基于提高机械识图能力的研究

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