馬金英

(山東理工大學(xué) 農(nóng)業(yè)工程與食品科學(xué)學(xué)院，山東 淄博 255049)

SolidWorks是我國(guó)目前的主流三維軟件之一, 在中、小型企業(yè)中應(yīng)用廣泛[1-3]。 SolidWorks具有強(qiáng)大的零件設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、管理設(shè)計(jì)、繪制二維工程圖、支持異地協(xié)同工作等功能, 它可以實(shí)現(xiàn)由三維實(shí)體造型向二維工程圖的轉(zhuǎn)化[4], 能夠使零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)和工程圖時(shí)刻保持密切相關(guān)和同步。此外，SolidWorks支持國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB),對(duì)于同類國(guó)外CAD軟件，這是極少的[5-6]，因此該軟件已成為國(guó)內(nèi)不少工程技術(shù)人員的首選。

1 SolidWorks軟件的優(yōu)點(diǎn)與不足

隨著SolidWorks三維造型技術(shù)在工程界的普及應(yīng)用,通過(guò)實(shí)體造型可直接將物體轉(zhuǎn)化為二維圖。在二維工程圖中，可以方便地標(biāo)注尺寸和技術(shù)要求，滿足目前企業(yè)特別是中小型企業(yè)的需要。SolidWorks可按國(guó)內(nèi)通用的第一角畫法作標(biāo)準(zhǔn)投影視圖、輔助視圖、各種剖視圖等[7-8]，只要確定好投影方向、剖切位置和范圍，二維表達(dá)圖立即生成，方便、高效。但在SolidWorks 環(huán)境中，用實(shí)體生成的三視圖基本上是按投影規(guī)律形成的，許多地方不符合目前的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)圖樣畫法而言，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《技術(shù)制圖》、《機(jī)械制圖》中規(guī)定了各種畫法，其中許多是不按投影規(guī)律的人為規(guī)定。如自由配置的向視圖、局部視圖、斜視圖，過(guò)軸線剖切的實(shí)心桿件、縱切時(shí)筋板的不剖處理，均勻分布、相同結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化畫法，旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的假想剖切處理等等，這些人為規(guī)定，SolidWorks產(chǎn)生的圖形不能解決，必須進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的調(diào)整和修改才能最終符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。眾所周知，圖形是工程界的語(yǔ)言，圖形要按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，要準(zhǔn)確、正確、簡(jiǎn)潔地反映零件的內(nèi)、外形結(jié)構(gòu)，因此圖形表達(dá)方式既按標(biāo)準(zhǔn)又要靈活，不能完全依賴軟件。為了便于交流，保證圖樣符合標(biāo)準(zhǔn)，需要將軟件知識(shí)與制圖知識(shí)、制圖標(biāo)準(zhǔn)相互接軌、融合好。

應(yīng)用軟件繪圖時(shí)，需要根據(jù)圖樣不同的表達(dá)方法，例如常見表達(dá)、特殊表達(dá)、簡(jiǎn)化表達(dá)等，采用適當(dāng)?shù)男薷拇胧?，才能?shí)現(xiàn)SolidWorks機(jī)械表達(dá)圖與制圖標(biāo)準(zhǔn)的融合。

2 一般結(jié)構(gòu)表達(dá)圖的修正

利用SolidWorks軟件繪制表達(dá)圖時(shí)，先生成原生視圖(父視圖)，如標(biāo)準(zhǔn)三視圖、模型視圖等，這是軟件自動(dòng)生成的。然后在原生視圖基礎(chǔ)上，生成派生視圖，如剖視圖、局部視圖、斜視圖等表達(dá)圖。這需要從原生視圖上確定好剖切位置、范圍、投影方向，產(chǎn)生需要的表達(dá)圖。怎樣表達(dá)、畫多少圖，這個(gè)過(guò)程需要人為控制，軟件自動(dòng)生成的表達(dá)圖許多地方不符合國(guó)標(biāo)。最后需結(jié)合國(guó)標(biāo)進(jìn)行修改、調(diào)整，得到標(biāo)準(zhǔn)的表達(dá)圖。下面以法蘭盤為例，論述表達(dá)圖的生成、修正過(guò)程。

利用軟件可自動(dòng)生成法蘭盤的標(biāo)準(zhǔn)三視圖，如圖1所示。在圖1的基礎(chǔ)上，通過(guò)“剖面視圖”命令，在俯視圖上畫好剖切位置，即可得到“A-A”主視圖。將俯視圖和左視圖通過(guò)“剪裁視圖”命令，作成局部視圖。再通過(guò)“輔助視圖”命令，得到“C”、“D”斜視圖，如圖2所示。這樣，這一組表達(dá)圖基本把法蘭盤的內(nèi)外形狀表達(dá)清楚了，至于底板上的小孔深度，可用局部剖或標(biāo)注形式解決，因圖形小，這里不再詳述。這時(shí)我們發(fā)現(xiàn)，一些細(xì)節(jié)需要糾正才符合標(biāo)準(zhǔn)。如“剖面A-A”，“視圖C”中,“剖面”“視圖”二字須去掉，C、D箭頭方向位置不對(duì)，缺軸線等。這樣，再通過(guò)軟件中的一些命令，如“注解”中的“中心線”命令，添加中心線，“注釋”命令去掉“視圖”等漢字，移動(dòng)箭頭位置等，最后調(diào)整得到如圖3所示結(jié)果，這樣圖3基本符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)了。

圖1 法蘭盤模型及自動(dòng)生成的三視圖Fig.1 Automatically generated three views of flange plate

圖2 軟件生成的表達(dá)圖 Fig.2 Sectional views generated by SolidWorks

圖3 調(diào)整后國(guó)標(biāo)下的表達(dá)圖Fig.3 Adjusted sectional views under GB

3 特殊結(jié)構(gòu)及簡(jiǎn)化表達(dá)時(shí)的處理

上述提到的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《技術(shù)制圖》、《機(jī)械制圖》中有一些人為規(guī)定，如特殊表達(dá)方法，比如過(guò)軸線剖切的實(shí)心桿件、螺紋連接件、齒輪及縱切時(shí)筋板、鍵等的不剖處理，均勻分布、相同結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化畫法，旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的假想剖切處理，滾動(dòng)軸承、傳動(dòng)件等的規(guī)定畫法，對(duì)稱幾何關(guān)系的表達(dá)，不同零件剖面線的方向與疏密程度不同等等，這些人為制定的標(biāo)準(zhǔn)、特殊表達(dá)方法在軟件圖中不能自動(dòng)體現(xiàn)，需要改動(dòng)才能符合標(biāo)準(zhǔn)。改動(dòng)時(shí)，可采取下述方法。

3.1 修改圖樣

圖4為在原生視圖基礎(chǔ)上生成的表達(dá)圖，該圖存在左側(cè)筋板表達(dá)有誤、右側(cè)兩孔需定位、缺軸線等問(wèn)題，需對(duì)其進(jìn)行處理修改。隱藏左側(cè)筋板輪廓線后，另畫；通過(guò)“注解”中的“軸線”命令，添加軸線，去掉漢字等，得到如圖5所示的修改后的表達(dá)圖。

圖4 三筋板零件的立體圖及軟件表達(dá)圖 Fig.4 Three-rib part and its automatically generated views by Software

圖5 調(diào)整后國(guó)標(biāo)下的筋板表達(dá)圖Fig.5 Adjusted sectional views under GB

3.2 修改立體模型

對(duì)螺紋連接件、齒輪、滾動(dòng)軸承等有規(guī)定畫法(簡(jiǎn)化畫法)的結(jié)構(gòu)，在生成工程圖前，改動(dòng)模型，不按實(shí)形畫立體圖，而按規(guī)定畫法的形狀畫出簡(jiǎn)化模型。例如齒輪，輪齒畫成一套筒形式，剖切時(shí)產(chǎn)生齒頂線、齒根線，用一有鍵槽的模型產(chǎn)生齒輪的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)多模型圖紙，如圖6所示。根據(jù)規(guī)定畫法，通過(guò)“注釋”添加分度線、分度圓，隱藏齒根圓，圖形疊加處理后，軟件表達(dá)圖才符合標(biāo)準(zhǔn)(如圖7所示)。

圖6 齒輪模型及軟件表達(dá)圖Fig.6 Gear model and its automatically generated views

圖7 調(diào)整后國(guó)標(biāo)下的齒輪表達(dá)圖Fig.7 Adjusted sectional views of gear under GB

3.3 直接繪制

對(duì)一些簡(jiǎn)單的零件，在工程圖環(huán)境下，建立圖層，可直接畫出表達(dá)圖，如圖8所示的深溝球軸承的規(guī)定畫法。雖然SolidWorks軟件的工程圖環(huán)境不如AUTOCAD繪圖環(huán)境豐富，但對(duì)于一些簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的圖形足夠了，這樣，可省掉立體建模的麻煩。

圖8 深溝球軸承的規(guī)定畫法Fig.8 Deep groove ball bearing drawing under GB

4 結(jié)論

為方便、快捷地產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)圖樣，需對(duì)SolidWorks軟件生成的圖形進(jìn)行處理。

(1)對(duì)于一般零件，如上述的法蘭盤，軟件生成的表達(dá)圖通常只需調(diào)整標(biāo)注、添加軸線等，即可符合國(guó)標(biāo)要求。

(2)對(duì)于國(guó)標(biāo)中的人為規(guī)定，如旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)、筋板等的表達(dá)方法，需在二維環(huán)境中用相應(yīng)的命令按國(guó)標(biāo)修改軟件生成的表達(dá)圖。

(3)對(duì)于規(guī)定畫法的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)件，通過(guò)修改模型、直接繪制等方法得到符合國(guó)標(biāo)的圖樣。

總之，軟件圖要結(jié)合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，適時(shí)地采取靈活多樣的修正措施，以達(dá)到二維工程圖的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。