基于Rhino的工程圖繪圖技巧

文/何鑫 伍健 張玲玉

1 引言

隨著計算機技術的發展，計算機輔助工業設計（簡稱CAID）以其易保存、易修改、表現能力強和數控程度高等優勢，在設計行業得到廣泛應用，極大地提高了設計效率。Photoshop、CorelDRAW、Rhino（犀 牛）、3ds Max、Pro/E等設計軟件，已然成為大多數工業設計專業學生必修軟件課程。據悉，現階段我國高校產品設計、工業設計專業使用的三維設計軟件，已經由早期的3DMAX、UG逐步過渡到以Rhino（犀牛）為主，通過Rhino進行三維建模，然后在V-Ray或者KeyShot中進行渲染，最終達到逼真的產品展示效果。

Rhino文件大小相比其它三維軟件要小很多，電腦配置要求也相對較低。Rhino涵蓋了所有的NURBS曲面建模功能，不僅可以輔助設計師快速的進行產品三維建模，還具有40余種輸出格式，與生產制造相接軌。例如，通過Rhino導出的文件經過編輯可直接使用3D打印機快速打樣，用來檢驗產品造型、結構的合理性。

大多數研究中只對犀牛軟件在快速建模、曲面表現、KeyShot后期渲染等功能進行了介紹，對其工程圖出圖方面的運用介紹相對較少。目前，大多數設計師及學生繪制工程圖時都是先將Rhino建立好的模型制作成2D圖形，然后保存為Dwg或者是dxf格式，再到CAD軟件中進行后期處理出圖。該方法不僅要求設計師及學生熟練使用AutoCAD等軟件，而且后期線條處理繁瑣，無法避免模型或產品后期修改的問題。通過對Rhino繪圖功能進行研究，發現Rhino1.1就提供了一整套的出圖工具，更新至Rhino6，其出圖功能更加完善，具有和AutoCAD一樣的標注功能，圖紙配置更加便捷，Make2D出圖更為迅速，能很好地幫助設計師繪制出符合國標的工程圖來，省去很多出圖繁瑣環節，留出更多的時間用于設計。

圖1：所需工具命令

2 Rhino6常用出圖工具

2.1 工作視窗

Rhino具有兩種不同的工作視窗，模型工作視窗和圖紙配置工作視窗。在模型工作視窗可使用適當的單位與精確度建立曲面或實體模型。在圖紙配置模式中可以設定圖紙配置和打印設置，管理圖紙配置中模型與圖層的可見性，以及線型屬性，還可以在圖紙配置工作視窗建立模型不同角度的子視圖并做注解。例如：生產時的注意事項、材質、一般性附注、標題、批準區塊和比例尺等。

設計師可以通過繪圖區底部的標簽對工作視窗進行切換，ViewportTabs 指令可以顯示/隱藏工作視窗切換標簽。圖紙配置工作視窗可以包含數個子工作視窗，子工作視窗可以顯示模型不同角度的視圖，子工作視窗有獨立的工作視窗屬性與物件屬性，子工作視窗邊框的打印顏色、打印線寬與不打印等都可以在子工作視窗的物件屬性中進行設定。

2.2 Rhino常用出圖工具

在Rhino的工具列中，出圖工具列包含了所有的出圖標注工具，標準工具列中也有相應的注釋工具，這些工具保證了Rhino進行工程圖出圖功能的實現。工程圖/生產圖所需工具命令如圖1所示。

3 Rhino繪制工程圖方法和技巧

在Rhino 6環境中，通過Make2D與圖紙配置工具的使用，可以更快更好的制作2D圖紙。Rhino繪制工程圖出圖流程為：首先繪制好產品模型；接著通過模型創建其三視圖，進行標注尺寸及注解；再次進行后期的細節處理；最后進行打印設置，輸出至指定打印機打印出圖。下面以軸承座為例，通過繪制其工程圖來說明繪圖過程。

其制圖流程如圖2所示。

3.1 快速創建三視圖

圖2：制圖流程圖

使用命令Make2D創建物件的三視圖：【出圖】—【建立2D圖面】【2D 頁面選項】。首先選擇命令，選取要建立2D圖面的物體，按Enter或者鼠標右鍵完成。其次對彈出的頁面選項進行設定，點選或勾選投影方式、從輸入的物件、隱藏線、建立群組等需求選項。確定后計算出的投影視圖被放置于XY平面，在計算過程中會自動將各類線歸置到相應的圖層，便于設計師管理及操作。得出結果如圖3所示。

3.2 視圖調整

根據需求，使用命令【標準】—【群組】【移動】【對齊】等常用工具對Make2D生成的視圖進行相應的調整。將Make2D生成的視圖分別進行群組，以便移動等操作；根據圖面的排布將群組好的視圖移動至合適的位置，以便更好的標注與出圖。若Make2D生成的四個視圖不能滿足需求時，可以在工作視窗中設置需要的視圖面（如Back或者Right），再次進行Make2d則點選視圖投影方式，即可得到需要的視圖。

3.3 生成圖紙配置

使用命令【出圖】—【新增圖紙配置】【新增子視圖】，【屬性】【子視圖】等出圖工具建立圖面內容。選擇命令【新增圖紙配置】后，根據自己的需求對打印機、圖紙尺寸、圖紙方向、初始視圖數等進行選擇并確定，確認后系統將自動轉入圖紙配置工作視窗。選擇命令【新增子視圖】，選擇需要投影的圖面（一般默認Top面），在圖紙配置工作視窗中框畫出視圖顯示區間，雙擊顯示區間進行選中，通過鼠標滾輪操作調整至需要的視窗（鼠標操作方式與模型視窗操作方式一致），再次雙擊選中區間即可跳出區間選中。單擊選中子視圖后使用命令【屬性】—【子視圖】可以對子視圖縮放比進行設置，通過子視圖外框的控制點和操作軸也可以對視圖外框進行設置（控制點和操作軸的改變不影響視圖縮放比）。可得出結果如圖4所示。

3.4 創建剖視圖

圖3：Make2D生成三視圖效果

使用命令【標準】—【工作視圖配置】—【新增截平圖】和Make2D建立剖立面。選擇一個視圖（如Right）幫助創建剖立面，選擇命令【新增截平圖】完成剖面的創建，通過命令Make2D將創建好的面投影至Top視圖中。為不影響剖面的創建，僅對可見線進行破面，可以將不可見線的圖層隱藏掉。選擇命令【出圖】—【剖面線】，對需要進行剖面的區域進行剖面，當然通過命令【標準】—【從物件建立曲線】—【斷面線】，也可以進行剖面的建立。可得出結果如圖5所示。

圖5：剖視圖

3.5 尺寸標注

Rhino進行尺寸標注時，使用到的【直線尺寸標注】【對齊尺寸標注】【角度尺寸標注】【半徑尺寸標注】【標注引線】等工具，與傳統的CAD標注方式是一樣的。特別需要注意的是進行尺寸標注時，需要保證對比例的設置以及樣式的選擇。使用命令【工具】—【選項】—【注解樣式】可以對注解樣式進行設置，其中包括了模型空間比、字體、文本、長度單位以及公差等內容的設置。使用命令【云線】可用作相關指引，而且Rhino支持了標準圖框的導入,最后只需導入設置好的A3圖框，完善相關圖框信息和技術要求即可。可得出結果如圖6所示。

3.6 打印設置

設置打印前準備：使用【圖層】—【線型】【打印線寬】【打印顏色】等命令在圖層里面對打印的線型、線寬以及打印的顏色等內容進行設置，進行該操作時可以將工作視窗調整為打印預覽模式，以便更好的進行打印設置。

完成打印前準備后，使用命令【出圖】—【打印設置】，彈出打印設置對話框，該打印設定對話框的左邊是目標、邊界、可見性、線型與線寬等打印設置相關信息，右邊是即實更新的預覽畫面，對打印機、圖紙大小、打印張數等基本信息進行設定后，即可打印得出需要的工程圖紙。當然不經過前期的打印準備，直接在打印設置里面進行線型參數的設定也可以達到出圖需求。可得出結果如圖7所示。

4 結論

對Rhino工程圖出圖功能進行研究，得出Rhino不僅可以快捷高效地建立三維模型，且可以進行參數化尺寸輸入，精確繪圖。因個人的操作習慣不同，繪制圖形的先后和調用的命令也會不同，但必須保證其投影及比例關系。經過適當后續處理(如尺寸標注和技術注解)，可成功生成符合國標的二維工程圖（零件圖、生產圖），極大地縮短設計周期。隨著Rhino功能不斷的增強，使用Rhino的出圖功能來解決工程圖出圖問題，可以方便、快捷的幫助設計師完成出圖流程，提高設計效率。

圖6：尺寸標注效果

圖7：打印前最終結果