CAD辅助构形设计与组合体读图的研究.pdfVIP

鲁金忠等：CAD辅助构形设计和组合体读图的研究 CAD辅助构形设计和组合体读图的研究 鲁金忠杨超君卢章平 (江苏大学机械工程学院) 摘要；将组台体的组台方法和CAD软件中的拉伸和旋转创建立体的方式结合起来。提出了一种基于 CAD立体建模辅助构形设计和组合件读图的方法，建立一种适用于现代化设计、表达及制造一体化生产 方式新的组合体读图及构形设计基础理论，有利于工程制图及计算机绘图教学的有机结合。 关键词：组台体读图构形设计CAD形体凹凸法拉伸旋转 弓l言 在工程制图教学中，组舍体读图和构形设计是学习的关键，也是教学的重点和难点，主要体现在一下 几个方面： (1)传统教学中，从基本立体到组合体思维跳跃过大； (2)对组合思想的来源不熟悉，不知其为什么组合； (3)缺乏立体组合方法与实际立体的构形、构思相结合的思想，不知其如何组合。由于组合体是通过抽 象、提炼后的立体，在教学上通常难以将所涉及的几何体与实际零、部件挂钩。抽象后的立体外延过大， 学生无法把握立体组合构形中的基于工程直观的可能与不可能。较为典型的例子是，学生在组合体读图时， 有时会构建出形体闻仅有点或线接触的立体。这些对于刚进入大学的新生来说由于缺乏工程知识，很难理 解、把握其中要点…。 计算机技术的发展使得计算机能够接受来源广泛、形式多样的工程图形、技术资料以及产品实样数据 来重构立体模型，在制图教学中进行基于立体模型的思想与方法的立体构形、构思教学研究是非常有必要 的。同时，通过CAD系统进行立体模型设计，由于具体的立体投影结果以及涉及的一系列交线在CAD系统中 会自动产生，因此将会使学生把注意力集中在构形、构思上，这对组合体读图和构形设计的教学提供了一 种良好的途径8’。 本文将立体表示及组合体中的组合方法和CAD软件中的拉伸和旋转创建立体的方式结合起来，提出一 种基于CAD立体建模辅助构形设计和组合体读图的教学方法。 I．机械制图中的构形设计和组合体读图的思想和基本方法 构形设计是根据给定的视图，分析图中的线、线框的含义，并进行广泛的联想。设计出各种各样符合 给定视图的物体，并画出所需视图。这个过程实质是对图线、线框的分析和应用，这是一种开拓思维、丰 富想象能力的有效方法。 组台体形体分析法是形体分析与综合的一种辩证思维方法，即首先将组合体的整体分解为部分或复杂 形体转化为简单形体的分析过程，具体考察各个部分的形状特征以及在组合体中的位置和它们的相互关系， 然后，再把各个部分综合起来以便获得完整组合体的空间概念。其中基本形体被平面或曲面截切和穿孔， 即切割方式产生的形体可称为切割体，相应地被除去的形体称为虚体。基本形体和／或切割体因表面粘接即 叠加方式产生的形体可称为叠加体。 组合体是反映工程物体主要形状特征的复杂几何形体。将叠加体分解成基本形体和／或切割体、切割体 与虚体补合构成基本形体是形体分析法将复杂组合体转化为简单形体的关键步骤。对叠加体的分解和切割 体的形成，须分别考察分离面与形体表面的相互关系。即平齐(共面)、相切和相交3种不同情况：两子 形体因表面粘接而叠加，相邻形体问的表面连接关系也表现为平齐、相切和相交3种不同情况。 基金项目；江苏大学重点教改项目(JDZ200510) 全国机械设计教学研讨会议f2007) 2．CAD辅助构形设计和组合体基本工具及方法 计算机科学和技术的发展及信息时代的到来，推进了工程设计方法和工程绘图工具的发展。机械制图 与计算机绘图都是实践性极强的教学内容．也都属于工具之列。机械制图是理论与基础，计算机绘图从三 息源的主要技术基础。机械制图必须与计算机绘图全面融合，机械制图才能发展并在三维实体设计中展现其 旺盛的生命力；而计算机绘图如果脱离机械制图这一根本．便会成为无源之水，无本之木． 在基本立体教学中，增加一般拉伸体(包括变形拉伸体)及一般旋转体内容的讲解，将传统的基本立体 也归并在内，并强调其从二维到三维的构建思想。使其与组合体读图中的形体分析法和线框建立关联．在 组合体部分教学中，讲解传统的组合方法的同时．应将立体造型思想融入其中，将形体分析与线面分析有 机地结合在一起，以强调从=维到三维的形体构形及立体构建思路与方法…。 基于立体造型思想的组合体