吳家福

（貴陽(yáng)學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，貴州 貴陽(yáng)550005）

0 前言（第一角畫(huà)法與第三角畫(huà)法介紹）

世界各國(guó)在繪制機(jī)械圖樣時(shí)，機(jī)件的圖形均按正投影方法繪制，但投影法則分別采用第一角或第三角畫(huà)法。ISO 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：在表達(dá)機(jī)件結(jié)構(gòu)中，第一角畫(huà)法和第三角畫(huà)法同等有效。第一角畫(huà)法起于法國(guó)，盛 行于歐洲大陸、德、法、俄等國(guó)，其中美、日及荷蘭等國(guó)原先亦采用第一角畫(huà)法，后來(lái)改采用第三角畫(huà)法至今。隨著中國(guó)制造的國(guó)際化，國(guó)際間技術(shù)交流和國(guó)際貿(mào)易的日益增長(zhǎng)，為更好地學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)，要求在日常工作中也會(huì)閱讀和繪制第三角畫(huà)法圖樣[1-2]。因此，大學(xué)制圖課中很有必要對(duì)第一角畫(huà)法與第三角畫(huà)法進(jìn)行對(duì)比學(xué)習(xí)，從而促進(jìn)制圖知識(shí)鞏固，增強(qiáng)識(shí)圖、繪圖能力[3]。

利用三個(gè)互相垂直的平面將空間分為八個(gè)分角，分別稱為第Ⅰ角、第Ⅱ角、第Ⅲ角……第Ⅷ角，如圖1 所示。

凡將物體置於第一象限內(nèi)，以「視點(diǎn)(觀察者)」→「物體」→「投影面」關(guān)系而投影視圖的畫(huà)法，即稱為第一角法。亦稱第一象限法。第一角法展開(kāi)后之視圖排列如下，以常用之三視圖(前視、俯視、右側(cè)視圖)而言，其右側(cè)視圖位於前視圖之左側(cè)，俯視固則位於前視圖之正下方，如圖2（a）。

凡將物體置於第三象限內(nèi)，以「視點(diǎn)(觀察者)」→「投影面」→「物體」關(guān)系而投影視圖的畫(huà)法，即稱為第三角法。亦稱第三象限法。第三角法展開(kāi)后之六個(gè)視固排列如下，以常用之三視圖而言，其右側(cè)視圖位於前視圖之右側(cè)，而俯視圖則位於前視圖之正上方。如圖2（b） 。

這里將兩種畫(huà)法的投影規(guī)律總結(jié)如下：（1）兩種畫(huà)法都保持“長(zhǎng)對(duì)正，高平齊，寬相等”的投影規(guī)律；（2）兩種畫(huà)法的方位關(guān)系是：“上下、左右”的方位關(guān)系判斷方法一樣，比較簡(jiǎn)單，容易判斷。不同的是“前后”的方位關(guān)系判斷，第一角畫(huà)法，以“主視圖”為準(zhǔn)，除后視圖以外的其它基本視圖，遠(yuǎn)離主視圖的一方為機(jī)件的前方，反之為機(jī)件的后方，簡(jiǎn)稱“遠(yuǎn)離主視是前方”；第三角畫(huà)法，以“前視圖”為準(zhǔn)，除后視圖以外的其它基本視圖，遠(yuǎn)離前視圖的一方為機(jī)件的后方，反之為機(jī)件的前方，簡(jiǎn)稱“遠(yuǎn)離主視是后方”?？梢?jiàn)兩種畫(huà)法的前后方位關(guān)系剛好相反；（3）根據(jù)前面兩條規(guī)律，可得出兩種畫(huà)法的相互轉(zhuǎn)化規(guī)律：主視圖（或前視圖）不動(dòng)，將主視圖（或前視圖）周?chē)虾拖?、左和右的視圖對(duì)調(diào)位置（包括后視圖），即可將一種畫(huà)法轉(zhuǎn)化成（或稱翻譯成）另一種畫(huà)法。

1 建立對(duì)比學(xué)習(xí)資料庫(kù)

建立對(duì)比學(xué)習(xí)資料庫(kù)是第一角畫(huà)法與第三角畫(huà)法學(xué)習(xí)中重要內(nèi)容，利用3D 建模建立起一定數(shù)量零件的三維立體庫(kù)，并分別用兩種方法從立體到平面實(shí)現(xiàn)三視圖庫(kù)，最后通過(guò)連線選擇的方法增強(qiáng)應(yīng)用，使學(xué)習(xí)的效果得到進(jìn)一步提高。

1.1 建立三維立體庫(kù)

以機(jī)械制圖教材、機(jī)械制圖習(xí)題集上出現(xiàn)的機(jī)件為基礎(chǔ)，同時(shí)收集企業(yè)訓(xùn)練中出現(xiàn)的題目，選擇UG、ProE 或Solidworks 等三維軟件中一種對(duì)所收集的機(jī)件繪制三維立體圖，保存為通過(guò)格式，如Igs 或Step等格式備用。過(guò)程如圖3 所示。

1.2 根據(jù)三維立體庫(kù)零件分別創(chuàng)建第一角和第三角平面三視圖庫(kù)

三維立體庫(kù)建立起來(lái)后，針對(duì)立體機(jī)件，還要對(duì)其進(jìn)行兩次三維到平面的操作，首先，是把三維立體庫(kù)中所有零件的第一角畫(huà)法平面三視圖用AutoCAD 或CAXA 電子圖板等軟件繪制出來(lái)，并保存為第一角平面三視圖庫(kù)。其次，把三維立體庫(kù)中所有零件的第三角畫(huà)法平面三視圖用AutoCAD 或CAXA 電子圖板等軟件繪制出來(lái)，并保存為第三角平面三視圖庫(kù)。也可以直接用三維軟件中三維變立體功能把三維立體庫(kù)中的立體分別轉(zhuǎn)化出第一角平面圖和第三角平面圖，過(guò)程如圖4 所示。

2 利用連線配對(duì)法增強(qiáng)兩種畫(huà)法實(shí)際應(yīng)用能力

三維立體庫(kù)和兩種畫(huà)法的三視圖庫(kù)建立起來(lái)后，可以采用用配對(duì)法使學(xué)生在平面和三維之間建立聯(lián)系，分別從三維立體庫(kù)、三視圖庫(kù)隨機(jī)抽取10 個(gè)機(jī)件為一組，請(qǐng)學(xué)生進(jìn)行連線，從而增強(qiáng)學(xué)生對(duì)兩種畫(huà)法的實(shí)際應(yīng)用能力，如圖5 所示。

3 掌握3D 軟件應(yīng)用，從平面到立體鞏固對(duì)比學(xué)習(xí)成果

學(xué)生基本掌握空間想像能力后，從第一角畫(huà)法和第三角畫(huà)法的投影關(guān)系思考，就能認(rèn)知視圖投影，區(qū)分二者之間的差別，能在兩種投影圖中自由切換識(shí)圖。此時(shí)可以提出進(jìn)一步的學(xué)習(xí)要求，讓學(xué)生掌握一門(mén)3D 軟件的操作應(yīng)用，看懂平面圖后，通過(guò)軟件來(lái)親自動(dòng)手繪制更多的機(jī)件三維立體圖，使對(duì)第一角平面圖和第三角平面圖的知識(shí)轉(zhuǎn)化為應(yīng)用能力，使知識(shí)沉淀在個(gè)人能力中，成為不會(huì)輕易丟失的個(gè)人知識(shí)構(gòu)成要素。

4 結(jié)論

3D 模型直觀，在觀察過(guò)程中可以根據(jù)旋轉(zhuǎn)、剖切，對(duì)于正投影下的第一角和第三角都能很好的再現(xiàn)其觀察結(jié)果[4]，對(duì)于視圖思維、空間想象能力的培養(yǎng)是十分有益的，學(xué)生通過(guò)一定數(shù)量的模型的學(xué)習(xí)，能自由在立體到第一角平面圖和第三角平面圖進(jìn)行想象，也可以在第一角平面圖和第三角平面圖到三維立體中逆向思維，給予了學(xué)生空間想象思維實(shí)現(xiàn)的物質(zhì)依據(jù)，如果能進(jìn)一步升華到掌握3D 軟件建模，那么會(huì)更好地把知識(shí)變成能力，凝固為個(gè)人知識(shí)體系的一部分。

［1］劉小年.機(jī)械制圖[M].北京：高等教育出版社,2007.

［2］中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局.技術(shù)制圖與機(jī)械制圖[M].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,1996.

［3］毛文武.美國(guó)加州大學(xué)圣迭哥分校工程圖學(xué)課程教學(xué)研究[J].工程圖學(xué)報(bào),2007(5)：172-177.

［4］RAISOR Max E.Engineering Graphics Principles with Geometric Dimensioning and Tolerancing[M].Mission KS：SDC,2002.