【新裝版】3小時讀通 基礎機械製圖

榮獲日本全國學校圖書館協議會選定圖書！ 　　臺灣大學機械工程學系副教授 蘇偉儁 審訂 　　想依照設計圖製作物件，關鍵就在正確製圖！ 　　從基礎開始學3D CAD，機械製圖的關鍵！ 　　機械製圖是在機械工程領域使用的製圖， 　　要實現構想中的機械，就必須要以機械設計→機械製圖→機械製造的順序進行作業。 　　所以，不論是機械系、機械工程系還是電機系，要想成為一名優秀的工程師，就要先搞懂機械製圖！ 　　了解基礎的紋裡方向符號，是畫圖、看懂製圖的第一步！ 　　＝→加工的刀痕方向與標記符號圖的投影面平行。例：牛頭刨削面 　　⊥→加工的刀痕方向與標記符號圖的投影面垂直。例：牛頭刨削面（側面觀看） 　　X→加工的刀痕方向與標記符號圖的投影面傾斜成兩個方向交叉。例：搪磨加工面。 　　Μ→加工的刀痕方向或者無固定方向交叉。例：研光加工面、超級精磨加工面、橫送正面銑削面或者端銑削面。 　　R→加工的刀痕方向與標記符號圖的中心大致成放射狀。 　　機械製圖並非單純地繪製圖形，而是須要結合機械設計、機械製造等廣泛知識與技術的高階作業。 　　今後，利用3D CAD做為製圖工具，將會愈漸普及，本書目的之一就是幫助讀者熟悉這個工具，以能夠做出原創作品。 　　因此，本書不僅將著墨於3D列印，也會詳盡說明有助實際製圖的基礎知識， 　　並實際演練如何繪製螺絲、齒輪、彈簧與軸承，幫助讀者瞭解實際的繪製方法。 　　本書以全彩、豐富的插圖進行解說，不用死記硬背各種知識，內容簡單易懂，讀完馬上就能上手活用！ 　　設計圖畫得好，後續作業才能事半功倍！

序言 3 第1章 開始機械製圖 9 1 什麼是機械製圖？ 10 2 嘗試3D CAD 15 第2章 製圖的基礎 25 1 文字的表示方式 26 2 線條的表示方式 28 3 圖形的表示方式 30 4 圖面的大小與尺度 36 5 尺度的標註法 40 第3章 練習使用3D CAD 49 1 基本圖形的繪製 50 2 創意圖面的作成 64 1月的3D設計暨成果發表會 68 2月的3D設計暨成果發表會 76 3月的3D設計暨成果發表會 84 秋季3D設計 88 冬季3D設計 89 第4章 機械製圖的基礎 91 1 尺度公差是什麼？ 92 2 軸孔配合 96 3 幾何公差 101 4 表面織構 108 第5章 機械元件的製圖 115 1 繪製螺絲 116 2 繪製齒輪 126 3 繪製彈簧 134 4 繪製軸承 140 5 繪製軸周邊零件 144 6 熔接 148 7 板金 152 第6章 利用3D CAD進行分析 157 1 3D CAD的各種活用方式 158 2 構造解析 161 ①模擬連桿機構 161 ②模擬齒輪機構 169 3 強度解析 178 ①應力與應變 178 ②模擬應力分析 179 後記 185 索引 188

序言 　　從機械設計到機械製作，過程中肯定會碰到形形色色的圖面。若無法利用圖面正確地呈現欲製作的機械零件形狀，也就不曉得該從何著手製造。尤其是物件製作的場合，設計與製作多半由不同人負責，向他人傳達欲作物件的構圖是重要的環節。而設計與製作由同一人進行的場合，將複數機械零件組成1台機具時，若沒有明確指示各零件的製作尺寸，後續可能會碰到問題。每次加工都得配合現有物件修正形狀的話，是非常缺乏效率的形為。為了避免這樣的情形，我們宜需要學習機械製圖，描繪適切的構圖。 　　過去的機械製圖，一般是使用鉛筆或者自動鉛筆搭配尺規來繪圖。機械系、建築系的學生，多是在可與製圖板保持平行的製圖桌上跟圖面奮鬥，再將製圖用紙捲成圓柱狀裝入製圖筒後帶著走。 後來，電腦支援設計的CAD（Computer Aided Design）問世，以2D CAD從事2次元的作圖，再以3D CAD完成物件的立體構圖。近年，原本高價難以入手的3D CAD逐漸降低價格，免費軟體也對外開放。最近當紅的3D列印機，對3D CAD的普及也有極大的貢獻。 　　機械製圖的學習應該從徒手繪製開始，還是從2D CAD或者3D CAD著手？這問題一直是議論紛紛。本書的定位是，活用今後將愈加普及的製圖工具3D CAD。然而，在完全沒有2D CAD的背景知識下學習3D CAD，仍然有其困難度。接觸機械製圖工具時，2D CAD的思維不可欠缺，尚有許多地方需要用到2D CAD。 　　本書不個別講述2D CAD與3D CAD，而是主要著墨3D CAD的活用，再穿插相關的2D CAD內容。 　　另外，關於本書使用的3D CAD，第1章、第2章是使用近年被評為免費且容易上手的「Fusion360」；第3章以後是使用在機械領域廣泛使用的3D CAD「SolidWorks」（達梭系統）。Fusion360在2015年11月開放免費使用。SolidWorks需要收費，但有體驗版可以試用。然而，本書的宗旨不在詳細介紹這些3D CAD的使用方式，而是將重點放在讓尚未接觸過3D CAD的人，也能夠了解機械製圖的實際繪製方法。 　　機械製圖並非單純地繪製圖形，而是需要結合機械設計、機械製造等廣泛知識與技術的高階作業。研讀前作《3小時讀通基礎機械設計》、《3小時讀通基礎機械製造》，再翻閱本書《3小時讀通基礎機械製圖》，相信讀者能從中習得完整的機械基礎。 門田和雄

什麼是機械製圖？ 機械設計與機械製造的溝通橋樑 機械的定義為「供給某種能量後，以某種機置執行特定動作，完成有效率作業的機具」。為了實現人類構想的機械，必須依循機械設計→機械製圖→機械製造的順序進行作業。 機械設計需考量欲製作物件的結構與強度，選擇使用的齒輪、螺絲等機械元件，再從市售的制式規格中選用元件。若為原創的機械零件，則需通過機械製造，對金屬板、棒材進行各種加工。介於機械設計與機械製造之間的機械製圖，又是如何作業呢？ 機械製圖是在機械工程領域使用的製圖。製圖分為以1張圖紙表示1樣部件的零件圖，與顯示結合數個零件的組合圖。機械製圖與單純的素描、插圖不同，日本工業規格（JIS）中詳細規範了標註法。JIS機械製圖的相關規範，收錄於《JIS B 001 機械製圖》。 將機械設計的結果表示成機械製圖，才能正確傳達出去。將零件圖送至加工工廠，便能利用各種工具機加工零件。若機械設計者以自己的規則繪圖，機械製造者反而會不曉得尺度、形狀等細節。 藉由事先統一機械製圖相關的標註法，讓學過此標註法的人皆能讀懂製圖，作業效率便能大幅提升。如同學會英語會話，我們便能夠與世界各地的人溝通談話，同理，事先習得機械製圖，我們便能藉由圖面與世界各地的人進行交流。 本書會根據前作《3小時讀通基礎機械設計》學到的設計法，與《3小時讀通基礎機械製造》學到的製造法，說明機械製圖上的相關知識。 數位製造不可或缺的機械製圖 近年，3D列印機等數位工具機風起雲湧，愈來愈多人投入數位製作。然而，數位製作需要製作物件的數位資料。換句話說，若無法作成數位資料，就只能仰天長歎。 過去的人們可能到這邊就選擇放棄，但現在，作成數位資料的軟體變得愈加便宜，再加上免費使用的軟體釋出，只需經過一番努力熟習操作，自己也能製作新穎的作品。雖然用於3D列印輸出、形狀簡單的數位資料，或許不適合稱作機械製圖，但在將零件組成會動的物件，或使用螺絲、齒輪等機械元件時，就需要機械製圖的知識與技能。 接下來就讓我們透過物品製造工科大學的課程，一同學習機械製圖吧。