戚剑瑾
摘 要：近几年来，各类三维设计软件被许多学校应用到教学中。我们学校工业产品设计模块走班也迎来了三维设计软件，这个对二维平面图来说是个很大的撞击。如何处理好两者之间的关系呢？这对于软件设计课至关重要。三维设计软件可以完成直接放置模型图的建模，并且创建二维工程图和三维模型相互关联，即修改三维模型的结构或尺寸和保存，二维工程图形也将同步变化。然而，三维设计软件在生成二维工程图纸时将不可避免地导致各种问题。这是三维软件最难实现的二维图，其主要原因之一是二维工程图具有国家标准，这些规定不能直接表述在工程图纸的制作中。比如国标规定螺钉等标准件剖切时，不画剖面符号，直接按视图表达即可。但在三维设计软件中并非如此智能，它只会按照实际情况进行剖切，并在实体处添加剖面线。要与标准一样只能进行修改。以Inventor三维设计软件为例，针对二维工程图表达时遇到的问题进行阐述并给出处理方法，让我们明确制图和二维工程图学习的重要性。
关键词：inventor；三维；二维；表达问题；处理方法
1 三维转二维存在的一些表达问题及处理方法
众所周知，将三维设计模型直接转换成二维工程图纸比二维软件绘制图形快很多，如果加上三维建模的时间也不会慢。但由三维建模图创建二维图时会遇到一些问题，在许多情况下，很难达到我们的制图标准。这些问题包括表达方法和尺寸等，但三维软件允许在工程图环境中进入草图模式修改工程图，这是弥补的方式。下面先看一些问题的存在，然后探讨解决方法。
1.1 局部视图
在Inventor三维设计软件中可以直接创建基本视图和投影视图，但创建局部视图和斜视图时会遇到一些问题。例如图1中的局部视图就不能直接创建，只能先创建俯視图再将其余的线条隐藏才行。Inventor有创建“局部视图”的命令，但它的功能却是“局部放大图”，说明我们在汉化时也需要专业化。
Inventor三维造型软件具有创建“斜视图”的命令，但斜视图一般也是局部视图。图2中斜视图A和斜剖视图A都不能直接创建。创建的斜视图A，再将不需要的线条进行修剪。对于斜剖视图A相应的视图，先单击工具栏上的“草图”进入草图模式绘制封闭线框。A-A剖视在选中该视图后，进入草图界面，用样条曲线画出局部剖视的剖切范围，完成草图后再用“局部剖视图”命令创建A-A剖视。
1.2 剖视图
Inventor三维设计软件可以用“剖视图”命令创建国家标准规定的单一剖的全剖视和局部剖视，但有时却不能直接创建半剖视图，斜剖视也会遇到问题。例如图3箱盖的半剖左视图，主视图可采用“局部剖视图”命令创建，而俯视图需要采用“剖视图”命令创建。左视图创建半剖后需将中间的粗实线隐藏，再添加点画线作为分界线。同时，由于已被剖切，在添加了点画线后，需要将虚线隐藏。
Inventor三维造型软件也可以用“剖视图”命令创建全旋转剖和阶梯剖的剖视图中，但却不能创建复合剖视。如下图基体，主视图采用全剖，并再次进行局部剖的剖中剖。我们可以先隐藏原来的剖面符号，再选中剖视图，单击标准工具栏上的“创建草图”，进入草图界面，“投影几何图元”，最后将缺少的图线绘制完成，重新添加剖面符号，以实现图4主视图的样子。
1.3 断面图
Inventor三维设计软件不能直接实现“断面图”命令，只能利用“剖视图”命令创建。得因创建的是剖视图，因此要把多余的线条隐藏。用“剖视图”创建重合断面还要将其外轮廓的粗实线改为细实线，并移至视图外。图5为移出断面B-B。
1.4 其他国标的规定画法
由于制图国家标准的画法比较多，而利用三维软件出图却是按实际情况来创建图形的，那就需要我们进行相应的处理。如图6a的肋板，Inventor出图创建后是图6b的样子，这样是不对的，就需要进入“草图模式”修改成图6c的样子，才是我们的规定画法。
过渡线的画法也有人为的因素存在。铸造零件由于有铸造圆角，失去了原有的相贯线和截交线，但是在制图中要求画成过渡线，用来区分两个不同的表面。而Inventor三维设计软件认为：圆角处无交线或是直接用相贯线表示，如图7a中的四通管，这样画法实际当中是不对的，改成图7b才是正确的画法。
又如图雪碧瓶的截交线Inventor处理成图，如图8所示，而在制图中却要求做成最后的效果，所以需要进行修改。
当加强筋侧面与底板和立板间有圆角时，Inventor三维造型软件处理结果如图9所示无截交线，二次处理见最终效果。
简化画法也是Inventor三维设计软件不能直接生成的，需要进入“草图模式”进行再加工。图10为俯视图在简化前后的不同表达。
以上这些问题在实际中存在，特别是装配图，需要进行再处理。在装配图的工程图中不仅会遇到这些问题，而且在其剖视图中，Inventor三维设计软件默认将标准件创建成剖视图（如螺母、螺栓等）。再次，如弹簧零件，根据实际投影直接生成工程图，而国家标准规定使用简化图表达。此外，标注尺寸有时需要达到要求就必须进行必要的修改。
Inventor三维设计软件是Autodesk公司的产品，与AutoCAD的兼容性较好，它将工程图文件（.dwg）转换成AutoCAD文件（.dwg）后可在AutoCAD中直接修改，但该功能使三维模型与工程图之间失去了原有的相关性。
国家标准规定画法，让三维设计软件转二维表达时的问题不仅存在于Inventor中，包括 UG、SolidWorks 等三维软件也都存在，只不过每种三维软件都有它不同的解决方案。
2 二维表达的重要性
从三维转二维各类问题中可以看出，《机械识图》这门课的学习是非常重要的，没有识图基础就无法修改三维图创建的工程图。在三维造型设计的教学过程中发现，虽然介绍了问题的处理及修改方法，但学生完成的任务中依然出现不少错误。
学校开设走班课程中，安排了机械识图CAD，主要是读图和绘图教学，包括国家标准画法，尺寸标注要求的强调，但主要内容还是inventor软件学习，因此一个学期的机械识图CAD铺垫学习只为inventor教学做准备。针对以上三维软件中的种种存在的问题，设计从三维开始，还需将三维转换成二维工程图，转的过程中又会遇到这样那样的问题，所以需加强对二维图形的表达能力，比直接画二维工程图要求更高些。
其次，学习三维设计软件，首先要学会二维图的识读，培养一定的二维绘图能力，特别是对国标的规定画法要求。
再次，在三维建模过程中更明确零件和零件之间的关系，但要发现零件的建模中的误差需要通过二维工程图中去生成才行。
3 结语
以上几点表明，三维造型设计软件学习的同时，二维CAD图形表达能力缺失，它来源于机械识图的基础内容。目前各种三维设计软件盛行的时代，这个更是重中之重。在介绍工业产品设计三维软件时不能删减机械识图和CAD二维图形表达两部分内容，否则以上所述的问题经常会出现。
参考文献
[1] 傅建中. 机械识图[M]. 浙江省教育厅职成教教研室
[2] 许国玉. 工业产品类CAD技能一级（二维计算机绘图）：AutoCAD培训教程[M]. 清华大学出版社
[3] 陈道斌. 工业产品设计（Inventor 2012）[M]. 电子工业出版社
[4] 赵卫东. 工业产品设计（Inventor2012进阶教程）[M]. 同济大学出版社
