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基于提高机械识图能力的研究

2015-06-09杨义慧

橡塑技术与装备 2015年14期
关键词:实线线框图样

杨义慧

(贵州交通职业技术学院,贵州 贵阳 550001)

机械图样是交流技术的媒介和工具,是工程界通用的技术语言[1]。在生产过程中,根据机械图样和图样的技术要求进行生产准备、加工制造及检验。因此,它是指导零件生产的重要技术文件。在制造领域各岗位中,工作人员能否看懂图样及技术要求,其意义重大。从搜集市场信息的销售环节开始,如果销售能够领会客户需求,并能将其转化为草图,那么在后续环节其与财务、设计的沟通将会很顺利,否则沟通必然受阻,或者增加沟通成本。待设计人员确定零件图纸后,将图纸传递到机加环节,如果机加的工人读不懂图纸,那么加工也就无从谈起。加工人员加工完零件后,该零件是否加工正确,这还需要负责质量环节的检验人员进行控制,质量检验人员检验的依据还是来源于图纸,所以,在这个环节,依然还是需要相关人员具备读懂图纸的能力。

1 读懂图纸需要解决的问题

1.1 看懂三视图

对于机械行业的学生来说,《机械制图》是一门必修的专业基础课程。通过查阅多所高校的制图考卷可知,一般来说,制图考试主要考查的有点、线、面的投影、相贯线的绘制,补充三视图,特殊结构的表达等。三视图在其中相当于一道综合性题目,在完整的一张图纸中,三视图是最基本的信息,所以要求能看懂图纸,最基本的是要能够看懂三视图。读不懂三视图,意味着可能还不能够完全理解各线框间的投影关系,理不清相贯线是如何产生的,弄不明白全剖、半剖是什么含义,不知道图纸表达的零件结构是什么样。

1.2 读懂标准及技术要求

完整的图纸不仅包括三视图基本信息,还包括按照图纸加工零部件所需要的其他技术要求,譬如材料、粗糙度、后处理等,而这些信息就涉及到各种标准,例如制图标准、特殊结构表达标准、热处理标准、镀覆标准等。对于已工作人员来说,典型的是机加岗位,若是不知道标准,那么加工就无从谈起。例如,加工某零件上的沉孔,该沉孔标注方法用旁注法标注时,如图1,如果不懂标准,那么极有可能看不懂沉孔形状及孔深,引发整批零件加工错误,造成质量事故。

2 读懂图纸的三种方法

为避免读不懂零件图样及标准而引发的各种不良影响,文章从以下三个方面阐述了如何加强培养读图能力,以达到快速读懂图纸、触类旁通的效果。

2.1 加强学习标准,尤其是制图标准

图1 沉孔标注方法

对于刚接触图纸的学生或工作人员来说,加强学习制图标准是必需的。尤其是现行采用的机械制图、图样画法、图线标准,GB/T4457.4—2002,通过学习该标准,明确知道不同图纸幅面、比例、字体、图线代表的不同含义及正确的使用方法。例如,在进行标注过程中,绘制的尺寸线、指引线、剖面线等均应用细实线来表示。在绘制螺纹时,其螺纹牙底线也应用细实线,而牙顶线应用粗实线。可见轮廓线、相贯线、螺纹长度终止线等应用粗实线表示。新增的粗虚线,表示允许进行表面处理;粗点划线,表示限定范围的表示线等。只有学习掌握了该标准,在看图纸时才能明白各种线条所表示的含义。完整的一张零件图纸不仅是线条的堆积,更重要的是运用各种标准符号准确表达零件的结构及其他技术要求,因此除了学习上述标准外,还应学习其他特殊结构的表达标准,如齿轮表示法、弹簧表示法、花键表示法。同时,也只有学习了解了各项标准,才能根据标准来读懂别人设计意图,表达自己的设计思想,实现与同行的顺利沟通。

2.2 加强观察各种常见线框模型,做到举一反三

提高看图能力的关键是培养个人的空间想象能力。按照心理学的观点,空间想象能力是人对头脑中已有的表象进行加工、综合、重现,创造出一个整体形象的空间想象力和思维的能力[2]。首先,从简单的三视图入手运用线面分析法,遵循“三等”规律,长对正,宽相等,高平齐,把握对应视图间的方位关系,以代表形体表面的封闭线框为单位进行分析投影关系。其次,以形体分析法逐步完成读图过程。第三,还可以从零件结构功能着手,零件结构不是凭空想象设计的,分析该部分结构是用于固定还是连接,亦或是支撑加强作用,以此推断该部分应该是怎样的结构。

2.3 三维软件重构法

当遇到线框较多的零件图纸时,完全凭借空间想象力及读图规则来读图会变得困难,尤其对于很多空间想象力比较弱的人来说,难度很大,且读图准确性也不高。通过观察发现,大自然中的物体大多能够归纳为圆柱体、球体、正方体的组合[3]。类似模型在三维软件很容易获得,因此,我们可以借助三维软件结合平面的投影特性来高效读图。首先,从最能反应零件特征的一个视图着手,分析该视图中各线框在其他两个视图的投影,即先读出部分零件结构,并应用三维软件构造出已知的零件结构模型;其次,对照已有模型,结合视图,再分析其他线框的投影,并在模型中完善。最后,结合所给视图在模型中一一验证所有线框是否都已表达完整,直至完全读出零件图纸包含的所有线框。这个过程类似于从图纸到实物,再从实物到图纸的过程,通过模型代替实物,主要帮助读图人建立从抽象线框转化为具体模型的形象过程,降低了对空间想象能力的要求,有效提高读图能力。

3 应用实例

3.1 形体分析法的应用

以形体分析法逐步完成读图过程,如图2,以构成零件的简单几何形体为单位进行投影分析,从该零件模型视图可看到,构成该零件初始模型的基本几何体应为长方体,即将其还原为一个长方体,然后再用一个三角形截面从左前方截掉一部分,得到最终模型。

3.2 三维重构法的应用

图2 主视图及左视图

如图3,观察三视图,首先,可以读出该图样大致是80×55×55的长方体,那么可以在三维软件中构建一个对应尺寸的长方体,如图4;其次,根据平面投影特性,从主视图开始着手,可以读出线框1/2/3在俯视图中的投影为曲线圈出来的粗实线1,根据该信息可以在模型中构建新读出的线框,如图5;第三,根据已有模型比对三视图查找剩余未表达线框,发现俯视中线框4/5/6在模型中还未体现,同时线框4/5/6在主视图中的投影为粗实线2,那么在模型中完善线框4/5/6的结构,如图6,检查视图中所线框有在模型中都有体现,至此,读图完毕。此方法简单、准确。完整的零件图纸包括基本的视图信息,生产该零件还需其他技术要求,因此,读图过程中需要读懂基本视图及涉及到的标准。

识读基本视图可以从基本的投影特性关系来加强练习,不断反复训练,充分理解点、线、面的投影关系,这能解决简单视图的识读问题。在面临比较复杂零件图时,本文中的三维软件重构法将有效降低识读难度,提高视图准确性。同时,为了能更进一步读懂图纸,实现与同行的顺利沟通,文章认为还必须加强标准的学习及正确应用。

[1]宋晓英. 巧用AutoCAD软件提高学生的识图能力[J]. 农业网络信息,2010,(4):119~121.

[2]管巧娟. “捏泥构形法”提升高职学生工程识图能力的研究与实践[J]. 工程图学学报,2008,(1):137~141.

[3]白柳. 三维构形与工程制图相融合的研究与实践[J]. 图学学报,2015,(1):117~122.

图3 三视图

图4 基础模型

图5 加入已读线框信息后的模型1

图6 加入已读线框信息后的模型2

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