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摘要:《机械制图》作为机械工业中必不可少的一项技能,同时也是胜利油田各大主要工种高级工、技师、高级技师甚至业务竞赛的一门课程,绘制三视图成为考试、设计、工作中的一项主要技能。掌握更好、更快绘制三视图的方法是非常重要的。
关键词:三视图:方法:技巧
绘制三视图是机械相关从业人员在考试、设计、工作中的一种常见过程,对从业人员的绘制速度、规范、质量都有较高要求。在机械制图中,传统的绘制三视图的方法是形体分析法。形体分析法是指假想将机器或部件分解成若干个基本立体,分析各基本立体之间的相对位置及各立体问表面过渡关系,再进行画图或读图,这种教科书般的方法在实战中有成熟的优点,同时也存在着诸多的问题,下面笔者就从几个方面探讨三视图究竟应该怎样绘制才能做到更快、更好。
一、形体分析法利弊分析
将机器或部件拆分成若干个基本立体,逐步逐序将所有拆分的部件绘制出三视图,在绘制每一个独立拆分部件的三视图时,不考虑其它部件,最终所有部件的三视图绘制完毕,图形自然重叠,再考虑遮挡和去除材料等问题,其中利弊如下:
1、思维层面
形体分析法的前提是将物体尽量拆分成有功能的部件,拆分不出来就意味着无法继续画图。一般零件分为轴套类、盘盖类、支架类、箱体类,这四类零件中轴套类和盘盖类一般认为是切割方式(做减法)画图,相比之下,支架类和箱体类零件适用形体分析法较好,因为支架类和箱体类零件为了完成功能的装配,一般都会有底板、主体、凸台、夹板等常见形体结构,而且这些结构都比较经典,甚至对称,对每一部分结构的绘制都不会有太大的难度。所以形体分析法从思维层面上更适用于带主体+支撑等功能结构的零件,战略上利于思维列控或者脉络状思维的展开,而对于轴+盘盖类零件则捉襟见肘,无从下笔。
2、图线层面
由于形体分析法要求绘制某一结构的时候是不能考虑其它结构的,导致了所有结构的绘制独立性的产生,所以理论上讲,这种方法绘制的三视图图线数量是最多的。比如说在绘制底板的外轮廓时不考虑上方是否还有能够遮挡的结构,闭合线框就是最大数量的图线。形体分析法在难度降低的同时也让绘图量达到了最大,所以绘制时都是要求先用细实线,最后等待所有结构都完成后再考虑遮挡的问题。
其实对于应用较为熟练的从业人员来说,先画细实线再确定为粗实线,或者先画细实线再确定为虚线的情况是完全可以事先避免的,总不能明知道结果是可见的粗实线却偏偏先画成细实线,毕竟绘制过程中谁都不会与“效率”过不去,所以,对于初学者来说从思维层面进行整体拆分是最有绘制效率的,而对于较为熟练者来说从图线层面降低总体绘制数量,尽量保证线型的成型率反而是最有绘制效率了。
3、尺寸层面
假设情景为未完成三视图,那么按照形体分析法绘制的图纸会有三个视图,但是三个视图不是完整结构的视图,是某个或者某几个结构的三视图,在标注尺寸时会缺少定位、总体尺寸等;未按形体分析法绘制时,可能只会出现1 2个数量的图,但是通常都是完整的单个视图,所以不缺少定位、总体尺寸等,但极有可能缺少某一个视图,此时按照机械制图国家标准“尺寸应尽可能集中标注”的原则要求,反而有可能标注在两个视图上。所以形体分析法作图对于尺寸标注来说没有足够的优势,具体情况还要看形体结构。
综上所述,在绘制三视图的过程中,新手通常通过拆分整体、绘制一个个小的结构来降低整体绘制的难度;较为熟练的绘图者则通过提前判断物体的表面连接关系和各方向遮挡关系使线型绘制效率提高,形体分析法更多的成为了新手进阶的必备工具,是至关重要、不可获缺的。
二、绘制三视图方法改良
1、閉合线框的绘制
从尺规使用效率出发进行综合考虑,首先绘制出闭合线框是不错的选择。所谓“闭合线框”,是指首尾可以连接的多条线段或圆弧组成的闭环。鉴于常见三视图绘制过程中,虚线是无法避免的,可以将整体拆分成外轮廓和内轮廓两大部分,对于外轮廓而言,闭合线框意味着所有可见轮廓的完成;对于内轮廓而言,闭合线框意味着所有不可见轮廓的完成。而内外轮廓的基本完成将意味着该方向的视图基本也已经完成。从这个角度看,内外闭合线框的绘制完毕往往意味着该方向视图的绘制完毕,这种方法相比形体分析法更多的侧重于绘制效率,而不是科学拆分。那么闭合线框这种方法在实战中有什么弊端呢?答案也是肯定的,因为机械制图国家标准对尺寸标注存在着基本要求,导致尺寸标注时要充分考虑加工、测量方便,其中一条原则是标注尺寸时应避免封闭尺寸链。也就是说尺寸不封闭,线框却封闭了,这就注定了有个别尺寸需要通过计算来查找,闭合线框最大的问题就在此,需要事先知道尺寸或者对应,这就需要绘图者事先通过计算得到将要绘制线段或者圆弧的尺寸。常见的尺寸公式是定形+定位=总体,可以通过查找相关尺寸换算得到尺寸,只要尺寸确定了,线框封闭就成为了可能。在绘制圆筒+三角形肋板结构时,形体分析法是先画主体结构圆筒,再画三角形肋板,然后去除肋板与圆筒共有的区域内的绘图线,而如果以闭合线框为最终目标的话,完全可以先画三角形肋板,再画与之轮廓连接的圆筒轮廓,这样就不会产生两部分结构的交集,也就不用去除多余的绘图线了,可谓一举两得。而对于内腔的线框封闭,则往往会遇到孔系的相贯。其实相贯本身就是一种变相的封闭,如果顺着内腔的某一个方位沿着顺时针或者逆时针去封闭,那么相贯线完全在其中且起到了很好的闭合作用。
闭合线框的优先绘制,能够解决形体分析法中绘制图线效率低的问题,只需要提前计算出尺寸,外廓和内腔分别“打圈”,将线框闭合即可,通常没有闭合的线框意味着漏线,此方法也可以起到检测、监测的辅助作用。
2、“方”和“圆”的绘制
古人云,没有规矩不成方圆。规矩对应方圆,在整个绘制三视图的过程中,说到底也可以理解成图形是由方和圆组成的。圆形通常是孔系的投影,方形通常是板类结构的投影。那么在绘制过程中究竟先从哪里入手呢?尺寸标注的国家标准中要求尺寸尽量标注在非圆视图上,这个要求可见一斑,尺寸是标注在方而不是圆的,那么绘制的时候是不是也是先方后圆昵?答案是否定的。以经典底板结构为例,四角都有圆角和孔系,如果先绘制地板的四个直角,再绘制圆的时候就不一定能和方接触相切了,因为作图总是存在着误差,误差只能减小却不能避免,所以圆不一定能完美相切与直线,这就给作图带来了隐患。先画圆再画方可以有效避免两者不相切的情况,因为在已经有圆的前提下相切一条直线相对误差好控制一些。
还有一种情况要特别注意,有时候前后不都是圆孔,此时应将方形结构放在投影方向的前方,圆型结构放在投影方向的后方。因为国家标准中对于虚线是有严格要求的,如果不能避免虚线,虚线的数量越少越好,如果数量不能减少,那么范围也应越小越好。“方”的面积要大于同等条件下的“圆”,所以方形结构应处于观察者投影方向的起始位置,这样就能先画粗实线了。
关键词:三视图:方法:技巧
绘制三视图是机械相关从业人员在考试、设计、工作中的一种常见过程,对从业人员的绘制速度、规范、质量都有较高要求。在机械制图中,传统的绘制三视图的方法是形体分析法。形体分析法是指假想将机器或部件分解成若干个基本立体,分析各基本立体之间的相对位置及各立体问表面过渡关系,再进行画图或读图,这种教科书般的方法在实战中有成熟的优点,同时也存在着诸多的问题,下面笔者就从几个方面探讨三视图究竟应该怎样绘制才能做到更快、更好。
一、形体分析法利弊分析
将机器或部件拆分成若干个基本立体,逐步逐序将所有拆分的部件绘制出三视图,在绘制每一个独立拆分部件的三视图时,不考虑其它部件,最终所有部件的三视图绘制完毕,图形自然重叠,再考虑遮挡和去除材料等问题,其中利弊如下:
1、思维层面
形体分析法的前提是将物体尽量拆分成有功能的部件,拆分不出来就意味着无法继续画图。一般零件分为轴套类、盘盖类、支架类、箱体类,这四类零件中轴套类和盘盖类一般认为是切割方式(做减法)画图,相比之下,支架类和箱体类零件适用形体分析法较好,因为支架类和箱体类零件为了完成功能的装配,一般都会有底板、主体、凸台、夹板等常见形体结构,而且这些结构都比较经典,甚至对称,对每一部分结构的绘制都不会有太大的难度。所以形体分析法从思维层面上更适用于带主体+支撑等功能结构的零件,战略上利于思维列控或者脉络状思维的展开,而对于轴+盘盖类零件则捉襟见肘,无从下笔。
2、图线层面
由于形体分析法要求绘制某一结构的时候是不能考虑其它结构的,导致了所有结构的绘制独立性的产生,所以理论上讲,这种方法绘制的三视图图线数量是最多的。比如说在绘制底板的外轮廓时不考虑上方是否还有能够遮挡的结构,闭合线框就是最大数量的图线。形体分析法在难度降低的同时也让绘图量达到了最大,所以绘制时都是要求先用细实线,最后等待所有结构都完成后再考虑遮挡的问题。
其实对于应用较为熟练的从业人员来说,先画细实线再确定为粗实线,或者先画细实线再确定为虚线的情况是完全可以事先避免的,总不能明知道结果是可见的粗实线却偏偏先画成细实线,毕竟绘制过程中谁都不会与“效率”过不去,所以,对于初学者来说从思维层面进行整体拆分是最有绘制效率的,而对于较为熟练者来说从图线层面降低总体绘制数量,尽量保证线型的成型率反而是最有绘制效率了。
3、尺寸层面
假设情景为未完成三视图,那么按照形体分析法绘制的图纸会有三个视图,但是三个视图不是完整结构的视图,是某个或者某几个结构的三视图,在标注尺寸时会缺少定位、总体尺寸等;未按形体分析法绘制时,可能只会出现1 2个数量的图,但是通常都是完整的单个视图,所以不缺少定位、总体尺寸等,但极有可能缺少某一个视图,此时按照机械制图国家标准“尺寸应尽可能集中标注”的原则要求,反而有可能标注在两个视图上。所以形体分析法作图对于尺寸标注来说没有足够的优势,具体情况还要看形体结构。
综上所述,在绘制三视图的过程中,新手通常通过拆分整体、绘制一个个小的结构来降低整体绘制的难度;较为熟练的绘图者则通过提前判断物体的表面连接关系和各方向遮挡关系使线型绘制效率提高,形体分析法更多的成为了新手进阶的必备工具,是至关重要、不可获缺的。
二、绘制三视图方法改良
1、閉合线框的绘制
从尺规使用效率出发进行综合考虑,首先绘制出闭合线框是不错的选择。所谓“闭合线框”,是指首尾可以连接的多条线段或圆弧组成的闭环。鉴于常见三视图绘制过程中,虚线是无法避免的,可以将整体拆分成外轮廓和内轮廓两大部分,对于外轮廓而言,闭合线框意味着所有可见轮廓的完成;对于内轮廓而言,闭合线框意味着所有不可见轮廓的完成。而内外轮廓的基本完成将意味着该方向的视图基本也已经完成。从这个角度看,内外闭合线框的绘制完毕往往意味着该方向视图的绘制完毕,这种方法相比形体分析法更多的侧重于绘制效率,而不是科学拆分。那么闭合线框这种方法在实战中有什么弊端呢?答案也是肯定的,因为机械制图国家标准对尺寸标注存在着基本要求,导致尺寸标注时要充分考虑加工、测量方便,其中一条原则是标注尺寸时应避免封闭尺寸链。也就是说尺寸不封闭,线框却封闭了,这就注定了有个别尺寸需要通过计算来查找,闭合线框最大的问题就在此,需要事先知道尺寸或者对应,这就需要绘图者事先通过计算得到将要绘制线段或者圆弧的尺寸。常见的尺寸公式是定形+定位=总体,可以通过查找相关尺寸换算得到尺寸,只要尺寸确定了,线框封闭就成为了可能。在绘制圆筒+三角形肋板结构时,形体分析法是先画主体结构圆筒,再画三角形肋板,然后去除肋板与圆筒共有的区域内的绘图线,而如果以闭合线框为最终目标的话,完全可以先画三角形肋板,再画与之轮廓连接的圆筒轮廓,这样就不会产生两部分结构的交集,也就不用去除多余的绘图线了,可谓一举两得。而对于内腔的线框封闭,则往往会遇到孔系的相贯。其实相贯本身就是一种变相的封闭,如果顺着内腔的某一个方位沿着顺时针或者逆时针去封闭,那么相贯线完全在其中且起到了很好的闭合作用。
闭合线框的优先绘制,能够解决形体分析法中绘制图线效率低的问题,只需要提前计算出尺寸,外廓和内腔分别“打圈”,将线框闭合即可,通常没有闭合的线框意味着漏线,此方法也可以起到检测、监测的辅助作用。
2、“方”和“圆”的绘制
古人云,没有规矩不成方圆。规矩对应方圆,在整个绘制三视图的过程中,说到底也可以理解成图形是由方和圆组成的。圆形通常是孔系的投影,方形通常是板类结构的投影。那么在绘制过程中究竟先从哪里入手呢?尺寸标注的国家标准中要求尺寸尽量标注在非圆视图上,这个要求可见一斑,尺寸是标注在方而不是圆的,那么绘制的时候是不是也是先方后圆昵?答案是否定的。以经典底板结构为例,四角都有圆角和孔系,如果先绘制地板的四个直角,再绘制圆的时候就不一定能和方接触相切了,因为作图总是存在着误差,误差只能减小却不能避免,所以圆不一定能完美相切与直线,这就给作图带来了隐患。先画圆再画方可以有效避免两者不相切的情况,因为在已经有圆的前提下相切一条直线相对误差好控制一些。
还有一种情况要特别注意,有时候前后不都是圆孔,此时应将方形结构放在投影方向的前方,圆型结构放在投影方向的后方。因为国家标准中对于虚线是有严格要求的,如果不能避免虚线,虚线的数量越少越好,如果数量不能减少,那么范围也应越小越好。“方”的面积要大于同等条件下的“圆”,所以方形结构应处于观察者投影方向的起始位置,这样就能先画粗实线了。