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基于Inventor的三维CAD软件的二维表达问题 |
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作者： |
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近几年来，三维建模被许多高校引入到制图课。三维CAD的到来，对二维图形似乎是一个很大的冲击。如何处理好二维和三维的关系，对于目前的制图课程是很重要的。三维CAD软件可将创建好的三维模型直接转换成二维工程图，并且与三维模型相关，修改三维模型，工程图也随之改变。但三维软件在将三维模型转换成二维工程图时不可避免地会遇到许多问题。转二维是三维软件最难作好的，其中的一个主要原国是二维工程图有许多人为的规定，这些规定与真实的情况可能并不相符。例如沿肋板的纵向剖切时，不画肋板的剖面符号，而是用粗实线将其与其他部分隔开就与真实情况不符，而三维软件是按真实情况处理的。这就需要进行修改。作者基于Inventor讨论了工程图表达时所遇到的问题及处理方法，同时也论述了一维工程图的重要性。
1三维转二维所存在的表达问题及处理方法
将三维模型转换成二维工程图要比用二维软件直接画工程图快得多，即使加上三维建模的时间可能也比后者效率高。但是目前的三维软件转二维会遇到一些问题，在很多情况下得不到令人满意的、符合标准和习惯的工程图，这些问题包括表达法和尺寸标注等方面的，所幸的是Inventor允许在工程图环境下进入草图模式对工程图进行修改，下面首先指出问题，再提出修改的办法。
1.1局部视图
Inventor可以方便地创建基本视图、方向视图，但创建局部视图和斜视图都会遇到问题。例如图1(b)的局部视图，不能直接创建，而只能是创建了左视图(图1(a))后将其余的线条隐藏后得到。可以在选中要隐藏的线条后按右键，在弹出的菜单中选择"可见"，如图3所示。Inventor有创建"局部视图"的命令，但那是创建"局部放大图"的，说明译文也是不准确的。
Inventor具有创建"斜视图"的命令，但斜视图一般也是局部视图。图2(b)的斜视图A和斜剖视B一都不能直接创建。开始创建的斜视图如图2(a)，先将不需要的线条隐藏。对于斜视图A.选中相应的视图(红色虚线矩形框)，单击标准工具栏上的"草图"进入草图模式绘制波浪线。B-B剖视在选中该视图后，进入草图模式用样条曲线绘出局部剖视的剖切范围，退出草图模式后再用"局部剖视图"命令创建B-B剖视，当然还要修改原来的标注。
1.2剖视图
Inventor可以用"剖视图"命令创建单一剖切平面的全剖视和局部剖视，但有时不能直接创建半剖视，创建斜剖视也碰到问题。例如图3(b)的半剖视，主视图可采用"剖视图"命令创建，而俯视图需要采用"局部剖视图"命令创建，如图3(a)所示。显然需要将中间的粗实线隐藏，再创建点画线。在创建了点画线后，最后还要将虚线隐藏起来(选中视图后，按右键在快捷菜单中选择"编辑视图"，在弹出的"工程视图"对话框中将"显示方式"选为"不显示隐藏线")。
Inventor用"剖视图"命令创建全剖视的旋转剖和阶梯剖也没有大的问题，但不能创建复合剖视。如图4，按照图中的剖切位置所得到的剖视图显然是不对的，如图5(a)。这时可将原剖面符号隐藏，然后选中该剖视图，单击标准工具栏上的"草图"，进入草图模式，先"投影几何图元"，然后补充绘制，并重新填充剖面符号，最后得到图5(b}。
图4 复合剖视的剖切平面
图5 复合剖视
1.3断面图
Inventor没有"断面图"的命令，只能采用"剖视图"命令创建。因创建的是剖视图，所以要把多余的线条隐藏。用"剖视图"创建重合断面还要将轮廓的粗实线改为细实线，并进入草图画出波浪线，如图8、图9所示。
1.4其他规定画法
在这里所遇到的问题更多一些，这是由于规定画法很多是人为的规定，而软件是按实际情况创建图形。如图6的肋板，Inventor处理成图6(a)显然也是不对的，需要进入"草图模式"修改成图6(b).
过渡线的画法也有人为的因素。铸造零件由于有铸造圆角，失去了原有的相贯线和截交线，但是在制图中还要求画成过渡线，以便区分出两个不同的表面。而Inventor却认为在圆角处没有交线，处理成图7(a)，这就需要修改成图7(b)。
图8(a)的截交线Inventor处理成图8(b)，而在制图中却要求画成图8(c)}需要进行修改。图9(a)是当筋板侧面与底板和立板间有圆角时Invemtor处理的情况，没有截交线，这也需要进行二次处理，见图9(b)。
图9 过渡线的补充
图10的简化画法也是Inventor直接处理不了的，需要进入"草图模式"进行二次处理。
图10 简化画法
诸如此类的问题还有许多，特别是装配图，需要修改的地方就更多。在装配图中不仅会遇到上述问题，而且在其剖视图中，Inventor会把实心的非标准件创建成剖视，沿结合面的剖切也会出现问题。再例如，弹簧是按真实投影转换成工程图，而国家标准却要求采用简化画法。标注尺寸时也会出现一些问题，需要进行必要的修改。这里就不一一列举了。
Inventor是Autodesk公司的产品，与AutoCAD的兼容性较好，Inventor允许将工程图文件(.dwg)转换成AutoCAD文件(.dwg)，在AutoCAD中进行修改，但这时也就丧失了三维模型与工程图间的相关性。
规定画法的人为因素，使得上述问题不仅是Inventor, UG, ProlE, SolidWorks等三维软件也都会碰到，只是解决的方法不同而已。
2二维表达的重要性
以上的三维转二维存在的问题可以看出，学好工程图是很重要的，没有工程图的基础，对转换的工程图进行正确的修改是不可能的。作者在三维建模的教学中发现，尽管讲了修改的方法，但学生交来的作业依然有很多的错误。作者经常让学生参与电子教案和网络课程的制作，但真正好的网络课程和电子教案是教师做的，学生做不好的一个主要原因是二维工程图的基础不行。
目前在高校的制图课中，课程内容主要还是二维工程图，尽管还要学习计算机绘图甚至三维建模技术，但学时较少，不是主要内容。作者觉得这样的教学安排是合适的，学生学习制图主要还是要掌握好二维工程图，这不仅因为二维表达是制图课程的基础内容，而且二维和三维并存的情况要长期存在，即使设计从三维开始，还需要将三维模型转换成二维工程图，而三维软件将三维模型转换成符合标准的工程图并不是轻而易举的，还会遇到许多的问题。三维转二维首先拟定合适的表达方案，然后利用三维软件所提供的功能将该方案正确地表达出来，并且标注尺寸和技术要求。这些都需要有较强的二维图形表达能力，在某些方面甚至比直接画二维工程图的要求还要高。
其次，学习三维建模，首先要学习二维草图，这就需要二维绘图能力，特别是尺寸约束和几何约束的能力。要将一个复杂的草图进行完整的约束(尺寸约束和几何约束)并不容易。
再其次，在三维转二维的过程中容易发现零件和部件模型在三维环境下不易察觉的错误，可以返回到三维进行修改。
以巨几个理由说明了三维CAD时代二维图形表达的内容也不能削弱，它是制图课程的基础内容。目前，许多的高校都将三维建模引入到了制图课程中，作者认为是正确和必要的。但在制图课中增加三维建模内容不能以删减二维图形表达内容为代价，否则就会本末倒置。需要进行深入研究，对课程内容和体系进行优化整合。(end)
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(6/20/2008) |
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