【摘要】:回顧在機(jī)械制圖領(lǐng)域中古代的光輝業(yè)績,以及新中國建立以來所取得的成就,展望機(jī)械制圖學(xué)未來,能激勵我們努力學(xué)習(xí),掌握繪制和閱讀圖樣的基本原理和方法,并逐步實(shí)現(xiàn)制圖技術(shù)自動化。
【關(guān)鍵詞】:機(jī)械制圖;圖樣;發(fā)展;計(jì)算機(jī)
機(jī)械制圖是用圖樣來表示機(jī)械的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸,并研究作圖原理和技術(shù)要求的學(xué)科?!稒C(jī)械制圖》是體現(xiàn)工科特點(diǎn)的入門課程,也是工科學(xué)生必須學(xué)習(xí)的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一。在培養(yǎng)學(xué)生作為創(chuàng)造性思維基礎(chǔ)的空間想象力及構(gòu)思能力和促進(jìn)工業(yè)化進(jìn)程等諸多方面發(fā)揮了重要的作用。工程圖是生產(chǎn)中必不可少的技術(shù)文件,是在世界范圍通用的“工程技術(shù)的語言”。正確規(guī)范的繪制和閱讀圖樣是一名工程技術(shù)人員必備的基本素質(zhì)。
有史以來,人類就試圖用圖形來表達(dá)和交流思想。機(jī)械制圖學(xué)作為一門技術(shù),其源遠(yuǎn)而流長,經(jīng)過眾多科學(xué)家的艱苦努力,逐漸形成了系統(tǒng)的技術(shù)體系和學(xué)術(shù)體系。
一、機(jī)械制圖學(xué)發(fā)展簡史
從出土文物中考證,我國在新石器時代(約一萬年前),就能繪制一些幾何圖形、花紋,具有簡單的圖示能力。
自秦漢起,我國已出現(xiàn)圖樣的史料記載,并能根據(jù)圖樣建筑宮室。
在春秋時代的一部技術(shù)著作《周禮·考工記》中,有畫圖工具“規(guī)、矩、繩、墨、懸、水”的記載。
在戰(zhàn)國時期我國人民就已運(yùn)用設(shè)計(jì)圖(有確定的繪圖比例、酷似用正投影法畫出的建筑規(guī)劃平面圖)來指導(dǎo)工程建設(shè),距今已有2400多年的歷史?!皥D”在人類社會的文明進(jìn)步中和推動現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中起了重要作用。
宋代李誡(仲明)所著《營造法式》一書,總結(jié)了我國歷史上的建筑技術(shù)成就。全書36卷,其中有6卷是圖樣(包括平面圖、軸測圖、透視圖)。這是一部聞名世界的建筑圖樣的巨著,圖上運(yùn)用投影法表達(dá)了復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)。這在當(dāng)時是極為先進(jìn)的。
宋代天文學(xué)家、藥學(xué)家蘇頌所著的《新儀象法要》,元代農(nóng)學(xué)家王楨撰寫的《農(nóng)書》,明代科學(xué)家宋應(yīng)星所著的《天工開物》等書中都有大量為制造儀器和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需要的器具和設(shè)備的插圖。宋元之際是我國古代工程圖學(xué)發(fā)展的高峰,其主要特征是圖學(xué)已形成了自己的學(xué)術(shù)體系,就機(jī)械制圖而論,這一時期出現(xiàn)了與現(xiàn)代制圖形式相近的正視圖、俯視圖等組合視圖,同時,軸測圖、裝配圖、零件圖在宋元均已大量涌現(xiàn)。王禎《農(nóng)書》中的圖樣,幾乎概括了中國古代機(jī)械工程的各個方面。
十八世紀(jì)歐洲的工業(yè)革命,促進(jìn)了一些國家科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展。法國科學(xué)家蒙日在總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,根據(jù)平面圖形表示空間形體的規(guī)律,應(yīng)用投影方法創(chuàng)建了畫法幾何學(xué),從而奠定了圖學(xué)理論的基礎(chǔ),使工程圖的表達(dá)與繪制實(shí)現(xiàn)了規(guī)范化。蒙日《畫法幾何學(xué)》于1798年公開出版,此書后來不脛而走,傳入各國。清代和民國時期,我國在工程制圖方面有了一定的發(fā)展。
新中國成立后,隨著社會主義建設(shè)蓬勃發(fā)展和對外交流的日益增長,機(jī)械制圖學(xué)科得到飛快發(fā)展,學(xué)術(shù)活動頻繁,畫法幾何、射影幾何、透視投影等理論的研究得到進(jìn)一步深入,并廣泛與生產(chǎn)、科研相結(jié)合。與此同時,由于生產(chǎn)建設(shè)的迫切需要,由國家相關(guān)職能部門批準(zhǔn)頒布了一系列制圖標(biāo)準(zhǔn),如技術(shù)制圖標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)、建筑制圖標(biāo)準(zhǔn)、道路工程制圖標(biāo)準(zhǔn)、水利水電工程制圖標(biāo)準(zhǔn)等。
二十世紀(jì)五十年代,我國著名學(xué)者趙學(xué)田教授就簡明而通俗地總結(jié)了三視圖的投影規(guī)律——長對正、高平齊、寬相等。為使人們對圖樣中涉及到的格式、文字、圖線、圖形簡化和符號含義有一致的理解,后來逐漸制定出統(tǒng)一的規(guī)格,并發(fā)展成為機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)。各國一般都有自己的國家標(biāo)準(zhǔn),國際上有國際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的標(biāo)準(zhǔn)。中國的機(jī)械制圖國家標(biāo)準(zhǔn)制定于1959年,后在1970年、1974年、1984年、1993年修訂過四次。
在世界上第一臺計(jì)算機(jī)問世后,計(jì)算機(jī)技術(shù)以驚人的速度發(fā)展。計(jì)算機(jī)繪圖、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)技術(shù)已深入應(yīng)用于相關(guān)領(lǐng)域,傳統(tǒng)的尺規(guī)作業(yè)模式也基本退出歷史舞臺。到20世紀(jì)70年代,計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)繪圖在我國得到迅猛發(fā)展,除了國外一批先進(jìn)的圖形、圖像軟件如AutoCAD、CADkey、Pro/E等得到廣泛使用外,我國自主開發(fā)的一批國產(chǎn)繪圖軟件,如天正建筑CAD、高華CAD、開目CAD、凱圖CAD等也在設(shè)計(jì)、教學(xué)、科研生產(chǎn)單位得到廣泛使用。隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的迫切需要,計(jì)算機(jī)技術(shù)將進(jìn)一步與工程制圖結(jié)合,計(jì)算機(jī)繪圖和智能CAD將進(jìn)一步得到深入發(fā)展。
截止到2003年底,1985年實(shí)施的四類17項(xiàng)《機(jī)械制圖》國家標(biāo)準(zhǔn)中已有14項(xiàng)被修改替代。此外,在改進(jìn)制圖工具和圖樣復(fù)制方法、研究圖學(xué)理論和編寫出版圖學(xué)教材等方面都取得了可喜的成績。
二、機(jī)械制圖學(xué)未來發(fā)展展望
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,機(jī)械制圖學(xué)科必將與不斷更新?lián)Q代的各種圖形、圖像軟件結(jié)合在一起,在科學(xué)實(shí)踐生產(chǎn)中發(fā)揮更顯著的作用。
回顧在機(jī)械制圖領(lǐng)域中古代的光輝業(yè)績,以及新中國建立以來的成就,面對現(xiàn)狀,展望未來,一定能激勵我們努力學(xué)習(xí),掌握繪制和閱讀圖樣的基本原理和方法,并逐步實(shí)現(xiàn)制圖技術(shù)自動化。
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