AutoCAD中轴测图的画法教学初探

摘 要: 本文作者结合多年的教学实践,针对AutoCAD中轴测图的两种画法,通过实例深入浅出地分析了轴测图画法的作图思路、步骤、注意点和作图技巧,运用轴测图的画法演绎创建三维模型的基本思路,对于提高学生的空间想象能力、建立三维思维习惯和视觉习惯进行了探索。

关键词: AutoCAD 轴测图 画法教学

AutoCAD因具有比较实用的绘图、编辑功能、相对成熟的三维作图造型功能和方便用户的二次开发功能,是目前机械领域应用最广泛的CAD软件之一,AutoCAD课程也成为许多职教类学校必开的专业基础课。我结合自己多年的CAD制图教学经验认为,无论何种功能齐全的绘图软件,它都仅仅是设计和绘图的工具,如何才能使学生熟悉之、掌握之、运用之,做到触类旁通,形成知识的有效迁移,达到学是为了运用、创造、创新的根本教学宗旨呢?这就要求教师在平时的教学过程中,不仅要训练学生的绘图能力,而且要培养空间想象能力和树立正确的设计理念。实践证明一个人的绘图速度、数量、质量,取决于他在大脑中对所绘模型形状的清晰度。我们还需清醒地看到:随着三维软件设计方式的发展,三维设计取代二维设计将成为今后发展趋势,而轴测图的画法对于提高学生的空间想象能力、建立三维思维习惯和视觉习惯具有不可替代的作用,是由二维制图到三维制图最有力的联系纽带。基于以上的认识,我以AutoCAD 2008版本为例,根据教学实践对AutoCAD中轴测图画法教学进行初探。

在AutoCAD中,轴测图的画法可分为两大类:第一类是根据投影原理,通过对绘图环境进行正确设置,画出反映物体三维形状的二维图形;第二类是由创建的三维实体,通过相关命令自动生成二维轴测图。

一

当用第一类方法时,因绘制的轴测图是在二维平面中完成,相对三维图形更简洁方便。一个实体的轴测投影只有三个可见平面,即前面、顶面、左侧面,如图1中矩形底板,为了便于绘图,我们将这三个面作为画线、找点等操作的基准平面,并称它们为轴测平面,根据其位置的不同,分别称为左轴测面、前轴测面和顶轴测面。当激活轴测模式之后,就可以按F5键分别在这三个面间进行切换。由于在轴测图中不可见的虚线通常不画,故应先作出实体在三个基准平面中反映实形的面的投影,如图1B中所示一端是圆弧的棱柱、三角板,应先画出右轴测面,再向后复制相应厚度即可。

第一类轴测图的画法具体操作步骤如下:

1.工具下拉菜单―草图设置―捕捉和栅格―捕捉类型和样式:等轴测捕捉―确定(或在状态栏右击―设置)。

2.打开正交状态,通过极轴追踪沿轴测轴方法度量画线或输入极坐标画线。

3.基准面的切换方法:F5或CTRL+E依次切换上、右、左三个面。

当然实际作图过程中,教师应先对机件进行充分的形体分析,然后按先主后次、由外而内、先叠加后切割的基本原则,通过复制法、平移法绘制轴测图。在绘制过程中,对于定位线、轴测圆的画法容易出错,而尺寸标注是个难点,解决难点的要素如下。

首先,对于定位线可以结合自动捕捉、自动追踪及正交状态沿轴测轴方向复制实现,切不可简单的运用偏移命令,因为OFFSET中的偏移距离是两线之间的垂直距离,而在轴测图中,需沿轴测轴方向进行度量,即两线之间垂直距离与30°方向之间的距离不等。当然,许多情况下,可直接沿轴测轴方向多次移动图元即可定位,而无需画定位线。例如图1D中所示圆角圆心的定位,可通过将先画出的椭圆分别沿x轴、y轴平移相应半径值即可。

其次,圆的轴测投影为椭圆,椭圆的手工绘制比较复杂,而在CAD中可使用画椭圆命令,即进入轴测轴环境―选定画圆投影面―椭圆命令\等轴测圆:I\指定圆心\指定半径―确定完成。由于圆位于不同的轴测面时,投影椭圆长、短轴的位置是不相同的,故画椭圆之前一定要明确圆所在的坐标平面,利用面转换工具,切换到与圆所在的平面对应的轴测面,这样才能使用椭圆看起来像是在轴测面内。当然,在轴测图中经常要画线与线间的圆滑过渡,如倒圆角,方法是在相应的位置上画一个完整的椭圆,然后使用修剪工具剪除多余的线段,例如图1D中所示圆角,而对于轴侧图倒直角可以直接用倒角命令实现。

再次,关于轴测图中的尺寸标注,圆或圆弧因投影为椭圆,故只能采用旁注型尺寸标注,同理角度尺寸的标注也一样,对于其它类型的线性尺寸标注,具体操作步骤如下:

1.设置文字样式。设置倾斜角度分别为30°与-30°的文字样式。

2.用平行尺寸标注命令Aligned进行标注。为方便标注,可使用等轴测捕捉,并极轴追踪角度设置为30°,通过捕捉交点方式标注,如交点不易捕捉到,也可补画相应辅助线帮忙。

3.编辑尺寸命令改变尺寸界线的夹角,使其符合正等轴测图的标注要求,注意此处的倾斜角度是指尺寸界线与水平线的夹角,而不是旋转角度。一般与轴测轴X平行的尺寸其尺寸界线的角度设为-30°,与轴测轴Y平行的尺寸其尺寸界线的角度设为30°,与轴测轴Z平行的尺寸其尺寸界线的角度根据标注位置设为30°或-30°,参图3中所示尺寸。

4.改变标注文字的样式。将与轴测轴X、Z平行的尺寸的文字改为倾斜角度为30°的文字样式,与轴测轴Y平行的尺寸的文字改为倾斜角度为-30°的文字样式。

二

用第一类画法作轴测图时,仅适用于机件内外形状不复杂的外形图的画法,如因结构表达需要,需画出复杂机件带剖切的轴测图时,如图4所示机件,则可采用第二类画法,即由三维实体转换成轴测图。具体步骤如下:

1.沿用画轴测图的构建思路,采用创建基本实体命令、拉伸法、旋转法、剖切法生成机件的各组成部分,进入西南等轴测视图(视点选择)。

2.通过移动命令正确定位,用并集、差集命令进行组合,生成所需三维实体。

3.根据结构表达需要,对三维实体通过剖切或差集命令剖开,表达机件的内、外形状。

4.进入图纸空间,创建新布局,生成视口,双击视口,进入浮动模型空间,调整实体在视口中的显示位置,通过提取实体轮廓图(Solprof)命令,选择实体,选择结束后回车确认,然后连续敲三次回车即可。即对于是否将不可见轮廓线放在一个独立的图层上,选择是;对于是否将轮廓线投影到一个平面上,选择是;对于是否删除切线,选择是。这样就生成了视点位置轴测图。提取实体轮廓图命令执行完成后,实体模型与提取的轮廓线重合,应关闭实体模型所在图层或移动实体模型后,才能显示轮廓线。

5.返回模型空间,对生成轴测图的线型进行简单调整。提取实体轮廓图时,会将3D实体上可见与不可见的轮廓线分别放在不同的图层上,并把这些轮廓线投影到一个平面上,故命令执行后自动生成两个新层:PV-xx、PH-xx,其中PV-xx存放可见轮廓线、PH-xx存放不可见轮廓线。通过图层命令,加载并改变相关图层即可获得所需线型与线宽。

6.如图5所示,通过工具菜单―新建UCS―视图,将当前UCS坐标设计成与屏幕平行,注意观察图形界面左下角所示坐标系的变化,如图6所示。将坐标原点定位于二维轴测图上任一点,工具菜单―新建UCS―原点。将生成的轴测图打断,对图形进行修改,填充剖面线。

为何要重新改变坐标系,并确定原点呢?因为提取实体轮廓图生成轴测图时,是沿视点方向生成二维平面图,该二维平面不平行于任一基本投影面,但进行剖面填充时,需在原点所在的XY面内进行。如果原点不选在轴测图所在的二维平面内,虽然也可进行填充,但转换视点后会出现图7所示效果。

在对机件进行图案填充的过程中,由于正等测轴测图中轴间角为120°,故对于在左轴测面内的填充角度应为15°或75°,而位于右轴测面内的填充角度应为了75°或15°,对于顶轴测面内的填充角度应为45°,如图8所示,这样才能符合制图要求。

对于已由三维实体生成的轴测图,其尺寸标注同上所言,不再累赘,其实我们也可先直接对三维实体标注尺寸,再投影生成再尺寸标注的轴测图。当然要想对三维实体正确地进行尺寸标注,必须先调整UCS,根据尺寸标注平面设置当前UCS平面,即尺寸标注应在不同的空间位置进行。

CAD/CAM技术的进步与推广,特别是UG、Pro/E、Solidworks等先进的三维绘图应用软件的普及,将有力、有效、有助于提高学生的空间想象能力与三维思维习惯,因此应该成为对学生扩充、拓宽思维能力教育、训练、运用的重中之重,以期对学生今后的可持续发展提供支撑和保障。我们通过AutoCAD绘制轴测图,一方面降低了传统的轴测图画法的教学难度,另一方面为后续三维制图软件的学习打下了良好的理论基础,从而有力得丰富和发展了传统的机械制图学科理论。可以讲AutoCAD的应用与研究,将成为机械制图教学的革命。

参考文献:

[1]徐书洁编著.Auto CAD2000三维绘图精解.西安电子科技大学出版社.

[2]姜勇编著.AutoCAD2007机械制图习题精解.人民邮电出版社.

[3]谭浩强主编.计算机辅助设计实用技术.人民邮电出版社.

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