三維CAD技術對機械制圖國家標準的影響

【摘 要】三維CAD技術在機械設計中的應用較為廣泛，并且該技術對設計的最終成果影響比較大。長期應用以來，我們對三維CAD技術已經有了較為深刻的認識，根據三維CAD技術的繪圖方法，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。

【關鍵詞】三維CAD技術 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技術的普及，機械設計現在大多采用這種方式進行設計，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。這也引發了設計人員的思考，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，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。在工業設計中有著廣泛的應用基礎。但是，這種設計圖紙需要專業的技術人員才能識圖，同時對于那些復雜形狀，如曲面等不能精確的進行表達，需要借助軸側剖視圖來表達。

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圖形能夠將設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點：（1）技術信息交流更加方便；采用這種措施設計的圖紙不僅技術人員可以更加方便的進行技術交流，并且那些非專業人員也能讀懂大部分的設計意圖，增加了圖紙的開放性。（2）圖紙繪制更加方便；這主要表現在分析、構思設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，尤其是不具有復雜曲面的圖形，但是在實際中沒有復雜曲面的現象較為少。我們可以采用1個3D圖形就能夠將一個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，但是在大多數的情況下還是具有其應用空間的，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

在機械制圖的設計過程中，我們也在經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習。既然教材中已經存在這種現象，那么在機械制圖國家標準及教材中應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技術以及非常成熟，并且利用該技術能夠快捷的進行圖形構建，同時，我們也能夠采用3D渲染，對圖形的材質、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技術影響了識圖思維

傳統繪圖過程首先要在設計人員的腦海中構思空間物體，設計出來的為平面圖形，在識圖時，要將平面圖形在腦海中轉換為空間物體，需要學習識圖，并且需要一個圖形轉換的過程。利用3D技術，能夠直接進行三維的繪圖，然后利用軟件將設計思想直接反映出來。這兩種方法的應用完全是建立在三維CAD技術的基礎之上，同樣，在設計中利用該方法也推進了三維CAD技術的應用及發展。

3.2 三維CAD圖形漸漸占有主導地位

隨然在設計中仍然采用一組視圖的方法，但是與3D圖形的結合，卻使得視圖是建立在圖形的生產軟件之上的，先設計出3D圖形，然后再設計平面圖形。隨著三維CAD技術的不斷完善，機械制圖也漸漸在向三維制圖發展，這也使得三維CAD圖形漸漸占有了主導地位，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，表達技術要求。此外，也要求軟件具有更加靈活的設計功能，在圖紙的空間內能夠生產工程的平面識圖等。

3.4 三維CAD技術對國家標準、教材等影響

該種設計方法與傳統的一組視圖方法區別非常大，并且人們在以后的應用中漸漸可能放棄正投影的繪圖方法，直接采用3D技術進行繪圖。這也是我們推廣三維CAD技術的最主要原因，如果采用三維CAD技術能夠清晰準確的表達空間形態，并且效果較好，那么我們也就不需要再采用傳統的平面繪圖了。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 結語

通過以上的分析，我們能夠發現三維CAD技術在機械制圖領域的巨大作用，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技術對于機械制圖的可行性分析，并且根據其優點，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。

參考文獻：

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作者簡介：葉華（1979—），男，江西九江人，本科，畢業于南昌大學，助教，研究方向：機械制圖與計算機繪圖一體化教學。