SolidWorks工程图的国标化
2019-08-29马金英
马金英
(山东理工大学 农业工程与食品科学学院，山东 淄博 255049)
SolidWorks是我国目前的主流三维软件之一, 在中、小型企业中应用广泛[1-3]。 SolidWorks具有强大的零件设计、钣金设计、管理设计、绘制二维工程图、支持异地协同工作等功能, 它可以实现由三维实体造型向二维工程图的转化[4], 能够使零件设计、装配设计和工程图时刻保持密切相关和同步。此外，SolidWorks支持国家标准(GB),对于同类国外CAD软件，这是极少的[5-6]，因此该软件已成为国内不少工程技术人员的首选。
1 SolidWorks软件的优点与不足
随着SolidWorks三维造型技术在工程界的普及应用,通过实体造型可直接将物体转化为二维图。在二维工程图中，可以方便地标注尺寸和技术要求，满足目前企业特别是中小型企业的需要。SolidWorks可按国内通用的第一角画法作标准投影视图、辅助视图、各种剖视图等[7-8]，只要确定好投影方向、剖切位置和范围，二维表达图立即生成，方便、高效。但在SolidWorks 环境中，用实体生成的三视图基本上是按投影规律形成的，许多地方不符合目前的国家标准。对图样画法而言，国家标准《技术制图》、《机械制图》中规定了各种画法，其中许多是不按投影规律的人为规定。如自由配置的向视图、局部视图、斜视图，过轴线剖切的实心杆件、纵切时筋板的不剖处理，均匀分布、相同结构的简化画法，旋转结构的假想剖切处理等等，这些人为规定，SolidWorks产生的图形不能解决，必须进行相关内容的调整和修改才能最终符合国家标准。众所周知，图形是工程界的语言，图形要按标准规定，要准确、正确、简洁地反映零件的内、外形结构，因此图形表达方式既按标准又要灵活，不能完全依赖软件。为了便于交流，保证图样符合标准，需要将软件知识与制图知识、制图标准相互接轨、融合好。
应用软件绘图时，需要根据图样不同的表达方法，例如常见表达、特殊表达、简化表达等，采用适当的修改措施，才能实现SolidWorks机械表达图与制图标准的融合。
2 一般结构表达图的修正
利用SolidWorks软件绘制表达图时，先生成原生视图(父视图)，如标准三视图、模型视图等，这是软件自动生成的。然后在原生视图基础上，生成派生视图，如剖视图、局部视图、斜视图等表达图。这需要从原生视图上确定好剖切位置、范围、投影方向，产生需要的表达图。怎样表达、画多少图，这个过程需要人为控制，软件自动生成的表达图许多地方不符合国标。最后需结合国标进行修改、调整，得到标准的表达图。下面以法兰盘为例，论述表达图的生成、修正过程。
利用软件可自动生成法兰盘的标准三视图，如图1所示。在图1的基础上，通过“剖面视图”命令，在俯视图上画好剖切位置，即可得到“A-A”主视图。将俯视图和左视图通过“剪裁视图”命令，作成局部视图。再通过“辅助视图”命令，得到“C”、“D”斜视图，如图2所示。这样，这一组表达图基本把法兰盘的内外形状表达清楚了，至于底板上的小孔深度，可用局部剖或标注形式解决，因图形小，这里不再详述。这时我们发现，一些细节需要纠正才符合标准。如“剖面A-A”，“视图C”中,“剖面”“视图”二字须去掉，C、D箭头方向位置不对，缺轴线等。这样，再通过软件中的一些命令，如“注解”中的“中心线”命令，添加中心线，“注释”命令去掉“视图”等汉字，移动箭头位置等，最后调整得到如图3所示结果，这样图3基本符合国家标准了。
图1 法兰盘模型及自动生成的三视图Fig.1 Automatically generated three views of flange plate
图2 软件生成的表达图 Fig.2 Sectional views generated by SolidWorks
图3 调整后国标下的表达图Fig.3 Adjusted sectional views under GB
3 特殊结构及简化表达时的处理
上述提到的国家标准《技术制图》、《机械制图》中有一些人为规定，如特殊表达方法，比如过轴线剖切的实心杆件、螺纹连接件、齿轮及纵切时筋板、键等的不剖处理，均匀分布、相同结构的简化画法，旋转结构的假想剖切处理，滚动轴承、传动件等的规定画法，对称几何关系的表达，不同零件剖面线的方向与疏密程度不同等等，这些人为制定的标准、特殊表达方法在软件图中不能自动体现，需要改动才能符合标准。改动时，可采取下述方法。
3.1 修改图样
图4为在原生视图基础上生成的表达图，该图存在左侧筋板表达有误、右侧两孔需定位、缺轴线等问题，需对其进行处理修改。隐藏左侧筋板轮廓线后，另画；通过“注解”中的“轴线”命令，添加轴线，去掉汉字等，得到如图5所示的修改后的表达图。
图4 三筋板零件的立体图及软件表达图 Fig.4 Three-rib part and its automatically generated views by Software
图5 调整后国标下的筋板表达图Fig.5 Adjusted sectional views under GB
3.2 修改立体模型
对螺纹连接件、齿轮、滚动轴承等有规定画法(简化画法)的结构，在生成工程图前，改动模型，不按实形画立体图，而按规定画法的形状画出简化模型。例如齿轮，轮齿画成一套筒形式，剖切时产生齿顶线、齿根线，用一有键槽的模型产生齿轮的内部结构，出现多模型图纸，如图6所示。根据规定画法，通过“注释”添加分度线、分度圆，隐藏齿根圆，图形叠加处理后，软件表达图才符合标准(如图7所示)。
图6 齿轮模型及软件表达图Fig.6 Gear model and its automatically generated views
图7 调整后国标下的齿轮表达图Fig.7 Adjusted sectional views of gear under GB
3.3 直接绘制
对一些简单的零件，在工程图环境下，建立图层，可直接画出表达图，如图8所示的深沟球轴承的规定画法。虽然SolidWorks软件的工程图环境不如AUTOCAD绘图环境丰富，但对于一些简单结构的图形足够了，这样，可省掉立体建模的麻烦。
图8 深沟球轴承的规定画法Fig.8 Deep groove ball bearing drawing under GB
4 结论
为方便、快捷地产生标准图样，需对SolidWorks软件生成的图形进行处理。
(1)对于一般零件，如上述的法兰盘，软件生成的表达图通常只需调整标注、添加轴线等，即可符合国标要求。
(2)对于国标中的人为规定，如旋转结构、筋板等的表达方法，需在二维环境中用相应的命令按国标修改软件生成的表达图。
(3)对于规定画法的标准结构、标准件，通过修改模型、直接绘制等方法得到符合国标的图样。
总之，软件图要结合国家标准，适时地采取灵活多样的修正措施，以达到二维工程图的国家标准要求。
