關于組合體尺寸標注的探討

陸海濤+呂建強+路連

摘 要 組合體尺寸標注是工程制圖尺寸標注的核心內容之一。針對組合體尺寸標注的普遍問題，深入剖析尺寸的內涵，尺寸標注與畫圖讀圖的關系，平面圖形與組合體尺寸標注的聯系以及尺寸標注方法。最后提出對尺寸標注內容進行整合的必要性和方法。為提高工程制圖尺寸標注的教學效果和學習效果提供幾點建議。

關鍵詞 工程制圖 尺寸標注 組合體

中圖分類號：TH126 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2016.10.024

Abstract Composite body size is one of the core contents of engineering graphics. Relationship for the assembly dimension in general， in-depth analysis of the size of the connotation， dimensions and drawing pictures， planar graphs with combined body of dimension and dimension annotation methods. At last， the necessity and method of the integration of dimension annotation content are put forward. In order to improve the teaching effect and learning effect of engineering graphics， some suggestions are provided for improving the teaching effect and learning effect.

Keywords engineering graphics； dimension； combination body

眾所周知，組合體是學習圖樣各種表達方法的幾何模型，是機械零件的基本幾何形體。組合體三面投影圖的訓練使學生從畫法幾何的較為抽象的思維過渡到更加真實的形象思維，空間形象思維能力得到極大提高，并掌握空間三維物體和二維平面圖形之間對應關系的識別和轉換方法。組合體是學習掌握繪圖、讀圖和尺寸標注等基本工程制圖技能的關鍵階段。對培養學生認真負責的工作態度，提高綜合工程人文素質也具有重要意義。因此，組合體是工程制圖課程內容體系的重要組成部分，是課程教學環節中的重要一環。相對于組合體畫圖和讀圖，組合體尺寸標注的教學難度更大，尺寸標注已經成為學生學習工程制圖的最薄弱環節之一。除了創新教學方法，調動學生學習主動性之外，我們更應關注影響尺寸標注教學效果的深層次因素，本文就此進行探討。

1 組合體尺寸標注存在的問題

組合體尺寸標注的基本要求是正確、完整和清晰。只有正確標注組合體尺寸，才能正確反映組合體大小。但在教學中發現，學生學習尺寸標注存在的問題較多，涉及到了組合體尺寸基本要求的各個方面，主要有：

1.1 尺寸標注的國家標準

尺寸標注國家標準是貫穿于整個尺寸標注教學和學習過程的主線，是學習尺寸標注的綱領。不能正確理解尺寸標注的國家標準含義，執行國家標準意識淡薄，不重視標準規定，不嚴格執行標準，導致尺寸標注的正確性得不到有效保證。比如為直接直觀反映物體大小，國家標注規定尺寸數值不受繪圖比例影響，但繪圖比例的選擇與尺寸數值有關。而常見一個誤區是圖形的大小即為物體大小，混淆繪圖比例和尺寸數值的含義。

1.2 尺寸標注方法

形體分析法是尺寸標注的基本方法，其基本思想是將尺寸分類進行標注，即定形尺寸、定位尺寸和總體尺寸。①尺寸分類標注區分了尺寸標注的難易，增強標注尺寸的目的性，使得尺寸標注更具條理性，最終滿足組合體尺寸標注基本要求。但學生不能正確堅持應用形體分析法標注尺寸，造成遺漏尺寸和重復尺寸的現象屢見不鮮。不及時總結尺寸標注經驗教訓，不善于歸納尺寸標注的技巧和規律。最終，沒有養成正確標注尺寸的良好習慣。

1.3 尺寸基準選擇與應用

尺寸基準基本含義是尺寸標注的起點。一般地，定形尺寸的基準與測量基準一致，定位尺寸的基準與設計基準一致，總體尺寸的基準與裝配基準一致。狹義地，尺寸基準多指定位尺寸的基準。學生不能把握組合體整體結構形狀，也不能正確分析組合體結構功能，因而不能準確判斷組合體局部結構的重要性，不重視組合體的疊加或切割形成過程，造成尺寸基準選擇錯誤。混淆定位尺寸和定形尺寸，錯誤應用尺寸基準。

1.4 尺寸位置及調整

工程投影理論的基本原則之一是物體的結構形狀必須通過真實投影進行直觀表達。采用正投影理論的組合體投影可真實表達組合體的結構及形狀。一般組合體局部結構通過兩次以上的投影表達清晰，反映其大小位置的尺寸也具有多個標注位置。疏于尺寸擺放位置合理性要求，不能確保尺寸標注在反映結構最清晰的投影之上。也不能處理好尺寸與圖線的相對位置關系，尺寸和圖線的清晰性難以保證。對于同一結構的尺寸放置過于分散，未做到盡量集中，不便于讀圖。對于形成尺寸封閉的尺寸，難以判斷選擇其中重要的尺寸，刪除不重要尺寸。而總體尺寸標注與否模糊不清，對于疊加型組合體，總體尺寸應根據具體情況分析判斷；對于切割型組合體，一般需要直接標注總體尺寸。

2 影響尺寸標注的關鍵因素

2.1 尺寸內涵的理解

尺寸具有反映大小和定位功能。物體所占空間大小就是物體體積，體積反映物體大小。計算體積的變量跟標注的尺寸緊密相關，即尺寸能夠反映物體大小。在設計中需要用尺寸保證零件局部結構間的位置距離。在裝配中需要用尺寸保證不同物體間的裝配距離。尺寸具有唯一性、方向性、多樣性和技術性。物體大小是唯一的，物體尺寸也是唯一的。在三維空間，物體大小是從三個方向進行度量，度量方向決定尺寸的標注方向性。②物體大小可分為整體大小和局部大小，故物體的尺寸也有整體尺寸和局部尺寸之分，即總體尺寸、定形和定位尺寸。物體結構形狀千變萬化，使得尺寸的種類和形式呈多樣性，且尺寸數量較大，容易混淆。因此，尺寸標注的規則和規定較多，使得尺寸標注體現出較強的技術性性和規律性，降低了尺寸標注的復雜性和難度，也十分方便讀圖，進而了解物體的大小。

2.2 畫圖、讀圖和尺寸標注的關系

畫圖、讀圖和尺寸標注是學習工程制圖的三種基本技能。畫圖將三維物體表達為二平面圖形，而讀圖恰好相反，二者是對立統一的。尺寸將畫圖和讀圖有機地聯系在一起。畫圖是標注尺寸的基礎，不會畫圖和尺寸標注，很難能正確讀圖。讀圖是畫圖和尺寸標注的基礎，畫圖前要讀懂或想象出物體的結構形狀和位置大小。不能正確讀圖，尺寸標注也難以達到基本要求。讀圖也離不開畫圖，畫軸測圖可以驗證讀圖效果。不會尺寸標注就難以準確表達和理解物體大小。

尺寸影響圖線的畫出順序，直接應用尺寸畫圖線是精確畫圖的有效途徑。簡而言之，三者相互影響，“你中有我，我中有你”，如圖1所示。

2.3 平面圖形與組合體尺寸的聯系

組合體大小由三個方向分別進行度量，即尺寸分別沿長、寬、高三個方向反映組合體大小，呈現立體感。組合體某一方向的大小，一定會體現在組合體在該方向的某個投影之上，通過該投影方向的平面圖形的尺寸反映，因此，平面圖形尺寸是軸測圖尺寸在投影面上的“投影”。平面圖形圖線與尺寸緊密聯系，③對于組合體，三個方向的尺寸，分別存在兩個基本視圖可以用來標注尺寸。值得注意的是，平面圖形中的每條圖線都是有大小的，但圖線大小并非全部代表物體大小。物體表面或線都有大小，但物體大小不僅受物體表面或輪廓線大小影響，也受物體表面、輪廓線之間的相對距離或位置影響。如正四棱臺，其高度由上下兩正方形表面間的距離決定，在平面圖中就是上下兩正方形表面的積聚性投影之間的距離，棱臺的長度和寬度分別由上、下正方形邊長確定，但投影為梯形的斜邊不標注長度尺寸。熟悉空間物體大小與平面圖形和尺寸之間的對應轉換對標注尺寸是至關重要的。

2.4 尺寸標注方法

形體分析法的核心由形確定體，通過對點、線、面的位置、形狀、數量、大小等的分析，判斷出簡單幾何體的形狀和大小，進而獲得組合體的形狀特征和大小特征。形體分析過程是畫圖、讀圖、尺寸標注的基礎和前提。沒有扎實的形體分析功底，畫圖、讀圖和尺寸標注就會變得困難。

組合體的畫圖和讀圖都具有極強的技術性，其尺寸標注也同樣具有極強的技術性。形體分析法④是用來尺寸標注的有效方法，它采用化繁為簡的思路符合人們的認識規律，較為容易掌握，特別適合學生用于學習尺寸標注。但學生并未真正掌握形體分析法的內涵，不懂得應用形體分析法。究其原因，普遍存在一種急于求成的心理，缺乏全局觀念，實踐與理論脫節。習慣于直接進行空間立體分析，不愿意進行看似繁瑣的點線面分析。不能嚴格地應用形體分析法畫圖和讀圖，基本上是一股腦地畫圖讀圖，浪費了熟練掌握形體分析法的寶貴時機，嚴重影響后續尺寸標注的教學與學習效果。實際上，由于形體分析法掌握不牢固，在尺寸標注階段，多數學生只根據自己對尺寸的理解標注尺寸，基本不遵照形體分析法標注尺寸的過程，形體分析法標注尺寸流程如圖2所示。因此，為更好應用形體分析法標注尺寸，堅持嚴格要求應用形體分析法畫圖和讀圖是非常必要的。

2.5 尺寸標注內容的整合

眾所周知，尺寸標注是工程制圖的教學重點內容之一，是學生必須掌握的基本內容。尺寸標注貫穿于課程教學的整個過程，內容主要有國家標準，平面圖形尺寸，簡單幾何體尺寸，組合體尺寸，剖視圖尺寸標注，零件圖尺寸，裝配圖尺寸和軸測圖尺寸。可見，有關尺寸的教學內容還是較多的，但縱觀歷屆工程制圖課程中有關尺寸標注內容的教學時間是偏少的，教學進程過長，教學較為分散，是一種循序漸進教學方式。在教學時間減少的客觀情形下，不利于尺寸標注的教學和學習，故有必要整合尺寸標注教學內容，調整教學進程，如為避免尺寸標注國家標準和平面圖形尺寸的孤立枯燥講解，將尺寸標注國家標準、平面圖形尺寸、簡單幾何體尺寸與組合體尺寸標注融合在一起。將剖視圖尺寸標注和零件圖尺寸標注進行融合，將軸測圖尺寸標注移到組合體前面，作為組合體尺寸標注的鋪墊。經過整合調整工程制圖尺寸標注分為三大部分：組合體尺寸標注，零件圖尺寸標注和裝配圖尺寸標注。

由上可見，組合體尺寸標注在工程制圖尺寸標注占據重要地位，是掌握零件圖和裝配圖尺寸標注的前提和基礎。

3 結束語

對組合體尺寸標注存在的各種問題進行了剖析，同時詳細討論了影響組合體尺寸標注的幾個深層次因素。對提高組合體尺寸標注的教學與學習質量具有一定實踐意義和理論意義。

注釋

① 王珉.工程制圖中組合體尺寸標注學習難點的突破及實踐[J].中國地質教育，2014（4）：96-97.

② 姚齊，馮江.尺寸標注的研究型教學[J].中國科教創新導刊，2010.31：71-72.

③ 陸國棟，晏群，曹敏.關于尺寸標注的教學方法改革探討[J].浙江工業大學學報，2000.28（S1）：176-179.

④ 易聲耀，尚建忠，徐海軍.疊加型組合體尺寸標注的教學分析方法研究[J].圖學學報，2014.35（4）：607-612.