前  言

《画法几何与机械制图课程设计》是一门学习动手实践能力的课程，是工程图学A、工程图学B的实践教学课，学生的主要任务是综合运用所学的理论知识，针对来源于工程实践的制图任务，完成工程技术图纸绘制。学生学习独立绘制零件图及装配图的能力。

课程学时一周，必修课，适用于机械设计制造及其自动化、机械电子工程、焊接技术与工程、车辆工程、工业设计、材料成型及控制工程及相关专业。

学生在教师的指导下独立完成画法几何与机械制图课程设计课环节。每个学生都应明确课程设计的任务和要求，拟定实训计划，保证进度和设计质量，按时完成实训任务。在测绘过程中，提倡独立思考、深入钻研，主动、创造性地进行工作。要求设计态度严肃认真、一丝不苟，确保课程设计达到教学基本要求，并在设计思想、方法和技能等方面得到良好的训练和提高。通过1周的实训课程，使学生熟悉工程图学相关的标准、规范，根据平口钳模具，学习零件的拆装、测量工具使用、零件测绘、零件草图及零件图的绘制、装配图绘制等内容。

传统的教学过程依赖硬件设备“平口钳”和相关的的测绘工具，由于设备数量限制、学生因疫情无法返校等原因，特开展虚拟仿真实验教学环节，学生可以利用计算机进行虚拟仿真测绘，获得与实物测绘一致的实验数据，进而完成后续图纸的绘制。

实验一 基本操作

一、实验目的

1.掌握进入、退出虚拟仿真软件的方法；

2.掌握打开关闭三维模型；

3.掌握三维模型的旋转、缩放、截面操作。

二、实验设备

计算机、网络、三维模型、虚拟仿真软件。

三、实验过程

3.1软件进入

选择图中蓝色选中的图标打开软件如图1.1。

图1.1

3.2打开三维模型

通过打开文件命令，打开目标文件.如图1.2，此处选择三维模型中的钳身为例，讲解操作。

图1.2

3.3缩放和旋转三维模型

（1）向前或者向后推动鼠标滚轮可以实现零件的大小缩放；

（2）按住鼠标中间（鼠标滚轮）并移动鼠标可以旋转零件的观察角度。同时按下键盘shift键和鼠标中间，然后移动鼠标可以平移零件。按下 “放大镜”可以将零件置于合适的显示大小，如图中间红色箭头所指，如图1.3。

图1.3

（3）鼠标左键可以用来选择零件的元素，如平面、曲面、圆孔、直线、曲线等。鼠标右键此软件较为特殊，需要长按鼠标右键才可以调出右键菜单。

3.4打开和关闭基准

下图箭头位置可以用来打开或关闭零件中的基准轴、基准平面等显示，点击轴显示前的复选框取消显示基准轴，再次点击即可选中，其余基准相同，关闭基准可以使画面更简洁，需要的时候打开，用过关闭即可，如图1.4。

图1.4

3.5使用截面切开三维模型

可以用截面功能将零件切开观察内部结构，如下2图，依次点击视图、截面和零件中显示的平面，然后点击绿色对勾即可完成，如图1.5、图1.6。注意，如果想要使用某一基准平面切开零件，需要先将基准平面显示出来，如3.4步骤。

图1.5

图1.6

删除所创建的截面，即可恢复原来零件全貌，再次选择其他截面位置可以继续观察零件其他结构。删除截面操作如下图。先将进度条拖至最底处，然后右键点击名为XSEC0001”的截面，弹出右键菜单，选择“删除”，然后点确定即可，如图1.7。

图1.7

3.6关闭三维模型

关闭窗口命令可以关闭打开的零件或者装配体，依次点击视图、关闭即可，另外，测量等许多工具只能在一个零件中使用，当软件同时打开多个零件的时候，可以使用激活命令，激活当前零件，以便使用相关功能，如图1.8。

图1.8

通过文件、管理会话、试除未显示的，可以将挂在内存中的零件清除，以避免零件名冲突等影响重复打开同样名称的零件，如图1.9、1.10。

图1.9

图1.10

四、实验报告要求

本次实验以认识基本内容为主，没有形成数据和图纸，实验报告以心得体会的形式提交，要求：A4图幅，长仿宋体书写，10号字，写明班级、姓名和学号等基本信息。

实验二 钳身零件图测绘

一、实验目的

1.掌握测量圆柱的直径；

2.掌握测量两平面之间的距离；

3.掌握测量线条的长度；

4.掌握测量两圆柱之间的距离以及圆柱与平面之间的距离，

5.测绘钳身零件图所需的全部尺寸。

二、实验设备

计算机、网络、钳身的三维模型、虚拟仿真软件。

三、实验过程

3.1测量钳身左侧通孔的直径

打开钳身的三维模型，然后依次点击“分析”、“测量”和“直径”的如图2.1。

图2.1

接着上面的操作继续，鼠标左键点击钳身三维模型中左侧的通孔，然后读取测绘出的数据，如图2.2所示，此时不仅显示了通孔的直径，同时还自动弹出了测量的小窗口，便于继续测量操作。

图2.2

3.2测量钳身的总长度，测量两平行平面之间的距离

鼠标左键单击“距离”，如图2.3所示。

图2.3

然后鼠标左键单击钳身三维模型的左侧的平面、再然后旋转模型使得钳身的右侧朝向观测方向，再然后按下键盘“ctrl”按键并保持按下状态，最后用鼠标左键点击钳身三维模型的右侧平面，完成测量，如图2.4所示。

图2.4

3.3测量线条长度

鼠标左键单击测量小窗中的“长度”，然后单击模型中待测量的线条，如图2.5所示.

图2.5

3.4测量两圆柱之间的距离

鼠标左键点击测量小窗中的“距离”，然后再次点击第一个圆柱面，再然后旋转模型使得另一个圆柱孔朝向观测方向，再然后按下键盘“ctrl”按键并保持按下状态，最后用鼠标左键点击另一圆柱孔，如图2.6所示。

图2.6

3.5测量圆角的半径

鼠标左键单击测量小窗中的“直径”，然后单击模型中待测量的圆角，如图2.7所示。

图2.7

3.6测量螺纹孔的尺寸

先选择平面将圆柱孔沿着轴线切开，然后按照3.2步骤操作测量两元素之间的距离实现，如图2.8和图2.9所示，图2.9所示为测量底孔深度，同理测量螺纹长度。

图2.8

图2.9

图2.10所示为使用“距离”测量工具测量螺纹公称直径的方法，图中读数应当根据实际情况进行圆整，以国标公称直径序列最接近为准。图2.11所示为使用直径的方法测量螺纹小径的方法。

图2.10

图2.11

3.7测量空间倒角的直径（半径）

利用测量工具中的智能选择识别测量，鼠标左键单击测量小窗的第一个工具，然后点击待测量空间圆角，弹出的数据框中读取“截面直径”的数据显示几位空间圆角的直径数据，如图2.12所示。

图2.12

3.8测量数据的保存和删除

当需要同时查阅较多数据时，可根据需要将测量所得的数据进行保存，每次测量完毕后，点击测量小窗的保存图标，弹出弹窗选择“保存分析”然后点确定，如此重复即可，如图2.13所示。

图2.13

删除上述尺寸的操作，点击“以保存的分析”然后在弹出的窗口中选择要删除的数据行，最后点击删除图标即可，如图2.14所示。

图2.14

3.9测量钳身零件图所需要的其他尺寸数据

按照上述的测量方法，根据钳身三维模型的结构特点以及工程图学中零件图的规范和要求，测量其他所需的尺寸数据，直至数据满足绘制钳身零件图的要求，如遇到倒角、螺纹孔等结构，在后续的测绘实验。

四、实验报告要求

以测绘图纸的形式上交实验报告，根据三维模型和测绘的数据绘制钳身零件图，合理选择视图角度、数量和剖切位置，图名：钳身，图幅A3，比例自行计算后做出选择，图号：PKQ-01 ,材料：6061。

实验三 活动钳口零件图测绘

一、实验目的

1.掌握测量半圆柱的直径；

2.掌握测量圆柱与平面的距离；

3.测量绘制丝杆零件图所需的其他全部尺寸。

二、实验设备

计算机、网络、活动钳口的三维模型、虚拟仿真软件。

三、实验过程

3.1测量圆柱与平面的距离

打开活动钳口的三维模型，然后依次点击“分析”、“测量”和“直径”的如图3.1。

图3.1

接着上面的操作继续，鼠标左键点击活动钳口三维模型中右侧的半圆柱，然后读取测绘出的数据，如图3.2所示，此时不仅显示了通孔的直径，同时还自动弹出了测量的小窗口，便于继续测量操作。

图3.2

3.2测量圆柱与平面的距离；

鼠标左键单击“距离”，如图实验二中的2.3所示。然后鼠标左键单击活动钳口三维模型的左侧的平面，再然后按下键盘“ctrl”按键并保持按下状态，最后用鼠标左键点击活动钳口三维模型的中间通孔，完成测量，如图3.3所示。

图3.3

3.3测量钳身零件图所需要的其他尺寸数据

按照上述的测量方法，根据活动钳口三维模型的结构特点以及工程图学中零件图的规范和要求，测量其他所需的尺寸数据，直至数据满足绘制活动钳口零件图的要求。

四、实验报告要求

以测绘图纸的形式上交实验报告，根据三维模型和测绘的数据绘制活动钳口零件图，合理选择视图角度、数量和剖切位置，图名：钳身，图幅A3，比例自行计算后做出选择，图号：PKQ-02 ,材料：6061。

实验四 丝杆零件图测绘

一、实验目的

1.掌握测量螺距的方法；

2.掌握测量直角倒角的方法；

3.掌握测量夹角的方法；

4.测量绘制丝杆零件图所需的其他全部尺寸。

二、实验设备

计算机、网络、丝杆的三维模型、虚拟仿真软件。

三、实验过程

3.1测量圆柱与平面的距离

打开丝杆的三维模型，利用截面工具将丝杆沿轴线剖开，如图4.1所示，最后点击绿色对勾完成剖切操作。

图4.1

然后依次点击“分析”、“测量”和“距离”，再然后先用鼠标左键点击螺纹上一点，再然后按下键盘“ctrl”按键并保持按下状态，最后用鼠标左键点击相邻螺纹上的相同点位，读数可得到螺距，如图4.2。

图4.2

3.2测量直角倒角

接着在图4.1所示往下操作，依次点击“分析”、“测量”和“距离”，再然后先用鼠标左键点击倒角左侧的圆弧线，再然后按下键盘“ctrl”按键并保持按下状态，最后用鼠标左键点击丝杆右侧端面，如图4.3。

图4.3

3.3测量夹角的方法

继续在图4.1所示往下操作，鼠标左键点击“分析”、“测量”和“角度”，如图4.4所示。

图4.4

然后，单击螺纹左侧的斜线，再然后按下键盘“ctrl”按键并保持按下状态，最后用鼠标左键点击螺纹右侧的斜线，完成测量，如图4.5所示。

图4.5

3.4测量钳身零件图所需要的其他尺寸数据

按照上述的测量方法，根据丝杆三维模型的结构特点以及工程图学中零件图的规范和要求，测量其他所需的尺寸数据，直至数据满足绘制丝杆零件图的要求。

四、实验报告要求

以测绘图纸的形式上交实验报告，根据三维模型和测绘的数据绘制丝杆零件图，合理选择视图角度、数量和剖切位置，图名：钳身，图幅A3，比例自行计算后做出选择，图号：PKQ-03 ,材料：6061。

实验五 方块螺母零件图测绘

一、实验目的

1.掌握斜面的夹角；

2.测量绘制方块螺母零件图所需的其他全部尺寸。

二、实验设备

计算机、网络、方块螺母的三维模型、虚拟仿真软件。

三、实验过程

3.1测量斜面的夹角，测量方块螺母前后两侧面的夹角

打开方块螺母的三维模型，利用截面工具将方块螺母沿左右对称面剖开，如图5.1所示。

图5.1

此时选项卡会弹出新的选项“截面”，鼠标左键点击绿色对勾完成剖切操作，如图5.2所示。为加快测绘速度，可以在此页面上的任意位置直接单击鼠标中键，代替鼠标左键单击绿色对勾，完成操作。鼠标中键的单击功能为creo软件的快捷确认方式，合理的使用会加快软件的操作速度。

图5.2

接着在图5.2所示往下操作，依次点击“分析”、“测量”和“角度”，再然后先用鼠标左键点击方块螺母的前表面与截平面的交线，再然后按下键盘“ctrl”按键并保持按下状态，最后用鼠标左键点击方块螺母的后表面与截平面的交线，如图5.3。

图5.3

还可以进入草绘功能测量斜度，如图5.4所示，该功能作为知识延申在此处仅为介绍。

图5.4

3.4测量钳身零件图所需要的其他尺寸数据

按照上述的测量方法，根据方块螺母三维模型的结构特点以及工程图学中零件图的规范和要求，测量其他所需的尺寸数据，直至数据满足绘制方块螺母零件图的要求。可按照需求将方块螺母按照前后堆成的平面剖切开，如图5.5所示。

图5.5

四、实验报告要求

以测绘图纸的形式上交实验报告，根据三维模型和测绘的数据绘制方块螺母零件图，合理选择视图角度、数量和剖切位置，图名：钳身，图幅A3，比例自行计算后做出选择，图号：PKQ-04 ,材料：6061。

实验六 螺钉、护口板等零件测绘

一、实验目的

1.测量螺钉的尺寸；

2.测量护口板的尺寸；

3.测量垫片的尺寸；

4.测量轴套的尺寸；

5.测量垫圈的尺寸；

6.测量其余零件的尺寸。

二、实验设备

计算机、网络、螺钉的三维模型、护口板的三维模型、垫片的三维模型、轴套的三维模型、垫圈的三维模型、其余零件的三维模型、虚拟仿真软件。

三、实验过程

3.1测量螺钉的尺寸

打开螺钉的三维模型，利用测量工具测量螺钉的相关尺寸，如图6.1所示。

图6.1

3.2测量护口板的尺寸

打开护口板的三维模型，利用测量工具测量护口板的相关尺寸，如图6.2所示。

图6.2

3.3测量垫片的尺寸

打开垫片的三维模型，利用测量工具测量垫片的相关尺寸，如图6.3所示。

图6.3

3.3测量轴套的尺寸

打开轴套的三维模型，利用测量工具测量轴套的相关尺寸，如图6.4所示。

图6.4

3.4测量垫圈的尺寸

打开轴套的三维模型，利用测量工具测量垫圈的相关尺寸，如图6.5所示。

图6.5

3.5测量螺钉M5、开口销的尺寸

依次打开螺钉M5和开口销的三维模型，利用测量工具测量螺钉M5和开口销的相关尺寸，如图6.6和图6.7所示。

图6.6

图6.7

四、实验报告要求

本次实验不需要单独上交实验报告，测绘的数据，将在装配图的绘制中使用，最终同实验八的实验报告共同上交。

实验七 平口钳装配图干线观察理解

一、实验目的

1.理解平口钳水平的主装配干线；

2.理解平口钳垂直的次装配干线；

3.理解平口钳各零件之间的装配关系。

二、实验设备

计算机、网络、平口钳装配体三维模型、虚拟仿真软件。

三、实验过程

3.1初步观察装配体

打开三维模型“装配体”，使用“旋转”功能多角度观察装配体中各个零件的关系，如图7.1。

图7.1

3.2观察装配体的爆炸图

依次点击“视图”，“分解图”即可激活三维模型爆炸图的效果，对照爆炸图观察水平的装配干线（丝杆的轴线）上各零件的装配关系，同时观察垂直的次装配干线（大螺钉所在的轴线）上各零件的装配关系，如图7.2所示。

图7.2

3.3旋转爆炸状态的零件群

按下鼠标中键，拖动鼠标，旋转零件群，多角度观察两条装配干线，如图7.3所示。

图7.3

3.4复原爆炸图的状态

点击“视图”，“分解图”，爆炸状态的零件群即可恢复原状，反复点击可观察零件装配的动态过程，如图7.4所示。

图7.4

四、实验报告要求

本次实验不需要单独上交实验报告，测绘的数据，将在装配图的绘制中使用，最终同实验八的实验报告共同上交。

实验八 平口钳装配图测绘

一、实验目的

1.深入理解主装配干线各零件之间的装配关系；

2.深入理解次装配干线各零件之间的装配关系；

3.深入理解平口钳各零件之间的装配关系

4.掌握隐藏外围零件，观察装配体内部的结构的方法。

二、实验设备

计算机、网络、平口钳装配体三维模型、虚拟仿真软件。

三、实验过程

3.1深入观察装配体

打开三维模型“装配体”，使用“旋转”功能多角度观察装配体中各个零件的关系，同时打开基准平面，观察各两件与基准平面之间的关系，如图8.1。

图8.1

3.2深入观察主装配干线

使用“截面”工具，选择合适的基准平面，将装配体沿主装配干线剖切开，观察切面上各零件之间的装配关系，并同步测量相关尺寸，为方便观察，可暂时关闭基准面，如图8.2所示。

图8.2

3.3深入观察次装配干线

使用“截面”工具，选择合适的基准平面，将装配体沿次装配干线剖切开，观察切面上各零件之间的装配关系，并同步测量相关尺寸，为方便观察，可暂时关闭基准面，如图8.3所示。

图8.3

3.4移动活动钳口

将装配体恢复至图8.1的状态，同时保持“ctrl”+“alt”的按下状态，使用鼠标左键拖动零件“活动钳口”，观察拖动过程中活动钳口及其附属零件的移动，如图8.4、图8.5所示。

图8.4

图8.5

3.5转动丝杆

将装配体恢复至图8.1的状态，同时保持“ctrl”+“alt”的按下状态，使用鼠标左键转动零件“丝杆”，观察转动过程中丝杆及其附属零件的转动，如图8.6、图8.7所示。

图8.6

图8.7

3.6隐藏活动钳口，观察装配体内部结构

再模型树中左键点击活动钳口，将其选中，此时活动钳口在窗口中高亮显示，如图8.8。保持鼠标在活动钳口的范围内按下鼠标右键不松开，系统自动弹出右键菜单栏，如图8.9；然后选取“隐藏”（注意不是隐含），完成活动钳口的隐藏，此时，模型树中“活动钳口”呈灰色显示，主窗口中可观察螺钉与方块螺母的安装关系，如图8.10。

图8.8

图8.9

图8.10

取消隐藏的操作与隐藏在操作的过程类似，保持鼠标右键点击在模型树中“活动钳口”不松开，系统自动弹出右键菜单栏，然后选择“取消隐藏”即可，如图8.11和图8.12所示。

使用隐藏功能还可以隐藏其他零件，以方便观察装配体内被遮挡的零件间装配的关系，请根据实验需求自行操作。

图8..11

图8.12

37深入观察次装配干线

使用“截面”工具，选择合适的基准平面，将装配体上护口板的安装螺钉沿其轴线部位剖切开，观察护口板的装配关系，并同步测量相关尺寸，为方便观察，可暂时关闭基准面，如图8.12所示。

图8.12

四、实验报告要求

以测绘图纸的形式上交实验报告，根据三维模型、测绘数据和装配关系绘制平口钳的装配图，合理选择视图角度、数量和剖切位置，图名：平口钳，图幅A2，比例自行计算后做出选择，图号：PKQ-00；图纸绘制完成后折叠成A3幅面。