师:在上次课的学习中,同学们通过反复修改和完善,已经绘制出了能较详细展示台灯内部结构和功能的设计草图。课后拓展时,请大家思考一个问题:能否根据这样的设计草图加工出台灯呢?仅靠这样的设计草图是不够的,还需要加工图样和尺寸。今天,我们一起进入常见技术图样的学习。这部分内容分为三个任务:任务一,绘制三视图并标注尺寸;任务二,绘制简单形体的轴测图;任务三,读其他技术图样。下面我们先进入任务一的学习——绘制视图并标注尺寸。
物体被光线照射,会在地面或墙面上投下影子,这是常见的投影现象。请大家取一个物体,比如三角板、文具盒或书本,找一个光源,如台灯,再找一个可投射影子的平面,像桌面、地面或墙面,改变这三者之间的相对位置,观察物体影子的变化情况。大家可以暂停授课视频,马上行动起来。
好,刚才大家都观察到了物体影子的变化。我们把这个自然现象加以科学抽象,得出投影法则,其中有正投影法。现在我们看看什么是正投影法。我们将一个三角形物体,比如三角尺放在平面上,想象光源离平面无穷远,此时所有投射线都相互平行,且当投射线与投影平面垂直时,在投影平面上求取物体投影的方法,就称为正投影法。由于正投影法在投影图上容易表达空间物体的形状和大小,作图简便,度量性好,所以工程设计图样一般采用正投影法绘制。把物体放在观察者与投影面之间,将观察者的视线视为一组相互平行且与投影面垂直的投射线,对物体进行投射所获得的正投影图,称为视图。
我们一起来观察四个不同的物体在同一平面上的视图,它们完全相同。这说明仅用一个视图一般不能确定物体的形状结构,因此在技术图样中常采用多面视图表达物体。为了反映物体长、宽、高三个方向的形状和大小,选取相互垂直的三个投影面,建立三投影面体系。三个投影面分别是:正投影面用V表示,水平投影面用H表示,侧投影面用W表示。
三个投影面两两相交产生的交线称为投影轴,分别为OX轴、OY轴、OZ轴。三根投影轴的交点称为原点,用O表示。将物体放在三投影面体系中,按正投影法分别向各投影面投射,就会得到物体的三视图。在正面从前向后投影获得的视图称为主视图;在水平面从上向下投影获得的视图称为俯视图;在侧面从左向右投影获得的视图称为左视图。
为了把空间的三个视图画在同一个平面上,必须把三个投影面展开。正面保持不动,水平面绕X轴旋转90度,侧面绕Z轴向右旋转90度,使它们和正面展成一个平面,去除投影面的边框和轴线,就得到了三视图。我们一起来分析三视图的位置关系:主视图在上,俯视图在主视图的正下方,左视图在主视图的正右方。
这三个视图有什么样的投影关系呢?主视图反映物体的长度和高度,俯视图反映物体的长度和宽度,左视图反映物体的高度和宽度。因此,我们总结出三视图的投影规律为:主俯视图长对正,主左视图高平齐,俯左视图宽相等。
了解了三视图的形成以及三视图的位置关系和投影关系后,我们来想一想、做一做。这里有张三视图,大家想一想这个三视图表示的是什么样的形体呢?对了,是长方块和三棱柱叠加而成的组合体。改变这两个结构块之间的相对位置关系,可以构成不同的形体。
我们来看看这两个形体,它们的区别是上方的三棱柱,三棱柱虽然大小一样,但斜面的朝向不同,也就是位置不同。这里给了这两个形体的主视图和俯视图,它们的主视图是相同的,俯视图也是相同的。看来用两个视图无法清晰表达这两个不同形体的结构,所以请大家补全左视图。大家可以暂停授课视频,拿起铅笔画一画。
好,我们来看看这两个形体的左视图是什么样的。下方长方块的左视图部分是一样的长方形,上面三棱柱的投影不同,你们有没有画对呢?刚才大家是用铅笔徒手绘制了左视图,接下来我们用一个房屋模型来看看用尺规如何做出它的三视图。
绘图之前要做一些准备工作。第一项准备工作是工具准备,需要一张A4纸,一套三角板、直尺、圆规、橡皮、铅笔等。铅笔要准备两种型号,H型和B型。H型削成锥状,如图所示的形状,用来绘制细线和底稿线;B型削成铲状,用来加深轮廓线。第二项准备工作是分析房屋模型的特征,它是由一个长方体和一个三棱柱构成,前后对称,在长方体正中央开设门洞,其结构左右对称。
下面我们一起来看看房屋模型三视图的作图步骤:
第一步,根据模型长宽高的尺寸,我们选择绘图比例1:1,这样的比例可让三视图刚好布置在A4图纸内,图纸横放,先用H型铅笔画底线,画得要轻要淡。
第二步,在A4图纸底边往上100毫米处绘制一条水平线,作为主视图和左视图的底线。
第三步,根据模型的尺寸确定主视图的对称线位置,画出主视图的轮廓线。由对称线向左向右各量取尺寸40,向上画出两条垂直线;由水平线向上量取长度84,绘制一条水平线,这是屋脊的投影线;再量取长度52,绘制一条水平线;在对称线位置向左向右各量取尺寸16,向上画出两条垂直线,这是门洞的投影线;量取尺寸24,绘制一条水平点划线,这个交点就是门洞拱形的圆心,以该点为圆心,用圆规绘制半个圆,到此主视图底图部分已经完成。
第四步,在主视图右下角画出一条与XY水平线成45度角的斜参照线。
第五步,在XY水平线以下15毫米处画出俯视图的背面投影线,再依据45度的斜参照线确定左视图上背面投影的位置。
第六步,根据模型的总高,在左视图画出一条水平线。
第七步,根据主俯视图长对正,从主视图画铅垂线,量取长度60绘制水平线。
第八步,根据模型前后对称的特征,量取尺寸30绘制水平线,这是房屋屋脊在俯视图中的投影,俯视图底图部分完成。
第九步,依据45度斜参照线确定左视图上房屋屋脊的位置。
第十步,根据主左视图高平齐、俯左视图宽相等的投影关系,完成左视图。
第十一步,检查各视图是否绘制正确,再用B型铅笔加深轮廓线,用H型铅笔加深虚线和点划线。
第十二步,用橡皮擦除所有辅助线,这样我们就绘制完房屋模型的三视图。同学们,你们看明白了吗?大家也可以跟随这段视频动手尝试绘制这个三视图。
