画图是将空间形体用正投影法表示在二维平面上,读图则是根据已经画出的视图,通过投影分析想象出物体的空间结构形状,是从二维图形建立三维形体的过程,画图和读图是相辅相成的,读图是画图的逆过程。为了正确而迅速地读懂组合体的视图,必须掌握读图的基本要领和基本方法。
5.3.1.1 读图的基本要领
1)几个视图联系起来识读才能确定物体形状
在机械图样中,机件的形状一般是通过几个视图来表达的,每个视图只能反映机件一个方向的形状。因此,仅由一个或者两个视图往往不能唯一地确定机件形状。
如图5-26(a)所示物体的主视图都相同,图5-26(b)所示物体的俯视图都相同,但实际上六组视图分别表示了形状各异的六种形状的物体。
如图5-27所示给出的三组图形,它们的主、俯视图都相同,但实际上也是三种不同形状的物体。由此可见,读图时必须将几个视图联系起来,互相对照分析,才能正确地想象出该物体的形状。
2)从反映形体特征的视图入手
形体特征是指:
图5-26 两个视图联系起来看才能确定物体的形状
图5-27 三个视图联系起来看才能确定物体的形状
(1)能清楚表达物体形状特征的视图,称为形状特征视图。一般主视图能较多反映组合体的整体形体特征,所以读图时常从主视图入手,但组合体各部分的形体特征不一定都集中在主视图上,如图5-28所示支架,由三部分叠加而成,主视图反映竖板的形状和底板、肋板的相对位置,但底板和肋板的形状则在俯、左视图上反映。因此,读图时必须找出能反映各部分形状特征的视图,再配合其他视图,就能快速、准确地想象出该组合体的空间形状。
(2)能清楚表达构成组合体的各基本形体之间的相互位置关系的视图,称为位置特征视图。如图5-29所示的两个物体,主视图中的线框Ⅰ内的小线框Ⅱ、Ⅲ,它们的形状特征很明显,但相对位置不清楚。若线框内有小线框,表示物体上不同位置的两个表面。对照俯视图可看出,圆形和矩形线框中一个是孔,另一个向前凸出,并不能确定哪个形体是孔,哪个形体向前凸出?只有对照主、左视图识读才能确定。
3)理解视图中线框和图线的含义
(1)视图中的一个封闭线框,通常都是物体上一个表面(平面或曲面)的投影。如图5-30所示,主视图中有四个封闭线框,对照俯视图可知,线框a′、b′、c′分别是六棱柱前面三个棱面的投影,线框d′则是圆柱体前半圆柱面的投影。
(2)相邻两线框,则表示物体上位置不同的两个表面,如图5-30(a)所示主视图中的b′线框与左面的c′线框以及右面的a′线框是相交的两个表面;a′线框与d′线框是相邻的两个表面,对照俯视图,六棱柱前面的棱面B在圆柱面D之前。
图5-28 分析反映形体特征视图
图5-29 分析反映位置特征的视图
图5-30 视图中线框和图线的含义
(3)大线框中含有小线框表示在大形体上凸出或凹下一个小形体。如图5-30(a)所示,俯视图中大线框六边形中的小线框圆,就是六棱柱与圆柱的投影。对照主视图分析,六棱柱在下圆柱在上。
(4)视图中的每条图线,可能是立体表面有积聚性的投影,或两平面交线的投影,也可能是曲面转向轮廓线的投影。如图5-30(b)所示,主视图中的1′是圆柱顶面有积聚性的投影,2′是A面与B面交线的投影,3′是圆柱面转向轮廓线的投影。
5.3.1.2 读图的基本方法
读图的基本方法与画图一样,主要也是运用形体分析法。对于形状比较复杂的组合体,在运用形体分析法的同时,还常用线面分析法来帮助想象和读懂不易看明白的局部形状。
运用形体分析法读图时,首先用“分线框、对投影”的方法,分析构成组合体的各基本形体,找出反映每个基本形体的形体特征的视图,对照其他视图想象出各基本形体的形状;再分析各基本形体间的相对位置、组合形式和表面连接关系,综合想象出组合体的整体形状。
例3 读懂图5-31(a)所示组合体的三视图,想象出物体的形状。
读图步骤
(1)分析视图抓特征 从反映形体特征明显的主视图入手,对照主、俯、左视图,分析构成组合体各形体的结构形状。如俯视图的矩形线框应联系主视图分析,因为俯视图显示其圆角和圆孔;右上角的U形线框必须联系俯视图来看清其厚度;而左边中间的三角形线框应联系俯视图,才能知道其放置的位置。
图5-31 读图过程的形体分析
(a)组合体视图;(b)底板;(c)立板;(d)耳板(e)肋板
(2)分析形体对投影 经过对构成组合体的四个部分的形状特征初步分析,再按投影关系,分别对照各形体在三视图中的投影,想象它们的形状,分析对照过程如图5-31(b)~(e)所示。
(3)综合起来想整体 在读懂组合体各部分形体的基础上,进一步分析各部分形体间的相对位置和表面连接关系。该组合体的底部是一个带圆角和两个圆孔的方形板,右边一块长方体的立板,立板的前后与底板的前后、右面与底板的右面分别平齐,立板右上角有两个耳板,耳板上面与立板的上面平齐,两耳板的前后分别与立板的前后平齐,左边有一个三角形的肋板,肋板在前后方向上放在底板的中间,上下方向放在底板的上面,肋板的右面与立板的左面贴在一起。通过综合想象,构思出组合体的整体结构形状,如图5-32所示。
图5-32 想象出物体的形状
5.3.1.3 已知两视图补画第三视图
已知物体的两个视图求作第三视图,是一种读图和画图相结合的有效训练方法。首先根据物体的已知视图想象物体形状,然后在读懂两视图的基础上,利用投影对应关系逐步补画出第三视图。在读图的过程中,还可以边想象、边徒手画轴测草图,及时记录构思的过程,帮助读懂视图。
图5-33 运用形体分析法读图
(a)题图;(b)补画底板的左视图;(c)补画圆筒的左视图;(d)补画肋板的左视图;(e)整理;(f)轴测图
根据如图5-33(a)所示给出的主视图和俯视图,补画左视图时,首先要在反映形体特征比较明显的主视图上按线框将组合体划分为三部分。然后利用投影关系,找到各线框在俯视图中与之对应的投影,从而分析各部分的形状以及他们之间的相对位置,逐个补画各形体的左视图,最后综合想象组合体的整体形状。想象和补画左视图的过程如图5-33(b)~(f)所示。
例4 已知支撑的主、左视图,想象出它的形状,补画俯视图,如图5-34所示。
图5-34 支撑的主、左视图
分析:
将主视图中的图形划分为三个封闭线框,看作是构成该组合体的三个基本形体的正面投影。1′是下部槽形线框,2′是上部矩形线框,3′是圆形线框(线框中还有小圆线框)。在左视图中找到与之对应的图形,分别想象出它们的形状,再分析它们的相对位置,从而想象出整体形状,补画支撑的俯视图。
作图:
(1)在主视图上分离出矩形线框1′,由主、左视图对照分析,可想象出它是一块形底板,中间有一圆柱孔,左右两侧有带圆孔的下端为半圆形的耳板,画出底板的俯视图如图5-35(a)所示。(www.xing528.com)
(2)在主视图上分离出上部的矩形线框2′,因为在图5-34中注有直径φ和φ1对照左视图可知,这是轴线垂直于水平面的圆柱体,中间有向下穿通底板的圆孔,圆柱与底板前后端面相切,补画圆柱体的俯视图如图5-35(b)所示。
(3)在主视图中分离出圆形线框3′,对照左视图也是一个中间有圆柱孔的轴线垂直于正面的圆柱体,其直径与垂直于水平面的圆柱体直径相同,而孔的直径比铅垂的圆孔小,它们的轴线垂直相交,且都平行于侧面,画出水平圆柱体的俯视图如图5-35(c)所示。
(4)根据底板和两个圆柱体的形状以及它们的相对位置,可想象出支撑的整体形状,如图5-35(d)所示的轴测图,并按轴测图校核补画的俯视图是否正确。
例5 已知组合体主、左视图,如图5-36(a)所示,补画俯视图。
根据主、左视图的外轮廓可初步判断该组合体是一个综合型的组合体,由两部分组成,前半部分是半圆柱被切割后形成的,后半部分是一个带圆角、圆孔的长方体。可采用形体分析,结合线面分析,从整体到局部进行思考,想象出它的形状,然后补画俯视图。
1)形体分析
如图5-36(a)所示,由组合体主视图的外形轮廓对照左视图的外形轮廓及其中的虚线,可想象出该组合体是由被切割的半个圆筒和切了二个圆孔的长方体组合而成。
后半部分的长方体Ⅰ不难想象出形状,它和一个圆筒组成如图5-36(b)所示的形体。
图5-35 想象支撑的形状并补画俯视图
(a)想象和画出底板“Ⅰ”;(b)想象和画出圆柱体“Ⅱ”;(c)画出水平圆柱“Ⅲ”的俯视图;(d)想象整体形状
主视图上部一条水平线对应左视图中的水平线,不难理解为半圆筒上部被水平面切去一块。需要进一步分析的是主视图中的两条斜线。
2)线面分析
如图5-36(a)所示,主视图中有三个相邻线框2′、3′、4′,2′线框的左视图在“高平齐”的投影范围内没有对应的类似形,只能对应左视图中最前面的直线2″,所以2′线框是组合体上一正平面的投影,主视图中反映其实形。主视图上左右对称的3′、4′两线框,同样在左视图中对应直线3″、4″,所以Ⅲ、Ⅳ两平面也是正平面,主视图中反映它们的实形。从左视图可判断,Ⅱ面在前,Ⅲ、Ⅳ面在后。
如图5-36(a)所示,再分析左视图中的6″、7″线框,6″线框的主视图在“高平齐”投影范围内没有对应的类似形,只能对应两段大圆弧,所以Ⅵ面是圆柱面。7″线框对应主视图中两条斜线,所以7″线框是正垂面的投影,其空间形状为该线框的类似形。
从3′、4′、6″三个线框的空间位置可知,该半圆柱筒的左、右两边对称地各切去一扇形平板,切割的深度可从左视图上确定。通过以上形体和线面分析,综合想象出组合体的整体形状,如图5-36(c)所示,是一个左右对称的由半个圆筒切割而成的组合体。
3)补画俯视图
根据组合体的整体和局部形状,补画俯视图。首先画出后面的长方体,切去两孔,再画出半圆柱筒的原形轮廓(矩形和两条虚线),再画被水平面切去一块后在俯视图中的图线(两条平行轴线的正垂线),最后按“长对正、宽相等”,补画和修改左、右切去两个扇形块后在俯视图中的图线。画出的俯视图如图5-36(d)所示。
图5-36 补画组合体俯视图
(a)已知主视图和左视图;(b)Ⅰ与Ⅱ叠起来画;(c)画切去的Ⅴ;(d)画切去的Ⅲ和Ⅳ
4)检查验证
根据补画的俯视图,三视图对照想象出的组合体的整体形状如图5-36(d)所示的轴测图,并检查验证是否正确。由于切去两个扇形块,所以俯视图前面两个角以及圆孔前面两段虚线不存在了,如图5-36(d)所示。圆柱面Ⅵ(左右对称)的水平投影与侧面投影是类似形,正垂面Ⅶ(左右对称)的水平投影与侧面投影也是类似形。经检查验证,画出的俯视图是正确的。
线面分析法读组合体视图
运用线面分析法读图时,应将视图中的每一个线框看作物体上的一个面(平面或曲面)的投影,利用投影关系,在其他视图上找到对应的图形,分析每一面的投影特性,确定这些面的形状,再弄清面面的相对位置,从而想象出物体的整体形状。
与画切割型组合体三视图一样,线面分析法主要用于形体被多个面切割时的识读。
下面以图5-37所示三视图为例,说明用线面分析法读图的具体方法和步骤。
方法:线面分析法
步骤:
1)分析形体
将三个视图联系起来看,找出有切口的视图,假想补全视图,想象物体被切割之前的形状。从图5-37(a)可以看出,三个视图在被切割前都应该是长方形,所以组合体被切割前应该是长方体。
图5-37 线面分析法读图
(a)组合体的三面视图;(b)A为正垂面;(c)B为铅垂面;(d)开槽及倒角;(e)整体形状
2)线面分析
对应每一处切口,分析物体被切割所产生的交线以及截平面的形状和投影。如图5-37(a)所示,物体主视图有五个切口,俯视图有四个切口,中间开有一个通槽,而且切割物体的截平面都是投影面的垂直面。
首先从主视图可以看出物体被一个正垂面A切割。由于正垂面的正面投影积聚成线,侧面投影和水平投影应为其类似形。对应投影,可知此面的实形应为一个四边形。
从俯视图可以看出物体还被两个铅垂面B切割。由于铅垂面的水平投影积聚成线,正面投影和侧面投影应为其类似形。对应投影,可知此面的实形应为一个五边形。
从俯视图还可以看出物体的右部被两个铅垂面切割。由于铅垂面的水平积聚成线,正面投影和侧面投影应为其类似形。对应投影,可知此面是一个三角形。
从俯视图可以看出物体被两个正平面和两个铅垂半圆面切割,由于水平面投影积聚成线,可以看出在长方体的中间开了一个通槽。
3)综合想整体
确定了物体被切割的情况及每一截断面的形状后,再根据面面的相对位置,就可想象出其整体形状,如图5-37(e)所示。
从以上分析可以看出,如果只是单一平面切割物体时,切口还比较容易想象,但由于各截平面相交使交线变得复杂了,在看图时就必须依据线和面的投影规律,分析截平面的位置,确定面的投影对应关系,从而想象出切割型组合体的空间结构和形状。
组合体的组合形式有三种:叠加、切割和综合,案例中的两个组合体分别由基本几何体通过三种组合方式形成。轴承座由底座、圆筒、支撑板、肋板和凸台叠加而成,底座由四棱柱与圆柱体先叠加,再切去四棱柱和圆柱体而成,支撑板由一块四棱柱由切割部分圆柱体形成,圆筒由圆柱体切割一个圆柱体而成,肋板是一个截面为五边形的棱柱体,凸台也是圆柱体中切割一个圆柱体而成;切割体是一个长方体分别被一侧垂面、两个正垂面和一个水平面切割而形成的。
1.所有的机件都是不同形状的组合体;
2.所有的组合体都是由常见的基本几何体通过叠加、切割或综合而成;
3.组合体的绘制和识读是绘制和识读零件图的基础,在组合体视图的基础上增加对零件的加工、检验、装配等技术要求之后就是生产中所用的零件图。
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