吳家福

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

0 前言（第一角畫法與第三角畫法介紹）

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，第一角畫法和第三角畫法同等有效。第一角畫法起于法國(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法，后來改采用第三角畫法至今。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法圖樣[1-2]。因此，大學(xué)制圖課中很有必要對(duì)第一角畫法與第三角畫法進(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)系而投影視圖的畫法，即稱為第一角法。亦稱第一象限法。第一角法展開后之視圖排列如下，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)系而投影視圖的畫法，即稱為第三角法。亦稱第三象限法。第三角法展開后之六個(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） 。

這里將兩種畫法的投影規(guī)律總結(jié)如下：（1）兩種畫法都保持“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”?？梢妰煞N畫法的前后方位關(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）周圍上和下、左和右的視圖對(duì)調(diào)位置（包括后視圖），即可將一種畫法轉(zhuǎn)化成（或稱翻譯成）另一種畫法。

1 建立對(duì)比學(xué)習(xí)資料庫

建立對(duì)比學(xué)習(xí)資料庫是第一角畫法與第三角畫法學(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，并分別用兩種方法從立體到平面實(shí)現(xiàn)三視圖庫，最后通過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

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，保存為通過格式，如Igs 或Step等格式備用。過程如圖3 所示。

1.2 根據(jù)三維立體庫零件分別創(chuàng)建第一角和第三角平面三視圖庫

三維立體庫建立起來后，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，是把三維立體庫中所有零件的第一角畫法平面三視圖用AutoCAD 或CAXA 電子圖板等軟件繪制出來，并保存為第一角平面三視圖庫。其次，把三維立體庫中所有零件的第三角畫法平面三視圖用AutoCAD 或CAXA 電子圖板等軟件繪制出來，并保存為第三角平面三視圖庫。也可以直接用三維軟件中三維變立體功能把三維立體庫中的立體分別轉(zhuǎn)化出第一角平面圖和第三角平面圖，過程如圖4 所示。

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

三維立體庫和兩種畫法的三視圖庫建立起來后，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、三視圖庫隨機(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，從第一角畫法和第三角畫法的投影關(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3D 軟件的操作應(yīng)用，看懂平面圖后，通過軟件來親自動(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.