機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)從二維到三維的轉(zhuǎn)化對(duì)設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)素質(zhì)提出了更高 的要求，在三維設(shè)計(jì)領(lǐng)域享有盛名的 P r o/E N G I N E E R軟件以它獨(dú)特的“全參 數(shù)化設(shè)計(jì)”技術(shù)受到廣大設(shè)計(jì)人員的喜愛(ài)。但在實(shí)際應(yīng)用中，許多設(shè)計(jì)人 員不能充分利用該軟件強(qiáng)大的工程圖 功能，難以全面發(fā)揮該軟件的“全參 數(shù)化”優(yōu)勢(shì)，本文結(jié)合國(guó)標(biāo)(G B)圖 樣畫法的視圖規(guī)則以及P r o/E N G I N E E R Wildfire 2.0軟件創(chuàng)建工程圖視圖的具 體命令，提供給Pro/ENGINEER工程圖的 國(guó)標(biāo)(G B)圖樣畫法的詳細(xì)應(yīng)對(duì)策略，希 望給Pro/ENGINEER設(shè)計(jì)用戶快速創(chuàng)建滿足國(guó)標(biāo)(GB)要求的工程圖帶來(lái)方便。

　　一、投影類型的選擇

　　視圖投影分兩種類型：第一角投影和第三角投影。將物體置于第一分角區(qū)域，并使其處于觀察者和投影 面之間而得到的多面正投影稱為第 一角投影;將物體置于第三分角區(qū) 域，并使投影面處于觀察者和物體之 間而得到的多面正投影稱為第三角 投影。A N S I標(biāo)注使用第三角投影，是P r o/E N G I N E E R的默認(rèn)選項(xiàng);I S O標(biāo)準(zhǔn) 和國(guó)標(biāo)(G B)使用第一角投影。在 P r o/E N G I N E E R中設(shè)置投影類型的方法 是在繪圖選項(xiàng)或繪圖設(shè)置文件中，將 選項(xiàng)projection_type的值設(shè)為first_ angle。

　　二、創(chuàng)建視圖

　　視圖包括基本視圖、向視圖、斜視圖和局部視圖四類。

　　(1)基本視圖包括主、俯、仰、 左、右和后視圖六種，是沿水平、 豎直方向投影得到的視圖。在P r o/ E N G I N E E R繪圖環(huán)境中，操作步驟是： 選中或創(chuàng)建一個(gè)視圖做為主視圖， 點(diǎn)擊下拉菜單“插入”→“繪圖視 圖”→“投影”;或者使用右鍵快捷菜單，插入投影視圖，依次創(chuàng)建其他 視圖，后視圖是以右視圖作父視圖創(chuàng) 建的。需要說(shuō)明的是，如果主視圖是 第一視圖，則只能用創(chuàng)建一般視圖命 令。六種視圖的投影方向和父子關(guān) 系，如圖1所示。

　　(2)向視圖是指可以自由配置的 視圖。向視圖配置法是指圖樣上視圖 或剖視圖自由配置的表示方法，通常 用標(biāo)注在主視圖上表示投射方向的箭 頭旁大寫字母識(shí)別。在P r o/E N G I N E E R 繪圖環(huán)境中，通過(guò)兩個(gè)操作步驟創(chuàng)建向視圖：先創(chuàng)建投影視圖(視圖或剖視)，再更改投影視圖的類型為一般視圖，移動(dòng)到適當(dāng)位置。例如將左視圖改為向視圖的具體工作流程是，創(chuàng) 建左視圖→雙擊左視圖，打開(kāi)“繪圖 視圖”對(duì)話框→將視圖類型“投影” 切換為“一般”，“應(yīng)用”→移動(dòng)視 圖到合適位置。

　　( 3 ) 斜 視 圖 是 物 體 向不 平 行 于 基 本投影平面方向投影得到的視圖，表 達(dá)機(jī)件上傾斜結(jié)構(gòu)的真實(shí)形狀。通常 按向視圖方式配置和標(biāo)注，必要時(shí)允 許旋轉(zhuǎn)斜視圖。操作步驟是：不選中任何視圖情況下，點(diǎn)擊下拉菜單“插 入”→“繪圖視圖”→“輔助”→在 父視圖上選取投射方向參照(軸、基 準(zhǔn)平面或與父視圖所在面垂直的實(shí)體 面投影邊)→點(diǎn)取斜視圖放置中心。如果需要旋轉(zhuǎn)視圖，則應(yīng)該先將輔助 視圖類型改為一般視圖類型，然后對(duì) 一般視圖重新定向到合適方位。如圖2a所示，沒(méi)有斷開(kāi)父子關(guān)系，斜視圖 沒(méi)有旋轉(zhuǎn);圖2b中斷開(kāi)了父子關(guān)系， 并進(jìn)行了旋轉(zhuǎn)操作。

　　(4)局部視圖用于表達(dá)機(jī)件的局部 形狀，斷裂邊界可以用波浪線或雙折線 表示，可以按照向視圖、基本視圖方式 配置。對(duì)稱結(jié)構(gòu)可以創(chuàng)建一半或1/4局 部形狀。在Pro/ENGINEER中的操作步驟 是：先創(chuàng)建投影或輔助視圖，再對(duì)視圖 的可見(jiàn)區(qū)域(全視、半視和局部視圖) 進(jìn)行設(shè)置。圖3所示為創(chuàng)建半視、局部視圖命令的對(duì)話框。

　　對(duì)于1 / 4局部形狀可以通過(guò)創(chuàng)建 剖視圖的流程來(lái)創(chuàng)建，雙擊視圖打開(kāi)“繪圖視圖”對(duì)話框，選中“剖面” 類別 ， 選“ 2D 截面 ” 選 項(xiàng); 添加剖面，創(chuàng)建新的命名;“偏距”剖截 面，在三維環(huán)境繪制1/4邊界線，完成 草繪;返回“繪圖視圖”對(duì)話框，點(diǎn) 擊“應(yīng)用”，如圖4所示。圖5中主視 圖、左視圖、俯視圖和仰視圖分別用 全視圖、半視圖、1/4視圖和局部視圖 來(lái)表示情況。

　　三、創(chuàng)建剖視圖和斷面圖

　　剖視圖是指假想用剖切面剖開(kāi)物體，將處在觀察者和剖切面之間的部分移去，將其余部分向投影面投射所 得的圖形，有全剖、半剖和局部剖三 類。在剖視圖的剖面區(qū)域(剖切面與 物體的接觸部分)中可以再作一次局 部剖視圖，稱為剖中剖。

　　剖切方法包括單一剖切面(單一 剖)和多個(gè)剖切面(多剖)兩大類。單一剖分三類：剖切面平行于基本投 影面的稱為平行剖，剖切面不平行于 任何基本投影面的稱為斜剖，剖切面 是柱面而且剖開(kāi)后展開(kāi)表達(dá)視圖的稱 為復(fù)合剖。多剖分兩類：剖切面相交于一條軸線，沿剖切面剖開(kāi)后將剖切 結(jié)構(gòu)繞相交軸線旋轉(zhuǎn)到與選定投影面 平行再進(jìn)行投影，稱為旋轉(zhuǎn)剖;剖切 面相互平行而且剖切轉(zhuǎn)折處必須為直 角的稱為階梯剖。

　　斷面圖是指假想用剖切面將物體 的某處切斷，僅畫出該剖切面與物體接 觸部分的圖形，斷面圖簡(jiǎn)稱斷面。除了和剖視圖相似的種類，比較典型的斷面圖有移出斷面和重合斷面兩種類型。

　　在P r o/E N G I N E E R中創(chuàng)建剖視和斷面的操作步驟是：先創(chuàng)建投影、輔助或一般視圖，然后對(duì)該視圖進(jìn)行剖切 設(shè)置。具體圖樣類型畫法如下。

　　(1)剖視和斷面：在“繪圖視圖” 對(duì)話框中的剖面類別、模型邊可見(jiàn)性 選項(xiàng)選“全部”和“區(qū)域”，分別對(duì) 應(yīng)國(guó)標(biāo)中的剖視和斷面類型。

　　(2)全剖、半剖、局部剖：從“繪 圖視圖”對(duì)話框中“剖面類別”→“2D 截面”→剖切區(qū)域中操作，操作流程與 局部視圖的操作雷同。

　　( 3 ) 單 一 剖 和 多 剖： 剖 截 面 創(chuàng) 建 菜單下，“平面”和“偏距”分別與 單一剖和多剖方法相對(duì)應(yīng)。使用多剖(偏距)方式時(shí)，草繪剖切線的方式 決定選擇旋轉(zhuǎn)剖還是階梯剖。

　　對(duì)于剖切線過(guò)同一軸的剖切方 式，不選擇對(duì)齊選項(xiàng)，就是普通的投影或輔助視圖;如果選擇了“對(duì)齊” 選項(xiàng)就是旋轉(zhuǎn)剖。另外需要注意的 是，對(duì)齊時(shí)使用原點(diǎn)對(duì)齊，必要時(shí)需要調(diào)整父視圖的原點(diǎn)為對(duì)齊軸線上的 點(diǎn)(參照可以是基準(zhǔn)點(diǎn)、坐標(biāo)系及實(shí) 體邊的端點(diǎn)等)，如圖6所示。

　　對(duì)于剖切線的各段是垂直和平 行關(guān)系的方式，可以得到階梯剖。另 外可以將剖切路徑走過(guò)的截面全部 展開(kāi)，得到階梯剖切面的全部展開(kāi) 圖。此時(shí)需要將該剖視圖的類型改為“ 一 般 ” ， 點(diǎn) 擊 “ 剖 面 ” → “ 2 D 截 面”→“剖切區(qū)域”的“全部(展 開(kāi))”，必要時(shí)可以對(duì)全部展開(kāi)視 圖進(jìn)行角度定位，得到合適的視圖方向。還要說(shuō)明的是，全部展開(kāi)視圖雖 然是“一般”視圖，但是和原來(lái)的父 視圖仍然具有從屬關(guān)系，隨著父視圖 一起移動(dòng)，如圖7所示。

　　(4)復(fù)合剖：對(duì)于采取復(fù)合剖的零 件，在Pro/ENGINEER標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境不能直接 使用曲線類型的剖切線，雖然利用X截 面可以創(chuàng)建柱面剖切(弧線兩端需要 加直線段，而且實(shí)體不能剖切，僅顯 示X截面)，創(chuàng)建出剖視圖，但是不能 達(dá)到國(guó)標(biāo)(G B)要求的展開(kāi)效果(如圖8)。然而在鈑金環(huán)境下，利用鈑金平 整狀態(tài)實(shí)例可以有效解決，具體策略步 驟為：將需要?jiǎng)?chuàng)建復(fù)合剖視圖的模型創(chuàng) 建為鈑金零件;以復(fù)合剖切面為中性面展開(kāi)鈑金件，創(chuàng)建鈑金平整狀態(tài)實(shí)例; 創(chuàng)建沒(méi)有展平時(shí)鈑金零件的視圖(如圖9中左上視圖)，添加平整狀態(tài)實(shí)例模 型到繪圖，創(chuàng)建一般視圖，修改為沿復(fù) 合剖切面剖開(kāi)的視圖(如圖9中右下視圖);通過(guò)草繪工具添加剖切路徑、符 號(hào)等，完成復(fù)合剖的其他修飾細(xì)節(jié)。

　　(5)剖中剖：剖中剖是對(duì)模型剖切 兩次或多次，并在一個(gè)視圖上表達(dá)節(jié)。在Pro/ENGINEER中的操作步驟是： 先創(chuàng)建第一個(gè)剖視圖，然后使用“將橫 截面添加到視圖”命令添加多個(gè)剖切，每個(gè)剖切視圖的剖切區(qū)域都有完全、一半和局部三種類型可選，每個(gè)剖切都可 以顯示箭頭。國(guó)標(biāo)(G B)剖中剖的后續(xù)剖切使用局部視圖。

　　(6)斷面、移出斷面和重合斷面： 斷面的創(chuàng)建流程和剖視圖創(chuàng)建雷同，只是將模型邊可見(jiàn)性選項(xiàng)改為“區(qū)域”(對(duì)應(yīng)國(guó)標(biāo)中的斷面)。對(duì)于移 出斷面和重合斷面采用專門的命令創(chuàng) 建。移出斷面的操作步驟是：先創(chuàng)建 主視圖，在不選中任何視圖的情況 下，“插入”→“繪圖視圖”→“旋轉(zhuǎn)”→“截面”→“創(chuàng)建新的”→選“平面”或“偏距”剖切路徑方式→ 命名視圖→選取或草繪剖切路徑→返 回“繪圖視圖”對(duì)話框→“應(yīng)用”→移動(dòng)視圖到合適位置。重合斷面操作 和移出斷面操作完全一樣，只是最后 要將斷面移到其父視圖的重合位置 上，如圖11所示。

　　四、創(chuàng)建局部放大圖

　　局部放大圖是指將圖樣中所表示的部分物體結(jié)構(gòu)用大于原圖形的比例 所繪出的圖樣。局部放大圖可畫成視 圖、剖視或斷面，與被表達(dá)部分的表 達(dá)方式無(wú)關(guān)。在Pro/ENGINEER中創(chuàng)建局 部放大圖的操作步驟是：在不選中任何視圖的情況下，“插入”→“繪圖 視圖”→“詳圖”→選取放大區(qū)域參 照點(diǎn)→用鼠標(biāo)左鍵直接點(diǎn)畫邊界(參 照點(diǎn)必須包括在邊界內(nèi))→點(diǎn)選局部 放大圖的放置中心點(diǎn)→雙擊局部放大 圖的比例值，更改為合適比例(放 大、縮小皆可)，如圖12所示。這里 需要說(shuō)明的是，Pro/ENGINEER中的詳圖 命令創(chuàng)建的局部放大圖和其父視圖的 狀態(tài)(視圖、剖視或斷面)一致，這 一點(diǎn)與國(guó)標(biāo)不一致。如果根據(jù)國(guó)標(biāo)要求創(chuàng)建狀態(tài)和父視圖不一致的局部放 大圖，可以先得到滿足局部放大視圖 狀態(tài)的詳圖，然后將局部放大圖類型“詳圖”改為“一般”，再返回調(diào)整父視圖的狀態(tài)達(dá)到工程圖設(shè)計(jì)要求， 但是這時(shí)父視圖上的邊界和標(biāo)識(shí)都會(huì) 消失，只能再通過(guò)注釋、草繪等工具 重新添加，而且失去父子關(guān)系。

　　五、其他視圖和特殊畫法

　　(1)軸測(cè)圖和透視圖：有時(shí)為了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的特殊表達(dá)需要，使用軸測(cè)圖和透視圖來(lái)表達(dá)產(chǎn)品的特殊整體效 果。這兩種視圖根據(jù)投影法和投影 面的不同有非常詳細(xì)的分類，在P r o/ E N G I N E E R中可以根據(jù)國(guó)標(biāo)(G B)的具 體要求進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)置。創(chuàng)建這兩種 視圖的命令分別如圖13、圖14所示。

　　(2)分解圖：物體的裝配件按相同 比例繪制，沿公共軸線按合適順序相 互分離，能正確表示出成員之間的相 互關(guān)系。通常用軸測(cè)投影或透視投影 表示。在Pro/ENGINEER中創(chuàng)建分解圖分 兩個(gè)步驟，一是在三維環(huán)境下創(chuàng)建組 件的分解狀態(tài)，二是在工程圖環(huán)境的 視圖狀態(tài)下調(diào)用分解狀態(tài)。

　　(3)曲面視圖：為了更清楚表達(dá)某 個(gè)面上的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，將該平面分離出 來(lái)單獨(dú)繪制。在Pro/ENGINEER中，使用“剖面”→“單個(gè)零件曲面創(chuàng)建”，如圖15所示，對(duì)軸零件右側(cè)第2個(gè)端面 創(chuàng)建曲面視圖。

　　(4)斷開(kāi)畫法：對(duì)于較長(zhǎng)的機(jī)件

　　(軸、桿、型材和連桿等)沿其長(zhǎng)度 方向的形狀一致或按一定規(guī)律變化 時(shí)，可斷開(kāi)后縮短繪制，折斷線一般 采用波浪線或雙折線類型的細(xì)實(shí)線。 在Pro/ENGINEER中，斷開(kāi)畫法通過(guò)可見(jiàn) 區(qū)域命令的破斷視圖工具創(chuàng)建。需要 說(shuō)明的是，對(duì)于一般類型的視圖，可 以水平或豎直斷開(kāi);對(duì)于水平或豎直方向的投影視圖，則只能進(jìn)行沿豎直 或水平方向斷開(kāi)。

　　此外，在P r o/E N G I N E E R中還有一 個(gè)繪圖工具與斷開(kāi)畫法表達(dá)的意圖相似，當(dāng)繪圖中存在部分視圖(局部視 圖或局部放大圖)時(shí)，在不選中任何 視圖的情況下，“插入”→“繪圖視 圖”→復(fù)制并對(duì)齊→選取一個(gè)部分視 圖作為對(duì)齊參考→選取放置參照點(diǎn)→ 選取邊界參照點(diǎn)→繪制邊界→選取對(duì) 齊參照(軸、線段、基準(zhǔn)面)→“完 成”。使用“復(fù)制并對(duì)齊”視圖可以 創(chuàng)建幾個(gè)局部視圖或幾個(gè)局部放大 圖，以便比較完整地表示所顯示視圖 的多個(gè)細(xì)節(jié)，如圖16所示。

　　(5)斷面圖規(guī)定畫法：斷面的放 置、旋轉(zhuǎn)情況以及可見(jiàn)區(qū)域都可以 根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，這些操作在P r o/E N G I N E E R中可以很方便地實(shí)現(xiàn)。另 外，當(dāng)剖切平面通過(guò)回轉(zhuǎn)面形成孔或凹坑的軸線時(shí)，這些結(jié)構(gòu)按剖視圖繪制;當(dāng)斷面出現(xiàn)分離時(shí)也要按剖視圖 繪制。在P r o/E N G I N E E R中處理這些人 為規(guī)定的方法是：對(duì)于一般斷面圖， 能用剖視圖替代符合國(guó)標(biāo)的視圖就用“替代法”，如果用剖視圖替代不能滿足要求，則只能使用“添加法”。 方法是添加必要的圖素，然后使用“與視圖相關(guān)”命令使添加的圖素和視圖相關(guān)。添加圖素有兩種方法：簡(jiǎn) 單線條可以直接使用草繪命令繪制; 復(fù)雜線條可以創(chuàng)建相應(yīng)剖視圖，然后 將該剖視圖“轉(zhuǎn)換為繪制圖元”，復(fù) 制或剪切所要圖素。

　　(6)相貫線畫法：國(guó)標(biāo)中相貫線 一般要求起始端和末端各截一小段。 P r o/E N G I N E E R繪圖時(shí)有些公司采用按 實(shí)際相切線的顯示形式，即和零件實(shí) 際結(jié)構(gòu)一致，不采用國(guó)標(biāo);如果要符合國(guó)標(biāo)，則可以將相切線不顯示，采 取和分離斷面一樣的“添加”圖素處 理方法。

　　(7)剖面符號(hào)的畫法：金屬件的剖 面線是間隔相等、角度為45°或接近45°(必要時(shí)可以使用60°或30°) 的平行細(xì)實(shí)線。剖面線的間距、角度 都可以進(jìn)行調(diào)整，其他材料的剖面符號(hào)可根據(jù)國(guó)標(biāo)選擇。這些剖面符號(hào)在 Pro/ENGINEER中有專門的文件定義，繪 圖時(shí)直接“檢索”調(diào)用相應(yīng)的剖面符號(hào)文件即可。 在裝配圖中，對(duì)于緊固件、軸、連桿、球、鉤子、鍵及銷等實(shí)體零 件，如果按縱向剖切，這些結(jié)構(gòu)或零 件均按不剖處理。在Pro/ENGINEER中利 用“排除元件”命令處理，最后雙擊 該視圖，進(jìn)入繪圖視圖對(duì)話框，“剖 面”→“2D截面”→反向材料切除側(cè) 且不重新定向視圖→“應(yīng)用”，再生 不剖處理的零件，得到符合國(guó)標(biāo)的視 圖。如圖17所示，連桿、銷軸和曲軸3 個(gè)零件的不剖情況。

　　(8)使用隱藏元件、模型簡(jiǎn)化表示 及Z修剪等技術(shù)創(chuàng)建將部分元件或結(jié)構(gòu) 移除的視圖。調(diào)用簡(jiǎn)化表示流程：“繪圖視圖對(duì)話框”→“視圖狀態(tài)”→“簡(jiǎn) 化表示”，如圖18所示，使用三維模型 的簡(jiǎn)化表示no_eng_block_rear，將后 箱體零件隱藏。使用Z修剪流程：繪圖 視圖“對(duì)話框”→“可見(jiàn)區(qū)域”→“Z方向修剪”，注意修剪參照必須和當(dāng)前 視圖投影面平行，如圖19所示，使用平 面a s m_f r o n t，將主視圖上該平面后面 的幾何隱藏。

　　(9)使用不同的快照創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 不同狀態(tài)的視圖。在機(jī)構(gòu)模擬環(huán)境中， 將機(jī)構(gòu)的不同狀態(tài)創(chuàng)建相應(yīng)快照，在“拖動(dòng)”對(duì)話框，選中所有將要?jiǎng)?chuàng)建視 圖的快照，點(diǎn)按“使選定快照可用于繪圖”命令，使這些快照成為相應(yīng)的分解 狀態(tài)，之后在工程圖環(huán)境調(diào)用這些分解 狀態(tài)即可，如圖20所示。