三维CAD图形尺寸标注方法与技术研究

  1 概述

  在我国目前大力普及和推广三维CAD技术的情况下,在三维CAD软件中如何清楚地表达三维图形的结构、形状、位置、尺寸,对于制造及工程设计人员具有重要意义。它应该逐渐成为一种基本技能;对三维图形进行尺寸标注主要涉及到以下几方面的问题:

  ①三维图形的表达方法;

  ②三维图形的尺寸标注方法和原则;

  ③三维图形标注具体实现过程。

  本文针对上述几个问题展开研究,并以AutoCAD 2004软件系统为平台,以实例形式给出了其实现方法和手段。

  2 三维CAD图形尺寸标注前的表达方法

  工程技术人员在多年的产品设计、制造过程中,对于零件的图纸表达方式主要体现在以下几种形式。

  (1)单一立体轴测视图表达:图形相对简单,曲面少,适用于一个视图就能够表达清楚的场合;

  (2)四种视图匹配表达:即主视图、俯视图、左视图、轴测视图配置,这种表达比较正规,适用于三维图形相对复杂,必须用四个视图能够表达清楚的场合,而这种表达也最为常用。

  (3)多视图匹配表达:对于非常复杂的图形,需要在四视图基础上,增加其它方向视图、局部视图,剖视图表达;其表现更加丰富,尤其适用于比较复杂,用四个视图表达不清的时候。其表达实现手段和技术相对比较麻烦。

  此外,有了三维CAD技术以后,轴测图的表达也可以分为着色图和轮廓投影图两种形式,具体采用哪种形式要根据具体需要。在三维CAD软件中,一般都给用户提供三维标注手段(即相应命令),但在其实现过程和难易程度上有所不同,为了实现上述目的,需要深入研究不同软件的实现方法,本文是针对AutoCAD 2004展开研究。

  3 标注原则研究

  三维图形尺寸标注需要参考工程CAD制图规则的轴测图标注或二维图形标注原则。

  总体原则是正确、完整、清晰、合理与美观。正确是指要符合标准的规定;清晰是指尺寸标注要易于阅读;合理是指不能出现缺少标注或者冗余标注的情形;合理方面的要求比较复杂,要求尺寸标注符合加工、制造工艺要求;在保证上述三个原则的基础之上,应力求标注处的尺寸美观。

  考虑到上述多种因素,以及符合国家标准、美观、实用等特征,特制定标注原则如下:

  ①标注前,首先新建一个或多个专用图层作为标注层。

  ②标注尺寸以实际三维图形尺寸为依据,并注意比例设置。

  ③零件的每一个尺寸,一般只标注一次,并应标注在最后反映该结构最清晰的图形上。

  ④尺寸默认以mm为单位,不需标注计量单位代号。

  ⑤尺寸界线:只能是细实线,并应由图形的轮廓线、轴线或对称中心线处引出。

  ⑥考虑到标注出的文字效果,标注汉字选用仿宋字体,标注数字与字母选用西文Romans。如果在三维模型空间下标注,文字倾斜角度—般为10~15°。

  4 三维图形标注的实现

  4.1 标注前的技术准备-尺寸标注设置

  AutoCAD中通过标注样式管理器来对尺寸标注进行设置与管理,单击标注样式管理器图标或者在命令提示行输入ddim,进入“标注样式管理器”对话框。单击“新建”按钮,弹出“创建新标注样式”对话框。注意:用于“所有标注”的选项是设置总体样式。特别说明,在复杂的标注情况下,一套总体尺寸标注往往不够,所以可另外设置多套总体样式,根据需要在样式管理器中适时地切换使用。接着在总体样式基础上建立【线性尺寸】、【直径】、【半径】、【角度】等子样式,并选择相应的应用对象。

  具体设置时,应按需要考虑是否隐藏箭头和尺寸界线、箭头大小、文字对齐、文字高度、文字方位等;要在主单位中设置尺寸标注精度、前缀和后缀等,前缀、后缀、公差等也可通过特性对话框来设置或修改(注:适合于个别尺寸的调整);有关箭头和文字放置的特殊要求(如要求放在尺寸线内或尺寸线外等),可在【调整】选项栏中设置,必要时可选手动放置文字选项。