工程制圖中組合體三視圖的教學探討

曾 萍

(貴州理工學院，貴州 貴陽 550003)

0 引言

《工程制圖》是一門研究繪制和閱讀工程圖樣的基本理論和方法的公共平臺課，它以工程圖樣為研究對象，旨在培養工科學生的工程意識，為培養學生設計創新能力打下基礎，為后續課程提供必備的制圖基礎知識與基本技能。

組合體三視圖的繪制和閱讀是該課程的一個重點，同時也是一個難點，學生在學習過程中雖然明白了方法，但由于其空間想象力、空間思維比較差，極易造成聽課很明白，做題就發愁的情況，有的學生因此產生畏難情緒，放棄練習，對后續相關課程、畢業設計造成極大影響。

1 組合體三視圖在制圖教學中的重要性

工程中的實際零件，往往都不是單一的基本幾何體，而是由兩個或兩個以上的基本體組合而成的組合體，或者說組合體可以看作是由機器零、部件略去了一些局部的、細微的工程結構(如圓角、倒角、凸臺、螺紋等)抽象而成的幾何模型。因此掌握組合體三視圖的繪制和閱讀是學習工程圖樣繪制和讀圖的前提和基礎，甚至有人認為學好了組合體三視圖也就算學好了制圖這門學科。可見組合體三視圖在制圖教學中的重要性。教師在課堂上應向學生闡述組合體三視圖的重要性，同時需要給學生加油、打氣，明確告訴學生只要掌握了學習的方法和技巧，多思考、勤練習，一定能有效提高空間想象力和空間思維能力，增強學生學好組合體三視圖的信心。

2 形體分析法在組合體三視圖中的應用

組合體的形狀是復雜多樣的，但所有的組合體都可以被分解成若干個簡單的基本體。形體分析法是為了方便畫圖、讀圖等，假想將物體分解成若干個簡單的基本體，再分析這些基本體的形狀、相對位置、組合形式和相鄰表面連接關系，再進行畫圖和讀圖的方法。形體分析法是組合體畫圖、讀圖及標注尺寸的基本方法，尤其對疊加式組合體最為實用和有效[1]。

對于疊加式的組合體而言，形體分析法是將復雜的形體分解成一個個簡單的基本體，即將復雜的問題簡單化，通過一個簡單體加另一個簡單體再加一個簡單體……，即一步步做“加法”，直至累加完所有部分。這是一個從零到整的過程。

例如圖1組合體。已知該組合體的主視圖和俯視圖，補畫左視圖。

圖1 組合體

我們首先對這個組合體進行分析：

可以看到該組合體可以分解成2個簡單的基本體。一為L型的基本體，如圖2所示。

綜合分析主視圖和俯視圖，可以看到，該L型基本體在立板背面開了一個后槽，如圖3所示。同時在底板下部開了一個底槽，如圖4所示。

圖3 立板背部開槽

結合主視圖和俯視圖進行分析，我們可以看到該組合體除了這個L型簡單基本體外，在立板前面、底板上面對稱疊加了一個上部為半圓的凸臺，如圖5所示。

圖4 底板下部開槽

圖5 凸臺基本體

在這個凸臺基本體上、下部分各開了一個通孔，如圖6所示。

圖6 三視圖

可以看到，對于疊加式組合體，采用形體分析法即可。在畫圖時是做“加法”，直到將整個組合體畫出。以圖1為例，在繪圖時先畫出L型基本體的整體，后畫局部(背部切割的后槽和底板下部切割的底槽)。L型基本體全部畫完后，再畫另一個基本體(凸臺)。是一個做“加法”的過程。

3 線面分析法在組合體三視圖中的應用

對比較復雜的組合體，特別是多次切割的組合體而言，對不易表達或讀懂的局部，應用線面分析法，對線、面的投影特點進行分析，以幫助表達或讀懂這些局部的形狀[1]。線面分析法要求學生熟悉平面的投影規律，對特殊位置平面(垂直面、平行面)、一般位置平面的投影規律一定要了如指掌。

例如圖7所示的組合體。應用線面分析法想象其整體形狀。

圖7 組合體

在切割式組合體的視圖中，每一個封閉線框，通常表示一個平面的投影，根據各平面的投影特性分析平面的空間位置，累積想象組合體整體結構[2]。

用線面分析法看圖，要點是運用投影規律，對不易看懂的局部，通過識別其線、面等幾何要素的空間位置、形狀，進而想象出物體的形狀和相對位置[3]。

根據平行面的投影特性，在某個平面投影積聚成直線，在另兩視圖上對應的投影為一直線和一個平面圖形。

如圖8所示，組合體右端為一水平面。

圖8 右端為水平面

如圖9所示，組合體前面為一正平面。

圖9 前面為正平面

如圖10所示，組合體左端為一側平面。

圖10 左端為側平面

垂直面的投影特性，應抓住積聚性和類似性，從積聚的直線出發，在另外的兩個視圖上找出對應的封閉線框，一定是邊數相等的類似形。從而幫助我們想象出該局部的形狀。

如圖11所示，在物體的左上部用一側垂面切割。前面低，后面高，所以在主視圖上形成一個可見的四邊形。對應的俯視圖上有一類似形。

圖11 側垂面一次切割

如圖12所示，在物體的中上部用一正垂面切割。該正垂面在主視圖上積聚為一直線，在俯、左視圖上分別有一四邊形。

圖12 正垂面二次切割

綜合以上分析，不難想象出該組合體的整體形狀，如圖13所示。

圖13 整體形狀

4 結語

學好組合體三視圖是學習工程圖樣繪制和識讀的前提和基礎，因此三視圖的教學方法值得我們每位課任老師重視及深思。大部分學生在學習過程中，特別是在剛接觸時可能會感覺特別難掌握，老師除了自己要吃透、講透該知識要點，做到循循善誘，還要鼓勵學生勤思考、多練習，只有反復練習，學生的空間想象力才會得到大幅度的提升。只有牢固掌握了形體分析法和線面分析法，組合體三視圖才能學好。