qiáng)機(jī)械零部件測繪的準(zhǔn)確性。

最后，CAD有助于理論和實(shí)踐的有效結(jié)合。在機(jī)械零部件的測繪與CAD制圖中，可將抽象化機(jī)械零部件的測繪與CAD制圖知識與技術(shù)與實(shí)際工作實(shí)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(shí)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(jī)械零部件當(dāng)做載體，進(jìn)行測繪與制圖。機(jī)械零部件的測繪與CAD制圖的運(yùn)用，可將離散、抽象的知識點(diǎn)轉(zhuǎn)變成具體的機(jī)械工程運(yùn)用，將機(jī)械零部件的測繪與CAD制圖的內(nèi)容和職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)機(jī)械零部件的測繪與CAD制圖的有效應(yīng)用。

2 機(jī)械零部件的測繪及CAD制圖實(shí)際應(yīng)用

2.1 分析機(jī)械零部件的損壞信息

在實(shí)際測繪過程中，可通過測繪信息，分析部件生產(chǎn)過程中的極限值問題是否達(dá)到既定的損毀程度，如果損毀，又能否達(dá)到修復(fù)指標(biāo)。如果上述問題點(diǎn)均被否定，則工作人員需要進(jìn)一步明確機(jī)械零部件圖紙是否存在問題，保證圖紙是可正常交付到生產(chǎn)加工部門，保證零部件生產(chǎn)的精確性。

2.2 實(shí)體測繪方法

機(jī)械零部件在測繪過程中，需按照零部件自身的連接尺寸，進(jìn)行測定處理，確保裝配期間，降低公差值，在實(shí)際裝配過程中，如果外部條件的或時間方面允許時，需對生產(chǎn)過程進(jìn)行3～5次的檢查處理，且全程讀取數(shù)據(jù)，確保尺寸的標(biāo)準(zhǔn)性。對于部分關(guān)鍵性的尺寸來講，進(jìn)一步核查此類尺寸是否符合前期的預(yù)設(shè)需求。例如，生產(chǎn)加工過程中需要的荷載能力與零部件呈現(xiàn)加載能力之間的關(guān)系，保證結(jié)構(gòu)本身的驅(qū)動性是合理的。例如，聯(lián)軸器軸頸、齒輪腹板等的實(shí)際厚度，其間，尺寸不需要進(jìn)行多次測量，只要測量到基值就可以了。

2.3 草圖繪制

繪制草圖過程中，應(yīng)先針對機(jī)械零部件本身的草圖進(jìn)行測繪處理，結(jié)合草圖在零部件生產(chǎn)加工中的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)前提，充分映射被測繪工件的結(jié)構(gòu)、尺寸參數(shù)，然后結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)的尺寸參數(shù)點(diǎn)，分析位置公差、形狀公差、表面超粗糙度，是否與適配件的機(jī)械部件尺寸相符合。除此之外，在實(shí)地測繪過程中，應(yīng)明確零部件基礎(chǔ)要求與材料測繪之間的關(guān)系，確保機(jī)器人在生產(chǎn)加工或制備過程中，可通過圖紙來作為實(shí)際參考物，有效保證后期制圖的精確性。

2.4 依據(jù)技術(shù)選擇的零部件用到的材料及熱處理要求

材料作為機(jī)械零部件生產(chǎn)的重要前提，所以，確定零部件材料時，應(yīng)綜合分析材料的基礎(chǔ)生產(chǎn)工藝，從經(jīng)濟(jì)成本、技術(shù)工藝等方面做出調(diào)整，確保材料基礎(chǔ)性能是符合零部件基礎(chǔ)生產(chǎn)訴求的。例如，零部件生產(chǎn)過程中的回火工藝、淬火工藝等，在機(jī)械自動生產(chǎn)中均可能產(chǎn)生較為嚴(yán)重的干預(yù)問題，如果未能處理好，可能影響零部件的使用壽命。

此外，材料選定期間，應(yīng)當(dāng)理清材料生產(chǎn)之間可能產(chǎn)生的力學(xué)變動情況，結(jié)合材料的負(fù)載條件、加工制作的環(huán)境溫度等，分析因為外部影響因素造成的材料形變問題。如此一來，才能夠真正將工藝與基礎(chǔ)生產(chǎn)條件相整合，避免出現(xiàn)生產(chǎn)脫節(jié)的問題。而針對部分特殊性質(zhì)的材料來講，應(yīng)做到基礎(chǔ)與專項相結(jié)合，深度分析材料的耐熱性、耐腐蝕性等，并按照實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中的干預(yù)點(diǎn)進(jìn)行具體管控，防止出現(xiàn)生產(chǎn)過程中的缺位現(xiàn)象。最后，應(yīng)做到配置整合，確保在基礎(chǔ)輸入環(huán)境中，按照不同功能點(diǎn)，設(shè)置相對應(yīng)的調(diào)控方案，例如，材料屬性與設(shè)備應(yīng)用之間的關(guān)系，加工需求與實(shí)際生產(chǎn)之間的關(guān)系，防止因為材料屬性不足加大實(shí)際生產(chǎn)成本，使企業(yè)實(shí)現(xiàn)降損增益。

3 結(jié)語

綜上所述，機(jī)械零部件測繪及生產(chǎn)加工過程中，需要前期規(guī)范性的文件，確保各項數(shù)據(jù)信息、尺寸信息等是符合后期生產(chǎn)需求的。對此，工業(yè)制造業(yè)發(fā)展過程中，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化基礎(chǔ)生產(chǎn)質(zhì)量，積極引入新技術(shù)、新理念等，穩(wěn)固基層，爭向高層，以期提高我國工業(yè)競爭實(shí)力。