1、1 概述 在我国目前大力普及和推广三维 CAD 技术的情况下，在三维 CAD 软件中如何清楚地表达 三维图形的结构、形状、位置、尺寸，对于制造及工程设计人员具有重要意义。它应该逐 渐成为一种基本技能；对三维图形进行尺寸标注主要涉及到以下几方面的问题： 三维图形的表达方法； 三维图形的尺寸标注方法和原则； 三维图形标注具体实现过程。 本部分设定了隐藏，您已回复过了，以下是隐藏的内容 本文针对上述几个问题展开研究，并以 AutoCAD 2004 软件系统为平台，以实例形式给出 了其实现方法和手段。 2 三维 CAD 图形尺寸标注前的表达方法 工程技术人员在多年的产品设计、制造过程中，对于零件的图纸
2、表达方式主要体现在以下 几种形式。 (1)单一立体轴测视图表达：图形相对简单，曲面少，适用于一个视图就能够表达清楚的场 合； (2)四种视图匹配表达：即主视图、俯视图、左视图、轴测视图配置，这种表达比较正规， 适用于三维图形相对复杂，必须用四个视图能够表达清楚的场合，而这种表达也最为常用 。 (3)多视图匹配表达：对于非常复杂的图形，需要在四视图基础上，增加其它方向视图、局 部视图，剖视图表达；其表现更加丰富，尤其适用于比较复杂，用四个视图表达不清的时 候。其表达实现手段和技术相对比较麻烦。 此外，有了三维 CAD 技术以后，轴测图的表达也可以分为着色 图和轮廓投影图两种形式 ，具体采用哪种形
3、式要根据具体需要。在三维 CAD 软件中，一般都给用户提供三维标注 手段（即相应命令），但在其实现过程和难易程度上有所不同，为了实现上述目的，需要 深入研究不同软件的实现方法，本文是针对 AutoCAD 2004 展开研究。 3 标注原则研究 三维图形尺寸标注需要参考工程 CAD 制图规则的轴测图标注或二维图形标注原则。 总体原则是正确、完整、清晰、合理与美观。正确是指要符合标准的规定；清晰是指尺寸 标注要易于阅读；合理是指不能出现缺少标注或者冗余标注的情形；合理方面的要求比较 复杂，要求尺寸标注符合加工、制造工艺要求；在保证上述三个原则的基础之上，应力求 标注处的尺寸美观。 考虑到上述多种因
4、素，以及符合国家标准、美观、实用等特征，特制定标注原则如下： 标注前，首先新建一个或多个专用图层作为标注层。 标注尺寸以实际三维图形尺寸为依据，并注意比例设置。 零件的每一个尺寸，一般只标注一次，并应标注在最后反映该结构最清晰的图形上。 尺寸默认以 mm 为单位，不需标注计量单位代号。 尺寸界线：只能是细实线，并应由图形的轮廓线、轴线或对称中心线处引出。 考虑到标注出的文字效果，标注汉字选用仿宋字体，标注数字与字母选用西文 Romans 。如果在三维模型空间下标注，文字倾斜角度般为 10 15。 4 三维图形标注的实现 4.1 标注前的技术准备-尺寸标注设置 AutoCAD 中通过标注样式管理
5、器来对尺寸标注进行设置与管理，单击标注样式管理器图标 或者在命令提示行输入 ddim，进入“标注样式管理器” 对话框。单击“新建”按钮，弹出“ 创建 新标注样式”对话框。注意：用于 “所有标注”的选项是设置总体样式。特别说明，在复杂的 标注情况下，一套总体尺寸标注往往不够，所以可另外设置多套总体样式，根据需要在样 式管理器中适时地切换使用。接着在总体样式基础上建立【线性尺寸】、【直径】、【半 径】、【角度】等子样式，并选择相应的应用对象。 具体设置时，应按需要考虑是否隐藏箭头和尺寸界线、箭头大小、文字对齐、文字高度、 文字方位等；要在主单位中设置尺寸标注精度、前缀和后缀等，前缀、后缀、公差等也
6、可 通过特性对话框来设置或修改（注：适合于个别尺寸的调整）；有关箭头和文字放置的特 殊要求（如要求放在尺寸线内或尺寸线外等），可在【调整】选项栏中设置，必要时可选 手动放置文字选项。 4.2 三维尺寸标注分类 本文根据零件的外轮廓以及内部结构的复杂程度，将尺寸标注的方法分为两大类：三维模 型空间下的尺寸标注和二维图纸空间下多个视图的尺寸标注。 4.3 三维尺寸标注表达举例 (1)三维模型空间下的尺寸标注： 当三维图形外轮廓相对简单，且内部结构尺寸不需要过多描述时，可采用在三维模型空间 下标注的方法。该方法的优点在于；直观易懂，不需要考虑重复标注的情况。不足之处： 标注过程中较多地移动和旋转 U
7、CS 坐标系；有时需要添加辅助线甚至辅助平面来解决标 注图形标注位置异面的问题。 实际上，AutoCAD 中没有三维标注的功能，尺寸标注都是基于二维的图形平面标注的。图 1 为三维模型空间下标注并投影到二维图纸空间下的零件示例。三维模型空间下的尺寸标 注依附于二维平面的标注，因此要将用户坐标系建立在待标注的平面（即当前标注的 X-Y 面）是非常重要的。此外坐标系的放置角度也影响到标注文字的方向，这里提供一条左手 法则：首先令左手平面通过尺寸标注平面（XY 平面），四指平行于 X 轴指向尺寸线方向 ，则大拇指指向文字垂直方向。 在模型空间中对该三维图形进行尺寸标注时，十字中心线的应用成功地解决了
8、标注位置不 易确定的难题，同时也起到了一定的美化效果。图 1 中三个十字中心线的意义没有局限在 定位图形的中心基准上，更加起到标注辅助线的作用。34 圆柱水平十字线上 Centre 线 通过夹点编辑拉伸至与轴侧前表面平齐位置，准确标注出三维图形总体长度 100。更为巧 妙的是 36和 50处十字中心线的使用，通过夹点编辑将 Centre 线拉伸至轴侧前表面平 齐位置（与 34圆柱拉伸的 Centre 线对齐），如此很容易标注出相关圆柱中心距 30；同 时借助在底面绘制的 Line 直线能够标注出圆柱的高度 42。从 R25 处的十字中心线上引出 的高度标注 25 显得布局比较合理且美观。 通过
9、加载、运行水平十字线 Lisp 程序，可以快捷、方便地生成所需中心线。本文提供 Aut o Lisp 语言编写的十字线程序如下： (2)二维图纸空间下多个视图尺寸标注 当三维图形呈现不规则外轮廓，或其内部结构复杂时，可考虑采用将三维实体投影到二维 图纸空间中，在多个视图下进行二维尺寸标注，实现“三维标注” 向“二维标注”的转化。该法 的优点在于：由于图纸空间本身是二维空间，其中各个视图是二维图形，因此可以象对二 维图形那样进行尺寸标注而不必适时地移动用户坐标系；图纸空间的标注不会影响模型空 间的图形；在图纸空间标注尺寸容易保证尺寸标注的外观规格一致性。缺点：尺寸标注是 在多个视图中进行的，所以
10、做到“不重不漏” 地标注出图形尺寸可能会遇到困难；重建三维 实体时需要将各个视图联系起来才能正确读出图形尺寸，这就要求具备一定的识图经验和 读图技巧。 图 2 投影标注流程图 在三维图形转换成二维视图的过程中，采用的是三视图投影表达方法（参见图 2）。具体 而言：预先设置投影图层（包括颜色、线型）和标注层。使用 Mview 命令在图纸空间中创 建多个视口，激活浮动模型窗口，分别设置主视图、左视图、俯视图以及等轴侧西南方三 维实体图（用作三维对照）；根据“长对正，高平齐，宽相等” 的视图愿则，使用 Mvset-up 将主视图、左视图与俯视图分别对正。在当前激活的浮动模型窗口下，使用 Solpro
11、f 命令 进行图形轮廓设置（正投影）。投影完成后，CAD 系统自动地为每个视口新建两个图层： 以 PV 为前缀的图层和以 PH 为前缀的图形。将每个视图中可见轮廓线以图块的形式保存 在 PV 层，不可见轮廓线则保存在 PH 层，同时保留原先的三维实体层。关闭投影前的图 层，只显示系统生成的 PV 层和 PH 层，在图层样式管理器中将 PV 层线宽加粗设置。打 开标注层，设置标注样式管理器之后，开始二维尺寸标注。 标注过程中，主视图、左视图与俯视图三者进行综合考虑，在“长对正，高平齐，宽相等” 的原则指导下，高度尺寸宜在左视图中标出；长度尺寸宜在主视图中标注；宽度尺寸宜在 俯视图中标注。当然这一
12、做法并不绝对，具体还需要考虑图形标注布局，以及美观与否（ 参见图 3）。 图 3 投影后的多视围尺寸标注 5 三维标注中容易产生的错误 笔者在参与教学辅导过程中发现，标注时经常出现两类错误：标注字体错误，字高无法调 整，标注文字与中心线相互重叠，文字与尺寸线距离太近，标注产生空心箭头等，这一类 我们称之为疏漏性错误，就是说绘图者只要在标注时细心就完全可以避免类似的错误。以 上错误对应的解决办法：认真选择标注字体名，不要在文字样式管理器中设置字体的高度 ，标注文字与中心线交叠部分采用 Break 命令进行打断，标注样式管理器文字卡中文字 “从 尺寸线上的偏移量”设置大一些，箭头选项卡中选择实心箭
13、头等。另一类是知识性错误，如 “重标、漏标” ，尺寸布局不合理等。这类问题的解决和绘图者标注知识、经验密不可分， 需要绘图者平时认真研习成功的标注范例，总结技巧与规律，并且要加强标注方面的训练 。 6 结论 综上所述，三维尺寸标注的技巧和方法归纳起来主要有以下四点： 采用“由外而内、分层”的标注方法。即先从图形外部轮廓开始标注，然后进行内部尺寸 标注。 主、俯、左三个视图相互联系，相互配合。主视图下标注长度尺寸，俯视图下标注宽度 尺寸，左视图下标注高度（或宽度）尺寸。三者共同表达出完整的三维尺寸信息。 中心线做标注辅助线。调整中心线长度，解决图形标注时位置不共面问题。 核查。标注完成后，核查是否已将图形尺寸信息完整地表达出来，能否利用这些尺寸重 建原先的三维图形。
