機械制圖組合體的構型設計研究與實踐

周云典

（河北軌道運輸職業(yè)技術學院 河北 石家莊 050000）

構型設計是利用創(chuàng)造性思維方式，想象出物體的形狀、大小并表達成圖樣的過程。構型設計把人的空間想象、形體構思和形體表達三者緊密結合。構型設計的目的是培養(yǎng)學生的空間思維能力和構型設計能力。

1 構型設計教學的作用和意義

1.1 構型設計教學的作用

1.1.1 培養(yǎng)學生的學習興趣。筆者在機械制圖教學中發(fā)現，學生在學習構型設計時積極性很高，特別是帶有一定迷惑性或者是一題多解的圖形。具體表現是思維活躍、積極發(fā)言，同學之間還會互相探討，表現出濃厚的學習興趣。愛因斯坦曾經說過：興趣是最好的老師。學習興趣是學好一門課程的關鍵因素，有助于提高學生識讀圖樣的能力。

1.1.2 培養(yǎng)學生的思維能力。1 個視圖是不能確定組合體的唯一形體，2 個視圖也是不能確定組合體的唯一形體，相同的兩視圖可以補畫出多個不同的第三視圖，因此在構型設計時可以充分發(fā)揮學生的想象力，舉一反三，開拓思路，培養(yǎng)學生學習興趣的同時，還能培養(yǎng)學生的發(fā)散思維和空間想象能力。

1.2 構型設計教學的意義。創(chuàng)新是技術進步和人類進步的原動力，培養(yǎng)創(chuàng)新人才是高等教育的重要目標。構型設計可以啟迪思維、開拓思路，是培養(yǎng)想象能力和創(chuàng)新能力的一種務實可行的方法。構型設計能力是機械類各專業(yè)學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中不可缺少的一部分，也是高校制圖與構型能力大賽考核的主要內容之一。

2 組合體構型設計的基本方法

組合體按其構成的方式，可分為疊加和切割2 種。

2.1 疊加型。疊加類型的組合體進行構型設計時，一般把主視圖分成幾個封閉的線框，依據“三等”規(guī)律，找出各封閉線框不同視圖的對應投影，想象出每個線框的形狀，然后綜合想象出物體的整體形狀，構型設計方法可以歸納為“分、對、想、合”。

2.2 切割型。切割類型組合體的視圖比較抽象，根據視圖中的面和圖線，想象出截切面的形狀和切割位置。切割面一般是垂直面、平行面或是一般位置面，根據不同位置面的投影特性，找到其在各視圖中的圖線或是線框，再以軸測圖(立體圖)輔助構思，畫軸測圖對輔助構型非常直觀和有效。

3 組合體構型設計的教學實踐

講授切割型組合體構型設計時，軸測圖起到了很好的輔助作用。三維空間形狀往往給人更直觀的感受，學習過程中要求學生初步掌握用三維形狀來進行構思設計，并能熟練運用形體分析法和線面分析法繪制和識讀較復雜組合體的三視圖。根據主、俯視圖構思出物體的立體形狀，并畫出左視圖和軸測圖。下面以切割型組合體課堂教學為例，構思過程如下。

3.1 分析面的位置。長方體被切割后每個視圖中都會有幾個封閉線框，一個封閉線框代表一個面。一般先分析視圖中幾個封閉線框的相對位置，主要分析各面的前、后和上、下位置。

3.2 分析面的投影。根據主視圖和俯視圖的投影關系，分析每個封閉線框的兩面投影。一般難想象出來的是一些傾斜截切面，根據一般位置面類似性的投影特性，三角形的投影還是三角形，找出其兩面投影。再分析視圖中的平行面和垂直面的兩面投影，一個投影反映實形，一個投影積聚成直線。

3.3 補畫左視圖。根據各封閉線框的兩面投影，可以畫出其第三面投影，一般經過2 次分析再加上長方體的外形輪廓，左視圖就能補畫出來。

3.4 畫出軸測圖。先畫出長方體的軸測圖，把主視圖前面的形狀畫到軸測圖的前面，把俯視圖上面的形狀畫到軸測圖的上面，再依次連線，即可按要求繪制出切割型組合體的軸測圖。

4 結語

實踐證明，構型設計的練習，是形象思維的過程。在機械制圖教學中，應該強化構型設計的內容和深度。軸測圖的應用對開發(fā)空間想象力、認識形狀特征、培養(yǎng)構型設計能力具有重要意義。