三維建模繪制平面三視圖的方法研究

李柏華

摘 要：中專技校或高職高專的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）中級(jí)考證或者高級(jí)考證當(dāng)中經(jīng)常出現(xiàn)平面視圖的繪制以及三視圖的剖視畫(huà)法，這要求學(xué)生在制圖基礎(chǔ)知識(shí)要非常鞏固和三維空間想象能力非常豐富的前提下才可以將這些題目準(zhǔn)確、完整的畫(huà)出來(lái)。但一般情況下，大部分的學(xué)生的制圖基礎(chǔ)水平都是中等甚至以下，一旦考試出現(xiàn)這些題目，有些學(xué)生都是果斷放棄甚至是亂畫(huà)一通，將時(shí)間用在自己有把握的題型當(dāng)中，在保證考證過(guò)關(guān)的前提下，這些題目往往都是做一部分甚至是空白的。因此，要好好地將這些題目畫(huà)出來(lái)，除了要鞏固好制圖知識(shí)的同時(shí)，還要很好地掌握三維建模軟件，利用三維建模軟件將平面圖形轉(zhuǎn)換成空間實(shí)體，進(jìn)而畫(huà)出平面三視圖以及三視圖的剖視畫(huà)法。

關(guān)鍵詞：三維建模 三視圖 剖視

中圖分類號(hào)：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）02（c）-0131-02

1 三視圖的補(bǔ)畫(huà)

在機(jī)械類CAD中級(jí)考證中，我們會(huì)經(jīng)常遇到補(bǔ)畫(huà)三視圖的題型，這種題型最基本考的知識(shí)點(diǎn)就是機(jī)械制圖課程當(dāng)中的組合體的組合形式，組合體的組合形式一般分為切割和疊加兩種形式，而考試中常見(jiàn)的則是切割這種組合形式。繪制這類題型時(shí)，首先要掌握好機(jī)制制圖的知識(shí)，運(yùn)用制圖知識(shí)對(duì)圖形進(jìn)行形體分析，分析圖形中的框格代表是什么意思，是在哪個(gè)視圖方向經(jīng)過(guò)怎樣的切割得到。以圖1一道中級(jí)考試為例來(lái)講解如何利用三維建模進(jìn)行三視圖的補(bǔ)畫(huà)。題目已給出該視圖的主視圖和左視圖，要求補(bǔ)畫(huà)俯視圖。根據(jù)已知條件，首先要對(duì)視圖進(jìn)行形體分析，該圖形原是一個(gè)長(zhǎng)方體，經(jīng)過(guò)切割后得到題目所給的圖形。從主視圖可以看出，圖形有一處進(jìn)行了切割，切割成V形槽，切割長(zhǎng)度可以從左視圖可以看為15 mm，另外從左視圖可以看出該圖形有三處切割，其中兩處是對(duì)稱相同的，切割成一塊是25 mm×15 mm×15 mm的長(zhǎng)方體。經(jīng)過(guò)分析后，下面利用三維軟件對(duì)該圖形進(jìn)行建模，建立三維圖形，進(jìn)而畫(huà)出視圖中所缺的視圖。打開(kāi)CAD三維軟件界面，調(diào)出三維實(shí)體建模所需要的工具欄，按照?qǐng)D1所示的圖形要求在主視圖方向中畫(huà)出主視圖，然后切換到左視圖界面出畫(huà)左視圖，并將兩者擺放到軸測(cè)圖方向上，如圖2所示。

根據(jù)圖2所示的圖形開(kāi)始建模，再通過(guò)差集將切割部分去掉，最終得到如圖3所示的立體模形。根據(jù)所得的立體模型，補(bǔ)畫(huà)三視圖中的俯視圖就更為簡(jiǎn)單，避免了單憑兩個(gè)視圖畫(huà)出第三視圖而出現(xiàn)漏畫(huà)現(xiàn)象，同時(shí)也加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)三維軟件建模圖形的掌握的能力。最終補(bǔ)畫(huà)的俯視圖如圖4所示。基于有些學(xué)生利用制圖知識(shí)去補(bǔ)畫(huà)三視圖，在理解視圖是怎樣切割情況下，但由于缺乏必要的立體知識(shí)和對(duì)CAD軟件不熟悉的前提下，難免會(huì)出現(xiàn)知道圖形是怎么切割但是畫(huà)不出來(lái)的情況，所以，只要掌握了軟件的三維立體建模功能，在補(bǔ)畫(huà)這些圖形的時(shí)候就會(huì)得心應(yīng)手，在考試過(guò)程中利用建模出來(lái)的立體模形，通過(guò)立體模型可以補(bǔ)畫(huà)相應(yīng)的視圖等這樣的題型就不會(huì)出現(xiàn)被扣分的現(xiàn)象。

2 對(duì)視圖進(jìn)行全剖或半剖繪制

在機(jī)械類CAD中級(jí)考試中還會(huì)出現(xiàn)一道組合體視圖的全剖或半剖視圖的繪制，這一種題型就相對(duì)較為難。這就要求學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)立體空間想象能力要過(guò)硬，而且對(duì)制圖知識(shí)的全剖和半剖知識(shí)要掌握，同時(shí)還要對(duì)三維軟件的操作要熟練的前提下才能夠把這種題型畫(huà)出來(lái)。以圖5所示一道題目為例講解全剖或半剖的畫(huà)法。題目要求把圖6所示的立體的主視圖畫(huà)成全剖視圖，左視圖畫(huà)成半剖視圖。

對(duì)于這樣的題型，很多學(xué)生在考試過(guò)程中往往都是亂畫(huà)一通甚至是放棄不畫(huà)直接轉(zhuǎn)入另外一道題進(jìn)行繪制。這種題型是組合體的疊加和切割相結(jié)合，除了考學(xué)生的圖形分析之外還考到了運(yùn)用制圖知識(shí)對(duì)圖形進(jìn)行剖切繪制的知識(shí)點(diǎn)，要求學(xué)生要有過(guò)硬的功底和空間想象能力才能夠很好地把這種題型做出來(lái)。由圖形中分析可以得出，組合體實(shí)際上是由長(zhǎng)方體和圓柱體疊加而成，中間挖掉兩個(gè)大小不同圓柱孔，長(zhǎng)方體左右對(duì)稱方向挖掉半圓柱形的槽。分析完后，利用CAD三維軟件進(jìn)行實(shí)體建模，建模立體效果如圖6所示。建立實(shí)體模型之后，再對(duì)該模型進(jìn)行繪制三視圖的全剖和半剖就較為容易了。緊接著對(duì)該實(shí)體模型進(jìn)行剖切，得到全剖視圖和半剖視圖如圖7所示。

由圖7的立體圖可以看出，主視圖畫(huà)全剖以及左視圖畫(huà)半剖視圖就容易多了。從而按題目要求畫(huà)出全剖視圖和半剖視圖，如圖8所示完成該題目的繪制。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)機(jī)械類CAD中級(jí)考試題型只要熟練掌握CAD三維軟件的立體建模，可以將平面圖形轉(zhuǎn)換成立體模型就可以很直觀地繪制出題目所要求的視圖，對(duì)考試能起到事半功倍的效果。這就需要學(xué)生在學(xué)習(xí)和掌握機(jī)械制圖基礎(chǔ)知識(shí)的前提下，還要對(duì)CAD軟件特別是三維實(shí)體建模的操作要非常熟悉，這樣在考試過(guò)程中以及以后工作過(guò)程中都可以很快地運(yùn)用這些技校去繪制不同的圖形。附著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，手工繪圖慢慢淡出人們的視線，取代手工繪圖的將是高效率的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)繪圖。當(dāng)前社會(huì)上出現(xiàn)了很多的三維軟件，而且功能特別強(qiáng)大，有Pro/E，SolidWorks、UG等三維軟件，很少人會(huì)用到CAD軟件的三維功能，但是CAD的二維平面是所有軟件中效率是比較高的，而且在與其他軟件的兼容和轉(zhuǎn)換中都可以快速的得到平面圖形，CAD平面繪圖在現(xiàn)在的繪圖和設(shè)計(jì)領(lǐng)域中都廣泛涉及。而在中專技校和高職高專院校中，CAD平面繪圖還是作為一門(mén)必修的專業(yè)課程，在機(jī)械、建筑、土木工程、藝術(shù)設(shè)計(jì)等學(xué)科都得到廣泛運(yùn)用，同時(shí)還要還可以在氣象、廣告、地理等特殊領(lǐng)域開(kāi)辟新的市場(chǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1] CAD輔助設(shè)計(jì)教育研究室.中文版Auto2014實(shí)用教程[M].人民郵電出版社，2015.

[2] 林娟玲.AutoCAD實(shí)用教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2016.