蘇金英

（湖南有色金屬職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機電工程系，湖南 株洲 412006）

0 引言

根據(jù)投影原理、標(biāo)準(zhǔn)或有關(guān)規(guī)定，表示工程對象并有技術(shù)說明的圖稱為圖樣［1］。由于正投影法能反映物體的真實形狀和大小、度量性好、作圖簡便，因此在工程上的應(yīng)用十分廣泛［2］。機械圖樣中的二維圖樣（視圖）是目前機械行業(yè)生產(chǎn)過程中作為設(shè)計思想交流的主要圖樣，均是采用正投影法繪制的。但由于二維圖樣缺乏立體感，工程上常采用直觀性較強、富有立體感的軸測圖作為輔助圖樣。將物體連同其參考直角坐標(biāo)系沿不平行于任一坐標(biāo)平面的方向，用平行投影法將其投射在單一投影面上所得到的圖形稱為軸測圖［3］。理論上軸測圖可以有無數(shù)種，但從作圖簡便等因素考慮，一般采用以下3種：正等軸測圖，簡稱正等測；正二等軸測圖，簡稱正二測；斜二等軸測圖，簡稱斜二測。機械圖樣中，一般采用正等軸測圖來表達機件的立體結(jié)構(gòu)和形狀?；谳S測圖本身表達的局限性，通常不能獨立作為指導(dǎo)生產(chǎn)用圖。兼顧二維圖樣和軸測圖的各自優(yōu)勢，機械行業(yè)中的工程圖樣常采用二維圖樣與三維圖樣的混合表達方式。即在二維圖樣的左下角添加三維圖樣，彌補二維圖樣立體感不足的缺點，有利于二維平面視圖到三維立體空間的順利轉(zhuǎn)換，可提高讀圖速度，對讀圖有一定的輔助作用。

隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，三維CAD軟件應(yīng)運而生，利用三維CAD軟件可快速、輕松地建立機件的三維模型，通過三維模型可自動生成所需要的視圖及軸測圖。但三維CAD軟件普遍存在以下問題，即由軟件自動生成的正等軸測圖與三視圖的對應(yīng)關(guān)系不符合第一角畫法，給讀圖帶來一定的困惑。為此，本文基于UG軟件，以軸承座為例，通過旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，介紹了兩種正等軸測圖的創(chuàng)建方法，使得正等軸測圖與三視圖的對應(yīng)關(guān)系符合第一角畫法。

1 軸測圖與三視圖的對應(yīng)關(guān)系

在機械工程圖樣中，通常將軸測圖置于二維視圖的右下方，如圖1所示。機件的尺寸、幾何公差及表面粗糙度等均標(biāo)注在二維視圖中，軸測圖主要輔助讀圖者想象機件的空間形狀及結(jié)構(gòu)，同時也有利于讀圖者想象機件在三個投影面的投影圖。尤其對于識讀一些形狀和結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的機件視圖，軸測圖的輔助作用更加突出，可有效提高讀圖速度和讀圖正確率。技術(shù)圖樣應(yīng)采用正投影法繪制，并優(yōu)先采用第一角畫法［4］，國際上包括我國在內(nèi)的多數(shù)國家都是采用第一角畫法。按第一角畫法三視圖與相應(yīng)的正等軸測圖的對應(yīng)關(guān)系如圖2所示，即主視圖所對應(yīng)的視圖是將物體沿軸測圖Y軸負(fù)方向（即從前向后）投射在XZ平面上得到的正投影圖；左視圖是沿軸測圖X軸負(fù)方向（即從左向右）投射在YZ平面上得到的正投影圖；俯視圖是沿軸測圖Z軸負(fù)方向（從上向下）投射在XY平面上得到的正投影圖。

2 工程圖樣中軸測圖的創(chuàng)建方法

在UG軟件中，二維圖樣與三維圖樣之間可自如切換，可根據(jù)三維模型生成相應(yīng)的二維視圖，導(dǎo)出工程圖樣；根據(jù)三維模型可自動生成兩種軸測圖樣，即“正三軸測圖”和“正等軸測圖”。打開創(chuàng)建好的軸承座模型圖，單擊工具條“視圖”圖標(biāo)右側(cè)的三角形，彈出8個圖標(biāo)，分別對應(yīng)著6個基本視圖、正三軸測圖及正等軸測圖，單擊其中任何一個圖標(biāo)，會生成相應(yīng)的投影圖。單擊前視圖（主視圖）、左視圖、俯視圖及正等軸測圖得到的相應(yīng)圖形如圖3所示（所有圖形顯示樣式設(shè)置為“帶有隱藏邊的線框”）。在制圖環(huán)境由UG軟件自動生成的三視圖和正等軸測圖如圖4所示。

由圖3和圖4可知：主視圖、左視圖及俯視圖與圖1所示的二維圖樣視圖方向均一致，三個視圖符合“長對正、寬相等、高平齊”的要求，但正等軸測圖與圖1所示的正等軸測圖視圖方向不一致，也不符合圖2中三視圖與正等軸測圖的對應(yīng)關(guān)系，給讀圖者帶來一定困惑。如需創(chuàng)建圖1所示的與三視圖相對應(yīng)的正等測圖，需采用其他方法。

圖1 軸承座

圖2 正等軸測圖與三視圖的對應(yīng)關(guān)系

UG軟件中主要有絕對坐標(biāo)系（ACS）、工作坐標(biāo)系（WCS）、基準(zhǔn)坐標(biāo)系（CSYS）及加工（機床）坐標(biāo)系。絕對坐標(biāo)系（ACS）是模型空間中的概念性位置和方向，不可移動且不可見。UG軟件中位于繪圖區(qū)域左下角的這個坐標(biāo)系并不是真正意義的絕對坐標(biāo)系，是一個“視覺指示符”，表示模型絕對坐標(biāo)系的方位。單擊繪圖區(qū)域左下角這一“視覺指示符”的任一坐標(biāo)軸，選擇角度或輸入角度，其余兩軸組成的平面即繞單擊的坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度（角度值為正，旋轉(zhuǎn)方向為逆時針；角度值為負(fù)，旋轉(zhuǎn)方向為順時針），此時軸測圖隨著視覺指示符的變換而變換。在工程圖的創(chuàng)建中，可充分利用坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)得到與三視圖相對應(yīng)的正等軸測圖。通過旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)創(chuàng)建正等軸測圖的方法有兩種：方法一是在建模環(huán)境事先創(chuàng)建好正等軸測圖并存儲，然后切換到制圖環(huán)境在工程圖樣中插入創(chuàng)建好的正等軸測圖；方法二是在制圖環(huán)境中利用“自定義視圖工具”創(chuàng)建正等軸測圖并插入到工程圖樣中。

圖3 UG建模環(huán)境顯示的三視圖及正等軸測圖

圖4 UG默認(rèn)的正等軸測圖

2.1 方法一

在建模環(huán)境創(chuàng)建正等軸測圖的步驟如下：

（1）打開創(chuàng)建的模型圖。切換至顯示UG軟件默認(rèn)的正等軸測圖，如圖3（d）所示。

（2）自定義正等軸測圖。將鼠標(biāo)指針移至左下角坐標(biāo)系Z軸附近，待Z軸由藍色變?yōu)榧t色（同時Z軸會變粗）單擊鼠標(biāo)左鍵，彈出如圖5（a）所示的對話框；點擊角度旁邊的三角形，在其下拉列表中選擇90，如圖5（b）所示；單擊中鍵確定，如圖5（c）所示。

（3）存儲自定義正等軸測圖。單擊工具條“圖紙”的“另存為”圖標(biāo)，彈出如圖6所示對話框，輸入視圖名稱（本文給視圖命名“1”），單擊確定。

（4）創(chuàng)建三視圖。切換至制圖環(huán)境，創(chuàng)建如圖4所示中的3個二維視圖（選用第一角畫法，圖紙大小自定義為豎放的A4圖紙，比例為1∶3），具體過程此處不贅述。

（5）引入自定義的正等軸測圖1。單擊工具條“圖紙”中的“基本視圖”圖標(biāo)，彈出如圖7（a）所示的對話框，單擊“要使用的模型視圖”右邊的三角形，選取“1”，如圖7（b）所示；單擊比例右邊的三角形，選取“比率”，如圖7（c）所示；在比率的下框中輸入“1∶3”，如圖7（d）所示；在基本視圖的左視圖下方合適位置單擊鼠標(biāo)左鍵，創(chuàng)建的工程圖樣如圖8所示。在制圖環(huán)境可將左視圖編輯為圖1所示的局部剖視圖，標(biāo)注尺寸等，此處不再贅述。

圖5 創(chuàng)建自定義正等軸測圖

圖6 存儲自定義正等軸測圖1

2.2 方法二

在制圖環(huán)境中利用“自定義視圖工具”創(chuàng)建正等軸測圖的步驟如下：

（1）創(chuàng)建三視圖。具體同方法一。

（2）利用定向視圖工具創(chuàng)建正等軸測圖。單擊工具條“圖紙”中的“基本視圖”圖標(biāo)，彈出如圖7（a）所示的對話框，在“要使用的模型視圖”選擇“正等測圖”；“比例”選擇“比率”，設(shè)置為1∶3的比例，如圖9（a）所示；單擊“定向視圖工具”，彈出如圖9（b）所示的對話框，同時在繪圖區(qū)域的左下角彈出如圖9（c）所示的“定向視圖”圖框；單擊“定向視圖”圖框內(nèi)左下角的三重軸中的Z軸，彈出角度選項框，單擊角度選項框右側(cè)的三角形，選擇90，如圖9（d）所示；在基本視圖的左視圖下方合適位置單擊鼠標(biāo)左鍵，創(chuàng)建的工程圖樣如圖8所示。

圖7 工程中引入自定義軸測圖

圖8 創(chuàng)建工程圖樣

3 結(jié)語

利用坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)，提出了兩種正等軸測圖的創(chuàng)建方法。由此創(chuàng)建的工程圖樣完全符合第一角畫法，架通了二維平面視圖與三維立體之間轉(zhuǎn)換的橋梁，提高了讀圖速度和讀圖正確率，對零部件的加工、檢測及裝配具有重要的指導(dǎo)意義。

圖9 利用基本視圖中的定向視圖工具創(chuàng)建正等軸測圖