“貼盒法”在平面立體構(gòu)形中的應(yīng)用與研究

劉衛(wèi)萍++吳智++毛永剛

摘 要：平面立體的構(gòu)形，是《機(jī)械制圖》學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，對(duì)于空間思維能力較差的讀者而言，學(xué)習(xí)十分困難。作者在總結(jié)多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出貼盒法的構(gòu)形方法，從而有效提高學(xué)生空間想象能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。本文重點(diǎn)介紹構(gòu)形存在的問題、貼盒法的概念、使用方法、應(yīng)用場(chǎng)合及注意的問題。

關(guān)鍵詞：貼盒法的概念；平面立體貼盒法構(gòu)形

平面立體的構(gòu)形，是《機(jī)械制圖》學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，對(duì)于空間思維能力較差的讀者而言，學(xué)習(xí)十分困難。選擇正確的視圖是組合體典型題型，這類題綜合考察學(xué)生讀圖能力。其特點(diǎn)是已知兩視圖，在備選答案中選擇正確的視圖。要選擇視圖，必須想象出物體的結(jié)構(gòu)形狀。當(dāng)已知的兩視圖相同時(shí)，很多讀者不知如何作答。作者在總結(jié)多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出貼盒法的構(gòu)形方法，從而有效提高學(xué)生空間想象能力，收到良好的教學(xué)效果。

1.構(gòu)形存在的問題

根據(jù)已知視圖，想象物體結(jié)構(gòu)的過程，就是構(gòu)形的過程。這是學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，很多讀者對(duì)構(gòu)形感到困難。主要存在的問題是：

1.1對(duì)物體視圖的形成過程不清楚，當(dāng)已知視圖相同時(shí)，不清楚視圖名稱，投影如何形成。

1.2不會(huì)繪制立體模型，應(yīng)加強(qiáng)手工繪制立體圖的能力。

1.3不會(huì)正確分析立體類型、結(jié)構(gòu)。

2.貼盒法的概念

貼盒法是一種構(gòu)圖方法，根據(jù)物體投影形成的特點(diǎn)，將已知視圖貼在“盒子”上，并根據(jù)視圖上相鄰線框不共面的特點(diǎn)，進(jìn)行構(gòu)形的的構(gòu)圖方法。這個(gè)“盒子”是一個(gè)長方體或正方體，它的每個(gè)面可理解形成投影的投影面，也可理解為物體在切割前的形狀。

采用貼盒法構(gòu)圖的優(yōu)點(diǎn)在于：

2.1根據(jù)物體投影形成的過程進(jìn)行構(gòu)圖，將二維圖形轉(zhuǎn)化成三維物體，易于學(xué)生理解。

2.2該方法簡(jiǎn)單，易學(xué)易用。

2.3該方法特別適合一題多解的情況，激發(fā)生學(xué)習(xí)興趣，有利于培養(yǎng)學(xué)生空間想象力。

3.貼盒法的使用方法和步驟

以圖1 為例，說明貼盒法的方法和步驟。

3.1圖形分析

從圖1 可知，主、俯兩視圖已知，要求選擇正確的左視圖。主、俯兩視圖完全相同，而左視圖外形相似。不便于用線面分析法選出正確答案。

3.2立體分析

要選出正確的答案，必須想象出物體的形狀。從三個(gè)視圖的外輪廓可以判斷，物體屬于平面立體（物體表面都是平面構(gòu)成的），且是切割類組合體，該物體切割前是長方體，經(jīng)切割得到的。采用貼盒法可快速想象出物體形狀。

3.3構(gòu)圖方法和步驟

貼盒法的基本步驟是“畫、貼、構(gòu)、驗(yàn)、選”，具體步驟如下：

3.3.1“畫”，先畫“盒子”（長方體或正方體），見圖2所示。盒子即物體切割前的形狀，并確定主視圖方向。

3.3.2“貼”，將已知兩視圖貼在“盒子”相應(yīng)的表面上，注意視圖所在的位置和方向，如圖3所示。

3.3.3“構(gòu)”，構(gòu)形的依據(jù)，當(dāng)同一視圖由幾個(gè)相鄰線框組成時(shí)，這幾個(gè)線框代表物體上的面或孔，這些相鄰的面不共面。物體構(gòu)形的基本方法有兩個(gè)，一是增加棱線，另一個(gè)移動(dòng)點(diǎn)。這兩個(gè)方法一般分開使用，也可聯(lián)合使用，從而構(gòu)思出不同形狀的物體。對(duì)于本例子，首先通過增加棱線的方法，對(duì)物體進(jìn)行構(gòu)形。為達(dá)到不共面的目的，可通過增加棱線的方法將中間部分切去，如圖4所示。

在此基礎(chǔ)上，移動(dòng)物體上的N、M點(diǎn)分別得到另外兩個(gè)形體，如圖5所示。

3.3.4“驗(yàn)”，對(duì)物體進(jìn)行投影，判斷物體是否符合已知視圖的投影要求，若符合，則構(gòu)形正確，反之，則構(gòu)形錯(cuò)誤。

3.3.5“選”，對(duì)物體按從左向右進(jìn)行投影，得到的左視圖與備選答案進(jìn)行比較，從而選擇正確答案，本例有兩個(gè)答案，B、C都符合要求。

4應(yīng)用場(chǎng)合及注意的問題

貼盒法的盒子是長方體或正方體，故此方法只適合平面立體切割的情況。使用貼盒法要注意五個(gè)方面：

4.1注意應(yīng)用場(chǎng)合，不能亂用。

4.2在畫盒子時(shí)，盒子采用正等測(cè)進(jìn)行繪制，以方便貼圖，同時(shí)要確定主視圖投影方向。

4.3在貼圖時(shí)，由于已知視圖相同，要注意方向和位置，不能把圖貼錯(cuò)位置，這是構(gòu)圖的前提。當(dāng)已知視圖缺角，表示物體被切割，此時(shí)，可采用先切后貼的方法。

4.4在構(gòu)圖時(shí)，要靈活運(yùn)用增加棱線或移動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)點(diǎn)的方法進(jìn)行構(gòu)圖。構(gòu)圖的原則必須滿足已知視圖的要求。要根據(jù)同一面上，相鄰線框所代表的面不共面，將物體上多余部分切去。

4.5在驗(yàn)圖時(shí)，必須認(rèn)真對(duì)物體進(jìn)行投影，判斷所構(gòu)物體是否符合已知視圖的投影要求，然后根據(jù)物體選擇所需的答案。

在選擇第三視圖時(shí)，一般來說，答案是唯一的（物體形狀是確定的），但也有不唯一的情況（即物體不確定）。在圖1 中，當(dāng)選B答案時(shí)，可得到兩個(gè)不同的物體。因此選擇答案時(shí)，必須認(rèn)真分析。

5結(jié)論

在《機(jī)械制圖》組合體的教學(xué)中，通過反復(fù)訓(xùn)練，貼盒法可快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行構(gòu)形，對(duì)于提高讀者學(xué)習(xí)效率，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)信心，同時(shí)提高了學(xué)生空間想象能力。具有較大的推廣和應(yīng)用價(jià)值。

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