關(guān)于組合體尺寸標(biāo)注的探討

陸海濤+呂建強(qiáng)+路連

摘 要 組合體尺寸標(biāo)注是工程制圖尺寸標(biāo)注的核心內(nèi)容之一。針對組合體尺寸標(biāo)注的普遍問題，深入剖析尺寸的內(nèi)涵，尺寸標(biāo)注與畫圖讀圖的關(guān)系，平面圖形與組合體尺寸標(biāo)注的聯(lián)系以及尺寸標(biāo)注方法。最后提出對尺寸標(biāo)注內(nèi)容進(jìn)行整合的必要性和方法。為提高工程制圖尺寸標(biāo)注的教學(xué)效果和學(xué)習(xí)效果提供幾點(diǎn)建議。

關(guān)鍵詞 工程制圖 尺寸標(biāo)注 組合體

中圖分類號(hào)：TH126 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2016.10.024

Abstract Composite body size is one of the core contents of engineering graphics. Relationship for the assembly dimension in general， in-depth analysis of the size of the connotation， dimensions and drawing pictures， planar graphs with combined body of dimension and dimension annotation methods. At last， the necessity and method of the integration of dimension annotation content are put forward. In order to improve the teaching effect and learning effect of engineering graphics， some suggestions are provided for improving the teaching effect and learning effect.

Keywords engineering graphics； dimension； combination body

眾所周知，組合體是學(xué)習(xí)圖樣各種表達(dá)方法的幾何模型，是機(jī)械零件的基本幾何形體。組合體三面投影圖的訓(xùn)練使學(xué)生從畫法幾何的較為抽象的思維過渡到更加真實(shí)的形象思維，空間形象思維能力得到極大提高，并掌握空間三維物體和二維平面圖形之間對應(yīng)關(guān)系的識(shí)別和轉(zhuǎn)換方法。組合體是學(xué)習(xí)掌握繪圖、讀圖和尺寸標(biāo)注等基本工程制圖技能的關(guān)鍵階段。對培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，提高綜合工程人文素質(zhì)也具有重要意義。因此，組合體是工程制圖課程內(nèi)容體系的重要組成部分，是課程教學(xué)環(huán)節(jié)中的重要一環(huán)。相對于組合體畫圖和讀圖，組合體尺寸標(biāo)注的教學(xué)難度更大，尺寸標(biāo)注已經(jīng)成為學(xué)生學(xué)習(xí)工程制圖的最薄弱環(huán)節(jié)之一。除了創(chuàng)新教學(xué)方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性之外，我們更應(yīng)關(guān)注影響尺寸標(biāo)注教學(xué)效果的深層次因素，本文就此進(jìn)行探討。

1 組合體尺寸標(biāo)注存在的問題

組合體尺寸標(biāo)注的基本要求是正確、完整和清晰。只有正確標(biāo)注組合體尺寸，才能正確反映組合體大小。但在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生學(xué)習(xí)尺寸標(biāo)注存在的問題較多，涉及到了組合體尺寸基本要求的各個(gè)方面，主要有：

1.1 尺寸標(biāo)注的國家標(biāo)準(zhǔn)

尺寸標(biāo)注國家標(biāo)準(zhǔn)是貫穿于整個(gè)尺寸標(biāo)注教學(xué)和學(xué)習(xí)過程的主線，是學(xué)習(xí)尺寸標(biāo)注的綱領(lǐng)。不能正確理解尺寸標(biāo)注的國家標(biāo)準(zhǔn)含義，執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)意識(shí)淡薄，不重視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，不嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致尺寸標(biāo)注的正確性得不到有效保證。比如為直接直觀反映物體大小，國家標(biāo)注規(guī)定尺寸數(shù)值不受繪圖比例影響，但繪圖比例的選擇與尺寸數(shù)值有關(guān)。而常見一個(gè)誤區(qū)是圖形的大小即為物體大小，混淆繪圖比例和尺寸數(shù)值的含義。

1.2 尺寸標(biāo)注方法

形體分析法是尺寸標(biāo)注的基本方法，其基本思想是將尺寸分類進(jìn)行標(biāo)注，即定形尺寸、定位尺寸和總體尺寸。①尺寸分類標(biāo)注區(qū)分了尺寸標(biāo)注的難易，增強(qiáng)標(biāo)注尺寸的目的性，使得尺寸標(biāo)注更具條理性，最終滿足組合體尺寸標(biāo)注基本要求。但學(xué)生不能正確堅(jiān)持應(yīng)用形體分析法標(biāo)注尺寸，造成遺漏尺寸和重復(fù)尺寸的現(xiàn)象屢見不鮮。不及時(shí)總結(jié)尺寸標(biāo)注經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，不善于歸納尺寸標(biāo)注的技巧和規(guī)律。最終，沒有養(yǎng)成正確標(biāo)注尺寸的良好習(xí)慣。

1.3 尺寸基準(zhǔn)選擇與應(yīng)用

尺寸基準(zhǔn)基本含義是尺寸標(biāo)注的起點(diǎn)。一般地，定形尺寸的基準(zhǔn)與測量基準(zhǔn)一致，定位尺寸的基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一致，總體尺寸的基準(zhǔn)與裝配基準(zhǔn)一致。狹義地，尺寸基準(zhǔn)多指定位尺寸的基準(zhǔn)。學(xué)生不能把握組合體整體結(jié)構(gòu)形狀，也不能正確分析組合體結(jié)構(gòu)功能，因而不能準(zhǔn)確判斷組合體局部結(jié)構(gòu)的重要性，不重視組合體的疊加或切割形成過程，造成尺寸基準(zhǔn)選擇錯(cuò)誤。混淆定位尺寸和定形尺寸，錯(cuò)誤應(yīng)用尺寸基準(zhǔn)。

1.4 尺寸位置及調(diào)整

工程投影理論的基本原則之一是物體的結(jié)構(gòu)形狀必須通過真實(shí)投影進(jìn)行直觀表達(dá)。采用正投影理論的組合體投影可真實(shí)表達(dá)組合體的結(jié)構(gòu)及形狀。一般組合體局部結(jié)構(gòu)通過兩次以上的投影表達(dá)清晰，反映其大小位置的尺寸也具有多個(gè)標(biāo)注位置。疏于尺寸擺放位置合理性要求，不能確保尺寸標(biāo)注在反映結(jié)構(gòu)最清晰的投影之上。也不能處理好尺寸與圖線的相對位置關(guān)系，尺寸和圖線的清晰性難以保證。對于同一結(jié)構(gòu)的尺寸放置過于分散，未做到盡量集中，不便于讀圖。對于形成尺寸封閉的尺寸，難以判斷選擇其中重要的尺寸，刪除不重要尺寸。而總體尺寸標(biāo)注與否模糊不清，對于疊加型組合體，總體尺寸應(yīng)根據(jù)具體情況分析判斷；對于切割型組合體，一般需要直接標(biāo)注總體尺寸。

2 影響尺寸標(biāo)注的關(guān)鍵因素

2.1 尺寸內(nèi)涵的理解

尺寸具有反映大小和定位功能。物體所占空間大小就是物體體積，體積反映物體大小。計(jì)算體積的變量跟標(biāo)注的尺寸緊密相關(guān)，即尺寸能夠反映物體大小。在設(shè)計(jì)中需要用尺寸保證零件局部結(jié)構(gòu)間的位置距離。在裝配中需要用尺寸保證不同物體間的裝配距離。尺寸具有唯一性、方向性、多樣性和技術(shù)性。物體大小是唯一的，物體尺寸也是唯一的。在三維空間，物體大小是從三個(gè)方向進(jìn)行度量，度量方向決定尺寸的標(biāo)注方向性。②物體大小可分為整體大小和局部大小，故物體的尺寸也有整體尺寸和局部尺寸之分，即總體尺寸、定形和定位尺寸。物體結(jié)構(gòu)形狀千變?nèi)f化，使得尺寸的種類和形式呈多樣性，且尺寸數(shù)量較大，容易混淆。因此，尺寸標(biāo)注的規(guī)則和規(guī)定較多，使得尺寸標(biāo)注體現(xiàn)出較強(qiáng)的技術(shù)性性和規(guī)律性，降低了尺寸標(biāo)注的復(fù)雜性和難度，也十分方便讀圖，進(jìn)而了解物體的大小。

2.2 畫圖、讀圖和尺寸標(biāo)注的關(guān)系

畫圖、讀圖和尺寸標(biāo)注是學(xué)習(xí)工程制圖的三種基本技能。畫圖將三維物體表達(dá)為二平面圖形，而讀圖恰好相反，二者是對立統(tǒng)一的。尺寸將畫圖和讀圖有機(jī)地聯(lián)系在一起。畫圖是標(biāo)注尺寸的基礎(chǔ)，不會(huì)畫圖和尺寸標(biāo)注，很難能正確讀圖。讀圖是畫圖和尺寸標(biāo)注的基礎(chǔ)，畫圖前要讀懂或想象出物體的結(jié)構(gòu)形狀和位置大小。不能正確讀圖，尺寸標(biāo)注也難以達(dá)到基本要求。讀圖也離不開畫圖，畫軸測圖可以驗(yàn)證讀圖效果。不會(huì)尺寸標(biāo)注就難以準(zhǔn)確表達(dá)和理解物體大小。

尺寸影響圖線的畫出順序，直接應(yīng)用尺寸畫圖線是精確畫圖的有效途徑。簡而言之，三者相互影響，“你中有我，我中有你”，如圖1所示。

2.3 平面圖形與組合體尺寸的聯(lián)系

組合體大小由三個(gè)方向分別進(jìn)行度量，即尺寸分別沿長、寬、高三個(gè)方向反映組合體大小，呈現(xiàn)立體感。組合體某一方向的大小，一定會(huì)體現(xiàn)在組合體在該方向的某個(gè)投影之上，通過該投影方向的平面圖形的尺寸反映，因此，平面圖形尺寸是軸測圖尺寸在投影面上的“投影”。平面圖形圖線與尺寸緊密聯(lián)系，③對于組合體，三個(gè)方向的尺寸，分別存在兩個(gè)基本視圖可以用來標(biāo)注尺寸。值得注意的是，平面圖形中的每條圖線都是有大小的，但圖線大小并非全部代表物體大小。物體表面或線都有大小，但物體大小不僅受物體表面或輪廓線大小影響，也受物體表面、輪廓線之間的相對距離或位置影響。如正四棱臺(tái)，其高度由上下兩正方形表面間的距離決定，在平面圖中就是上下兩正方形表面的積聚性投影之間的距離，棱臺(tái)的長度和寬度分別由上、下正方形邊長確定，但投影為梯形的斜邊不標(biāo)注長度尺寸。熟悉空間物體大小與平面圖形和尺寸之間的對應(yīng)轉(zhuǎn)換對標(biāo)注尺寸是至關(guān)重要的。

2.4 尺寸標(biāo)注方法

形體分析法的核心由形確定體，通過對點(diǎn)、線、面的位置、形狀、數(shù)量、大小等的分析，判斷出簡單幾何體的形狀和大小，進(jìn)而獲得組合體的形狀特征和大小特征。形體分析過程是畫圖、讀圖、尺寸標(biāo)注的基礎(chǔ)和前提。沒有扎實(shí)的形體分析功底，畫圖、讀圖和尺寸標(biāo)注就會(huì)變得困難。

組合體的畫圖和讀圖都具有極強(qiáng)的技術(shù)性，其尺寸標(biāo)注也同樣具有極強(qiáng)的技術(shù)性。形體分析法④是用來尺寸標(biāo)注的有效方法，它采用化繁為簡的思路符合人們的認(rèn)識(shí)規(guī)律，較為容易掌握，特別適合學(xué)生用于學(xué)習(xí)尺寸標(biāo)注。但學(xué)生并未真正掌握形體分析法的內(nèi)涵，不懂得應(yīng)用形體分析法。究其原因，普遍存在一種急于求成的心理，缺乏全局觀念，實(shí)踐與理論脫節(jié)。習(xí)慣于直接進(jìn)行空間立體分析，不愿意進(jìn)行看似繁瑣的點(diǎn)線面分析。不能嚴(yán)格地應(yīng)用形體分析法畫圖和讀圖，基本上是一股腦地畫圖讀圖，浪費(fèi)了熟練掌握形體分析法的寶貴時(shí)機(jī)，嚴(yán)重影響后續(xù)尺寸標(biāo)注的教學(xué)與學(xué)習(xí)效果。實(shí)際上，由于形體分析法掌握不牢固，在尺寸標(biāo)注階段，多數(shù)學(xué)生只根據(jù)自己對尺寸的理解標(biāo)注尺寸，基本不遵照形體分析法標(biāo)注尺寸的過程，形體分析法標(biāo)注尺寸流程如圖2所示。因此，為更好應(yīng)用形體分析法標(biāo)注尺寸，堅(jiān)持嚴(yán)格要求應(yīng)用形體分析法畫圖和讀圖是非常必要的。

2.5 尺寸標(biāo)注內(nèi)容的整合

眾所周知，尺寸標(biāo)注是工程制圖的教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容之一，是學(xué)生必須掌握的基本內(nèi)容。尺寸標(biāo)注貫穿于課程教學(xué)的整個(gè)過程，內(nèi)容主要有國家標(biāo)準(zhǔn)，平面圖形尺寸，簡單幾何體尺寸，組合體尺寸，剖視圖尺寸標(biāo)注，零件圖尺寸，裝配圖尺寸和軸測圖尺寸。可見，有關(guān)尺寸的教學(xué)內(nèi)容還是較多的，但縱觀歷屆工程制圖課程中有關(guān)尺寸標(biāo)注內(nèi)容的教學(xué)時(shí)間是偏少的，教學(xué)進(jìn)程過長，教學(xué)較為分散，是一種循序漸進(jìn)教學(xué)方式。在教學(xué)時(shí)間減少的客觀情形下，不利于尺寸標(biāo)注的教學(xué)和學(xué)習(xí)，故有必要整合尺寸標(biāo)注教學(xué)內(nèi)容，調(diào)整教學(xué)進(jìn)程，如為避免尺寸標(biāo)注國家標(biāo)準(zhǔn)和平面圖形尺寸的孤立枯燥講解，將尺寸標(biāo)注國家標(biāo)準(zhǔn)、平面圖形尺寸、簡單幾何體尺寸與組合體尺寸標(biāo)注融合在一起。將剖視圖尺寸標(biāo)注和零件圖尺寸標(biāo)注進(jìn)行融合，將軸測圖尺寸標(biāo)注移到組合體前面，作為組合體尺寸標(biāo)注的鋪墊。經(jīng)過整合調(diào)整工程制圖尺寸標(biāo)注分為三大部分：組合體尺寸標(biāo)注，零件圖尺寸標(biāo)注和裝配圖尺寸標(biāo)注。

由上可見，組合體尺寸標(biāo)注在工程制圖尺寸標(biāo)注占據(jù)重要地位，是掌握零件圖和裝配圖尺寸標(biāo)注的前提和基礎(chǔ)。

3 結(jié)束語

對組合體尺寸標(biāo)注存在的各種問題進(jìn)行了剖析，同時(shí)詳細(xì)討論了影響組合體尺寸標(biāo)注的幾個(gè)深層次因素。對提高組合體尺寸標(biāo)注的教學(xué)與學(xué)習(xí)質(zhì)量具有一定實(shí)踐意義和理論意義。

注釋

① 王珉.工程制圖中組合體尺寸標(biāo)注學(xué)習(xí)難點(diǎn)的突破及實(shí)踐[J].中國地質(zhì)教育，2014（4）：96-97.

② 姚齊，馮江.尺寸標(biāo)注的研究型教學(xué)[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2010.31：71-72.

③ 陸國棟，晏群，曹敏.關(guān)于尺寸標(biāo)注的教學(xué)方法改革探討[J].浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2000.28（S1）：176-179.

④ 易聲耀，尚建忠，徐海軍.疊加型組合體尺寸標(biāo)注的教學(xué)分析方法研究[J].圖學(xué)學(xué)報(bào)，2014.35（4）：607-612.