Engineering Drawing and design

Chapter 1— Introduction to Engineering
Drawing and Design 2
Learning Objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
The Engineering Design Application . . . . . . . . . . . 2
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
A History of Engineering Drawing . . . . . . . . . . . . . . 10
The Drafter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Drafting Fields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Education and Qualifi cations . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Drafting Job Opportunities. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Searching for a Drafting Position . . . . . . . . . . . . . . . 26
Drafting Salaries and Working Conditions . . . . . . . 27
Professional Organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Drafting Standards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Workplace Ethics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Copyrights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Trademarks. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
CADD Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Professional Perspective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Web Site Research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Introduction to Engineering Drawing
and Design Test. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Introduction to Engineering Drawing
and Design Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Chapter 2— Drafting Equipment, Media,
and Reproduction Methods
39
Learning Objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
The Engineering Design Application . . . . . . . . . . 39
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Manual Drafting Equipment and Supplies . . . . . . . . 41
Drafting Furniture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Drafting Pencils and Leads. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Technical Pens, Pen Cleaning, and Ink . . . . . . . . . . 42
Erasers and Erasing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Dividers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Parallel Bar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Triangles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Templates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Irregular Curves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Drafting Machines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Scales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Drafting Media . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Sheet Size and Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Diazo Reproduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Photocopy Reproduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Properly Folding Prints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Microfi lm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
CADD Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Professional Perspective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Math Applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Web Site Research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Drafting Equipment, Media, and Reproduction
Methods Test. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Drafting Equipment, Media, and Reproduction
Methods Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Chapter 3— Computer-Aided Design
and Drafting (CADD)
69
Learning Objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
The Engineering Design Application . . . . . . . . . . 69
Introduction to Computer-Aided Design
and Drafting (CADD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
The CADD Workstation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
CADD Software Products . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
CADD Formats. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Industry and CADD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
CADD Applications 3-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
Virtual Reality. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
Basic CADD Techniques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Surface Modeling Techniques. . . . . . . . . . . . . . . . . 102
Solid Modeling Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
CADD Applications 3-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
CADD Standards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
Productivity with CADD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
Green Technology Application . . . . . . . . . . . . . . 115
Professional Perspective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
Web Site Research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
Computer-Aided Design and
Drafting (CADD) Test. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
Computer-Aided Design and
Drafting (CADD) Problems . . . . . . . . . . . . . . . . 119
Chapter 4— Manufacturing Materials
and Processes
121
Learning Objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
The Engineering Design Application . . . . . . . . . 121
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
Manufacturing Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
Green Technology Application . . . . . . . . . . . . . . 126
Metallurgy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
Plastics and Polymers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
Plastic Resin Identifi cation Codes . . . . . . . . . . . . . 129
Plastics Material Selection Applications. . . . . . . . . 129
Green Technology Application . . . . . . . . . . . . . . 130
Material Selection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
CADD Applications 3-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
Manufacturing Processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
Machine Processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
CADD Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
Machined Feature and Drawing
Representations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Manufacturing Plastic Products . . . . . . . . . . . . . . . 153
Thermoset Plastic Fabrication Process. . . . . . . . . . 157
Manufacturing Composites . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
Rapid Prototyping (RP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
Tool Design. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
Computer-Integrated Manufacturing (CIM) . . . . . 161
Application Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
Integration of Computer-Aided Design
and Computer-Aided Manufacturing
(CAD/CAM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
Statistical Process Control (SPC) . . . . . . . . . . . . . . 165
CADD Applications 3-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
Green Technology Application . . . . . . . . . . . . . . 168
Professional Perspective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
Math Application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
Web Site Research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
Manufacturing Materials and
Processes Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
Manufacturing Materials and
Processes Problems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
FUNDAMENTAL
APPLICATIONS
173
Chapter 5— Sketching Applications
174
Learning Objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
The Engineering Design Application . . . . . . . . . 174
Sketching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
Sketching Tools and Materials . . . . . . . . . . . . . . . . 175
Sketching Straight Lines. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
Sketching Circular Lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
Sketching Arcs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
Sketching Ellipses. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
Measurement Lines and Proportions . . . . . . . . . . . 180
Introduction to the Block Technique . . . . . . . . . . . 181
Creating Multiview Sketches . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
Creating Isometric Sketches. . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
CADD Applications 3-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
Professional Perspective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
Sketching Applications Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
Sketching Applications Problems. . . . . . . . . . . . . . 192
Chapter 6 — Lines and Lettering
193
Learning Objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
The Engineering Design Application . . . . . . . . . 193
Lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
Types of Lines. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
CADD Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
Lettering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
Lettering on Engineering Drawings . . . . . . . . . . . . 207
Lettering Numbers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
Other Lettering Styles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
Lettering Legibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
CADD Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
CADD Applications 3-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
Professional Perspective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
Math Applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
Web Site Research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
Lines and Lettering Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
Lines and Lettering Problems. . . . . . . . . . . . . . . . . 214
Chapter 7—Drafting Geometry
218
Learning Objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
The Engineering Design Application . . . . . . . . . 218
CADD Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
Drafting Geometry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
Characteristics of Lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
Geometric Shapes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
Common Geometric Constructions . . . . . . . . . . . . 224
Constructing Polygons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
Constructing Tangencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
Constructing an Ellipse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
Professional Perspective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
Math Applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
Web Site Research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
Drafting Geometry Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
Drafting Geometry Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
DRAFTING VIEWS
AND ANNOTATIONS
Chapter 8—Multiviews
247
248
Learning Objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
The Engineering Design Application . . . . . . . . . 248
Multiviews . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
Third-Angle Projection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
First-Angle Projection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
View Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
Projection of Contours, Circles, and Arcs . . . . . . . 262
Line Precedence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
Multiview Analysis and Review . . . . . . . . . . . . . . . 266
Recommended Review . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
Multiview Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
CADD Applications 2-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
CADD Applications 3-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
CADD Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
Professional Perspective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
Math Applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
Web Site Research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
Multiviews Test. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
Multiviews Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
Chapter 9—Auxiliary Views
292
Learning Objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
The Engineering Design Application . . . . . . . . . 292
Auxiliary Views . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
Auxiliary View Visualization . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
Drawing Curves in Auxiliary Views . . . . . . . . . . . . 297
View Enlargements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
Drawing a Removed Auxiliary View. . . . . . . . . . . . 297
Locating Views on Different Sheets . . . . . . . . . . . . 298
Drawing a Rotated Auxiliary View . . . . . . . . . . . . . 298
Secondary Auxiliary Views. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
Auxiliary View Analysis and Review . . . . . . . . . . . 300
Descriptive Geometry. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
Auxiliary View Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
CADD Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
CADD Applications 2-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305
CADD Applications 3-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
Professional Perspective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
Math Applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
Web Site Research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
Auxiliary Views Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
Auxiliary Views Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
Chapter 10— Dimensioning and
Tolerancing
315
Learning Objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
The Engineering Design Application . . . . . . . . . 315
Introduction to Dimensioning . . . . . . . . . . . . . . . . 319
Dimensioning Basics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
Dimensioning Characteristics and Defi nitions. . . . 320
Fundamental Dimensioning Rules . . . . . . . . . . . . . 323
Dimensioning Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
Dimensioning Symbols. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
Dimensioning Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
Dimensioning Fundamentals . . . . . . . . . . . . . . . . . 327
Preferred Dimensioning Practices . . . . . . . . . . . . . 334
Notes for Machined Features . . . . . . . . . . . . . . . . . 338
Placing Location Dimensions. . . . . . . . . . . . . . . . . 342
Specifying Dimension Origin . . . . . . . . . . . . . . . . . 344
Dimensioning Auxiliary Views. . . . . . . . . . . . . . . . 344
CADD Applications 2-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345
Using General Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
Tolerancing Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351
CADD Applications 3-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360
Dimensions Applied to Platings and
Coatings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361
Maximum and Minimum Dimensions . . . . . . . . . . 361
Casting Drawing and Design . . . . . . . . . . . . . . . . . 361
Machining Allowance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362
Casting Drawings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
Forging, Design, and Drawing . . . . . . . . . . . . . . . . 363
Drawings for Plastic Part Manufacturing . . . . . . . . 369
Machined Surfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370
Design and Drafting of Machined Features . . . . . . 373
Tool Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373
CADD Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378
Introduction to ISO 9000 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378
Professional Perspective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379
CADD Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381
Recommended Review . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
Math Applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383
Web Site Research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383
Dimensioning and Tolerancing Test . . . . . . . . . . . . 384
Dimensioning and Tolerancing Problems . . . . . . . 384
Chapter 11—Fasteners and Springs
392
Learning Objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392
The Engineering Design Application . . . . . . . . . 392
Screw Thread Fasteners . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393
Thread-Cutting Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395
Thread Forms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395
Thread Representations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397
Drawing Thread Representations . . . . . . . . . . . . . . 398
Drawing Detailed Threads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
Thread Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
Measuring Screw Threads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406
CADD Applications 2-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406
CADD Applications 3-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407
Threaded Fasteners . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408
Thread Design Guidelines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 410
Lag Screws and Wood Screws. . . . . . . . . . . . . . . . . 414
Self-Tapping Screws . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414
Thread Inserts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415
Self-Clinching Fasteners. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415
How to Draw Various Types of Screw
Heads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416
Drawing Nuts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417
Drawing Washers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418
Drawing Dowel Pins. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418
Taper Pins and Other Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418
Retaining Rings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419
Keys, Keyways, and Keyseats . . . . . . . . . . . . . . . . . 419
Rivets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420
Designing and Drawing Springs . . . . . . . . . . . . . . . 421
CADD Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421
Spring Representations and Specifi cations. . . . . . . 426
Recommended Review . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428
CADD Applications 2-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428
CADD Applications 3-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 429
Professional Perspective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 429
Math Applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431
Web Site Research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431
Fasteners and Springs Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432
Fasteners and Springs Problems. . . . . . . . . . . . . . . 432
Chapter 12— Sections, Revolutions,
and Conventional Breaks
439
Learning Objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439
The Engineering Design Application . . . . . . . . . 439
Introduction to Sectional Views . . . . . . . . . . . . . . . 440
Cutting-Plane Lines and Sectional View
Identifi cation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440
Section Lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442
Full Sections. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444
Half Sections. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444
Offset Sections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445
Aligned Sections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 446
Unsectioned Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 446
Intersections in Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447
Conventional Revolutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447
Broken-Out Sections. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448
Auxiliary Sections. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448
CADD Applications 2-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449
CADD Applications 3-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450
Conventional Breaks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452
CADD Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453
Revolved Sections. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453
Removed Sections. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454
Locating Sectional Views on Different Sheets . . . . 455
Recommended Review . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457
Professional Perspective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457
Math Applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459
Web Site Research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459
Sections, Revolutions, and Conventional
Breaks Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459
Sections, Revolutions, and Conventional
Breaks Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460
Chapter 13— Geometric Dimensioning
and Tolerancing
475
Learning Objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 475
The Engineering Design Application . . . . . . . . . 475
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476
GD&T Symbols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 477
Datums . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 477
Applying Material Condition and Material
Boundary Symbols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492
Limits of Size Application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494
Perfect Form Boundary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494
Applying Regardless of Feature Size and
Regardless of Material Boundary . . . . . . . . . . . . 494
Applying Maximum Material Condition . . . . . . . . 496
Applying Least Material Condition . . . . . . . . . . . . 498
Application of RMB on a Primary Datum
Feature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 499
Application of RMB on a Secondary and
Tertiary Datum Feature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 499
The Effect of Datum Precedence and
Material Condition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 499
Introduction to Geometric Characteristic
and Related Symbols. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 501
Form Geometric Tolerances . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504
Orientation Geometric Tolerances . . . . . . . . . . . . . 507
Applying Profi le Geometric Tolerances . . . . . . . . . 532
Runout Geometric Tolerance . . . . . . . . . . . . . . . . . 544
Specifying Independency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 546
CADD Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 547
CADD Applications 2-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 548
Professional Perspective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553
Math Applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555
Web Site Research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555
Geometric Dimensioning and Tolerancing
Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 556
Geometric Dimensioning and Tolerancing
Problems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 556
Chapter 14— Pictorial Drawings
and Technical Illustrations
562
Learning Objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 562
The Engineering Design Application . . . . . . . . . 562
Introduction to Pictorial Drawing and
Technical Illustration Pictorial Drawings . . . . . . 563
Pictorial Drawings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 563
Isometric Projections and Drawings . . . . . . . . . . . 566
Types of Isometric Drawings . . . . . . . . . . . . . . . . . 568
Isometric Construction Techniques . . . . . . . . . . . . 568
Dimetric Pictorial Representation . . . . . . . . . . . . . 574
Trimetric Pictorial Representation . . . . . . . . . . . . . 574
Exploded Pictorial Drawing . . . . . . . . . . . . . . . . . . 575
Oblique Drawing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 576
Perspective Drawing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 578
Drawing a One-Point Perspective . . . . . . . . . . . . . 578
Drawing a Two-Point Perspective. . . . . . . . . . . . . . 580
Drawing a Three-Point Perspective . . . . . . . . . . . . 580
Drawing Circles and Curves in Perspective . . . . . . 582
Using Basic Shading Techniques . . . . . . . . . . . . . . 583
Pictorial Drawing Layout Techniques . . . . . . . . . . 584
CADD Applications 3-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 585
Professional Perspective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 589
Math Applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 590
Web Site Research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 590
Pictorial Drawings and Technical
Illustrations Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 590
Pictorial Drawings and Technical Illustrations
Problems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 591
Chapter 15—Working Drawings
595
596
Learning Objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 596
The Engineering Design Application . . . . . . . . . 596
Introduction to Section Four . . . . . . . . . . . . . . . . . 597
Introduction to Working Drawings . . . . . . . . . . . . 597
Detail Drawings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 598
CADD Applications 2-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 601
CADD Applications 3-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 601
Assembly Drawings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603
Types of Assembly Drawings . . . . . . . . . . . . . . . . . 604
Identifi cation Numbers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 607
Parts Lists . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608
Purchase Parts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 612
Engineering Changes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 614
CADD Applications 2-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 614
CADD Applications 3-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 615
Drawing From a Prototype. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 620
Analysis of a Set of Working Drawings . . . . . . . . . 620
CADD Applications 3-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 627
Professional Perspective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 628
Math Application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 629
Web Site Research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 629
Working Drawings Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 629
Working Drawings Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . 630
Chapter 16— Mechanisms: Linkages,
Cams, Gears, and
Bearings
vii
678
Learning Objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 678
The Engineering Design Application . . . . . . . . . 678
Mechanism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 679
Linkages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 679
Linkage Symbols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 679
Types of Linkages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 680
Cam Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 682
CADD Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 683
Cam Displacement Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . 684
Construction of an Inline Follower Plate
Cam Profi le. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 687
Preparing the Formal Plate Cam Drawing . . . . . . . 688
Construction of an Offset Follower Plate
Cam Profi le. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 688
Drum Cam Drawing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 690
CADD Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 691
Introduction to Gears. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 691
Gear Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 692
Splines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 692
Gear Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693
Spur Gear Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 696
Drawing Specifi cations and Tolerances . . . . . . . . . 696
Designing and Drawing Spur Gears . . . . . . . . . . . . 696
Designing Spur Gear Trains . . . . . . . . . . . . . . . . . . 702
Designing and Drawing the Rack
and Pinion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 703
Designing and Drawing Bevel Gears . . . . . . . . . . . 703
Designing and Drawing Worm Gears. . . . . . . . . . . 705
Plastic Gears . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 706
CADD Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 708
Bearings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 709
Drawing Bearing Symbols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 710
Bearing Codes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 710
Bearing Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 710
Gear and Bearing Assemblies . . . . . . . . . . . . . . . . . 715
Professional Perspective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 717
Math Application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 718
Web Site Research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 718
Mechanisms: Linkages, Cams, Gears, and
Bearings Test. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 718
Mechanisms: Linkages, Cams, Gears, and
Bearings Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 719
Chapter 17—Belt and Chain Drives
727
Learning Objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 727
The Engineering Design Application . . . . . . . . . 727
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 728
Advantages of Gear Drives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 728
Advantages of Belt Drives. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 728
Advantages of Chain Drives . . . . . . . . . . . . . . . . . . 728
Belts and Belt Drives. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 728
Belt Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 728
Typical Belt Drive Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 730
Belt Drive Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 730
Chain Drives. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 734
Chain Drive Sprockets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 734
Chain Classifi cation and Types . . . . . . . . . . . . . . . 734
Precision Chains. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 734
CADD Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 735
Nonprecision Chains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 736
Light-Duty Chain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 736
Chain Drive Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 737
Roller Chain Drive Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . 737
Professional Perspective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 741
Math Applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 741
Web Site Research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 742
Belt and Chain Drives Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 742
Belt and Chain Drives Problems. . . . . . . . . . . . . . . 742
Chapter 18— Welding Processes
and Representations
745
Learning Objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 745
The Engineering Design Application . . . . . . . . . 745
Welding Processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 746
Elements of Welding Drawings . . . . . . . . . . . . . . . 748
Types of Welds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 751
Weld Symbol Leader Arrow Related to
Weld Location . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 755
Additional Weld Characteristics. . . . . . . . . . . . . . . 759
Welding Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 762
Welding Specifi cations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 765
Prequalifi ed Welded Joints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 765
Weld Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 765
CADD Applications 2-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 766
Professional Perspective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 768
Math Application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 768
Web Site Research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 769
Welding Processes and Representations Test . . . . . 769
Welding Processes and Representations
Problems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 769
SPECIALTY DRAFTING
AND DESIGN
Chapter 19— Precision Sheet Metal
Drafting
775
776
Learning Objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 776
The Engineering Design Application . . . . . . . . . 776
Introduction to Precision Sheet Metal Drafting . . . 776
Precision Sheet Metal Layout Options . . . . . . . . . . 777
Precision Sheet Metal Material Bending. . . . . . . . . 782
CADD Applications 2-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 783
Flanges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 787
Seams and Hems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 788
Roll Forming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 788
CADD Applications 3-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 789
Material Applications in Sheet Metal Drafting . . . . 791
Precision Sheet Metal Dimensioning Applications . . . 792
Sheet Metal Punch Applications. . . . . . . . . . . . . . . 796
Professional Perspective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 798
Math Applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 798
Web Site Research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 798
Precision Sheet Metal Drafting Test . . . . . . . . . . . . 799
Precision Sheet Metal Drafting Problems . . . . . . . . 799
Chapter 20— Electrical and Electronic
Drafting
809
Learning Objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 809
The Engineering Design Application . . . . . . . . . 809
Introduction to Electrical and Electronic
Drafting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 810
Fundamentals of Electrical Diagrams. . . . . . . . . . . 811
Generation, Transmission, and Distribution
of Electricity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 814
Electric Power Substation Design Drawings . . . . . 814
Residential and Commercial Electrical Plans . . . . . 819
Green Technology Application . . . . . . . . . . . . . . 825
Professional Perspective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 827
Electronic Drafting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 827
Electronic Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 827
Printed Circuit Technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . 838
Pictorial Drawings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 846
CADD Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 848
Professional Perspective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 850
Math Applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 851
Web Site Research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 851
Electrical and Electronic Drafting Test. . . . . . . . . . 852
Electrical and Electronic Drafting Problems . . . . . 852
Chapter 21—Industrial Process Piping
868
Learning Objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 868
The Engineering Design Application . . . . . . . . . 868
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 869
Where Industrial Piping Is Used . . . . . . . . . . . . . . 869
Pipe Drafting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 870
Pipe Drawings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 872
Types of Pipe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 876
Pipe Sizes and Wall Thickness . . . . . . . . . . . . . . . . 878
Pipe Connection Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 879
Pipe Fittings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 881
Flanges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 885
Valves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 887
Pipe Drafting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 891
CADD Applications 2-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 901
Piping Details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 910
Drawing Sheets. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 910
Drawing Revisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 914
CADD Applications 3-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 914
CADD Applications 2-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 916
Pipe Drafting Layout Techniques . . . . . . . . . . . . . . 916
CADD Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 917
Professional Perspective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 919
Math Applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 919
Web Site Research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 920
Industrial Process Piping Test . . . . . . . . . . . . . . . . 920
Industrial Process Piping Problems . . . . . . . . . . . . 920
Chapter 22—Structural Drafting
928
Learning Objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 928
The Engineering Design Application . . . . . . . . . 928
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 929
Structural Engineering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 930
Line Work on Structural Drawings . . . . . . . . . . . . 930
Lettering on Structural Drawings. . . . . . . . . . . . . . 933
Coordination of Working Drawings. . . . . . . . . . . . 933
Structural Drafting Related to Construction
Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 936
Concrete Construction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 936
Concrete Block Construction. . . . . . . . . . . . . . . . . 945
Wood Construction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 947
Steel Construction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 960
Common Connection Methods . . . . . . . . . . . . . . . 966
Green Technology Application . . . . . . . . . . . . . . 969
Components in a Set of Structural Drawings . . . . . 972
Drawing Revisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 979
CADD Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 983
CADD Applications 3-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 983
General Construction Specifi cations . . . . . . . . . . . 986
Specifi cations for Commercial Construction . . . . . 986
Green Technology Application . . . . . . . . . . . . . . 988
Basic Drawing Layout Steps . . . . . . . . . . . . . . . . . . 988
Pictorial Drawings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 991
Green Technology Application . . . . . . . . . . . . . . 992
CADD Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 997
Professional Perspective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 998
Math Applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 998
Web Site Research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 999
Structural Drafting Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1000
Structural Drafting Problems . . . . . . . . . . . . . . . . 1000
Chapter 23— Heating, Ventilating, and
Air-Conditioning (HVAC),
and Pattern Development 1015
Learning Objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1015
The Engineering Design Application . . . . . . . . 1015
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1016
Introduction to HVAC Systems . . . . . . . . . . . . . . 1016
HVAC Systems and Components . . . . . . . . . . . . . 1016
Green Technology Application . . . . . . . . . . . . . 1021
HVAC Symbols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1022
HVAC Drawings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1022
Drawing Revisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1038
Duct Sizing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1039
CADD Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1041
CADD Applications 2-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1041
CADD Applications 3-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1044
Sheet Metal Design and Drafting . . . . . . . . . . . . . 1045
Pattern Development . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1045
Establishing Intersections . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1055
CADD Applications 2-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1061
CADD Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1063
Professional Perspective . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1064
Math Applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1064
Web Site Research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1065
Heating, Ventilating, and Air-Conditioning
(HVAC), and Pattern Development Test . . . . . 1065
Heating, Ventilating, and Air-Conditioning
(HVAC), and Pattern Development
Problems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1066
Chapter 24—Civil Drafting
1072
Learning Objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1072
The Engineering Design Application . . . . . . . . 1072
Introduction to Survey: Direction . . . . . . . . . . . . 1073
Surveying . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1075
Plotting Traverses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1077
Distance and Elevation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1078
Property Descriptions in Civil
Engineering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1082
Beginning a Civil Engineering Drafting Project . . 1084
Introduction to Site Plans. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1092
Introduction to Grading Plans . . . . . . . . . . . . . . . 1095
Subdivision Plans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1095
Metrics in Site Planning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1100
Introduction to Site Plan Layout . . . . . . . . . . . . . 1100
Site Design Considerations. . . . . . . . . . . . . . . . . . 1101
Laying Out Property Lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1103
CADD Applications 2-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1106
Drawing Contour Lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1107
Drawing Site Profi les . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1109
Drawing the Grading Plan . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1110
CADD Applications 2-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1113
CADD Applications 3-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1115
CADD Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1116
Green Technology Application . . . . . . . . . . . . . 1117
Professional Perspective . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1119
Math Applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1120
Web Site Research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1120
Civil Drafting Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1121
Civil Drafting Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1121
ENGINEERING DESIGN
Chapter 25— The Engineering
Design Process
1129
1130
Learning Objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1130
The Engineering Design Application . . . . . . . . 1130
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1131
Engineering Design and Industry
Management Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1131
An Engineering Design Process . . . . . . . . . . . . . . 1134
The Phase Gate Design Process . . . . . . . . . . . . . . 1137
After Full Production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1147
Creativity and Innovation in Design . . . . . . . . . . 1147
Change and the Impact on the Design
Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1149
Design Deliverables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1150
The Design Process Responds to Changes
in Engineering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1150
Green Technology Application . . . . . . . . . . . . . 1151
Professional Perspective . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1151
Web Site Research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1153
The Engineering Design Process Test. . . . . . . . . . 1153
The Engineering Design Process Problems . . . . . 1153
ENGINEERING
DRAWING AND
DESIGN STUDENT CD
1157
Descriptive Geometry I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1158
Descriptive Geometry II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1158
Engineering Charts and Graphs . . . . . . . . . . . . . . 1158
Engineering Drawing and
Design Math Applications . . . . . . . . . . . . . . . . 1158
Fluid Power . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1158
Appendix A— Abbreviations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1163
Appendix B— Conversion Charts:
Table 1—Inches to Millimeters. . . . . . . . . . 1166
Table 2—Millimeters to Inches. . . . . . . . . . 1166
Table 3—Inch/Metric Equivalents . . . . . . . 1166
Table 4— Inch/Metric—Conversion—Length,
Area, Capacity, Weight. . . . . . . . . 1167
Appendix C— Mathematical Rules Related
to the Circle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1168
Appendix D— General Applications of SAE Steels . . . . . . 1169
Appendix E— Surface Roughness Produced by Common
Production Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1170
Appendix F— Wire Gages (Inches) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1171
Appendix G— Sheet Metal Gages (Inches) . . . . . . . . . . . . 1172
Appendix H— Sheet Metal Thicknesses (Millimeters) . . . 1173
Appendix I— Standard Allowances, Tolerances, and Fits . . . 1174
Table 5— Allowances and Tolerances
Preferred Hole Basis Fits . . . . . . . 1174
Allowances and Tolerances
Preferred Shaft Basis Fits . . . . . . . 1174
Allowances and Tolerances
Description of Preferred Fits . . . . 1175
Table 6— American National Standard Fits—
Running and Sliding Fits . . . . . . . 1176
American National Standard Fits—
Clearance Locational Fits . . . . . . 1178
American National Standard Fits—
Transition Locational Fits . . . . . . 1180
American National Standard Fits—
Interference Locational Fits. . . . . 1181
American National Standard Fits—
Force and Shrink Fits . . . . . . . . . 1182
Table 7— Metric Limits and Fits—Preferred
Hole Basis Clearance Fits. . . . . . . 1184
Metric Limits and Fits—
Preferred Shaft Basis
Clearance Fits . . . . . . . . . . . . . . . 1186
Table 8— Metric Tolerance Zones—Metric
Tolerance Zones for Internal
(Hole) Dimensions . . . . . . . . . . . 1188
Metric Tolerance Zones—
Tolerance Zones for
External (Shaft) Dimensions. . . . 1189
Appendix J— Unifi ed Screw Thread Variations . . . . . . . . . 1190
Table 9— Unifi ed Standard Screw
Thread Series . . . . . . . . . . . . . . . . 1191
Appendix K— Metric Screw Thread Variations . . . . . . . . . 1192
Appendix L— ASTM and SAE Grade Markings for Steel
Bolts and Screws . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1193
Appendix M— Cap Screw Specifi cations . . . . . . . . . . . . . . 1194
Table 10— Dimensions of Hex Cap Screws
(Finished Hex Bolts) . . . . . . . . . 1194
Table 11— Dimensions of Hexagon and
Spline Socket Head Cap Screws
(1960 Series) . . . . . . . . . . . . . . . 1195
Table 12— Dimensions of Hexagon and
Spline Socket Flat Countersunk
Head Cap Screws . . . . . . . . . . . . 1196
Table 13— Dimensions of Slotted Flat
Countersunk Head Cap
Screws . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1197
Table 14— Dimensions of Slotted Round
Head Cap Screws . . . . . . . . . . . . 1198
Table 15— Dimensions of Slotted Fillister
Head Cap Screws . . . . . . . . . . . . 1198
Appendix N— Machine Screw Specifi cations. . . . . . . . . . . 1199
Table 16— Dimensions of Slotted Flat
Countersunk Head Machine
Screws . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1199
Appendix O— Set Screw Specifi cations . . . . . . . . . . . . . . . 1200
Table 17— Dimensions of Hexagon and
Spline Socket Set Screws . . . . . . 1200
Appendix P— Hex Nut Specifi cations . . . . . . . . . . . . . . . . 1202
Table 18— Dimensions of Hex Nuts
and Hex Jam Nuts . . . . . . . . . . . 1202
Appendix Q— Key and Keyseat Specifi cations . . . . . . . . . 1203
Table 19— Woodruff Key Dimensions . . . . 1203
Table 20— Woodruff Keyseat Dimensions . 1205
Table 21— Key Size Versus Shaft Diameter 1207
Table 22— Key Dimensions and Tolerances 1208
Table 23— Gib Head Nominal Dimensions 1208
Table 24— Class 2 Fit for Parallel and
Taper Keys . . . . . . . . . . . . . . . . . 1209
Appendix R— Tap Drill Sizes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1210
Table 25— Decimal Equivalents and Tap
Drill Sizes (Letter and
Number Drill Sizes). . . . . . . . . . 1210
Appendix S— Concrete Reinforcing Bar (Rebar)
Specifi cations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1211
Appendix T— Common Welded Wire Reinforcement
Specifi cations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1212
Table 26— Wire Size Comparison . . . . . . . . 1212
Table 27— Common Styles of Metric
Welded Wire Reinforcement
(WWR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1214
Appendix U— ASTM A500 Square and Rectangular
Structural Tubing Specifi cations. . . . . . . . . 1215
Appendix V— Structural Metal Shape Designations . . . . . 1216
Table 28— W, M, S, and HP Shapes —
Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . 1216
Table 29— Channels American
Standard and
Miscellaneous—Dimensions . . 1221
Appendix W— Corrosion-Resistant Pipe Fittings . . . . . . .