[課程] 成大機械系 機械畫 課程

發展興趣

畫圖是獻慶的興趣之一，特別是對房子、車子、等立體物件的幾何結構。在國中小解數學題時，也使用繪圖法對題目進行破解。在某種程度上，也是讓自己的能力能跟學校課業結合。

一般而言，我們腦中都有空間的概念，很多時候也能徒手畫出一些東西。雖然不是頂專業，但足以表達一些立體感之類的需求。

也許有人會認為這是一種天分。

天分總是有的，但畫圖是一種技術(不管是畫哪種圖，油畫、漫畫、隨便畫...)，而在工程製圖裡面更是有許許多多的規範。這並不只是天分的問題，而是需要學習這些共同的溝通語言。

在大四這一年，獻慶跑去機械系修了一系列的圖學課程，包含: 工程圖學1、工程圖學2、機械畫。

其中機械畫(或稱機械製圖)這們課，課程目標在於獲得使用專業的工具進行手繪，繪製組合圖、零件圖、剖視圖、尺度標註等能力。

為了這門課，獻慶還特地跟建築系的鄭明倫借了一本工程圖學來參考。

大四上學期同時修機械畫跟工程圖學1。也就是說，我在沒有修過工程圖學的背景下，就去學進階的機械畫課程了。我曾問過助教，他說有工程圖學的底子再來修機械畫這門課，會比較順暢。

一開始沒有基本的工程圖學，確實會有些進入障礙。但是不懂的東西就多翻書，或者請教助教，上課認真學習、思考如何畫得更接近自己的想像。

隨著時間與熱情的投入，製圖的能力有慢慢的提升。畫到後來連助教都來借圖去影印，說是系上要留下來當範本，更是讓獻慶很有被肯定的感覺啊~~~! (有趣的是，科系那欄上面寫的是"物理工程學系"，科科!)

課程

每周一次的課程，每次三堂課。照理說，課程的規劃應該是三小時左右就會畫完，但要畫好的話，時間總是會超出三小時，或者更多。而且，很多的機械製圖規範得自己回去看，才能消化吸收這些規則。

使用製圖桌，上面有L型的尺可以固定位置及角度，方便繪圖。

每周的課程都有不同的學習主題:

1. 圖號102 控制器。
2. 圖號103 導板。
3. 圖號104 連接器。
4. 圖號105 精度標註。
5. 圖號106 幾何公差(1)。
6. 圖號107 幾何公差(2)。
7. 圖號108 螺紋。
8. 圖號109 吊鉤。
9. 圖號110 螺栓及螺帽。
10. 圖號111 半月鍵。
11. 圖號112 軸承。

授課老師: 林震銘教授
參考書目: CNS機械製圖 / 陳朝光 等著

CNS機械製圖

作品說明

圖號102 控制器

圖號102 控制器。

這是一個控制器的三視圖(上視圖、正視圖、側視圖)及剖面圖的練習。其中A-A剖面及B-B剖面置於圖面的右上角，並且在上視圖表註剖面位置(割面線A-A及B-B)。

一個基本的三視圖練習，不過原題目是長這個樣子:

"由兩個視圖補繪第三視圖，若有必要並以剖視方式表示各視圖。"

消失的那張前視圖得自己腦補，並畫出來。

繪圖比例1:1。使用第三角法投影(會用圖表示投影方式，而不會用文字另外做說明了)。裡面的圓型並不是使用圓規作畫，而是使用"圓形定規"進行作圖。用圓規除了會造成紙面上的圓心處打了個洞外，有些不好的圓規還會在畫了一圈圓之後，半徑變得不一樣，接不起來。就是說，那個圓變成捲心酥了。

第三角法投影

課程規定使用鉛筆進行做圖，以方便圖面修改。

由於對自己的作圖有信心，所以就使用了水性原子筆去繪圖。當然，作圖前會用鉛筆來進行結構草稿描繪。

當時使用PILOT水性黑色原子筆0.3, 0.5, 0.7來進行繪製。

另外，有圖桌上的L型尺可以固定在桌面上，再加上自己帶的三角板跟直尺，就能將剖面線畫得平行，而不會歪來歪去。這裡讓獻慶體驗到了製圖桌的功能以及方便。

使用水性原子筆畫圖。有圖桌及工具補助，剖面線可以畫得比較均勻。

圖號103 導板

圖號103 導板。

除了畫出導板的三視圖外，這個練習在於畫出輔助視圖去表達溝槽的詳細尺寸。

由立體圖畫出必要的投影視圖及輔助視圖，並標註尺寸，以明確表現物體各部分輪廓形狀及尺寸。

為了繪圖速度，而選擇使用鉛筆做畫。可以看得出來，鉛筆畫出來的線，沒有像黑色原子筆畫出來的那樣銳利跟清晰。

導板三視圖。

導板輔助視圖。表達溝槽的角度。

圖號104 連接器

圖號104 連接器。

連接器正視圖及側視圖。正視圖的左上角區塊採用局部剖面顯示細節。並練習表面符號的標註。

抄繪該圖。比例採1:1，視角依照原圖，注意將零件表面所有的舊加工符號，全部改成新制表面符號，表面粗糙度任選適當值。

清晰的圖面來自於原子筆作圖。

連接器正視圖及側視圖

圖號105 精度標註

圖號105 精度標註。

圖面很簡單，主題是精度標註。並解釋名詞，標秤尺度、限界尺度、零線、配合、標準公差。

需要寫很多字。圖形使用鉛筆簡單帶過就好。

精度標註(1)

圖號106 幾何公差(1)

圖號106 幾何公差(1)。

本圖在練習幾何公差的標註方式。供練習了六個圖面。

抄繪各題圖例(b)，若無尺寸則加註量得之尺寸，並根據其說明及說明圖(a)，標註幾何公差。

從這張圖開始，都是用原子筆完成圖面。那種步步為營的專注感，讓獻慶感受到每一筆的重要性，還有製圖前在腦中該如何規劃繪圖順序。

幾何公差(1) 圖形(4)

圖號107 幾何公差(2)

圖號107 幾何公差(2)。

繼續幾何公差的練習。除了左側四張小圖的練習外，多了右側一張較為統合性的練習圖。

抄繪各題圖例(b)，若無尺寸則加註量得之尺寸，並根據其說明及說明圖(a)，標註幾何公差。

抄繪該圖，補足尺寸並說明圖中每一個幾何公差所代表的精度意義。

幾何公差練習圖

用原子筆認真畫下去後，連助教更正一些錯誤都用上了直尺認真畫(之前都是用手直接牽線，會發抖那種線)。

助教的紅筆痕跡，連直尺都用上了，很認真!

圖號108 螺紋

圖號108 螺紋。

練習三種不同的螺紋表示方法(三角形螺紋、方螺紋、梯形螺紋)。相當消耗時間的一張圖，考驗耐心跟專注力。都是重複的結構，很容易一不注意就把線條畫偏了。

看起來不怎麼樣的螺紋三兄弟，讓獻慶從下午開始，畫了超過三小時，進度才過半。助教耐不住了，先回研究室去了。獻慶只記得離開機械系館時，看到了高掛的月亮，而且差點買不到自助餐。之後的圖面，繪製時間也都沒有少於三小時，獻慶幾乎都是幫助教關教室的電燈跟鎖門。

三種不同的螺紋表示方法。由上而下分別為三角形螺紋、方螺紋、梯形螺紋。 

圖號109 吊鉤

圖號109 吊鉤。

這是發給各位一個真實的吊鉤，再給一個游標尺。請自行量尺寸、畫出上視圖及側視圖。

首先在方眼紙上徒手手繪草圖(直接用筆，不用尺規)，畫上大致上的形狀、比例，還有主要的尺度。

在方眼紙上畫圖有個好處，就是容易估計長度。假設躍遷一條30mm長的橫線，那就看起點在那裡，畫一條跨過30格的線，就好了，不用拿尺去慢慢對出一個30mm。

徒手手繪草圖。

這裡有個技巧: 由於人類眼睛還有游標卡尺的精確度有限，請避免畫太精細的結構。例如機械加工時，會做上去的平滑用圓角，這種圓角用手摸得出來，但以現有的設備卻是無法測量。

主要結構能呈現出來，是重點!

有了草圖之後，再去慢慢修正為"正版"。

吊鉤上視圖及側視圖

栓上視圖及側視圖。

圖號110 螺栓及螺帽

圖號110 螺栓及螺帽。

螺栓及螺帽的側視剖面圖及上視圖。

圖號111 半月鍵

圖號111 半月鍵。

半月鍵練習。從表中選定一組規格之半月鍵進行作圖。

表 CNS 172 半月鍵

圖號112 軸承

圖號112 軸承。

軸承練習。從表中選定一組規格之軸承進行練習。

共有兩件。分別為CNS 2862 徑向深溝滾珠軸承以及CNS 2864 深溝止推滾珠軸承。

表 CNS 2862 徑向深溝滾珠軸承

表 CNS 2864 深溝止推滾珠軸承

CNS 2862 徑向深溝滾珠軸承

CNS 2864 深溝止推滾珠軸承

應用

一開始發展興趣，大多只是為了好玩for fun。

但這卻是很重要的一步。因為，認真學到的東西，就是自己的。這些東西哪天會發揮效果，到是不一定。但是，在學習的過程中，必須要認真，努力地去學習、去思考。

沒想到獻慶大學時，for fun學到的功夫，在後來作研究時，都派上了用場。讓獻慶可以找到方法去處理論文中的機械結構圖、幾何結構圖、數據圖，還有期刊封面。

舉例: 在最近的作品"Electronic and optical properties of graphene nanoribbons in external fields"這個回顧文章中，每張數據圖以及那經典的封面，都是獻慶親手處理，絕無假手他人。

獻慶仍然記得當年，論文指導教授曾說過: "你去學畫圖是沒有用的啦!"

現在看來，你說呢?!

感謝

成大機械系林震銘老師開這個課程，讓獻慶有學習跟發展興趣的機會。

助教們提供一些繪圖上的建議，還有耐心等待獻慶將圖畫完。

鄭明倫出借那本工程圖學。讓獻慶方便查找一些工程製圖的基礎知識。特別是在那個internet不發達的年代。

精文堂印刷廠的鍾和翰老闆不辭辛勞掃描這些紙本，提供高解析的圖檔來使用。催生這篇Po文。原本十年前就想寫這篇了，但無奈掃描A3尺寸文件的技術性問題始終沒有解決，就一直擺著。

工程圖學

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