【摘 要】三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用較為廣泛，并且該技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)的最終成果影響比較大。長(zhǎng)期應(yīng)用以來(lái)，我們對(duì)三維CAD技術(shù)已經(jīng)有了較為深刻的認(rèn)識(shí)，根據(jù)三維CAD技術(shù)的繪圖方法，針對(duì)機(jī)械制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，我們有兩種表達(dá)方式：一組識(shí)圖+一組3D圖形；一組3D圖形，然后分析兩者的可行性及對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的影響。

【關(guān)鍵詞】三維CAD技術(shù) 機(jī)械制圖 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

機(jī)械制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求我們需要采用一組制圖的方法表達(dá)各種零件圖及裝配圖，隨著三維CAD技術(shù)的普及，機(jī)械設(shè)計(jì)現(xiàn)在大多采用這種方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，先繪制出空間的3D圖形，然后再利用軟件生成平面視圖，接著進(jìn)行標(biāo)注等工作。這也引發(fā)了設(shè)計(jì)人員的思考，即能否采用三維圖形來(lái)表達(dá)各種零件圖及裝配圖，或是對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修正來(lái)推廣三維CAD技術(shù)，本文對(duì)此進(jìn)行一定的分析。

1 幾種零件圖及裝配圖的表達(dá)方式對(duì)比

1.1 一組視圖

這種方法的原理為正投影制圖，它能夠清楚的表達(dá)設(shè)計(jì)物體的各種形狀，并且繪制方便，能夠照?qǐng)D進(jìn)行制造。在工業(yè)設(shè)計(jì)中有著廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)。但是，這種設(shè)計(jì)圖紙需要專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員才能識(shí)圖，同時(shí)對(duì)于那些復(fù)雜形狀，如曲面等不能精確的進(jìn)行表達(dá)，需要借助軸側(cè)剖視圖來(lái)表達(dá)。

1.2 一組視圖+一組3D圖形

機(jī)械制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定軸測(cè)剖視圖等3D圖形能夠作為輔助性的圖形。3D圖形能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)人員的方案可視化，具有精確性、交互性、整潔易讀以及高效等特點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)還沒(méi)有被人們真正重視起來(lái)。這種制圖方法還具有以下兩種優(yōu)點(diǎn)：（1）技術(shù)信息交流更加方便；采用這種措施設(shè)計(jì)的圖紙不僅技術(shù)人員可以更加方便的進(jìn)行技術(shù)交流，并且那些非專(zhuān)業(yè)人員也能讀懂大部分的設(shè)計(jì)意圖，增加了圖紙的開(kāi)放性。（2）圖紙繪制更加方便；這主要表現(xiàn)在分析、構(gòu)思設(shè)計(jì)物體的邏輯思維更加方便，同樣，繪制圖紙花費(fèi)的時(shí)間也更短。這種方法采用圖板進(jìn)行繪制存在一定難度，需要借助CAD軟件來(lái)完成。

1.3 一組3D圖形

這種方法同一組視圖+一組3D圖形的方法基本類(lèi)似，但是采用這種方式來(lái)對(duì)機(jī)械圖形進(jìn)行表達(dá)更加的直觀，尤其是不具有復(fù)雜曲面的圖形，但是在實(shí)際中沒(méi)有復(fù)雜曲面的現(xiàn)象較為少。我們可以采用1個(gè)3D圖形就能夠?qū)⒁粋€(gè)物體表達(dá)的清晰明了。但是，這種方法最大的缺點(diǎn)在于它對(duì)于各種復(fù)雜曲面的圖形不能準(zhǔn)確的進(jìn)行尺寸標(biāo)注。雖然一組3D圖形具有這一缺點(diǎn)，但是在大多數(shù)的情況下還是具有其應(yīng)用空間的，它能夠作為機(jī)械制圖的一個(gè)基本表達(dá)方式作為使用。

2 一組3D圖形及一組視圖+一組3D圖形可行性分析

在機(jī)械制圖的設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們也在經(jīng)常的用到上述的兩種方法，并且在《機(jī)械制圖》的教材中物體視圖及軸測(cè)圖經(jīng)常也是同時(shí)提供的，并且存在僅僅提供軸測(cè)圖的情況，這樣更方便我們的學(xué)習(xí)。既然教材中已經(jīng)存在這種現(xiàn)象，那么在機(jī)械制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及教材中應(yīng)該也可以推廣一下這兩種方法來(lái)對(duì)各種零件圖及裝配圖來(lái)進(jìn)行表達(dá)。在過(guò)去沒(méi)有合適的條件來(lái)進(jìn)行3D圖形的繪制，并且各種規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)都是針對(duì)的圖板進(jìn)行的。并且一組視圖的方法完全能夠精確、清晰、完整的對(duì)零件進(jìn)行表達(dá)，但是手工繪圖存在工作量大并且軸測(cè)圖繪制工作比較繁瑣的缺點(diǎn)。一組視圖是當(dāng)時(shí)的條件限制所決定的。在今天三維CAD技術(shù)以及非常成熟，并且利用該技術(shù)能夠快捷的進(jìn)行圖形構(gòu)建，同時(shí)，我們也能夠采用3D渲染，對(duì)圖形的材質(zhì)、背景以及光線等進(jìn)行處理，能夠形象的對(duì)零部件進(jìn)行仿真表達(dá)。所以說(shuō)，一組3D圖形與一組視圖+一組3D圖形具有較好的可行性。

3 推行上述兩種方法對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的影響

3.1 三維CAD技術(shù)影響了識(shí)圖思維

傳統(tǒng)繪圖過(guò)程首先要在設(shè)計(jì)人員的腦海中構(gòu)思空間物體，設(shè)計(jì)出來(lái)的為平面圖形，在識(shí)圖時(shí)，要將平面圖形在腦海中轉(zhuǎn)換為空間物體，需要學(xué)習(xí)識(shí)圖，并且需要一個(gè)圖形轉(zhuǎn)換的過(guò)程。利用3D技術(shù)，能夠直接進(jìn)行三維的繪圖，然后利用軟件將設(shè)計(jì)思想直接反映出來(lái)。這兩種方法的應(yīng)用完全是建立在三維CAD技術(shù)的基礎(chǔ)之上，同樣，在設(shè)計(jì)中利用該方法也推進(jìn)了三維CAD技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展。

3.2 三維CAD圖形漸漸占有主導(dǎo)地位

隨然在設(shè)計(jì)中仍然采用一組視圖的方法，但是與3D圖形的結(jié)合，卻使得視圖是建立在圖形的生產(chǎn)軟件之上的，先設(shè)計(jì)出3D圖形，然后再設(shè)計(jì)平面圖形。隨著三維CAD技術(shù)的不斷完善，機(jī)械制圖也漸漸在向三維制圖發(fā)展，這也使得三維CAD圖形漸漸占有了主導(dǎo)地位，同時(shí)，也使得零部件的空間表達(dá)更加的直接。

3.3 使用一組3D圖形對(duì)CAD軟件也提出了更高的要求

利用3D技術(shù)繪圖對(duì)CAD軟件進(jìn)行機(jī)械制圖來(lái)說(shuō)，提出了更高的要求，它要求利用圖紙能夠生產(chǎn)3D圖形，甚至是3D效果圖，并且，還能對(duì)圖形的各個(gè)尺寸進(jìn)行標(biāo)注，表達(dá)技術(shù)要求。此外，也要求軟件具有更加靈活的設(shè)計(jì)功能，在圖紙的空間內(nèi)能夠生產(chǎn)工程的平面識(shí)圖等。

3.4 三維CAD技術(shù)對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、教材等影響

該種設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)的一組視圖方法區(qū)別非常大，并且人們?cè)谝院蟮膽?yīng)用中漸漸可能放棄正投影的繪圖方法，直接采用3D技術(shù)進(jìn)行繪圖。這也是我們推廣三維CAD技術(shù)的最主要原因，如果采用三維CAD技術(shù)能夠清晰準(zhǔn)確的表達(dá)空間形態(tài)，并且效果較好，那么我們也就不需要再采用傳統(tǒng)的平面繪圖了。這對(duì)機(jī)械制圖的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以及教材影響是非常大的，甚至有可能會(huì)淘汰掉圖板繪圖的方法。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上的分析，我們能夠發(fā)現(xiàn)三維CAD技術(shù)在機(jī)械制圖領(lǐng)域的巨大作用，同時(shí)，我們利用一組視圖+一組3D圖形及一組3D圖形的方法也不是為了淘汰一組視圖的方法，主要還是分析了三維CAD技術(shù)對(duì)于機(jī)械制圖的可行性分析，并且根據(jù)其優(yōu)點(diǎn)，分析其在機(jī)械制圖中的價(jià)值，它能夠更簡(jiǎn)單、精確的表達(dá)各種零部件的圖形，因此，這幾種方法在機(jī)械制圖中是能夠共同進(jìn)行使用的。

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作者簡(jiǎn)介：葉華（1979—），男，江西九江人，本科，畢業(yè)于南昌大學(xué)，助教，研究方向：機(jī)械制圖與計(jì)算機(jī)繪圖一體化教學(xué)。