三维CAD技术对机械制图国家标准的影响

【摘 要】三维CAD技术在机械设计中的应用较为广泛，并且该技术对设计的最终成果影响比较大。长期应用以来，我们对三维CAD技术已经有了较为深刻的认识，根据三维CAD技术的绘图方法，针对机械制图国家标准，我们有两种表达方式：一组识图+一组3D图形；一组3D图形，然后分析两者的可行性及对国家标准的影响。

【关键词】三维CAD技术 机械制图 国家标准

机械制图国家标准要求我们需要采用一组制图的方法表达各种零件图及装配图，随着三维CAD技术的普及，机械设计现在大多采用这种方式进行设计，先绘制出空间的3D图形，然后再利用软件生成平面视图，接着进行标注等工作。这也引发了设计人员的思考，即能否采用三维图形来表达各种零件图及装配图，或是对国家标准进行修正来推广三维CAD技术，本文对此进行一定的分析。

1 几种零件图及装配图的表达方式对比

1.1 一组视图

这种方法的原理为正投影制图，它能够清楚的表达设计物体的各种形状，并且绘制方便，能够照图进行制造。在工业设计中有着广泛的应用基础。但是，这种设计图纸需要专业的技术人员才能识图，同时对于那些复杂形状，如曲面等不能精确的进行表达，需要借助轴侧剖视图来表达。

1.2 一组视图+一组3D图形

机械制图国家标准中规定轴测剖视图等3D图形能够作为辅助性的图形。3D图形能够将设计人员的方案可视化，具有精确性、交互性、整洁易读以及高效等特点，这些优点还没有被人们真正重视起来。这种制图方法还具有以下两种优点：（1）技术信息交流更加方便；采用这种措施设计的图纸不仅技术人员可以更加方便的进行技术交流，并且那些非专业人员也能读懂大部分的设计意图，增加了图纸的开放性。（2）图纸绘制更加方便；这主要表现在分析、构思设计物体的逻辑思维更加方便，同样，绘制图纸花费的时间也更短。这种方法采用图板进行绘制存在一定难度，需要借助CAD软件来完成。

1.3 一组3D图形

这种方法同一组视图+一组3D图形的方法基本类似，但是采用这种方式来对机械图形进行表达更加的直观，尤其是不具有复杂曲面的图形，但是在实际中没有复杂曲面的现象较为少。我们可以采用1个3D图形就能够将一个物体表达的清晰明了。但是，这种方法最大的缺点在于它对于各种复杂曲面的图形不能准确的进行尺寸标注。虽然一组3D图形具有这一缺点，但是在大多数的情况下还是具有其应用空间的，它能够作为机械制图的一个基本表达方式作为使用。

2 一组3D图形及一组视图+一组3D图形可行性分析

在机械制图的设计过程中，我们也在经常的用到上述的两种方法，并且在《机械制图》的教材中物体视图及轴测图经常也是同时提供的，并且存在仅仅提供轴测图的情况，这样更方便我们的学习。既然教材中已经存在这种现象，那么在机械制图国家标准及教材中应该也可以推广一下这两种方法来对各种零件图及装配图来进行表达。在过去没有合适的条件来进行3D图形的绘制，并且各种规则、标准都是针对的图板进行的。并且一组视图的方法完全能够精确、清晰、完整的对零件进行表达，但是手工绘图存在工作量大并且轴测图绘制工作比较繁琐的缺点。一组视图是当时的条件限制所决定的。在今天三维CAD技术以及非常成熟，并且利用该技术能够快捷的进行图形构建，同时，我们也能够采用3D渲染，对图形的材质、背景以及光线等进行处理，能够形象的对零部件进行仿真表达。所以说，一组3D图形与一组视图+一组3D图形具有较好的可行性。

3 推行上述两种方法对国家标准的影响

3.1 三维CAD技术影响了识图思维

传统绘图过程首先要在设计人员的脑海中构思空间物体，设计出来的为平面图形，在识图时，要将平面图形在脑海中转换为空间物体，需要学习识图，并且需要一个图形转换的过程。利用3D技术，能够直接进行三维的绘图，然后利用软件将设计思想直接反映出来。这两种方法的应用完全是建立在三维CAD技术的基础之上，同样，在设计中利用该方法也推进了三维CAD技术的应用及发展。

3.2 三维CAD图形渐渐占有主导地位

随然在设计中仍然采用一组视图的方法，但是与3D图形的结合，却使得视图是建立在图形的生产软件之上的，先设计出3D图形，然后再设计平面图形。随着三维CAD技术的不断完善，机械制图也渐渐在向三维制图发展，这也使得三维CAD图形渐渐占有了主导地位，同时，也使得零部件的空间表达更加的直接。

3.3 使用一组3D图形对CAD软件也提出了更高的要求

利用3D技术绘图对CAD软件进行机械制图来说，提出了更高的要求，它要求利用图纸能够生产3D图形，甚至是3D效果图，并且，还能对图形的各个尺寸进行标注，表达技术要求。此外，也要求软件具有更加灵活的设计功能，在图纸的空间内能够生产工程的平面识图等。

3.4 三维CAD技术对国家标准、教材等影响

该种设计方法与传统的一组视图方法区别非常大，并且人们在以后的应用中渐渐可能放弃正投影的绘图方法，直接采用3D技术进行绘图。这也是我们推广三维CAD技术的最主要原因，如果采用三维CAD技术能够清晰准确的表达空间形态，并且效果较好，那么我们也就不需要再采用传统的平面绘图了。这对机械制图的国家标准以及教材影响是非常大的，甚至有可能会淘汰掉图板绘图的方法。

4 结语

通过以上的分析，我们能够发现三维CAD技术在机械制图领域的巨大作用，同时，我们利用一组视图+一组3D图形及一组3D图形的方法也不是为了淘汰一组视图的方法，主要还是分析了三维CAD技术对于机械制图的可行性分析，并且根据其优点，分析其在机械制图中的价值，它能够更简单、精确的表达各种零部件的图形，因此，这几种方法在机械制图中是能够共同进行使用的。

参考文献：

[1] 王娜.三维CAD技术对机械设计的影响[J].农业与技术，2011（4）.

[2] 张也平.三维CAD技术在机械制造工艺之中的应用初探[J].企业技术开发，2011（5）.

[3] 肖寿仁，周永胜.三维CAD技术的应用以及发展前景分析[J].铸造技术，2012（12）.

作者简介：叶华（1979—），男，江西九江人，本科，毕业于南昌大学，助教，研究方向：机械制图与计算机绘图一体化教学。