UG工程圖樣中引入正等軸測圖的方法

蘇金英

（湖南有色金屬職業技術學院 機電工程系，湖南 株洲 412006）

0 引言

根據投影原理、標準或有關規定，表示工程對象并有技術說明的圖稱為圖樣［1］。由于正投影法能反映物體的真實形狀和大小、度量性好、作圖簡便，因此在工程上的應用十分廣泛［2］。機械圖樣中的二維圖樣（視圖）是目前機械行業生產過程中作為設計思想交流的主要圖樣，均是采用正投影法繪制的。但由于二維圖樣缺乏立體感，工程上常采用直觀性較強、富有立體感的軸測圖作為輔助圖樣。將物體連同其參考直角坐標系沿不平行于任一坐標平面的方向，用平行投影法將其投射在單一投影面上所得到的圖形稱為軸測圖［3］。理論上軸測圖可以有無數種，但從作圖簡便等因素考慮，一般采用以下3種：正等軸測圖，簡稱正等測；正二等軸測圖，簡稱正二測；斜二等軸測圖，簡稱斜二測。機械圖樣中，一般采用正等軸測圖來表達機件的立體結構和形狀?；谳S測圖本身表達的局限性，通常不能獨立作為指導生產用圖。兼顧二維圖樣和軸測圖的各自優勢，機械行業中的工程圖樣常采用二維圖樣與三維圖樣的混合表達方式。即在二維圖樣的左下角添加三維圖樣，彌補二維圖樣立體感不足的缺點，有利于二維平面視圖到三維立體空間的順利轉換，可提高讀圖速度，對讀圖有一定的輔助作用。

隨著計算機技術的迅猛發展，三維CAD軟件應運而生，利用三維CAD軟件可快速、輕松地建立機件的三維模型，通過三維模型可自動生成所需要的視圖及軸測圖。但三維CAD軟件普遍存在以下問題，即由軟件自動生成的正等軸測圖與三視圖的對應關系不符合第一角畫法，給讀圖帶來一定的困惑。為此，本文基于UG軟件，以軸承座為例，通過旋轉坐標系，介紹了兩種正等軸測圖的創建方法，使得正等軸測圖與三視圖的對應關系符合第一角畫法。

1 軸測圖與三視圖的對應關系

在機械工程圖樣中，通常將軸測圖置于二維視圖的右下方，如圖1所示。機件的尺寸、幾何公差及表面粗糙度等均標注在二維視圖中，軸測圖主要輔助讀圖者想象機件的空間形狀及結構，同時也有利于讀圖者想象機件在三個投影面的投影圖。尤其對于識讀一些形狀和結構較復雜的機件視圖，軸測圖的輔助作用更加突出，可有效提高讀圖速度和讀圖正確率。技術圖樣應采用正投影法繪制，并優先采用第一角畫法［4］，國際上包括我國在內的多數國家都是采用第一角畫法。按第一角畫法三視圖與相應的正等軸測圖的對應關系如圖2所示，即主視圖所對應的視圖是將物體沿軸測圖Y軸負方向（即從前向后）投射在XZ平面上得到的正投影圖；左視圖是沿軸測圖X軸負方向（即從左向右）投射在YZ平面上得到的正投影圖；俯視圖是沿軸測圖Z軸負方向（從上向下）投射在XY平面上得到的正投影圖。

2 工程圖樣中軸測圖的創建方法

在UG軟件中，二維圖樣與三維圖樣之間可自如切換，可根據三維模型生成相應的二維視圖，導出工程圖樣；根據三維模型可自動生成兩種軸測圖樣，即“正三軸測圖”和“正等軸測圖”。打開創建好的軸承座模型圖，單擊工具條“視圖”圖標右側的三角形，彈出8個圖標，分別對應著6個基本視圖、正三軸測圖及正等軸測圖，單擊其中任何一個圖標，會生成相應的投影圖。單擊前視圖（主視圖）、左視圖、俯視圖及正等軸測圖得到的相應圖形如圖3所示（所有圖形顯示樣式設置為“帶有隱藏邊的線框”）。在制圖環境由UG軟件自動生成的三視圖和正等軸測圖如圖4所示。

由圖3和圖4可知：主視圖、左視圖及俯視圖與圖1所示的二維圖樣視圖方向均一致，三個視圖符合“長對正、寬相等、高平齊”的要求，但正等軸測圖與圖1所示的正等軸測圖視圖方向不一致，也不符合圖2中三視圖與正等軸測圖的對應關系，給讀圖者帶來一定困惑。如需創建圖1所示的與三視圖相對應的正等測圖，需采用其他方法。

圖1 軸承座

圖2 正等軸測圖與三視圖的對應關系

UG軟件中主要有絕對坐標系（ACS）、工作坐標系（WCS）、基準坐標系（CSYS）及加工（機床）坐標系。絕對坐標系（ACS）是模型空間中的概念性位置和方向，不可移動且不可見。UG軟件中位于繪圖區域左下角的這個坐標系并不是真正意義的絕對坐標系，是一個“視覺指示符”，表示模型絕對坐標系的方位。單擊繪圖區域左下角這一“視覺指示符”的任一坐標軸，選擇角度或輸入角度，其余兩軸組成的平面即繞單擊的坐標軸旋轉相應的角度（角度值為正，旋轉方向為逆時針；角度值為負，旋轉方向為順時針），此時軸測圖隨著視覺指示符的變換而變換。在工程圖的創建中，可充分利用坐標系的旋轉得到與三視圖相對應的正等軸測圖。通過旋轉坐標創建正等軸測圖的方法有兩種：方法一是在建模環境事先創建好正等軸測圖并存儲，然后切換到制圖環境在工程圖樣中插入創建好的正等軸測圖；方法二是在制圖環境中利用“自定義視圖工具”創建正等軸測圖并插入到工程圖樣中。

圖3 UG建模環境顯示的三視圖及正等軸測圖

圖4 UG默認的正等軸測圖

2.1 方法一

在建模環境創建正等軸測圖的步驟如下：

（1）打開創建的模型圖。切換至顯示UG軟件默認的正等軸測圖，如圖3（d）所示。

（2）自定義正等軸測圖。將鼠標指針移至左下角坐標系Z軸附近，待Z軸由藍色變為紅色（同時Z軸會變粗）單擊鼠標左鍵，彈出如圖5（a）所示的對話框；點擊角度旁邊的三角形，在其下拉列表中選擇90，如圖5（b）所示；單擊中鍵確定，如圖5（c）所示。

（3）存儲自定義正等軸測圖。單擊工具條“圖紙”的“另存為”圖標，彈出如圖6所示對話框，輸入視圖名稱（本文給視圖命名“1”），單擊確定。

（4）創建三視圖。切換至制圖環境，創建如圖4所示中的3個二維視圖（選用第一角畫法，圖紙大小自定義為豎放的A4圖紙，比例為1∶3），具體過程此處不贅述。

（5）引入自定義的正等軸測圖1。單擊工具條“圖紙”中的“基本視圖”圖標，彈出如圖7（a）所示的對話框，單擊“要使用的模型視圖”右邊的三角形，選取“1”，如圖7（b）所示；單擊比例右邊的三角形，選取“比率”，如圖7（c）所示；在比率的下框中輸入“1∶3”，如圖7（d）所示；在基本視圖的左視圖下方合適位置單擊鼠標左鍵，創建的工程圖樣如圖8所示。在制圖環境可將左視圖編輯為圖1所示的局部剖視圖，標注尺寸等，此處不再贅述。

圖5 創建自定義正等軸測圖

圖6 存儲自定義正等軸測圖1

2.2 方法二

在制圖環境中利用“自定義視圖工具”創建正等軸測圖的步驟如下：

（1）創建三視圖。具體同方法一。

（2）利用定向視圖工具創建正等軸測圖。單擊工具條“圖紙”中的“基本視圖”圖標，彈出如圖7（a）所示的對話框，在“要使用的模型視圖”選擇“正等測圖”；“比例”選擇“比率”，設置為1∶3的比例，如圖9（a）所示；單擊“定向視圖工具”，彈出如圖9（b）所示的對話框，同時在繪圖區域的左下角彈出如圖9（c）所示的“定向視圖”圖框；單擊“定向視圖”圖框內左下角的三重軸中的Z軸，彈出角度選項框，單擊角度選項框右側的三角形，選擇90，如圖9（d）所示；在基本視圖的左視圖下方合適位置單擊鼠標左鍵，創建的工程圖樣如圖8所示。

圖7 工程中引入自定義軸測圖

圖8 創建工程圖樣

3 結語

利用坐標系的旋轉，提出了兩種正等軸測圖的創建方法。由此創建的工程圖樣完全符合第一角畫法，架通了二維平面視圖與三維立體之間轉換的橋梁，提高了讀圖速度和讀圖正確率，對零部件的加工、檢測及裝配具有重要的指導意義。

圖9 利用基本視圖中的定向視圖工具創建正等軸測圖