浅谈设计机械图样的新方法

浅谈设计机械图样的新方法

张蕾

张蕾（辽宁省葫芦岛市高级技工学校，辽宁葫芦岛125000）

摘要：针对现有的各种图样表达方法的不足，提出随着CAD/CAM的发展只需保留立体感强且易看懂的三维立体图，并进一步完善三维立体图的表达内容，给出了绘制三维立体图的实施方案。

关键词：图样；表达方法；三维立体图

图样是工程界的语言，制图看图是工程技术人员的基本技能。这种语言对于初学者来说很难学，主要有三大难点:一是规定多；二是空间想象力难以培养；三是绘图时费时费力。随着计算机技术的发展，尤其是AutoCAD等软件的更新，原本繁琐的绘图工作变得越来越简单易行。这样，我们就可以把以前想尽量回避的简单繁杂工作由计算机去做，而把绘制相对简单、但却需要丰富的空间想象力的内容舍弃。因此，就已有的图样表达方法进行比较分析，提出图样表达方法的改进方案。

1现有图样表达方法的比较

1.1基本视图、向视图与局部视图。基本视图、向视图与局部视图的优点:图的绘制相对简单。每个视图只反映两个坐标，在放置物体时尽量让物体多个表面与坐标面平行，使得尽量多的表面的投影是实形（如与坐标面平行的圆投影后仍是圆），不仅图能较方便的画出，并且方便标注尺寸与技术要求。缺点是看图困难。因其每个视图只反映两个坐标，物体的空间真实形状一般需靠几个图形结合起来凭空间想象想象出来，不仅需要较多的时间，而且有一定的难度。对初学者更是个难点。使得初学者在空间想象力的培养方面花费了很多的宝贵时间。

1.2不平行于任意投影面的视图（斜视图）。不平行于任意投影面的视图涉及到投影变换方面的知识，看图绘图更困难。对于大多数不专业从事图形等方面研究的工作者（尤其是职业学院的学生）来说，因没必要去学习很深的投影变换的理论知识，这使得斜视图不易被接受。

1.3轴测图。轴测图具有立体感，图形与人眼看见的物体实形基本一致，不需要丰富的空间想象力和太多的看图时间。对于一般复杂程度的物体只一个轴测图即可，节约图纸幅面。对于复杂的物体可用多个不同方向的轴测图及多个不同剖视的轴测图。但缺点是在手工绘图时费时费力，不易绘制，且关于技术要求的标注没有完整的可以依据的标准。

1.4透视图。透视图更接近人眼看见的实物，但绘制起来更繁杂。且标注尺寸与技术要求更不方便。适合用于绘制物体的效果图。

2改进图样表达方法的思考

只要学会绘制和看懂三维立体图即可。由于计算机绘图软件的问世，使得三维立体图的绘制难度大大降低，由于需要学习更多的计算机知识，再去花很多的时间培养空间想象力。因此没有必要再去绘制难以看懂的基本视图。在标准件和常用件方面，由于手工绘图的不方便而有很多需要机械记忆的规定画法(尤其是初学者开始时很容易记错)。如都画其立体感强的三维立体图，则免去了这个难题，并且在计算机上已经可以用类似图块的命令简单方便地实现。

3三维立体图技术要求的标注

由于三维立体图上的技术要求的标注目前尚无完整的规定可以依据，现提出如下方案以完善这部分内容。

3.1基本原则。标注技术要求的基本规定仍按以前的思路，与基本视图的标注保持一致，基本符号不变。

3.2粗糙度的标注。（1）粗糙度符号的长边在“?”的左边右边均可。（2）符号由空间指向实体[2]。（3）对于平行于坐标面的平面的粗糙度的标注如图1所示。符号的长边平行于于面垂直的坐标轴线方向，数字方向仍与尺寸数字方向一致，Ra0.4、Ra0.8、Ra1.6、Ra50、Ra6.3、Ra12.5分别限制立方体的右、上、下、后、左和前表面。（4）对于回转体表面，粗糙度符号直接注在其转向轮廓线上，且垂直于轮廓线;或标注在其尺寸线上，且符号长边平行于其尺寸线，如图3所示。（5）对于不平行于坐标面的平面，粗糙度的标注如图1所示。在面的范围内点一小黑点，由黑点处引出指引线，粗糙度符号置于指引线上。对于所有的表面都可用此种标法。

3.3形位公差基准的标注。（1）代号字母一律水平书写[3]。（2）对于平行于坐标面的平面，基准符号的粗实线于所指的平面的一条轮廓线(或其上的对称线，如图3所示的基准F)平行，符号上的细实线与平面所垂直的坐标轴线平行，如图2所示。基准A、B、C、D、E、F分别指立方体的下、前、右、上、后、左各表面。如图3所示的基准F指的是圆柱的端面。（3）对于不平行于坐标面的平面，标注如图2所示。在面的范围内点一小黑点，由黑点处引出指引线，基准符号置于指引线上。对于所有的表面都可用此种标法。（4）对于回转体轴线，基准符号对准其尺寸线，基准符号的粗实线平行于尺寸界限，符号上的细实线与尺寸线平行，如图3所示的基准B。

3.4形位公差的标注。（1）对于回转体，符号箭头对准其尺寸线，如图3所示。（2）对于平行于坐标面的平面，符号箭头与垂直于该面的坐标轴线平行，并指向该平面上两线的交点，如图2所示指的是上表面。（3）对于不平行于坐标面的平面，标注如图2所示。在面的范围内点一小黑点，由黑点处引出指引线，符号箭头指向引线上。对于所有的表面都可用此种标法。（4）符号的方框和所注内容一律水平或垂直书写。如图2、3所示。

4工程上实际运用的可行性

随着计算机的普及，有一部分企业现在已开始用Solidworks或Pro/E软件直接绘制出物体的三维模型图。有些大型的企业已采用更前沿功能更强大的美国UGS公司的CAD/CAM一体化软件UG（unigraphics）[1]。这些软件都具有强大的绘图功能，均可直接建立物体的三维模型。由此看来，上述方案是可行的。

5在教学过程中的实施方案

在计算机上绘制三维立体图有多种方法，如轴测图法、拉伸与旋转法和三维实体造型法等。用轴测图法绘制的图形不能从不同的角度观察物体，实际上仍是二维的平面图形。三维实体造型法具有简单快捷并可全方位观察的优点[4]。所以，在计算机上绘制三维立体图一般用三维实体造型法及其他方法，而不用轴测图法。

在计算机上绘制图样之前，一般需要先手工画出草图。手工绘制三维立体草图需采用轴测图的绘制方法。计算机绘制三维立体图用三维实体造型法。因此，在教学过程中具体内容可安排如下:

（1）投影法的基本知识主要介绍平行投影法。（2）轴测图的基本知识包括基本概念、正等测投影体系和斜二测投影体系的建立。（3）点、线、面的轴测图。（4）基本立体的轴测图包括基本立体及其截切体。（5）制图的基本知识及技能（与原内容基本一致）。（6）组合体的轴测图。（7）AutoCAD的基本知识包括基本界面、命令的输入、图层、图块等。（8）用AutoCAD绘制轴测图。（9）AutoCAD的实体造型功能。（10）AutoCAD的尺寸标注。（11）轴测图的剖视。（12）标准件及常用件。（13）零件图包括图形及技术要求。（14）装配图。（15）用AutoCAD进行装配图的三维实体造型。

亦可采用其他的绘图软件。

结束语

上述改革的实施必将在很大程度上节约人力资源，并将促进计算机软件的进一步发展，使工程设计与制造更便捷高效。

参考文献

[1]UnigraphicsSolutionsInc.UGCAM实用教程[M].第一版.北京：清华大学出版社，2003：1-10.

[2]GB/T131-19931，表面粗糙度的代号及标注[S].

[3]GB/T1182-19961，符号及框格标注法[S].

[4]王冰.机械制图[M].第二版.北京：高等教育出版社，2005：9-10.