三維CAD技術(shù)對機械制圖國家標準的影響

【摘 要】三維CAD技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用較為廣泛，并且該技術(shù)對設(shè)計的最終成果影響比較大。長期應(yīng)用以來，我們對三維CAD技術(shù)已經(jīng)有了較為深刻的認識，根據(jù)三維CAD技術(shù)的繪圖方法，針對機械制圖國家標準，我們有兩種表達方式：一組識圖+一組3D圖形；一組3D圖形，然后分析兩者的可行性及對國家標準的影響。

【關(guān)鍵詞】三維CAD技術(shù) 機械制圖 國家標準

機械制圖國家標準要求我們需要采用一組制圖的方法表達各種零件圖及裝配圖，隨著三維CAD技術(shù)的普及，機械設(shè)計現(xiàn)在大多采用這種方式進行設(shè)計，先繪制出空間的3D圖形，然后再利用軟件生成平面視圖，接著進行標注等工作。這也引發(fā)了設(shè)計人員的思考，即能否采用三維圖形來表達各種零件圖及裝配圖，或是對國家標準進行修正來推廣三維CAD技術(shù)，本文對此進行一定的分析。

1 幾種零件圖及裝配圖的表達方式對比

1.1 一組視圖

這種方法的原理為正投影制圖，它能夠清楚的表達設(shè)計物體的各種形狀，并且繪制方便，能夠照圖進行制造。在工業(yè)設(shè)計中有著廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)。但是，這種設(shè)計圖紙需要專業(yè)的技術(shù)人員才能識圖，同時對于那些復(fù)雜形狀，如曲面等不能精確的進行表達，需要借助軸側(cè)剖視圖來表達。

1.2 一組視圖+一組3D圖形

機械制圖國家標準中規(guī)定軸測剖視圖等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，這些優(yōu)點還沒有被人們真正重視起來。這種制圖方法還具有以下兩種優(yōu)點：（1）技術(shù)信息交流更加方便；采用這種措施設(shè)計的圖紙不僅技術(shù)人員可以更加方便的進行技術(shù)交流，并且那些非專業(yè)人員也能讀懂大部分的設(shè)計意圖，增加了圖紙的開放性。（2）圖紙繪制更加方便；這主要表現(xiàn)在分析、構(gòu)思設(shè)計物體的邏輯思維更加方便，同樣，繪制圖紙花費的時間也更短。這種方法采用圖板進行繪制存在一定難度，需要借助CAD軟件來完成。

1.3 一組3D圖形

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

2 一組3D圖形及一組視圖+一組3D圖形可行性分析

在機械制圖的設(shè)計過程中，我們也在經(jīng)常的用到上述的兩種方法，并且在《機械制圖》的教材中物體視圖及軸測圖經(jīng)常也是同時提供的，并且存在僅僅提供軸測圖的情況，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，那么在機械制圖國家標準及教材中應(yīng)該也可以推廣一下這兩種方法來對各種零件圖及裝配圖來進行表達。在過去沒有合適的條件來進行3D圖形的繪制，并且各種規(guī)則、標準都是針對的圖板進行的。并且一組視圖的方法完全能夠精確、清晰、完整的對零件進行表達，但是手工繪圖存在工作量大并且軸測圖繪制工作比較繁瑣的缺點。一組視圖是當時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)能夠快捷的進行圖形構(gòu)建，同時，我們也能夠采用3D渲染，對圖形的材質(zhì)、背景以及光線等進行處理，能夠形象的對零部件進行仿真表達。所以說，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國家標準的影響

3.1 三維CAD技術(shù)影響了識圖思維

傳統(tǒng)繪圖過程首先要在設(shè)計人員的腦海中構(gòu)思空間物體，設(shè)計出來的為平面圖形，在識圖時，要將平面圖形在腦海中轉(zhuǎn)換為空間物體，需要學(xué)習(xí)識圖，并且需要一個圖形轉(zhuǎn)換的過程。利用3D技術(shù)，能夠直接進行三維的繪圖，然后利用軟件將設(shè)計思想直接反映出來。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)計中利用該方法也推進了三維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)計出3D圖形，然后再設(shè)計平面圖形。隨著三維CAD技術(shù)的不斷完善，機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，也使得零部件的空間表達更加的直接。

3.3 使用一組3D圖形對CAD軟件也提出了更高的要求

利用3D技術(shù)繪圖對CAD軟件進行機械制圖來說，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，還能對圖形的各個尺寸進行標注，表達技術(shù)要求。此外，也要求軟件具有更加靈活的設(shè)計功能，在圖紙的空間內(nèi)能夠生產(chǎn)工程的平面識圖等。

3.4 三維CAD技術(shù)對國家標準、教材等影響

該種設(shè)計方法與傳統(tǒng)的一組視圖方法區(qū)別非常大，并且人們在以后的應(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)能夠清晰準確的表達空間形態(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。這對機械制圖的國家標準以及教材影響是非常大的，甚至有可能會淘汰掉圖板繪圖的方法。

4 結(jié)語

通過以上的分析，我們能夠發(fā)現(xiàn)三維CAD技術(shù)在機械制圖領(lǐng)域的巨大作用，同時，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)對于機械制圖的可行性分析，并且根據(jù)其優(yōu)點，分析其在機械制圖中的價值，它能夠更簡單、精確的表達各種零部件的圖形，因此，這幾種方法在機械制圖中是能夠共同進行使用的。

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作者簡介：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：機械制圖與計算機繪圖一體化教學(xué)。