工程制图-第五章.ppt

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1、第五章 组合体与三维建模,工程制图教材 124,5-1 组合体的基本概念,一、组合体的基本概念,二、组合体“形体分析的”的方法,三、组合体的表面连接关系,一、组合体的基本概念,叠加式,切割式,叠加、切割混合式,基本几何体或简单组合体,1、概念:,复杂立体,1、画组合体（复杂立体）的三视图,2、看组合体（复杂立体）的三视图,3、标注组合体（复杂立体）的尺寸,2、应用:,4、组合体（复杂立体）的三维造型,二、组合体“形体分析的”的方法,1、形体分析法:,叠加式,切割式,组合体,组合体,若干简单形体,若干简单形体,叠加,切割,组合体（复杂形体),将复杂立体分解为若干简单立体(基本体),2、线面分析法

2、:,组合体,四棱柱被正垂面截切,四棱柱被铅垂面截切,用于切割时，截交线复杂的情况。,注意:两种方法应以形体分析法为主，因为 只有在基本体已定的基础上,才能应用 线面分析法逐个分析截切面。,将立体的表面进行线面分析(画几知识),共面,叠加,1.叠加与共面,三、组合体的表面连接关系,有分界线,无分界线,2.相切,注意:,3.相交,两立体交产生交线相贯线。,截平面与立体交产生交线截交线。,注意:(叠加特征形体分析法）,两形体内部不应有交线。,先主体，后细节。,先主体，后细节。,截切后被截棱线、轮廓线消失。,注意:(截切特征线面分析法）,5-2 画组合体的三视图,一、画组合体视图的方法和步骤,二、用“

3、形体分析法”画图举例,三、用“线面分析法”画图举例,小结,使各简单立体投影尽量不重叠;使 叠加、切割特征明显。(形体分析法)使各截平面尽量在主视图有积聚性；使截切特征明显。(线面分析法),一、画组合体视图的方法和步骤,第一步 形体分析,第二步 选主视图,第三步 确定绘图比例、布图,第四步 画底稿,第五步 清理图面、按国标要求加深图线,本着“先主体后细节、先特征后其他”的原则，依次逐个画出各个简单形体及截切面。,先画出立体的主要轮廓线，再分析立体与临接立体表面间的连接关系:共面、相切、相交。(形体分析法)先画出有积聚性的截切面，再分析与立体的截交线。(线面分析法),根据立体的尺寸,确定绘图的比例

4、.使三个视图在图框中合理分布,画底稿时不但要用细线，而且下笔要轻，待完成后再统一按国标线型要求加深。,二、用“形体分析法”画图举例,例5-1 如图所示的轴承座，试画出其三视图。,(一)叠加特征的组合体,第一步 形体分析,复杂立体,形体分析动画,第二步 选主视图,A向 好,B向 好,C向 不好,D向 不好,D向:主视图虚线太多,不如B向.,C向:左视图虚线太多,不如A向.,B向:叠加特征明显,虚线少,好.,A向:叠加特征明显,虚线少,好.,先按自然位置放置立体,第三步 确定绘图比例、布图,首先，根据组合体的总体尺寸确定绘图比例，再布图。即用主要的轮廓线或对称中心线，确定三个视图在图纸中的位置。,

5、轴承,底板,支撑板,凸台,肋板,被圆柱遮挡的部分应为虚线,第五步 清理图面、按国标要求加深图线,第四步 画底稿,组合体,复杂立体,(二)切割特征的组合体,例5-2 如图所示的支座，试画出其三视图。,第一步 形体分析,第二步 选主视图,第三步 确定绘图比例、布图,第四步 画底稿,作四棱柱,切割四棱柱,擦去被切割的棱线,擦去被切割的棱线,切割三棱柱,切割四棱柱,切割圆柱,组合体,复杂立体,第五步 清理图面、按国标要求加深图线,(三)叠加与切割混合方式的组合体,例5-3 如图所示的支座，试画出其三视图。,第一步 形体分析,第二步 选主视图,动画演示,第三步 确定绘图比例、布图,第四步 画底稿,第五步

6、 清理图面、按国标要求加深图线,作下部四棱柱,切割上四棱柱,切割下四棱柱,作上圆下方柱体,挖切圆柱孔,共面无分界线,擦去被截切的棱线,组合体,复杂立体,三、用“线面分析法”画图举例,例5-4 如图所示的压板，试画出其三视图。,第一步 形体分析,该题截交线复杂，适合用线面分析法画图。,第二步 选主视图,截切特征的组合体,四棱柱,正垂面截切面,第三步 确定绘图比例、布图,第四步 画底稿,第五步 清理图面、按国标要求加深图线,擦去被截棱线,铅垂面截切面,结束？,继续？,小 结,一、形体分析法是组合体的画图的一种行之有 效的基本方法，要很好掌握。组成形式及 表面过渡关系。,二、画图时，一定要在形体分析

7、的基础上“分 块逐块画”，要注意分析形体之间的组合 方式及表面过渡关系，避免发生多线和漏 线。,三、对于用切割方法形成的组合体，有时需借 助线面分析法进一步分析体表面的形状特 征及投影特性，以便准确地想象出物体的 形状和正确地画出图形。,四、画组合体的步骤是:,第一步 形体分析,第二步 选主视图,第三步 确定绘图比例、布图,第四步 画底稿,第五步 清理图面、按国标要求加深图线,本着“先主体后细节、先特征后其他”的原则，依次逐个画出各个简单形体及截切面。,再见!,5-3 看组合体的三视图,一、看图的基本要领,二、看图的方法和步骤,三、已知组合体两个视图补画第三视图,小结,一、看图的基本要领,(一

8、)几个视图联系起来看,1、一个视图相同，而形状不同的两个形体。,2、主、俯视图相同，而形状不同的两个形体。,(二)明确视图中的线框和图线的含意,（1）视图中每个线框可能是:,某一简单形体或基本体的一个投影,某一平面或曲面的一个投影,（2）视图中每一条图线可能是:,某一平面或曲面的积聚性投影,两个面交线的投影,转向轮廓线的投影,（3）相临的两个线框可能是相交的两个面的投影（如A与B面），或是两不相交的 两个面的投影（如H与B面）。,(三)从主视图入手，了解组合体的形体特征,形体特征:叠加,形体特征:切割,最能反映物体形状特征的那个视图。,(1)形状特征视图,俯视图为形状特征视图,(四)善于捕捉特

9、征视图来构思简单形体或基本体的形状,最能反映物体位置特征的那个视图。,(2)位置特征视图,先主体后细节、先特征后其他,(五)善于构思,逐步细化,例5-5 如图所示，已知物体三视图的外轮廓，补全三视图。,主视图为正方形的物体有多种形状。,主视图为正方形、俯视图为圆的物体一定是圆柱。,左视图为三角形，是圆柱被前后两平面截切后形成的。,结果,(六)利用线段的虚实、形状看图,（1）利用图中线段的虚实判断形体的位置,（2）利用图中线段的形状判断形体的形状、虚实判断形体的组合形式。,（3）利用图中尺寸标注符号、等判断形体。,二、看图的方法和步骤,看图的基本方法,看图的步骤:,（1）分线框,对投影；（2）按

10、投影,想形体；（3）综合起来想整体。,注意：,形体分析法和线面分析法两者的读图步骤虽然相似，但 形体分析法是从体的角度出发，划分视图所得的三个投 影是一个形体的投影；而线面分析法是从面的角度出，“分线框，对投影”所得的三个投影是一个面的投影。,形体分析法较适合于以叠加方式形成的组合体，线面分 析法较适合于以切割方式形成的组合体。,(3)由于组合体的组合方式往往既有叠加又有切割，所以看 图时不是独立地采用某种方法，而是两者综合使用，互 相配合。一般以形体分析法为主，辅以线面分析法。依 然本着“先主体后细节、先特征后其他”的原则，依次看 出各基本体或简单形体、截切面，再全面考虑它们之间 的相对位置

11、，从而想象出组合体的整体形状。,(一)形体分析法,例5-6 如图所示，已知组合体三视图，想象出其空间立体形状。,(1)分线框,对投影；,(2)按投影,想形体；,(3)综合起来想整体。,(基本体),(二)线面分析法,(1)分线框,对投影；,(2)按投影,想形体；,(3)综合起来想整体。,1、形体分析法,2、线面分析法,基本形体是一个四棱柱。,(若非类似形,必有积聚性),例5-7 如图所示，已知组合体三视图，想象出其空间立体形状。,例5-8 如图所示，已知组合体主、俯视图，补画左视图。,三、已知组合体两个视图补画第三视图,(2)线框B 水平面,(3)线框C 圆柱面,1、形体分析法,2、线面分析法,

12、(1)线框A 正平面,(2)线框上圆下方柱体,(3)线框、肋板,(1)线框 半圆柱,(4)线段MN 截交线(铅垂线),“先主体后细节 先特征后其他”,结果,小 结,一、形体分析法是组合体的看图的一种行之有 效的基本方法，要很好掌握。,二、对于用切割方法形成的组合体，有时需借 助线面分析法进一步分析，以便准确地想象出物体的形状。,（1）分线框,对投影；（2）按投影,想形体；（3）综合起来想整体。,三、看组合体的步骤是:,第一步 形体分析,第二步 选主视图,第三步 确定绘图比例、布图,第四步 画底稿,第五步 清理图面、按国标要求加深图线,本着“先主体后细节、先特征后其他”的原则，依次逐个画出各个简

13、单形体及截切面。,具体的步骤是:,结束？,继续？,再见!,5-4 组合体的尺寸标注,概述,一、组合体尺寸标注的方法和步骤,二、基本体、简单形体的尺寸标注,三、组合体的尺寸标注,小结,标注尺寸的基本要求,正确：,完整：,要符合国家标准的有关规定。,将确定组合体各部分形状大小及相对位置的尺寸标注完全，不遗漏，不重复。,清晰：,尺寸布置要整齐、清晰，便于阅读。,合理*：,要既符合设计要求，又要利于加工、检测及装配等。,概述,定形尺寸：,确定各基本体或简单体形状和大小的尺寸。,定位尺寸：,确定各基本体或简单体之间相对位置的尺寸;确定各截切面相对位置的尺寸。,组合体尺寸标注的基本方法,总体尺寸：,物体长

14、、宽、高三个方向的最大尺寸。,(一)形体分析法:将组合体分解为若干个基本体和简单体，在形体分析的基础上标注三类尺寸。,(二)线面分析法:将组合体分解为若干个基本体和简单体，在线面分析的基础上标注三类尺寸。,组合体尺寸标注需标注的三类尺寸,一、组合体尺寸标注的方法和步骤,1、形体分析,3、标注定位尺寸,4、调整、标注总体尺寸,2、标注定形尺寸,确定各基本体和简单体形状和大小的尺寸。,物体长、宽、高三个方向的最大尺寸。,注意：要标注定位尺寸，必须先选定尺寸基准。物体有长、宽、高三个方向的尺寸，每个方向至少要有一个基准。通常 以物体的底面、端面、对称面和轴线作为基准。,二、基本体、简单形体的尺寸标注

15、(定形尺寸),三、组合体的尺寸标注,(一)尺寸标注要完整,例5-9 形体分析法应用举例:标注轴承座的尺寸,1、形体分析(初步考虑各简单形体的基本尺寸),2、标注定形尺寸,轴承,底板,支撑板,凸台,肋板,3、标注定位尺寸,实际标注时 定形、定位尺 寸可同时标注,4、调整、标注总体尺寸,总长,总宽,总高,调整,例5-10 线面分析法应用举例:标注档块的尺寸,A、B、C、D 四个截平面切割立体。,（1）形体分析法,（2）线面分析法,基本形体是一个四棱柱。,1、形体分析,2、标注定形尺寸,3、标注定位尺寸,正平面 C,正平面 A,正垂面 B,侧垂面 D,4、调整、标注总体尺寸,(1)形体分析法,(2)

16、线面分析法,1、形体分析,肋板,半圆柱,水平面,两侧平面,正平面,上圆下方柱体,圆柱孔,例5-11 综合应用举例:标注如图组合体的尺寸,2、标注定形尺寸,肋板,半圆柱,圆柱孔,上圆下方柱体,3、标注定位尺寸,两侧平面,正平面,水平面,4、调整、标注总体尺寸,总长,总宽,总高,调整,(二)尺寸标注要清晰,1、尺寸尽可能标注在形状特征明显的视图上,直径尺寸最好标注在反映为非圆的视图上,半径尺寸只能标注在投影为圆弧的视图上,缺口的尺寸应标注在反映为真形的视图上,2、同一个形体尺寸应尽量集中标注,底板的尺寸集中在俯视图上标注；立板的尺寸集中标注在主视图上。,截切面定位尺寸集中标注在主视图上。,3、尺寸

17、标注要排列清晰整齐,互相平行的尺寸应尽量排列整齐，小的尺寸在内，大的尺寸在外，应避免尺寸线和其他线相交。,同一方向的几个连续尺寸，应尽量标注在同一条尺 寸线上。,尺寸应尽量标注在视图的外部，虚线处尽量不要标 注尺寸。,(三)尺寸标注要合理,1、常见底板、法兰盘及常见结构的尺寸注法。,基本体被平面截切时，要标注基本体的定形尺寸和截平 面的定位尺寸。,注意：,不能在截交线上直接注尺寸！,2、截交线、相贯线上禁止标注尺寸。,注意：,不能在相贯线上直接注尺寸！,当体的表面具有相贯线时，应标注产生相贯线的两基本体 的定形、定位尺寸。,3、对称结构的尺寸不能只注一半。,错误！,正确！,4、大于半圆的圆弧应

18、标注直径，小于或等于半圆的圆弧应 标注半径。,即凡有圆弧的地方一定要标注出圆心的位置尺寸和圆弧的半或直径尺寸，而不标总体尺寸。,2,R,（30）,5、圆弧尺寸优先。,(四)尺寸标注要正确,标注尺寸要正确，首先是指尺寸数据正确，再就是尺寸在三视图上的标注应符合国家标准要求，即 GB4458.4-2003 和 GB16675.2-1996中有关尺寸注法的相关规定。,小 结,一、形体分析法是组合体尺寸标注的一种行之有效的基本方法，要很好掌握。,二、对于用切割方法形成的组合体，有时需借 助线面分析法进一步分析。,（1）定形尺寸；（2）定位尺寸；（3）总体尺寸。,三、组合体需标三类尺寸:,第一步 形体分

19、析,第二步 注定形尺寸,第三步 注定位尺寸图,第四步 注总体尺寸、调整,第五步 检查、核对。,具体的步骤是:,结束？,继续？,再见!,大于半圆的圆弧应标注直径，小于或等于半圆的圆弧应标注半径,5-5 组合体三维造型,一、组合体的CSG描述,二、组合体的造型方法,大于半圆的圆弧应标注直径，小于或等于半圆的圆弧应标注半径,一、组合体的CSG描述,1、CSG的概念Constructive solid geometry,根据形体分析法，任何复杂的立体都可看成由一些简单的体素（特征）组成。在计算机实体造型中可以通过CSG构形表示法，直观地对实体加以描述。,CSG表示法是三维实体模型的计算机内部表示，其实

20、质是利用正则集合运算，即运用并（）、交（）、差（），将复杂形体定义为简单体素的合成。,2、CSG的表示,1）组合体的CSG表示法，是用一棵有序的倒置二叉树来表示组合体的集合构成方式，二叉树的树根表示组合体（S），二叉树的树梢对应构成组合体的体素树梢体素（Si），树杈为归范化布尔运算（交、并、差）运算符号，不同位置树杈的集合构形方式对应着不同层次的组合体，较低层次组合体又成为构造更高层次组合体的体素。,2）CSG表示法表示的是构建组合体的一种过程模型，同一组合体可以有不同的CSG表示法，对应于对同一个组合体构成的不同理解。,3）组合体的构形过程也可以用一个集合表达式来描述，通常称该集合表达式为组

21、合体构形表达式。,4）用组合体构形表达式描述组合体的构形过程更加简捷，同样也可形象地反映了组合体构形者的构形思维过程。,表示法1：S=（S1S2）S3,表示法2：S=S2（S1S3）,二、组合体的造型方法,组合体特征造型的设计过程如右图所示（其中S1Sn表示造型的中间形体，即不同层次的组合体），即首先构造基特征，在基特征上加入从属特征，形成中间形体，再加入从属特征，直至最终完成组合体造型。组合体由参数化特征(基特征、从属特征)组成，基特征只能是绘制性特征；从属特征可以是绘制性特征或置放性特征。当从属特征加入到基特征时，可以通过并(叠加)、差（切割）、交（求交）生成新的形体。,二、组合体的造型方

22、法组合体造型的步骤,1）形体分析。分析组合体的构型过程，用组合体CSG表示法确定造型顺序，并确定各体素的草图和特征形成方式。CSG表示可能有多种，不适当的表示可能会产生不正确的造型结果，一般应先并运算后差运算和交运算，确定合理的CSG表示。,2）确定并构建基特征。,3）按顺序构建各附属特征。先根据与基特征的相对位置关系，确定草图平面的位置，再绘制草图，选择适当特征生成方式。,4）添加必要的置放性特征，完成组合体的造型。,END,小 结,一、形体分析法是组合体的画图、读图和尺寸 标注的一种行之有效的基本方法，要很好 掌握。组成形式及表面过渡关系。,二、画图时，一定要在形体分析的基础上“分 块逐块

23、画”，要注意分析形体之间的组合 方式及表面过渡关系，避免发生多线和漏 线。,三、对于用切割方法形成的组合体，有时需借 助线面分析法进一步分析体表面的形状特 征及投影特性，以便准确地想象出物体的 形状和正确地画出图形。,四、标注尺寸时一定要在形体分析的基础上 逐个标注每个形体的定形、定位尺寸，同时注意正确选择尺寸基准。最后标注 总体尺寸时要注意调整，避免出现封闭 的尺寸链。,再见!,选主视图,叠加特征,切割特征,继续,返回,(形体分析法),(线面分析法),首先，根据组合体的总体尺寸确定绘图比例，再布图。即用主要的轮廓线或对称中心线，确定三个视图在图纸中的位置。,返回,先主体后细节;先特征后其他.,再分析立体与立体表面间连接关系。,继续,先画出立体的主要轮廓线;,返回,(形体分析法),两立体相交产生相贯线;,两形体内部不应有交线。,先主体后细节;先特征后其他.,然后求出截交线的其他图形;,再画出有积聚性的截切面;,继续,返回,(线面分析法),先画出立体的主要轮廓线;,被截切的立体轮廓线消失.,