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机械制图组合体的构型设计探讨


Equ p nt a f ern   c n l g   i me  M nu a t g Te h o o y No. 20   i 2, 08

机械制图组合体的构型设计探讨  
秦 健 
( 西机械高  技工学校, 柳州 5 5 0 ) 广 广西 4 05 
摘要 : 机械制 图 课程 中组合体的构型设 计进行 了探讨 ,

对《 》 针对组合体构型 多解性和 多 性的特点 , 样 运用几何造型技术进行构型设计 ,   从 而激发学习兴趣 , 对发展 空间想象力、 认识 形状特征 、 培养构 型设计能力具有现 实意义。  
关键词 : 机械制 图; 组合体; 型设计  构 中图分类号: H1 6 T 2  文献标识码 : A  文章编号 :  2 5 5 2 0 0 — 0 8 0   1 7 — 4 X(0 8)2 0 7 — 2 6

构型设计是指根据已知条件 , 以基本体 为主 , 利用各种创  造性思维 方式构型设计组合体的形状 、 大小并表达成图样的过 

示 的方案则采用圆柱切割而成 , 构思更加 新颖 。  

程。 在组合体的构型设计时要把空间想象和型体表达有机结合 
起来 , 这样既能发展空间想象力 、 开拓思维 , 又能提高 画图 、 读  图能力 , 培养创新意识 和和开发创造能力。  

团 
() a  () b  () c  () d 
图 2 组合体 的多种构 型设计 

1 构型 原则 
11 以基 本 几何 体 构 型 为 主  .

13 构 型 应体 现 稳定 、 . 平衡 、 动 、 止 等 造 型 艺 术 法则  运 静

构型设 计时 , 对称 的结构能使型体具有平 衡、 稳定的效果 ,   如图 3 a 所示 , () 而对 于非对称 的组 合体 , 用适 当的型体 分  采 布, 以获得力学与视觉上的平衡感 与稳定感如 图 3 b 昕示。 可 (、  

组合体构型设计 的 目的, 主要是培养学生利用基本几何体 

构造组合 体的能力及掌握组合体视 图的画法 。 一方面提倡所设  计 的组合体应 尽可能体 现工 程产 品或零部 件的结构形状并 满 
足其功能特点 , 以培养观察 、 分析 、 综合能力 ; 另一方面又不强  调必须工程化 , 所设计的组合体也可 以是凭 自己想象 , 以更利  于开拓思路 , 培养创造力和想象力。 组合体如 图 1 所示 , 基本上  表现 了一部卡车的外形 , 但并不是所有细节都完全逼真。  

◎ 
() a  () b 
图 3 对称与非对称形体 的构型设计 

圈  圈  
图 1卡车的组合体构 型 

2 体构型 设计 时应 注意 的几个 问题 
() 1 两个 形体组 合时 , 能 出现线接 触 和面连接 , 不 如图 4  
() ( )( ) a 、b 、c 所示 , 线 L不 能把 两 个 立 体 构成 一个 实体 , 接触 而 

图 4d 中 , ( ) 两立体 的连接面 P没有厚度 , 不是体 , 因而都是错 
误的。  

1 构 型 应 多样 化 , 有 创 新 性  . 2 具

() 2 一般采用平 面或回转 曲面造型 , 没有特殊需要尽 量不 

在 给定的条件下 ,构成 一个组合体所使 用的基本体 的种  类、 组合方式 、 相对位置 、 表面连接关 系尽可能多式样 、 有变化 ,   构型过程要积极思维 , 大胆创造 , 敢于突破常规 。如 图 2a (所  ) 示, 要求按给定的俯视图设 计出组合 体 , 由于俯视图含六个封  闭线框 , 上表面可有六个表面 , 以是平面或 曲面, 置可高可  可 位 低 可倾斜 ; 整个 外框可表示底 面 , 以是平 面、 可 曲面或斜 面 , 这  样就可 以构想出许多方案 。如 图 2b所示 , () 该方案均是 由平 面 

采用其他 曲面 , 否则会给绘 图 、 标注尺寸和制作带来诸多不便 。   () 3 封闭的内腔不便于成 型 , 一般不要采用。  

日  曰
() b  () c  () d 
图 4 形体组 合中的错误 

体构成 的, 由前 向后逐步拔高 , 显得单调些 ; 2c 图 ( 所示的方案  )
中含有圆柱 面 , 且高低交错 , 型式活泼 , 变化多样 ; 而图 2( 所  d )

收稿 日期 :0 7 l— 6 2 0 一 1 1  作者简介 : 健( 94 )女 , 秦 16 一 , 柳州人, 广西机械高级技校讲师 , 主要研究方 向:机械制图》 C D 《 《 、 A 、公差》 的教学 。  

7  8

《 装备制造技术>0 8 > 0 年第 2 2 期 
3 构 型 的基本 方法 
31 切 割 法  .


如 图 9所 示 ,a 、b 、c 主视 图 和俯 视 图形 状 相 同 ( () ( ) ( ) 回字  

型)可构思出不同的形体 。 ,  

个基本立体经数次切割 , 以形成不 同的组合体。如图  可

5所示的主、 俯视 图, 以认为 由四棱柱或圆柱切割获得 , 可 分别 
用五个左视 图表示。 可以看出 , 该主 、 俯视 图可以表达多种组 合 

回  回 
() a 

回  回 
() b 

回  回 
() C 

体 。 将 一个立体切割一次 即得 到一个新 的表 面 ,该表 面可以 
是平 面、 曲面 、 面, 凹、 斜 可 可凸 、 可挖空等 , 换切割方式 和切  变 割面间 的相互关系 , 即可生成 多种不同 的组合 体。  

图 9 根据给定的两个视图构 型 

43 根 据 给 定 的 若 干基 本 体构 型  .

给定若干个基本立体 , 来构型组合体。这类题通过改变基  本体间的组合方式 、 相对位置和相邻表面间的连接关系来构型  组合体。 如图 l ( ) O a所示给定 一个 四棱柱和三棱柱 , 三棱柱 的 5   个表面和 四棱柱 的 6个表面均 可两 两贴合 , 同时又能相对转动 

日  
1-一 
............ 

日 ◇ 
图 5 用 切 割 法 构 型 

和移动 ,这样就可得到许多种相应组合型式的组合体 ,图 1  0
() b 中就给出 了 1 O种不同的组合结果 。  

32 堆 积 法  .

如 图 6所示组合体可 以认为是 由基本体堆积 而成 , 图 6 如   () a 由两个 棱 柱堆 积 , 6 b 由一个三棱柱和一个半 圆柱堆  图 () 积 , 6 c 两个 三棱柱和 四分之一圆柱堆积 。 图 ()  
() a  () b 

虽 虽     虽  
() a  33 综 合 法  . () b  () c 
图 6 用 堆 积 法构 型 

图1   0根据给定的几个基本体构型 

44 根 据 组 合 体 的 某些 结 构 特 点 构 型  .

指定要构型的组合体 的一些结构特点 , 来构型组合体 。例 
如: 构造 一个组合体 , 要求至少包含三个 基本立体 , 带有斜面  并 和柱 面、 通槽 , 并用三视 图表达出来 。这样 的组合体有多种 , 每  改变一个形 体或增减一个形体或变换一种 组合 方式或改 变一  种表面连关系 , 都将产生一种新 的组合体。 如图 1 所示的组合  1 体仅为满足条件 的其 中三种 。  

同时运用切割 和堆积构成组合体 的方法称综合法 , 这是组 
合体构 型的最 常用方法。 如图 7中的 四个 组合体都是 同时运用  切割 和堆积构成 的组合体。  

』  

』  

图 1 根据组合体 的某些结构特点构型    1

() a 

() b 

() c 

() d 

图7用综合法   构型
4 构 型 设计 的举例 
41 根 据 给 定 的 一 个 视 图构 型  .

5 构 型设计 研究 的作用 和意 义 
51 激 发 学 习兴趣   .

兴趣是最好 的老师 , 激发学习兴趣是取得 良好学 习效果的  开端。在长期 的制图研究中 , 发现人们对机械制 图中的构 型设  计往往会产生浓厚 的兴趣 , 图形看起 来很简单 , 但想象形状却  不太容易 , 且带有一定 的迷惑性 , 有些 图形还会出现一题多解 

物体 的一个视 图 , 不能惟一 的确定 物体 的结构形状 , 因此  某一视 图相 同的物体会有多个 。根据给定 的一个视图 , 以构  可 型多个组合体 。 如图 8 所示 , 已知形体 的一个视图 , 通过改变封  闭线框所 表示 的基本型体 的形状 ( 应与投影相符 ) 及相 邻封闭  线框 的前后位置关系 , 可构思出不同的形体 。  

的情况。研究这些图形的多解关 系, 由此引发的思考 、 研究 、 争 
辩 过程 , 对于识图能力 的提高会产生 一定 的作用 , 而且能够充  分 调动学生 的积极性 , 变被动学 习为 主动 学习 , 培养思维 的灵  活性及发散思维能力 。  

I_ 口rI   ]  
I _-.-_   _ _-..一 _

52 发展 空间思维能力  .
制 图学习中 , 绝大多数根据不相 同的已知两视图补画第三 
图 8 根据给定的一个视 图构型 

视 图的练 习题 , 确定 了空 间惟 一的形体 , 对培养学 生的识图能  力有着重要的作用 。但随着课程 的深入 , 和增 加难 度再 大  设计


42 根 据 给 定 的 两个 视 图构 型  .

当物体 的视 图选择不 当时 , 有两个视图也不能惟 一确定其  结构形 状 , 这样就可以根据两个视图 , 来构型组合体。  

些的视图多解关系的题 目, 并要求学生将所 掌握 的基础知识 

运用于视 图多解关系的求解 ,尽可能完成更多的多解视 图 , 实 

[ 第8 下转 2页】  
7   9

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E u p n Ma ua tig T h oo y No2, 0 8 q i me t n fc r   e n l g   . 2 0   n c

内。 刀片周边尺寸定位满足三点定位原理。 切削力与装夹力的 

() 2 刀垫各表面的表面粗糙度 R 1  32  a . .; 6 ( ) 刀垫材料为 4 #4 C , 3对 5 、0 r淬硬至 HR 4 5 ; C 8 2 

合力在定位基面( 刀片与刀体) 上所产生的摩擦力必须大于切削  振动等引起 的使刀片脱离定位基面 的交变力 。 刀片通过刀 垫的  转位 , 在刀槽的安装位置上 , 其侧面的三个定位点将发生变 动 ,  
由此而可 能产生刀尖的位置变动。但对于车刀来说 , 只要刀垫 

( )2 4 3 垫侧面涂上不 同彩色标志。  

4 结 束语 
可转位刀垫扩大了可转位刀片的使用范 围, 配合标准系列  刀座使用 , 则范 围更为广泛。 这种可转位刀垫 , 大大提高可转  将 位刀 片及 标准刀座 的利用 率 。刃磨可转 位刀垫 ( 材料 为 4 、 5  4 C 时 )比直接刃磨硬质合金要容易 , 0r , 如把该位 刀垫标准化 、   系列 化 , 由专业 厂大量生产 , 并 则无论在 降低制造成本 、 提高装  配精度和切削效益等方 面, 都将是十分可观的。  

的最大厚度能保证刀尖位于工件的中心平面上 , 则其他位 置变  动, 都是可以通过刀杆的调整而得到修正。为此为 了使刀片和 
刀垫在刀槽内的可靠夹 固, 以采用上压式为好。   35 刀垫的技术要求  -

() 1刀垫 的底 面上 , 其每边长度 的名义尺寸与刀片相同 , 考 
虑到刀垫转位后仍能不漏 出在刀 片的底面之外 , 因此 , 刀垫的  外接圆直径尺寸应 比刀片 的外接圆直径小 05 1 m; . m    

I r v me t f r ig T os mp o e n    nn   o l o Tu  
WA NG  o g g n   T n- ag

( i i g e i   c n s c olXni gH n  5 00 C i ) Xn a   no T h i   ho, i a   ea 4 30 , hn   x n S re c S xn n a
Ab ta t T esr cu eo   u t - a   s e in d a dc lua e . h n wo k   i    l d  f u n n   l i w l o ti    i ev re   f s r c : h  t t r  f c t r p dwa   s e    ac l td W e   r sw t aba eo   r i gt , t i  b an a w d   a it o   u a e d g n h t o   l y c t n   ge a d C   e c r e  u   r ig r u h t r i gs mi f e a d tr i gf e S  t a   xe d t e u a e s o eo   ld ,o l od r ut ga l, i n n   a b   ard o t u n n  o g ,u n n  e — n     n n   n , Oi C e tn     s g   p  f a e t   l e   n i t i n u i  n h c b h n  e c  h  p ce  fb e s v     tra  h     l e       h r e ig t , h c   i ly t   n f cu i g c at a d r u et e s e iso   ld , a e t emaei l te t l od ra d t e S ap n n   me w ih smp i   e ma u a trn   r f o t l d a h f o o h n h i fh   o   f h le. od r  

K y wo d : u tr a T r i g B d   e   r s C t p d; u n ; l e e n a

【 上接第 7 9页】  
践证 明能引导学生的空间思维活动 由单一化 向多元化方 向发  展 , 学生在构 型设计时举一 反三开拓 思路 , 富头脑 中关 于  使 丰 形体可变 因素的信息储存量 ,在进一步激发学生学 习兴趣 的  同时 , 更有利于促进空间思维能力 的发展。  
53 充 分认 识 形 状 特 征  . 根 据 相 同两 视 图完 成 多解 视 图 的 过 程 ,是 认 识 形 状 特 征 

系去发现特征 , 认识特征 , 将表达主要特征的视图作为主视图。  

对于在实际工作 中准确表达组合体各部分的形状 , 优化和完善 
表达方案将起到积极 的辅助作用。  

6 结束 语 
实践证 明 : 构型设计的过程是形象思维 的过程 , 在制 图教  学 中对 学生进行有针对性 的构 型设计训练 , 能激发学生学习兴  趣, 变被动学 习为主动学 习 , 对开发空 间想象力 、 识形状 特  认 征、 培养构型设计 能力具有重要意义。  

的过程 ,在一定情况下 多解视 图就是表 达组合体主要特征 的 
视 图 。针 对 学 生画 图 、 图和 标 注 尺 寸 时对 形 状 特 征认 识 不 足  看

的这一薄弱 环节 ,有 意识 地通 过相同视 图具 有多解关系 的特  点, 加强视 图多解关 系的训练 , 引导学生 通过研究 视图多解关 

De in a d Di u so   f h   n iu a in i  c a ia  a n   mbn t n sg   n   s s in o  eCo f rt   Me h nc l c t g o n Dr wigCo ia i   o
QN J   I i n a ( unx M ciey e i  ehi l c olLuh u unx 5 5 0 , h a  G agi ahnr Sno Tc nc   h , izo  a gi4 0 5 C i )     r aS G   n

Ab t c : h   o f u a o   e i  f o ia o     eMe h n c l a i gc u s   s   i u s . c o dn     emut l o u in   d s r t T ec n g r t n d sg o  mb n t n i t   c a ia  w n  o r ewa ds s e A c r i gt t   l p es l t sa   a i i n c i nh Dr c d oh i o n

h   ie s y o   e c n g r t n h   o f u ai   s d sg d b   s   e mer   d l  e h o o y O i C a o s  h  n e e t n te d v ri   f h   o f u a o ,te c n g r t n wa   e i e   y u i g g o t c mo eig tc n lg ,S  t a   r u e t e i tr s i  t t i i i o n n i n  n  
lan n . h sh st ep a t a i ic c   rd v lp n   es a ei g n t n r c g i n   a  h r ce it s c l v t gt ec p b l is e r i g T i a     r c c l g f a e o  e eo igt  p c   h i s in n f h ma i ai , e o z gs p c aa tr i , u t a n    a a i t   o n i he sc i i h ie f c n g r t n d sg   o o f u a o   e i . i i n

Ke   d Me h nc  rwig o ia o ; o f uaind i   ywors: c a ia d a n ;C mbn t n C n g rt  e g l i i o sn

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