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基于UG的第三角投影法研究 |
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作者：石皋莲 石世宏 吴少华 |
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搞要：基于UG制图中主模型方法，通过建模应用、装配应用、制图应用模块，快速创建3D部件的2 D图，研究第三角投影法投影原理、画图与看图的基本方法。通过体模型与制图中视图的双向关联，以及第一角视图与第三角视图生成法、投影规律的比较，探讨现场读图时第三角投影图和第一角投影图的快速转换技巧。
关键词：UG 第三角投影 第一角投影 转换
1 概述
国际标准化组织(ISO)规定：第一角投影法和第三角投影法同等使用。第三角投影法作为国际标准化组织规定的重要交流工具之～，其在当前我国经济生产中的地位和作用越来越突显。根据国家标准(GB)规定，我国采用第一角投影法。在目前大多数高职高专院校机械制图教材中，第三角投影法和第三角投影工程图只是作为一般知识介绍。在我国经济发达地区的一些美、日资企业中，设计部门与品管部门之间、工程技术人员与生产一线人员之间因对第三角投影图理解上的分歧而影响生产的情况时有发生。
UnigraphiCS CAD／CAM／CAE 系统是一个基于过程的产品设计环境，可以实现产品从开发到加工的数据无缝连接，从而优化企业的产品设计与制造。该软件是目前最先进的计算机辅助设计、分析和制造软件，具有强大的制图功能，广泛应用于机械、电子等工业领域。基于UG环境下制图中主模型方法，通过建模应用、装配应用、制图应用等模块，对研究第三角投影法投影原理、画图与看图的基本方法，实现第三角投影图和第一角投影图快速转换，构建第三角投影法学习和运用平台，具有深远的意义和作用。
2 第三角投影法
2．1投影理论
工程图样主要是用正投影的方法获得。在图1a所示的空间投影体系中，H、v、w是3个互相垂直的投影面，它们两两相交出x、Y、z 3个空间坐标轴。可见，空间投影体系把空间分为8个分角。若将物体放在第一分角中进行正投影，则所得图形为第一角投影图；而将物体置于第三分角内按正投影法进行投影，则所得图形为第三角投影图。
2．2投影原理
由图la分离出主要反映第三分角空间的图2a。将物体置于第三角投影体系中采用正投影法，假设投影面均是透明的且可以在上面成像。观察者依次从V面的前方、H面的上方和W面的右方对物体进行观察(发出投影线)，则能够分别在V面、H面和w面投射出物体的三面投影；然后V面保持不动，H面向上方旋转，w面向右前方旋转，则可获得物体的三视图，如图2b所示，分别叫做前视图(V面投影)、顶视图(H面投影)和右视图(w面投影)。与图lb比较可见，用第三角投影时，投影法的三要素之间的相对位置顺序为：投影线— — 投影面— — 投影体—— 获得投影，而用第一角投影时，各要素之间的相对位置顺序 投影线— —投影体— —投影面—— 获得投影。
2．3基本视图
第三角投影法的基本视图有六个，即前视图、顶视图、底视图，右视图、左视图、后视图。其配置是：顶视图在前视图之上，底视图在前视图之下，左视图在前视图之左，右视图在前视图之右，后视图位于前视图的左边或右边。用第三角投影法绘制的三面视图之间，仍然遵守长对正、高平齐、宽相等的对应关系，但此时顶视图的下方和右视图的左方却表示物体的前面，顶视图的下方和右视图的右方却表示物体的后面，这一对应关系恰与第一角投影法相反。
3 基于UG的第三角投影法分析
3．1绘图基本方法
创建主模型。在UG中，根据虚拟的装配思想，引入了主模型的概念。装配可以认为是主模型文件的下游应用，它不包含
主模型的任何信息，只包含指向主模型的指针。制图可以看成是只包含一个组件的装配件，是uG的下游应用之一。UG的制图不是传统意义的二维绘图，而是基于三维实体模型在工程图上的投影。因此，在进入uG的制图模块之前，必须已经存在要创建工程图的三维模型。运用UG系统的实体建模、特征建模、自由形状建模等建模功能，可迅速创建生成一个图1 a中的3D部件，即仅包含该主模型的装配文件。
进入制图模块。激活“装配”应用，调用主模型。插入图纸页，在对话框中给图纸命名、设置比例、制图单位，并选择第三角投影法(如图3)。ISO国际标准规定了第一角、第兰角投影标记。在图样标题栏中，画有标记符号，可识别图样画法。点击图4a标记， 则所选是第一角投影法，点击图4b，则是选中第三角投影法。
添加基本视图。在基本视图菜单依次选择顶视图、底视图、前视图、后视图、左视图和右视图(如图5)，选择对齐视图，在视图样式中，将隐藏线选择为虚线(如图6)，生成六个基本视图(如图7 )。
添加投影视图。选择“插入”一“视图”一“投影视图”命令，或单击“图纸布局”工具栏上的“添加投影视图”图标 ，可为刚生成的基本视图建立正交投影视图。“添加投影视图”工具栏，如图8所示。添加投影视图时，总是以最后添加的基本视图为父视图。以此法也可依次生成六个基本视图。
图8 添加投影视图对话框
3．2与第一角投影图样的转换与比较
在主模型法前题下，进入制图模块后，如果在插入图纸页对话框中选择第一角投影法，采用相同的方法也可依次生成主视图、俯视图、左视图、右视图、仰视图和后视图等六个基本视图(如图9 )。
从图7和图9所示， 第三角投影和第一角投影的六个基本视图的名称和配置，将两组图形进行比较，可以看出前视图与主视图的形状和位置完全相同，后视图的形状相同，而位置不同。其余四个视图的配置正好互相调换，即：第三角投影的右视图是第一角投影的左视图，第三角投影的左视图是第一角投影的右视图，第三角投影的顶视图是第一角投影的仰视图，第三角投影的底视图是第一角投影的俯视图。另外，在方位关系系上，第一角投影俯视图的下方和左视图的右方都表示物体的前面， 反之为后面。第三角投影：顶视图的下方和右视图的左方均表示物体的前面，反之为后面。在投影规律上都遵循“长对正、宽相等、高平齐”的基本规律。
在UG环境下，将轧辊的第三角与第一角视图进行比较(如图10)，可以看出：第三角投影视图配置合理，视图之间直接反映了视向，便于看图、作图。易于想象物体空间形状，看到的形状就是图形。便于绘制轴测图，相邻图就近配置，有利于表达零件细节。
另外，还有利于尺寸和其它标注相对集中。值得注意的是：基本视图与建模时的坐标有关，从Y方向看的视图是front(前)视图，从x方向看的视图是right (右)视图，从z方向看的视图是top(顶)视图。关键是首先选择好前视图。
当然，在生产实际中，也有一些有效的转换技巧可在第三角投影法绘制的原图上将视图转换成第一角视图，使缺乏第三角画法知识的人能利用已有的第一角投影法知识，方便而迅速地阅读图样。
4．结论
基于uG制图中主模型方法，运用建模应用、装配应用、制图应用模块，快速地创建3D部件的2D图，可以方便地研究第三角投影法投影原理、画图与看图的基本方法。在主模型前提下，运用制图应用模块，根据体模型与制图中视图的双向关联性，可以快速将第三角视图与第一角视图进行了转换。通过第一角视图与第三角视图生成法、投影规律的比较，可以得出第三角投影法具有投影视图位置配置简单明了，视图之间直接反映了视向；易于想象物体空间形状，看到的形状就是图形；便于绘制轴测图，相邻图就近配置，有利于表达零件细节等优点。
参考文献：
1． 李光明， 李学京等．第三角投影法的视觉研究[J】．合肥工业大学学报(自然科学版)，2 002，2 5(6)：1 2 02—1 2 04．
2．洪如瑾．UG NK2CAD快速入门指导[M]．北京：清华大学出版社， 2 0 05．
3．宋振会．UGNX4．0工程制图基础教程【M】．北京：清华大学出版社， 2006．
4．岳宁，钟星海等．UGNX5．0一零件设计技术指导【M]．北京： 电子工业出版社2 008．
5．王虎．基于uG环境下的内燃机气缸盖实体建模[J】．机械，2O06，33(1i)：31—32．(end)
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(9/2/2010) |
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