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文档简介
1、工程图学工程图学(d)iii(d)iii 讲 义 北京林业大学工学院 目 录 第一章第一章 制图的基本知识制图的基本知识.1 1.1、图幅.1 1.2、比例.1 1.3、字体.2 1.4、图线.2 1.5、尺寸.3 1.6、绘图.4 1.7、区域填充.7 1.8 图形文件交换.8 1.9、作业.8 第二章第二章 简单立体及其投影简单立体及其投影.10 2.1、投影的概念.10 2.2、简单立体及曲面的造型及投影.15 2.3 作业.24 第三章第三章 组合体组合体.27 3.1、组合体的组合方式与投影规定.27 3.2、常见组合体中的交线.29 3.3 其它常用造型设计方法.32 3.4 组合
2、体尺寸标注.35 3.5 读图方法.35 3.6 作业.40 第四章第四章 物体的表达方法物体的表达方法.44 4.1 视图.44 4.2 剖视图.47 4.3 断面图.51 4.4 简化画法.53 4.5 作业.56 第五章第五章 零件图零件图.59 5.1 零件上标准结构.59 5.2 尺寸公差.60 5.3 形位公差.61 5.4 技术要求.61 5.5 材料及其他.61 5.6 粗糙度.61 5-7、典型零件图.62 5.8 作业.73 第六章第六章 装配图装配图.74 6.1 装配图画法与规定.75 6.2 装配图尺寸.76 6.3 装配图编号、明细表.76 6.4 标准件.76 6
3、.5 装配造型.77 6.6 装配图生成.80 6.7 运动模拟.81 6.8 装配分解图、拆装动画的制作与编辑.84 6.9 装配渲染与表达.86 6.10 作业.88 第七章第七章 补充内容补充内容.89 7.1 三维图形文件的转换.89 7.2 管道、线缆设计.89 7.3 钢结构设计.89 第一章第一章 制图的基本知识制图的基本知识 1.11.1、图幅、图幅 图幅就是图纸幅面的大小。 标准的图纸分为 5 种,标记代号为 a0-a4,a0(0 号图纸)最大为 1 平方米左右,长度 为 1189mm,宽度为 841mm。长短边之比 1.414,沿长边对折裁开就是 2 张 a1 的图纸,沿
4、a1 的长边对折裁开就是 2 张 a2 图纸。 工程中使用的图纸,允许沿短边的整数倍延长。a3x3 就是将 3 张 a3 的图纸沿短边排 列起来的一张图纸。 solid edge 的图幅设置在文件图页设定中,也可以右键单击屏幕底部的图页(图 纸 1 等,可改名)在弹出的菜单中选择“图页设定” ,选择图幅大小,图纸框。标题栏 在背景页中选择。背景页显示背景的钩去掉将不显示背景,就是一张白纸。如图 1.1 所示。 需要编辑背景图框和标题栏内容时,可以在菜单“视图”选择“背景页”打开, “前景页”关闭。编辑好以后再改回来,要不你就全画在背景页上面了。如图 1.2 所示.。 1.21.2、比例、比例
5、比例是图形显示的大小与表达的实际尺寸之间的比值。 与实际大小相同的比例:1:1; (a)绘图状态 (b)编辑背景状态 图 1.2 前景与背景页的切换 图 1.1 图页设定 放大的比例:2:1,5:1,10:1,100:1,后面的数字都是 1。 缩小的比例:1:2, 1:5, 1:10, 1:1000, 1:10000 等;前面的数字都是 1。 solid edge 的比例,一般用视图表示,这里的视图就是一个图形集合的概念。一幅图中 可以有若干个不同的视图,每个图形都可以有不同的比例。在 solid edge 中建立视图的图 标在绘图工具中,由于不太常用,默认不在绘图工具栏中,可以使用右键单击任
6、意工具栏, 定制找到“图纸视图”中的该图标拖放到绘图工具栏即可。双击建立的视图即可进 入绘图,绘图后返回即可,点击视图在顶部的动态工具栏可以设置比例。对于非标准的例 可以直接输入比例值,如 1/1.2;0.8 等。标准的比例直接选择即可。 优先选用的比例值为:1、2、5 系列,1:2, 1:20, 1:200 以及 2:1, 5:1, 10:1, 20:1. 50:1 等。 设置好图幅、比例以后,在绘图区将显示一张带有图框、标题栏的空白图纸,以后的 图形只能画在空白的绘图区内。autocad 软件的比例处理方法不同与 solid edge,是采用 放大和缩小图纸的方法,绘图 1:1,打印时再缩
7、小后放大来实现。 1.3、字体、字体 图形中汉字应当采用长仿宋字,字高与字宽之比 1.414;字号为字高。与 word 不同, 在 word 中 5 号字为 10.5pt(磅) ,它是字宽,为 3.70mm。 在 solid edge 中可以使用文字工具来写字。在动态工具栏设置字体、字高、对齐方式 等; 在 word 软件中的文件,可以直接采用复制、 粘贴的方式放置到 solid edge 的图形中,双击粘贴 的文字可以回到 word 继续编辑,然后更新,再返回 solid edge,这样就可以使用 word 中的字号、工具、 字体来编辑文字。 字号一般有:1.8,2.5、3.5、5、7、10
8、、14、20,它们之间的比例为 0.7071。图形中 英文字符常用 3.5 号字,汉字常用 5 号字。如图 1.4 所示。 1.4、图线、图线 工程图学的图线分为粗线、中粗线和细线,它们之间的宽度比为 4:2:1,工程上常用的 是粗线和细线,宽度比是 2:1。常用的粗线宽度是 0.5 和 0.7mm 宽,细线为 0.25 和 0.35mm 宽。 按图线的种类可分为:实线、虚线、点画线、双点画线,波浪线,双折线等。 实线和细实线。粗实线用来表示物体上可见的轮廓。细实线表示一些辅助的图线如投 影线、标注线、过渡线等。 虚线表示不可见的结构。 点画线表示对称的中心位置,圆的中心位置线等。 双点画线表
9、示假想的结构表达方法。 标准比例 输入比例值,可以为表达 式 图 1-3 比例设置 iii e n gineerin g g raphics iii 图 1.4 汉字与英文字体 细波浪线、双折线表示视图中的分界线; 电子图上的图线一般也应当遵循技术制图的有关规范。 solid edge 中的线型,在选择了绘图命令以后,动态工具栏最左侧就是线型下拉式列表 框,visible 为粗实线,默认为 0.7mm,可以通过格式样式线修改来更改默认 值。打印前应作检查,以便与自己的愿望相同,默认的 0.7 稍粗,可改为 0.5。center 为点 画线(也叫中心线) ,hidden 为虚线,normal 为
10、细实线,phantom 为双点画线。波浪线用 曲线工具画即可,没有专用的线型。后面几种线型一般都用细线。 更改线型,选择更改的图线(按 ctrl 可以再选则) ,在动态工具栏选择需要的线型即 可。 1.5、尺寸、尺寸 尺寸是绘图中的重要工具,也是图形大小的表达方法。一般以 mm 为单位,应标注真 实尺寸,与绘图的准确度无关。同一结构一般标注一次。图样中的尺寸一般为成品的尺寸。 标注应该尽量清晰、完整、正确。 尺寸分为线性尺寸(长、宽、高) ,圆尺寸、角度尺寸、圆弧尺寸几种。 线性尺寸的标注一般文字在尺寸线上,尺寸线两端加箭头指向尺寸界线(表示尺寸的 边界) 。倾斜的尺寸数字一般与尺寸线的方向相
11、同,一般标在线上,垂直的尺寸,尺寸文字 标在尺寸线的左侧,字头向左。线性尺寸一般在 solid edge 中使用智能尺寸即可标注 线的长度,标注线的 x 或 y 方向的尺寸应当先按下 shift 键, 两个平行线的距离,两点间 的距离(直接点击直线的靠近端点的一侧即可) ,如果点击两个园,则标注中心距离。 角度尺寸一般文字水平标注,使用“国标水平”标注式样即可,或用美国的 ansi mm 式样也可以。使用智能标注,选择完标注对象后,按下 a 字符即可标注角度。当然也 图 1.6 尺寸的类型及其标注 图 1.5 图线及其应用 可以使用角度标注工具标注角度,利用该工具标注时,不要点击直线的端点和中
12、点, 应选线上的任意点。 圆尺寸标注,半径加 r,直径加 ,标注非整园时自动加 r,标注整园时自动加注 ,如果要自己决定标注直径或半径可以在动态工具栏上进行选择。半径,直径。 尺寸标注可以加一些前缀和后缀表达一些特定的含义,半径直径符号就是前缀。正方 形前缀为,圆弧长为,均匀分布为 eqs(一般用于后缀) 。对于前后缀标注尺寸时, 选择好位置后,在动态工具栏上点击前后缀图标,然后在对话框中添加。尺寸线下面的 文字可以写在下标 2 中,对齐方式选择中心对齐即可。如图 1.7 所示。 尺寸偏差可以在动态工具栏的选择尺寸标注形式(在前后缀的右侧)进行标注。 标注尺寸后,可以立即更改尺寸,编辑尺寸也是
13、一样,点击要编辑的尺寸,即可输入 新的尺寸(注意菜单工具中的“保持关系”应当打开) 。 尺寸的位置、文字的位置均可使用鼠标点击后拖动来改变。 对于一幅图形来说,尺寸有分为定形尺寸(决定该部分的大小,如半径与直径尺寸) 和定位尺寸(决定该部分相对与其它部分的位置,如圆心位置尺寸) 。 1.6、绘图、绘图 一般的绘图软件都提供了一组绘图、编辑、标注的工具。solid edge 软件提供了工程 图工具栏(包括视图生成、尺寸与文字标注工具) 、绘图工具栏(包括绘图与编辑工具) 、 关系工具栏(设置图线间的关系) 。 1.6.11.6.1 关系约束关系约束 设置图线间的几何关系,使其保持指定的特定几何关
14、系称为几何约束。如平行、垂直、 共线、对称等。注意一般先选择的要变化的图线,后选择的是基准,基准的位置一般不变。 除非先选择的图形位置已经确定,如果先选择的图线位置已经固定(如锁定) ,将改变后选 择的图线的位置。如后选的图线位置也不能变化,则设置关系失败。例如使一圆的位置锁 定,其位置是不可改变的,就是先选择它,它的位置也不会改变,只能后选择的图线改变 位置,如果无法改变,操作失败。 在绘图时可以直接捕捉想要的几何关系,对于捕捉的几何关系的种类可以从工具 智能草图菜单进行设置,默认的情况可能没有交点和延伸点等。同时绘图时应当打开工具 菜单中的对齐指示符和保持关系两项的功能,否则不会显示捕捉到
15、的几何关系,画出的图 形也没有几何关系。 图 1.7 尺寸前后缀及公差,定形、定位尺寸 绘图中的捕捉到的关系将显示在图标的右下角,此时按鼠标画图,将使用捕捉到的几 何关系。 点约束:包括两点连接、点在线上; 垂直水平约束:包括使线变为水平或垂直线(接近水平线时变成水平线,接近垂直 线时变成垂直线;使两点位置水平或垂直线上,同样两点接近水平变为水平线。 同心约束:是两圆变为同心圆; 共线约束:使两条直线共线; 平行约束: 使两条直线平行; 垂直约束: 两条直线垂直; 相切约束:使两线相切; 相等约束:使两线等长; 对称约束:是两图线关于对称轴对称,先选择对称轴,再选择对称的图线,再选择 基准(与
16、谁对称) ,后选择的元素不变。 固定约束:锁定图线的位置,不能随其它关系的改变改变位置。 1.6.21.6.2 绘图绘图 直线:选择直线命令,移动鼠标选择起点、终点即可。画完后标注尺寸、角度即 可。一般画图中顶部的动态工具栏不得输入尺寸,即使输入了尺寸也是临时的尺寸,随时 都可以通过尺寸标注、关系约束来改变长度及位置。 点:平面图形中极少使用。 曲线:直接点击曲线上的点即可。可以使用鼠标拖动绘图。 圆(椭圆):中心半径圆、三点圆、相切圆。可以使用鼠标拖动绘图。 弧(椭圆弧):相切弧、三点弧、中心半径弧。可以使用鼠标拖动绘图。 矩形:水平垂直的矩形,直接拖动绘图更好。倾斜的矩形不能使用拖动画图,
17、先 定第一边的长度角度,再定第二条边的长度。不要直接输入尺寸,先画一个大概的,再标 图 1.8 关系捕捉设置 注尺寸。当然水平垂直的矩形也可以按上述方法画出。 1.6.31.6.3 编辑编辑 选择:窗口选择:在动态工具栏选择窗口方式,内部(窗口内部) 、外部(窗口外 部) 、内部及其重叠(窗口内部及与窗口相交元素) ,外部及重叠(窗口外部及与窗口相交 元素) 。单选:鼠标点击。多选:按下 shift 或 ctrl 再选择。全选:ctrl+a。 删除:选择后按下 del 键。 修剪:删除多余的图线,也可以作为删除工具。注意它只能删除到与其它图形的交 点,没有交点时全部删除。 延长:延长图线到其它
18、图线,不能与其它图线相交时,不能延长。 尖角:使两图线相交。可以使用鼠标拖动绘图。 分割:将图线变为两段。一分为二。 等距:做等距线。 移动:不用移动命令,选择后可以将按鼠标放在待移动的图线上,按左键直接拖动 到新位置,如果按下 ctrl 再拖动就是复制对象了。使用命令,可以选择移动的点,距离。 旋转:先选择命令,再选择对象,最后选择旋转轴心及角度。 镜像:先选择命令,再选择对象,最后选择轴线。无轴线时可用两点确定。 移动、平移、旋转均可复制对象,可在顶部的动态工具栏选择最左侧的复制图标, 即可保留原来的对象。 边线编辑:将图线变为指定的线型。粗实线变细实线、点画线等。改为粗实线, 改为虚线,
19、改为自定义的线型、颜色、宽度。 编辑图线的位置:将鼠标移动到图线上按左键直接拖动即可。如果尺寸标注齐全,图 形大小不能变化,则图形整体移动,没标尺寸时移动线的位置比较方便。编辑线段上点的 位置方法相同。 1.6.41.6.4 中心线中心线 中心线是图形中的很常见的图线,如圆心的位置,对称的图形的对称线等,中心线有 专门的绘图工具。 中心线:在两点或两线之间画中心线,通过顶部的动态工具栏选择。对于两线之 间画中心线,两线平行时为对称中心线,两线不平行时为角平分线。 圆的中心线:给圆加中心线,按下动态工具栏上的中心线图标,否则只有圆心标 记。 分布圆的中心线:若干圆分布在一个圆周上。可用圆心半径方
20、式,也可用三点方式。 1.6.51.6.5 绘图步骤绘图步骤 分析图形了解图形的特点,如是否对称,对称时画一半,然后镜像即可,是否具 有旋转结构,画一个,另一个旋转复制。 绘制主要的部分:选择尺寸已知,较大的部分画图,并标注尺寸。 绘制此要的部分:根据连接等绘图,标注尺寸。 相切的圆弧使用相切弧绘制。 1.7、区域填充、区域填充 用图案填充指定的封闭区域称为区域填充。图案可以为实心填充,也可以为特定 图案。工程图中以 45 度的斜线填充最多。在动态工具栏上可以选择图案、颜色。normal 为 45 细线填充。如图 1.9 所示。 图 1.9 图形区域填充 1.8 图形文件交换图形文件交换 目前
21、, 社会上有很多绘图软件,autocad 的文件格式已经成为通用的文件格式,一般 的绘图软件都支持 autocad 的 dwg 和 dxf(这是文件的扩展名)文件格式,可以直接 输出该格式的文件。solid edge 也不例外,使用“文件”另存文件格式选择 dwg 或 dxf设置(输出的线型等对应项设置)文件名确定。这样就可以在 autocad 或 caxa 电子图版中打开该文件了。对于需要打印而对方有没有 solid edge 的打 印服务社来说,这也是打印的一种方法。当然现在 solid edge 的二维图形已经公开,完全 免费。任何人都已可以下载使用。 1.9、作业、作业 1、思考题 1
22、) 、什么是图幅,0 号图纸的面积是多少?就是图纸大小,1 平方米左右。 2) 、标题栏中的主要内容是什么?图名、单位、图号、比例、姓名、日期等。 3) 、常用的比例系列是什么?1、2、5 系列。 4) 、图样中的文字字号是什么,与 word 中的字号有什么不同?字高,word 为字 宽。 5) 、在 solid edge 软件中如何设置图幅?右键单击图页图幅设置。 6) 、工程图样中的图线按宽度分为哪几种?粗线、中粗线、细线,宽度比 4:2:1。 7)、粗实线用来表达什么结构?虚线用来表达什么结构?可见、不可见轮廓线。 8) 、点画线用在什么地方?对称中心线、圆与弧的中心线等。 9) 、图样
23、中的尺寸用来表示什么?物体或图形的大小。 10) 、什么是尺寸驱动?用改变尺寸数字来获得需要图形尺寸的方法成为尺寸驱动。 11) 、什么是关系约束?用改变图线间的几何关系的方法得到需要的图形的方法。 12) 、尺寸标注的原则是什么?真实大小、mm 单位、标注一次、完整正确清晰等。 13) 、什么是尺寸前缀,举例说明。直径、半径、正方形等符号。 14)、平面图形的尺寸包括那两类尺寸?定形与定位尺寸。 15) 、solid edge 如何画出不同比例的图形?使用不同的视图。 2、绘图题 3、关联练习,使 b=a/3, h1=h/2。 第二章第二章 简单立体及其投影简单立体及其投影 2.1、投影的概
24、念、投影的概念 将物体向投影面进行投射得到的图形称为投影。如图 2-1 所示。 根据投影线的类型一般分为中心投影法(投射线交于一点)和平行投影法。 绘画、效果图、照相等采用是中心投影法,图形立体感较强,接近实际的情况。但准 确的绘图比较难,在投影图中点分线段的比例与实物不同,不能在图形中直接测量尺寸。 一般只用在绘画、素描等图形中。 一般工程上常用平行投影方法,投射线相互平行,点分线段的比例投影前后保持不变。 相互平行的图线投影后仍平行,测量性较好,绘图比较方便。 平行投影有分为正投影(投射线与投影面垂直)和斜投影(投射线倾斜于投影面) 。 2.1.1 正投影正投影 2.1.1.12.1.1.
25、1 正投影及视图的概念正投影及视图的概念 如果投射线与投影面垂直,这种投影方法称为正投影法。一个投影只能表达物体在一 个方向的形状、尺寸。因此如果采用正投影来表达物体的形状和尺寸,必须采用多个投影 相结合的方法(如图 2-2 所示) 。在正投影中,平行于投影面的平面和直线,其投影反映实 形。因此,正投影画法简单、表达清晰,但由于是多面视图,看图时需要几个视图结合起 来看,立体感差。正是由于正投影图画法简单因此被广泛应用在工程设计上。 图 2-2 就是将物体放在了三个相互垂直的平面内,三个投影面称为水平投影面、正投 影面、侧投影面,对应的投影称为主视图、俯视图和左视图。完整的投影一般称为视图,
26、部分投影如点与线的投影只能称为投影。该投影体系我们称为第一角投影,大多数的欧洲 国家和我国均采用第一角投影。美国、日本、澳大利亚采用第三角投影。 视图画完以后不能像 2-2 的方式折叠起来观察、放置,因此规定俯视图沿两投影面的 (a) 中心投影法(b) 平行投影法 图 2-1 投影的概念 交线向下旋转,左视图沿竖直的投影面交线向右旋转与主视图放在一个平面内,便于绘图 与看图。如图 2-3 所示。 对于正投影来说一个视图只能表示一个方向的形状,两个方向的尺寸。要表示三个方 向的尺寸,就必须使用两个以上的视图。对于特殊的几何体(如圆柱) ,有时需要三个视图 表示。练习时可以使用 solid edg
27、e 中目录中的模型进行练习(在 training 目录中) 。 视图的形状表示了物体的形状,因此物体的形状与视图之间的距离无关,三个视图之 间的距离可以根据需要任意安排,但必须保持主视图与俯视图对正(长对正) ,主视图与左 视图平齐(高平齐) ,俯视图与左视图宽相等的关系。在视图中可见的轮廓用粗实线,不可 见的轮廓用虚线,回转体的轴线用点画线表示。 2.1.1.22.1.1.2 正投影(视图)的生成正投影(视图)的生成 在 solid edge 中,生成物体的正投影图是很容易的。首先应当与上一章一样建立一张 图 2-3 视图的布置 空白的图纸文件,然后使用工程图工 具栏上的工程图向导图标(左上
28、 方的图像为立体,通过箭头指向右下 方的平面图形,顾名思义就是从立体 到平面的投影)。系统将弹出选择文 件对话框,选择已经建立的数字模型 文件(零件模型扩展名为 par,以后 介绍模型的建立) ,确定后弹出视图 创建向导,如图 2-4 所示。不要可见 图线(虚线)时将图形所示位置的钩 去掉即可,点击“下一步”,进入选 择主视图的界面,如图 2-5 所示,视图列表至列出了常用的视图类型,一般使用“定制” 自己选择主视图的方向,选择“定制”以后,弹出下一个对话框,如图 2-6 所示,使用旋 转工具可以旋转物体(使用鼠标右键拖动可以旋转,也可使用绕轴旋转,该方式为默认方式), 找到合适的投影方向,一
29、般选择反应物体形状特征最多同时其他视图中的虚线较少的一个 方向,作为主视图的投影方向。旋转模型时,可以使用图 2-5 中的绕轴旋转的工具,旋转 到合适的方向,大致一样时按图标会旋转到标准的方向。也可以使用图标选择某一个 面作为投影面,从而确定投影方向。 最后选择视图的数量,弹出图 2-7 对话框,中间的是主视图,下面是俯视图,右侧为 左视图。右下角为一种立体图(轴测图) 。选择好视图后,点击完成在屏幕上选择视图的位 置即可。视图的比例可以根据物体的大小,图纸的大小在动态工具栏上选择。 图 2-4 视图常见向导 图 2-5 视图类型、方向选择 图 2-6 主视图方向选择 视图创建以后,可以使用尺
30、寸标注来标注尺寸。 用鼠标点击视图,在动态工具栏上可以更改比例,改变属性。如图 2-8 所示 视图渲染,可以选择视图显示的方式。视图属性的内容很多,包括视图的线型,是 否显示虚线,是否显示辅助线等等。选择视图渲染后必须进行更新,才能显示渲染的效果。 回转体的轴线是假想的图线,实际模型上并不存在这样的图线,因此投影中不会自动 建立,需要使用程序中的中心线工具生成。对于完整的圆柱、圆锥等回转体可以通过自动 创建中心线工具建立。 图 2-8 视图动态工具栏 图 2-9 视图放置及渲染 图 2-7 选择视图数量对话框 视图生成以后,可以使用鼠标拖动某一视图,可以观察到视图间的长对正、高平齐、 宽相等的
31、关系是必须要保证的,相关的视图会跟着一起移动,以保持对应关系。其中某一 视图比例的改变会影响到所有的视图一起改变。 通过上面的方法可以对 solid edge 软件建立的所有模型(还有钣金模型、装配模型等) 进行投影,建立他们的工程视图,表达他们的空间形状。通过标注尺寸表达物体的大小。 在 autocad 和 caxa 电子图版中一般使用直接绘图的方法来画出物体的视图,然后 标注尺寸来完成物体的工程图。 2.1.2 正轴测投影正轴测投影 利用视图表达物体时,一般将主要的面平行于投影面放置,以便反应实形,但另一方 向在视图中不能进行表达,因此正投影图必须通过多个投影进行表达。如果不需要完整的 表
32、达,则可以将物体绕 z 轴旋转一定的角度,再绕 x 轴旋转一定的角度,再向正投影面进 行正投影,这样就可以得到可见的多个面的投影,投影具有一定的立体感,这样的投影称 为正轴测图。 在一般软件中均采用正轴测图来表达实际的立体模型。solid edge 软件也是一样。利用 打开选择零件模型可以观察正轴测图的情况。利用绕轴旋转或使用鼠标右键拖动旋转 模型,我们看到的都是正轴测图。对于手工绘图来说,为了画图方便,规定了两种正轴测 图。一种是正等轴测图,在三个主要坐标轴的方向上互成 120 度夹角(或 60 度) ,绘图时 三个轴向的缩小系数相同(与投影面夹角相等) ,手工绘图一般按 1:1 画出,实际
33、画出的 图形比原图放大了 1.22 倍。计算机中正等侧图是按实际的投影得到的,不放大。 在三维显示环境,有几种显示模式大家应当注意,可以在主工具栏切换,它们是显示 可见边、可见边与隐藏边,着色、带可见边着色,常用带可见边着色效果比 较好。此外还有绕轴旋转工具,一般使用按中键拖动鼠标旋转,转动滚轮可以放大和缩 小。按 shift 和鼠标中键拖动就是移动。 正等轴测图的生成在工程图环境中可以用鼠标选择主要视图工具,然后沿 45 度的 方向移动鼠标,在合适的位置点击鼠标左键即可生成正等轴测图,沿不同的 45 度方向移动 可以生成不同的正等轴测图。如图 2-10 沿两个方向可以生成不同的正等轴测图。利
34、用该工 具还可以生成视图,如在 2-10 中点击主视图向下可以生成俯视图,向上可以生成仰视图等。 在三个坐标面上,圆将投影为椭圆,椭圆的短轴方向为非该面内的另一轴的方向。 图 2-10 正等轴测图与正二测图 在零件、装配、钣金环境中,使用 ctrl+i 热键显示正等轴测图。 标准中另一正轴测图为正二轴测图。该种轴测图 x 轴与 z 轴投影夹角 97 度 10 分,y 轴 z 轴夹角 131 度 25 分。x、z 轴缩短系数相同为 0.94(与投影面夹角相同) ,y 轴缩短 系数为 0.47。有两个轴变形系数相等因此称为正二轴测图。 在工程图环境生成正二轴测图采用工程图向导,在选择视图类型是选择
35、 dimetric 即可 生成正二轴测图。在三维环境中使用 ctrl+j 显示为正二轴测图。另外在三维环境中 ctrl+f(front)显示主视图、ctrl+l(left)显示左视图,ctrl+t(top)显示俯视图, ctrl+r(right)显示右视图,ctrl+b(bottom)显示仰视图, ctrl+k 显示后视图。 2.1.3 斜轴测投影斜轴测投影图图 斜轴测投影图是采用斜平行投影得到的投影图。即物体保持正常位置,沿倾斜的方向 投影,在正投影面上生成的斜轴测图称为正面斜轴测图,在水平投影面上生成的斜轴测图 称为水平斜轴测图。 斜二轴测图(简称斜二测)是另一种常用的轴测图表达方法,采用
36、的是斜投影。它的 特点是物体放置时,使其结构特征明显的 一个面平行于投影面(如 xoz 面) ,则该 面上的图形投影后反映实形(投影长等于 实长,圆的投影还是圆,且半径相等) ,另 一轴方向投影后长度缩短一半(投影长等 于实长的一半) ,方向与水平线成 45,倾 斜方向自定,如图 2-11 所示。斜二测图常 常用于一个方向上圆较多的物体的表达。 斜二轴测图一般用于手工绘图。solid edge 没有显示斜轴测图的方法。 2.1.4 标高投影标高投影 标高投影是利用正投影法,获得空间几何元素 (如曲线)的投影之后,再标出空间几何元素对投 影面的距离,以便在投影图上确定空间几何元素的 几何关系。
37、在标高投影中标有高度数字的图线称为等高线, 如图 2-7 所示。标高投影常常用于描述不规则曲面、 地图等。标高投影中的等高线的数值方向为指向山 顶的方向。如图 2-12 表示。 2.2、简单立体及曲面的造型、简单立体及曲面的造型及投影及投影 2.2.1 绘图参考平面绘图参考平面 solid edge 是基于草图的造型与设计软件,大多数的立体都是先画出草图,然后将草图 拉伸、旋转等形成立体。 在进入任何的三维设计环境以后,绘图与设计空间已经有三个相互垂直的平面,称为 基本参考平面,这三个平面没有任何标记。但是在左侧的资源管理器(通过工具资源 图 2-12 标高投影 图 2-11 斜二测轴测图 管
38、理器打开)中的顶部可以看到三个平面的名称。一般使用前 xz 面作为正投影面方向, 如图 2-13 所示。v19 版本将提供 3 个坐标轴,红色的为 x 轴,绿色为 y 轴,蓝色为 z 轴。 在造型过程中,也可以使用模型中的平面作为参考 平面(绘图平面)进行绘图,也可以使用上述平面的平 行平面、相交平面、垂直于已知图线的平面、三点决定 的平面作为绘图平面。上述的操作需要在造型时在动态 工程栏上选择,默认的是选择重合平面(就是你点击的 平面) ,使用动态工具栏上的下拉式列表框可以选择其 它的方式。如图 2-13 所示。 参考平面的方向可以用 n,b,p 键来进行调整, 当将鼠标放在预选的平面上时,
39、该平面将显示红色的边 框,用 n、b 用来旋转图纸,每按一次可以旋转 90 度, 图 2-14 红色的平面的底部的小矩形框跟着旋转,它表 明该位置为将来显示的绘图参考平面左下角。n 为逆时 针旋转,b 为顺时针旋转,p 为是参考平面方向与基本 参考平面一致,主要用于倾斜的或没有直线边的平面。使用 f 键可以将纸张反面。选择好 了以后需要按左键确认。有时选择平面附近可能有很多待选的平面,将显示一个右键有黑 点的鼠标,表明按下鼠标右键可以进一步的选择,此时按下鼠标右键将弹出待选的平面 名称,用鼠标移动到名称上模型上会用红色的框表明该面的位置,确认用鼠标左键。 另外也可以选择用曲面拉伸工具做出的平面
40、作为绘图的参考平面。 2.2.2 拉伸造型拉伸造型 2.2.2.1 概念 拉伸造型是将平面图形沿垂直于该平面的方向拉伸一定的距离生成立体的一种造型方 法。 使用拉伸造型可以生成柱体、柱面等。 图 2-13 基本参考平面与临时的参考平面 图 2-14 参考平面的方向 2.2.2.2 拉伸种类 拉伸造型分为实体拉伸和曲面拉伸,实体拉伸将产生实体模型,曲面拉伸只能生成曲 面,立体是空心的。一般使用实体拉伸,曲面只作为辅助造型的手段。实体拉伸有又为拉 伸增料和拉伸除料,拉伸增料只能增加材料,拉伸除料只能去除材料。造型开始时, 只有增料造型的图标可用,因为还没有任何可以去除的材料。 拉伸造型可完成所有直
41、柱体的造型,包括棱柱、圆柱、椭圆柱等, 如图 2-15 所示。 第一个拉伸增料的草图是必须封闭的,有两个以上的图形时每一个都必须封闭,首尾 相接。没有连接好时可以使用绘图工具栏中的尖角工具使其相连,直接拖动鼠标滑过 不相连的图线即可。 对于已经有实体的情况,草图也可以不封闭,但 不封闭的一侧必须指向实体一侧,图线延伸后可以实 体的轮廓相交,这样也可以进行设计造型,如图 2-16 所示。 2.2.2.3 双向对称拉伸 上面使用的拉伸造型都是指定长度的拉伸,它是 默认的情况,直接输入长度即可。如果物体是对称的, 一般应当使用双向对称拉伸,这样拉伸的长度沿参考平面两侧是对称的。按下图 2-17 中的
42、 对称拉陈图标即可。再次按下该图标将取消其功能。 图 2-15 拉伸增料造型 图 2-16 不封闭的草图 图 2-17 对称拉伸图标 2.2.2.4 双向非对称拉伸 在图 2-17 的对称拉伸图标的左侧是双向非对成拉伸图标,用鼠标选择侧面,直接 输入每一个方向的长度即可。 2.2.2.5 在指定的两面之间拉伸 在有些情况下,拉伸的位置不是从参考平面开始,也可以指定拉伸开始面和终止面 (可以是已有的模型平面,也可以是用曲面造型产生的曲面) 。如图 2-19 草图在右侧的平 面上,拉伸的实体在左侧的两个平面之间。操作时需要 按下他的图标,然后选择两个平面。 2.2.2.6 到下一面拉伸 这种拉伸方
43、法对增料来说拉伸从绘图的参考平面到 碰到实体为止,不撞南墙不回头,操作时需要按下他的 图标,选择拉伸的方向。对于拉伸距离未知或不等 的情况比较适用。对于除料拉伸来说,这种操作是什么 时候打透什么时候算(相当于打孔)。如图 2-20 所示。 2.2.2.7 完全贯穿 这种拉伸可以在指定方向上(也可以为双向) ,生成的立体贯穿整个实体。对于除料就 是在指定方向完全打透。如图 2-21 所示。 2.2.2.8 文字拉伸 文字拉伸是指用文字轮廓经拉伸操作产生文字造型的方法。进入草图界面以后,选择 插入文本轮廓菜单,即可在对话框中选择字体、字型、间距、输入文本等。如图 2-21 所示。确定后再选择文字的
44、位置,可以画一条曲线,使文字沿曲线布置,此时的曲线为辅 助线,需要使用绘图工具栏上面的构造轮廓图标将图线转为辅助线。选择文本插入动 图 2-18 双向非对称拉伸 图 2-19 两面间拉伸 图 2-20 到下一面拉伸 态工具栏上的文字定位图标,重新定位图标,使用鼠标将文字移到曲线上,观察文字的定 位方式,选择对齐的方式,可重新定位。如图 2-23、24 所示。 文字插入以后可以返回到拉伸步骤,使用两面间拉伸选项,选择起始面,在动态工具 栏输入偏移距离(相当于文字的高度),还选择刚选的那个面,再选择拉伸的方向即可生成 文字。 2.2.2.9 柱体的投影 柱体的投影与一般立体的投影没有什 么不同,棱
45、柱体用粗实线显示可见的轮廓, 用虚线显示不可见的轮廓。对于圆柱体、 椭圆柱体则是可见转向轮廓线(最边上的 母线)为粗实线,不可见的转向轮廓线用 虚线表示(主要指孔) 。对于圆柱体,如果 轴线垂直于某投影面则在该投影面上积聚 图 2-21 完全贯穿(左侧为单向,右侧为双向, 用鼠标选择方向) 图 2-25 柱体的投影 2-23 文字定位,文本插入动态菜单 2-24 文字定位,文本插入动态菜单 图 2-22 插入文本轮廓 为圆,其它投影为矩形,即正圆柱(直立、水平放置)的投影为两框对一圆。 2.2.2.10 拉伸拔模 对于拉伸立体还可以给拉伸的侧面倾斜一定的角度,形成锥体。需要在给定拉伸长度 (形
46、成柱体后)选择“完成”左侧的拔模图标,选择拔模,输入角度,选择方向即可。这 是拉伸功能的扩展,这里不在多讲。 上面大部分以拉伸增料来进行介绍,拉伸除料与之完全相同,不过命令是另一个图标 ,这一点千万别忘了,如果忘了可以采用复制草图的办法,将草图复制到裁剪板上, 再进入除料,粘贴草图,然后除料即可。 2.2.2.11 拉伸曲面 拉伸曲面,图标位于曲面造型工具栏,是构造辅助平面,柱面的工具。与实体造 型基本相同。完成后显示默认为蓝色。可以使用鼠标右键单击,在弹出的菜单中,选择隐 藏,去掉这些曲面的显示。平面是拉伸曲面的特例,使用拉伸平面也可以生成造型中的辅 助面。 2.2.2.12 拉伸编辑 在左
47、侧的资源管理器中可以看到每一步造型的过程,可以用鼠标右键,在弹出的菜单 中选择编辑定义(拉伸步骤、拉伸方向等) 、轮廓草图、动态编辑(可以改变标注的尺寸、 移动没标尺寸的图线改变立体的形状) 。 2.2.32.2.3 旋转造型旋转造型 2.2.3.1 旋转造型方法 旋转造型是形成回转体的重要工具,圆 柱、圆锥、圆环、圆球、一般回转体均可以 通过回转造型来实现。旋转造型也分为旋转 增料和旋转除料。 与拉伸造型不同的是在旋转造型的草图步骤中需要画出和选择旋转轴,旋转轴图标 位于关系工具栏中,选择旋转图标后,再选择旋转轴,如图 2-27 所示。退出草图后再 图 2-26 柱体的投影 图 2-27 旋
48、转草图和旋转轴 输入旋转的角度或选择下图中的整圈旋转。对称旋转与非对成旋转的操作与拉伸操作基本 相同。 2.2.3.2 圆锥、圆球、圆环的投影 对于轴线垂直投影面的圆锥来说,圆锥的投影是两个三角形对一圆。圆球的投影是: 三个投影均为圆。 在投影中,远离主视图的方向为前面,图 2-29 中的红色部分代表相对应的部分。圆锥 的顶点在俯视图中位于圆的中心。在 2-29 中还画出了圆锥和圆球表面两段线的投影。仔细 的分析他们的关系,充分理解投影的概念与规律。 2.2.42.2.4 放样造型放样造型 放样造型是根据不同的截面生成立体的一种造型方法。 放样造型可以生成棱锥(平面图形,点) 、圆锥(圆、点)
49、 、棱柱(两个相同的平面图 形) 、圆柱(两个圆) 、其它曲面立体(若干不同的平面图形) 。上面的图形均应不在一个平 面内。 使用放养造型前,一般先用草图工具画出不在一个平面上的几个草图,然后选择 放样造型工具,再选择几个草图对应的点,即可生成立体。采用上述方法时,在动态 工具栏上应选择在草图中选择(已经画出,不需要现画,直接选即可) ,对于点草图需要在 图 2-28 旋转造型动态工具栏 图 2-29 圆锥、圆球、圆环的投影 右侧的下拉列表中选择点,才能选择点草图,如图 2-30 所示。 棱锥的投影与棱柱一样,可见轮廓为粗实线,不可见为虚线。 2.2.5 扫掠造型扫掠造型 扫掠造型是使一个截面
50、图形沿一条图线移动生成立体的方法。也可以多个截面沿多个 曲线生成,称为多路径、多截面,更为复杂。扫掠造型可以生成倾斜的柱体,管道状的结 图 2-30 点草图选择 图 2-31 放样造型 图 2-33 扫掠造型(左侧为单路径、单截面,右侧为双路径、双截面 图 2-32 棱锥体的投影 构等等。 与放样造型一样,一般先画草图,选择扫掠造型图标,通过动态工具栏上的选项图 标(动态工具栏最左侧)在弹出的对话框中(如图 2-34)选择单路径、单截面或多路 径、多截面,单路径、单截面时先选择路径,再选择截面即可。多路径、多截面也是先选 择路径,选择一个确认一次(右键或钩) ,路径不能多于 3 条,少于 3
51、条选择动态工具栏上 的下一步,再选择截面即可。图 2-32 采用的是平行截面。 2.2.6 其它曲面造型 与拉伸柱面一样,旋转、放样、扫掠也都可以生产曲面,它们与实体造型没有任何区 别,只能生成没有厚度的曲面立体。但是,正式由于没有厚度,因此可以生成点接触、线 接触、的曲面(如相切等)形式的立体,在立体造型中有些不封闭的轮廓不能进行造型, 曲面造型就不存在这一问题,因此生成的只是曲面,没有厚度,可以独立存在。这在实体 造型中是不允许的,因为在任何设计中均不可能存在零厚度的零件。 solid edge 软件的曲面操作还包括蓝点、蓝面,曲面裁剪、延伸、缝合、分割、求交线、 投影等。蓝点、蓝面是它的
52、一大特色。在本课程中不再详细介绍。 曲面的投影与实体投影一样,但是如果采用了曲面、实体混合造型,默认的投影中将 不显示曲面与曲线,程序认为他们都是辅助面和线,如果需要显示这些内容,需要在投影 后打开视图的属性,选择显示出这些项目即可。如图 2-35 所示。 图 2-34 扫掠选项 2.3 作业 1、问答题问答题 1) 、什么是中心投影,它有什么特点?投射线交于一点的投影。立体感强。 2) 、平行投影的特点是什么?相互平行的直线投影仍平行,从属性、等比性不变。 3) 、投影与视图的区别是什么?投影是总的概念,视图是物体的投影。 4) 、主视图、俯视图、左视图之间的对应关系是什么?长对正、高平齐、
53、宽相等。 5) 、什么是轴测图,常用的轴测图有哪几种?是物体斜置时的平行投影。正等轴测图、 正二测图、斜二测图。 6) 、正等轴测图的特点是什么?轴间角 120 度,三个主轴方向绘图比例相同。 7) 、在 solid edge 软件的工程图中如何得到物体的正等轴测图?使用其它视图工具。 点击主视图,斜向移动,点击左键生成。 8) 、在 solid edge 软件的工程图模块中如何得到正二轴测图?为一个模型投影,选择 视图方向时选择 dimetric. 9) 、在三维环境中如何得到正等轴测图和正二轴测图?ctrl+i, ctrl+j 10) 、实体造型与曲面造型的区别是什么?实体造型生成的模型有
54、厚度,可以计算重量 等,曲面造型的模型无厚度。 11) 、常用的模型显示的方式是什么?线框模型、带虚线的线框模型、无边实体等。 12) 、常用的四种基本造型方式是什么?拉伸、旋转、扫掠、放样。 13) 、什么是对称拉伸,主要用在什么情况下?沿绘图平面向两侧拉伸距离相等,用于 对称的结构。 14) 、在 solid edge 软件中如何选择绘图参考平面的方向?按 n、b、p 键。 15) 、轴线垂直投影面的圆柱的投影特点是什么?两框对一圆。 16) 、轴线垂直投影面的圆锥的投影特点是什么?两个三角形对一圆。 17) 、圆球的投影特点是什么?三个投影都是圆。 18) 、拉伸除料造型中,到下一面的拉
55、伸应如何理解?拉伸距离为到下一个面为止。如 如 2-35 视图中的曲面、曲线、参考平面、交线的显示 下一面为曲面,各处的拉伸距离不一定相同。 19) 、对于文字造型来说,一般使用两面之间拉伸,两等距面间的距离是文字的什么尺寸? 字高。 2、完成下面立体的造型和投影。将投影和轴测图放在一张图纸上,完成下面立体的造型和投影。将投影和轴测图放在一张图纸上, 并标注尺寸。并标注尺寸。 3、完成下面立体的造型与投影,指明相应面的性质。完成下面立体的造型与投影,指明相应面的性质。 a b cd 4、完成下面立体的造型,指出相应线的位置。完成下面立体的造型,指出相应线的位置。 5、放样造型与投影。放样造型与
56、投影。 第三章 组合体 3.1、组合体的组合方式与投影规定、组合体的组合方式与投影规定 组合体是由两个以上的基本立体组合在一起形成的立体。基本立体可以是前面讲过的 简单立体如棱柱、圆柱、圆锥、棱锥、圆球、圆环等,也可是这些简单立体的组合。如带 圆角的四棱柱、圆筒、简单平面图形生成的柱体等。图 3-1 是一些常见的基本立体。 3.1.13.1.1 叠加叠加 一个立体放在另一个立体之上的组合方式称为叠加。如图 3-2 所示,两个立体的表面 不重合时,投影中将有明显的交线,可见时为粗实线不可见时为虚线。 图 3-2 的叠加造型通过两个拉伸造型即可实现。通过分析可以发现该立体前后对称, 因该用前后的对
57、称面作为绘图平面,采用前后对称的拉伸方式比较合理。 图 3-1 常见的一些基本形体 图 3-2 叠加组合 如果两个立体叠加时表面共面(平面或曲面)那么该面只能用一个框来表示,在投影 中不能画分界线。 两面相切时一般也不画切线,是光滑过度,看成是一个面一样,如图 3-3 所示。图 3-3 所示的立体有 3 部分组成,造型可以采用 3 个拉伸增料来实现。 对于曲面立体来说,叠加也存在相交、相切的情况,相交时交线应当画出。相切时一 般不画切线,除非两个曲面的公切面垂直于投影面,在该投影面上画出切线,其它投影还 按原来的规定不画切线。如图 3-6 所示。 3.1.2 切割切割 通过切割的方法得到新的立
58、体的方法称为切割体。它是组合体的另一种生成方法。 图 3-5 就是明显的一个切割体,它是由一个圆柱被主视图上面的外轮廓线为边界切割而成 的组合体,中间再用一个圆柱切割最终形成需要的立体。本例中切割的边界为一个组合的 边界。 切割一般采用除料来实现,拉伸除料可用一线、组合线构造切割的边界,一般不用画 成封闭的图形,绘制草图后应当标注必要的尺寸,拉伸时需要选择切割的方向。对于封闭 的草图轮廓默认为草图内的拉伸除料,如果是草图外侧也需要选择切割的方向。这一点一 定要注意。 3-3 表面平齐与相切叠加图 3-4 相切时的特殊情况 图 3-5 切割体 3.2、常见组合体中的交线 3.2.13.2.1 平
59、面立体交线平面立体交线 两个平面立体相交,交线必然全部由直线组成,在视图中可见为粗实线,不可见的虚 线。造型设计时,只要知道两个立体的位置和大小即可设计出来,不需要知道交线的位置 与长度,交线的投影由投影自动得出。看图读图时只需看懂组成组合体的每一立体的形状 和位置即可,不用去了解视图中的每一条交线。 如图 3-6 所示,只需完成四棱锥和三棱柱的造型即可。 3.2.23.2.2 平面与曲面立体交线平面与曲面立体交线 平面立体与曲面立体相交,交线可能为直 线与曲线的组合。看图时应当知道视图中的曲 线可能是什么形体相交时产生的交线。对于圆 柱、圆锥、圆球的平面相交线应当非常熟悉。 3.3.2.1
60、圆柱与平面交线与投影 平面平行于圆柱轴线时,交线为直线;平 面垂直于圆柱轴线时交线为圆,平面倾斜于圆 柱轴线时,交线为椭圆。 可以通过做一个直立的圆柱,然后用拉伸 平面做一个平面,使用右键单击平面,在弹出 的菜单中选择动态编辑,点击形成平面的直线, 移动直线的两端点,观察交线形状的变化。 图 3-6 平面立体相交 图 3-7 平面与圆柱相交 平面倾斜于投影面时,椭圆的投影一般还是椭圆。 学习平面与圆柱交线的形状在于今后读图时了解视图中的图线,理解物体的形状。对 于圆柱切割体来说,圆柱的平面交线还是很常见的。 3.3.2.2 圆锥与平面交线 圆锥与平面的交线根据平 面的位置不同可以有一下几种 情
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