基于AutoCAD的机械零件正等轴测图的绘制方法*

张彩慧

(兰州铁路技师学院　兰州　730050)



基于AutoCAD的机械零件正等轴测图的绘制方法*

张彩慧

(兰州铁路技师学院兰州730050)

摘要轴测图是在二维绘图环境下绘制出来的具有立体视觉效果的图形,其绘制不需要三维图形的知识,也不完全等同于二维平面图形的绘制。在AutoCAD软件中绘制正等轴测图和对图形进行尺寸标注尤其是进行角度尺寸、圆或圆弧的半径和直径尺寸的规范标注不易实现,针对这一问题,结合实例介绍了在AutoCAD软件进行正等轴测图的绘制和各类型尺寸的标注方法。

关键词AutoCAD; 正等轴测图; 尺寸标注; 标注样式

Method for Isometric Drawing of Mechanical Parts Based on AutoCAD

ZHANG Caihui

(Lanzhou Railway Technician College, Lanzhou730050)

AbstractAxonometric the grahics which is drawn in the 2D drawing environment with three-dimensional visual effects, the drawing does not need 3D graphics knowledge, not exactly the same in the two-dimensional graphics rendering. It is difficult to draw and mark the dimention of angle, diameter and radius for Isometric drawing in AutoCAD. Aiming at this problem, this paper introduces the methods to c and dimensioning by an example.

Key WordsAutoCAD, isometric drawing, dimension, dimension style

Class NumberTP391.7

1引言

在AutoCAD环境中表达机械零件三维形状的方法有两种,一是利用三维绘图命令来创建零件三维模型,二是利用绘制轴测图来表达零件三维形状。轴测图是在二维绘图环境下绘制出来的具有立体视觉效果的图形,其本质仍属于平面图形。由于轴测图的创建相对于三维建模来说比较简单,不需要很多三维作图知识,且直观性又强,因此在工程中应用较广。

2轴测图的基本知识

2.1轴测图的形成[1]

将物体连同确定其空间位置的直角坐标系,沿不平行于任一坐标面的方向,用平行投影法将其投射在单一投影面上所得的具有立体感的图形叫做轴测图,如图1所示。

图1　轴测图的形成

2.2轴测轴、轴间角和轴向伸缩系数

建立在物体上的坐标轴在投影面上的投影叫做轴测轴,轴测轴间的夹角叫做轴间角。物体上平行于坐标轴的线段在轴测图上的长度与实际长度之比叫做轴向伸缩系数。在图1中,O1A1/OA=p,为X轴轴向伸缩系数;O1B1/OB=q,为Y轴轴向伸缩系数;O1C1/OC=r,为Z轴轴向伸缩系数。

2.3轴测图分类与绘制特点

轴测图的分类如图2所示。

图2　轴测图的分类

不管哪种轴测图,绘制时都具有以下共同特点: 1) 物体上相互平行的线段在轴测图中仍然相互平行; 2) 物体上平行于坐标轴的线段在轴测图中也平行于相应坐标轴; 3) 由于轴测图中视角与投影面发生变化,导致原本在三视图中的圆形投影在某些轴测投影面中变为椭圆。因此,绘制轴测图时应注意两个关键问题,即平行线组和椭圆投影的绘制[2]。

2.4正等轴测图

将物体放置成使它上面的三个直角坐标轴与轴侧投影面具有相同的夹角,然后用正投影方法向投影面投影,就可以得到该物体的正等轴侧图,简称正等测。正等轴测图的轴间角为120°,轴向伸缩系数p=q=r≈0.82,为了作图方便,经常将轴向伸缩系数简化为p=q=r=1。

工程中优先使用正等轴测图。下面主要介绍在AutoCAD软件中绘制正等轴测图和进行尺寸标注的方法。

3AutoCAD中轴测图绘图环境设置

在AutoCAD中创建一个新图形文件。在状态栏中右键单击“捕捉”或“栅格”按钮,接着从弹出的快捷菜单中选择“设置(S)”命令,弹出“草图设置”对话框并自动切换至“捕捉和栅格”选项卡。在“草图设置”对话框的“捕捉和栅格”选项卡的“捕捉类型”选项组中选择“等轴侧捕捉”单选按钮,然后关闭“草图设置”对话框,打开状态栏中“正交”模式按钮[3]。

4绘制正等轴测图时轴测平面的选择

AutoCAD绘制轴测图实际上就是在不同的轴测平面上绘制实体的投影。正等轴测图的三个轴测平面如图3所示,分别为:上轴测平面、左轴测平面和右轴测平面。可以在命令行输入命令“Isoplan”或按功能键“F5”键或键入组合键“Ctrl+E”切换不同轴测平面进行图形绘制[4]。

图3　轴测图的轴测面及三个尺寸方向

5机械零件正等轴测图绘制举例

绘制图4所示典型机械零件“支架”的正等轴测图,该零件由底板、肋板、支撑板和套筒四部分组成。

图4　“支架”的正等轴测图

5.1绘制直线特征的方法

1) 通过输入点坐标的方法。绘制的直线与X轴平行时,极坐标角度输入30°;绘制的直线与Y轴平行时,极坐标角度输入150°;绘制的直线与Z轴平行时,极坐标角度输入90°;绘制所有不与轴测轴平行的线时,则必须先找出直线上的两个点,然后将两点连接成直线。

2) 打开正交模式进行画线。在正交模式下通过按“F5”键在各个平面之间进行切换绘制直线,这种方法是绘制轴测图直线最佳的方法[5],本例中用此方法绘制“支架”零件底板的上轴测平面。

5.2绘制平行线的方法

轴测图环境下不能用“偏移”命令来绘制平行线,因为在偏移命令中设定的偏移距离是两线之间的垂直距离,而沿轴测轴方向的距离却不等于垂直距离。如图5所示,用复制命令将“支架”零件底板的上轴测平面向下复制底板的厚度7mm,再用直线命令依次连接上下两个面的各顶点,并删除不可见棱线。

图5　“支架”底板轴测图绘制

5.3绘制圆弧或圆的方法

轴测图环境下圆弧或圆只能用“椭圆/等轴测圆”命令来绘制,圆心位置的确定是关键。

1) 倒圆角结构的绘制。如图6所示,已知圆角半径为R4,沿着轴侧轴方向绘制直线,找到底板上轴测平面倒圆角的圆心O1、O2,以O1、O2为圆心,用“椭圆/等轴测圆”命令绘制上轴测平面的两个轴测圆O1、O2;然后用“复制”命令将上轴测平面的轴测圆O1、O2向下复制,距离为底板的厚度7mm,得到下轴测平面上的两个轴测圆O3、O4,;接着在轴测圆O1、O3的左象限点处绘制外公切线AB;最后用“修剪”命令将多余的线条修剪掉,完成底板上倒圆角结构的绘制。

图6　“支架”底板圆角轴测图绘制

2) 圆孔结构的绘制。底板上圆孔的绘制如图7所示。以底板上轴测平面棱线的中点C为起点,沿着轴测轴的方向绘制长度为10mm的线段CD;然后过D点在上轴测平面内绘制棱线的平行线O5O6,使得D点为线段O5O6的中点;以点O5、O6为圆心,在上轴测平面内绘制轴测圆O5、O6;然后用“复制”命令将轴测圆O5、O6沿着底板厚度方向向下复制7mm,完成下轴测平面内轴测圆的绘制;最后用“修剪”命令将多余的线条修剪掉,完成底板上圆孔结构的绘制。

图7　“支架”底板圆孔轴测图绘制

用上述方法完成“支架”零件其他结构的绘制。

6正等轴测图尺寸标注

6.1设置文字样式

AutoCAD软件的acadiso.dwt样板中只有默认文字样式“Standard”,字体为“txt.shx”。若使用原始样式直接输入文字,软件经常会因为无法自动关联到正确的字体而出现输入的文字内容显示为“？”[6],而且文字方向也不符合要求。机械制图国家标准(GB/T14665-1998)对字体的大小、字型等也有具体的规定[7]。AutoCAD软件中定义了三种国标字体,分别是国标直体“gbenor.shx”、国标斜体“gbeitc.shx”和国标大字体“gbcbig.shx”[8]。结合机械制图国家标准和AutoCAD软件的具体要求,在轴测图环境中创建文字样式时设置字体为“gbeitc.shx”,勾选“使用大字体”并设置大字体为“gbcbig.shx”,将字高设置为0,方便在输入文字时根据具体要求设置不同的字高,具体设置如表1所示。

表1　轴测图文字样式设置

6.2设置标注样式

在AutoCAD提供的ISO-25标注样式基础之上进行修改,新建一个符合我国机械制图国家标准要求的尺寸标注样式,之后才能选择适合的标注命令对轴测图进行尺寸标注[9]。

在标注样式管理器中,新建第一个针对轴测图线性尺寸的标注样式,命名为“轴测图线性尺寸正30度”,选取“用于所有标注”。

根据《机械制图尺寸注法》(GB/T 4458.4-2003)及《机械工程CAD制图规则》(GB/T 14665-1998)中的相关规定,需要对标注样式中的6个选项卡进行相应设置:在“直线”选项卡下设置基线间距为8,超出尺寸线为3,起点偏移量为0;在“符号和箭头”选项卡下设置“箭头大小”为3;在“文字”选项卡下选择前面设置的“正30度”文字样式,并将字高设置为5;将“从尺寸线偏移”设置为1,勾选“与尺寸线对齐”选项;“调整”选项卡中的“使用全局比例”要根据实际需要选择,如果采用按国家标准要求缩放图框的方法,此项设置可根据标题栏的比例来设置(与标题栏的比例相反),若是采用按国家标准要求缩放绘制好的三视图的方法,此项设置为1[10];在“主单位”选项卡下设置“精度”为0,“小数分隔符”为句点,角度标注单位格式为“十进制度数”;其余选项卡不用做任何更改。

用同样的方法新建第二个标注样式“轴测图线型尺寸负30度”,只需将第一个标注样式“轴测图线型尺寸正30度”中的“文字”选项卡选择前面设置的“负30度”文字样式。

6.3标注线性尺寸

使用“对齐”命令标注图4中各个线性尺寸,各轴测面文字的倾斜角度如表2所示。

表2　各轴测面文字的倾斜

标注完毕后,通过“标注”下拉中的“倾斜”命令使尺寸界线与轴测轴方向一致,倾斜尺寸界线时具体输入的倾斜角度如表3所示。

表3　倾斜尺寸界线输入的倾斜角度

6.4标注角度型尺寸

轴测图中直接使用角度标注命令标注角度,不但效果不好,而且角度值也与实际角度不符。因此可采用先使用角度标注命令标注,再绘制椭圆弧,最后经过修剪、打断、旋转等操作完成标注。

6.5标注圆、圆弧的直径或半径型尺寸

AutoCAD中直径或半径的标注命令只对圆或圆弧起作用,而轴测图中的圆或圆弧实质为椭圆或椭圆弧,因此不能直接标注。在轴测图中直径用对齐标注命令标注;半径用多重引线标注。

以图4中“支座”底板上的圆为例进行直径标注。操作如下:首先选择“轴测图线型尺寸负30度”标注样式,利用对齐标注命令标注圆的直径,并修改尺寸为“2×φ13”,然后倾斜尺寸界线完成。

圆弧半径的标注,以图4中“支座”底板上的圆弧的半径标注为例,步骤如下:

1) 启用多重引线标注命令,将引线的起点选在圆弧的圆心处,使基线处于水平方向,同时将文字样式选为“负30度”,标注结果如图8(a)所示。

图8　半径尺寸标注

2) 使用“旋转”命令,以引线起点为基点,对引线标注尺寸进行30°的旋转,效果如图8(b)所示。

3) 使用“移动”命令,以引线起点为基点,以引线与圆弧交点为终点,对引线标注尺寸进行移动,结果如图8(c)所示。应用此方法进行图5其余圆角半径的标注。

7结语

轴测图因立体感强,在工程中作为一种辅助用图应用较广,掌握AutoCAD中轴测图的绘制及尺寸标注方法,可提高作图效率、增强图纸的规范性,是工程技术人员应具备的一项基本技能。

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中图分类号TP391.7

DOI:10.3969/j.issn.1672-9722.2016.02.042

作者简介:张彩慧,女,讲师,研究方向:AutoCAD等计算机软件与硬件。

*收稿日期:2015年8月5日,修回日期:2015年9月15日