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利用形體特征表達(dá)式輔助機(jī)械制圖中的尺寸標(biāo)注分析論文
一張完整的圖紙不僅要準(zhǔn)確地表達(dá)立體的形狀和大小，而且必須在視圖中標(biāo)注正確尺寸。尺寸是圖樣中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，尺寸標(biāo)注上出現(xiàn)的任何問題，都會(huì)使生產(chǎn)造成損失。因此標(biāo)注尺寸的要求很具體，既要嚴(yán)格遵守國家標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)尺寸注法的規(guī)定，還要所注尺寸必須完全確立立體的形狀和大小，不能有多余的尺寸，也不能遺漏尺寸。并且每個(gè)形體的尺寸都必須注在反映該形體形狀和位置最清晰的圖形上，以便于看圖。
標(biāo)注好尺寸的前提是對圖形的繪制和識(shí)讀能力。一個(gè)實(shí)體的形狀特征和大小都很復(fù)雜，而且形體是三維的，圖樣是二維的，造成空間結(jié)構(gòu)的表達(dá)與尺寸標(biāo)注困難，進(jìn)行圖形繪制和識(shí)讀時(shí)要在頭腦中反復(fù)進(jìn)行三維與二維的空間轉(zhuǎn)換，所以要耗費(fèi)大量的腦力勞動(dòng)。實(shí)際生產(chǎn)中，由于零件形狀復(fù)雜，因此標(biāo)注尺寸也比較復(fù)雜，很容易造成尺寸遺漏標(biāo)注或者重復(fù)標(biāo)注。 由于形體的結(jié)構(gòu)千差萬別，對于復(fù)雜形體而言，工程圖樣本身只適合繪制，卻難以用文字表達(dá)。一般情況下，分析形體時(shí)口頭表達(dá)會(huì)采取的代號法，形體1、形體2…來表達(dá)。但是復(fù)雜形體在紙上表達(dá)時(shí)就非常繁瑣，不便用于學(xué)習(xí)與工程設(shè)計(jì)時(shí)對形體結(jié)構(gòu)的分析與表達(dá)。這樣在標(biāo)注尺寸時(shí)，尺寸標(biāo)注的是否完整就不便進(jìn)行檢查。文獻(xiàn)提出了利用形體特征表達(dá)式輔助回執(zhí)和識(shí)讀機(jī)械圖的方法。在此基礎(chǔ)上，筆者試圖尋找利用形體特征表達(dá)式輔助尺寸標(biāo)注的方法，并以組合體的尺寸標(biāo)注來說明形體表達(dá)式的使用方法。
組合體的尺寸標(biāo)注一般以形體分析法為主，這就要求標(biāo)注尺寸前，務(wù)必要把組合體的構(gòu)形分析清楚。
1組合體的構(gòu)成
組合體是由基本幾何體(如棱柱、棱錐、圓柱、圓錐、圓球、圓環(huán)等)通過疊加和挖切兩種方式組成而成的立體。組合體具有比較復(fù)雜的形狀、大小特征。這就造成在標(biāo)注尺寸的時(shí)候容易漏標(biāo)、重復(fù)標(biāo)或者標(biāo)注得不合理不清晰。為了避免上述問題的出現(xiàn)，在標(biāo)注尺寸時(shí)采取把形狀復(fù)雜的立體分析成為由基本幾何體構(gòu)成的方法，即形體分析法。每一個(gè)基本體總具有一定的形狀和大小，并處于復(fù)雜形體中的某一具體位置。組合體的尺寸標(biāo)注主要就是標(biāo)注每一個(gè)基本體的定形尺寸和定位尺寸，以及總體尺寸。
2形體特征表達(dá)式
2.1簡單形體與形狀特征簡圖
簡單形體是復(fù)雜形體的組成單元，是可以用簡單的線條方便地描述其輪廓形狀的。簡單形體包括基本幾何體與簡單組合形體。
每個(gè)形體總具有一定的形狀。當(dāng)今的三維形體構(gòu)形的主要方法有:掃描表示法、邊界表示法、實(shí)體參數(shù)表示法與空間分割法、實(shí)體幾何構(gòu)造法等。雖然這些方法在計(jì)算機(jī)機(jī)內(nèi)表達(dá)和運(yùn)算較為方便和準(zhǔn)確，但由于不符合人們的書寫習(xí)慣，且復(fù)雜形體在紙上表達(dá)較為繁瑣，所以不便用于學(xué)習(xí)與工程設(shè)計(jì)時(shí)對形體結(jié)構(gòu)的分析與表達(dá)。引入CAD/CAM技術(shù)的特征造型的思想，形體的特征可分為形狀特征和位置特征。形狀特征是用于描述形體幾何形狀的特征，由一個(gè)或多個(gè)簡單特征組成。每一個(gè)形狀特征又同時(shí)具有層面輪廓特征和成型輪廓特征，它們分別表示構(gòu)成形體的層面輪廓形狀特征和層面累加的輪廓特征。描述簡單形體輪廓形狀的簡化圖形稱為形狀特征簡圖�；拘误w與簡單組合形體的特征。形狀特征簡圖由帶有上下標(biāo)的成型輪廓特征圖表示，其中下標(biāo)表示層面輪廓特征圖，上標(biāo)表示層面輪廓特征圖的投影方向。用V,H,W分別表示正面投影面、水平投影面和側(cè)面投影面。成型輪廓特征圖和層面輪廓特征圖是形體兩個(gè)特征視圖的簡化圖形。在表達(dá)時(shí)只畫出反映主要輪廓特征的線。
2. 2復(fù)雜形體與形體表達(dá)式
復(fù)雜形體是多個(gè)簡單形體通過不同的位置組合而成的。為此，要把實(shí)體的形狀特征和位置特征采取一定的方式表達(dá)出來，適合交流。形體特征表達(dá)式復(fù)雜形體的是用來描述復(fù)雜形體形狀結(jié)構(gòu)組成的式子。將帶有約束特征標(biāo)記的形狀特征簡圖通過正負(fù)號聯(lián)接就成為形體特征表達(dá)式。疊加就用“+”號表示，挖切就用“一”號表示。由于分析尺寸時(shí)一般直接分析各個(gè)簡單形體的定位尺寸，所以本文中暫不帶約束特征標(biāo)記。
如圖3所示的較為簡單的組合體，利用形體分析法可以看成是四棱柱的底板、加上四棱柱的立板、加上三棱柱的肋板，底板上挖去圓柱體的孔組成的。
2. 3尺寸標(biāo)注
標(biāo)注組合體的尺寸就是要標(biāo)注組成組合體的每個(gè)簡單形體的定形尺寸、定位尺寸及總體尺寸。形體的定形尺寸是用于描述形體幾何形狀特征的尺寸，如圓柱的直徑和高，長方體的長、寬和高等。定位尺寸是用于描述形體相對位置的特征。由于位置關(guān)系相對復(fù)雜，要先確定長、寬、高各方向上的基準(zhǔn)，然后再確定每個(gè)形體的位置。
3結(jié)論
盡管人們在形體分析時(shí)的思路不一，對同一個(gè)形體得出的形體特征表達(dá)式有可能不完全一樣，但這并不影響對形體整體結(jié)構(gòu)的理解，不會(huì)影響對尺寸的標(biāo)注。根據(jù)以上的分析知道，形體特征表達(dá)式不但可以用于教師進(jìn)行形體結(jié)構(gòu)分析，更有利于學(xué)生的制圖學(xué)習(xí)。因?yàn)樾误w特征表達(dá)式可以更為直觀地表達(dá)組合體的結(jié)構(gòu)特征，可以更條理清楚地分析尺寸，不會(huì)面對茫茫尺寸無從下手。不但可以用于教學(xué)，而且可以用于輔助機(jī)械設(shè)計(jì)的工作。應(yīng)用表明，該方法直觀而又簡明，方便而又實(shí)用。
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