SolidWorks的三维模型转二维工程图的标准化问题

　　前言

　　SolidWorks将三维造型技术与二维绘图融为一体，可以将零件环境、装配环境中生成的各类零件、装配件等实体进行投影，生成二维工程图。SolidWorks是目前的三维软件中支持国家标准(GB)最好的一种，大部分二维工程图能满足GB的要求，但SolidWorks生成的二维工程图是纯粹的实体投影，有些地方并不符合国家标准《机械制图》中的规定，所以必须对模型所生成的工程图进行标准化处理。本文根据在使用SolidWorks模型生成工程图的过程中遇到的一些问题，提出一些解决的办法和建议。

　　1 滚动轴承的表达

　　按照《机械制图一滚动轴承表示法》(GB，T4459.7-1998)，滚动轴承有通用、特征和规定3种画法，如图1所示。SolidWorks工程图中滚动轴承投影剖视图与规定画法比较接近，见图2。

　　按实际工况，在SolidWorks装配体中滚动轴承为不完全约束，可绕轴旋转，因此在生成滚动轴承的剖视图时，剖切面并不一定会通过轴承滚动体的中心轴，从而导致轴承投影与规定画法相异，需要对工程图进行处理，如图2。针对以上问题，提出以下解决方法(以深沟球轴承为例进行说明)：

　　(1)在深沟球轴承建模过程中，建立2个配置“实际模型”和“简化模型”。在“实际模型”中滚动体模型与实际相符，采用圆球，如图3(a);在“简化模型”中采用一圆环来代替圆球，圆环截面圆直径与“实际模型”中圆球直径相等，且圆环特征与轴承内、外圈不合并实体，如图3(b);

　　(2)在使用该轴承装配时，增加一个“工程图用”的配置，在“默认”配置中轴承采用“实际模型”，在“工程图用”配置中采用“简化模型”配置;

　　(3)在工程图中，将视图属性中“配置信息”选为“使用命名的配置”并选择“工程图用”配置，得到轴承工程图如图4(a)所示;

　　(4)对轴承工程图进行处理：去掉圆环实体上的剖面线，加中心线，得到如图4(b)所示的工程图。

　　通过以上处理，得到的工程图已符合轴承的规定画法，且装配体中采用“实际模型”，对轴承的质量及后续的仿真分析等不会产生影响。采用以上方法，也可以对圆柱滚子轴承、调心球轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承、滚针轴承等进行处理，得到符合标准的工程图。

　　2 齿轮的表达

　　根据《机械制图一齿轮表示法》(CB/T4459.2-2003)规定，在齿轮的工程图中一般用2个视图来表示齿轮的结构形状;在与齿轮轴线平行的投影视图中，一般采用剖视图(全剖、半剖、局部剖)来表达齿轮的结构，对于斜齿和人字齿圆柱齿轮，则不宜采用全剖视图，而宜采用半剖和局部剖;在剖视图中，齿顶线和齿根线用粗实线绘制，分度线用细点画线绘制，其他结构按常规绘制。在与齿轮轴线垂直的投影视图中，一般采用局部视图来表达齿轮的轴孔和键槽。如图5所示为Solidworks中一直齿圆柱齿轮及其投影出的工程图，由图可以看出，此工程图并不符合齿轮的规定画法，必须对工程图进行处理。

　　(1)在齿轮模型中增加“工程图用”的配置，在此配置中将齿轮的齿形压缩掉，并添加一个与齿根圆直径相等圆柱，并不合并实体，如图6所示，以此来保证与齿轮轴线平行的投影视图中能剖切出2条齿顶线和齿根线;

　　(2)将齿轮模型在工程图中投影，将主视图属性中“配置信息”选为“使用命名的配置”并选择“工程图用”配置，并将主视图全剖，得到如图7所示工程图;

　　(3)点取图7中1区，去掉剖面线并应用到实体;运用工程图的草图功能画出两条在径向完全约束的分度线，并把工程图中不需要的约束尺寸隐藏;添加尺寸及粗糙度、中心线等注释，得到如图8所示的工程图;

　　通过以上处理的工程图，符合国家标准的要求，通过实践，斜齿轮、锥齿轮等也可以通过以上方法进行处理，得到满意的工程图。

　　3 剪裁视图应用

　　当机件的主体形状已由一组基本视图表达清楚，而未表达清楚的局部结构还需要表达，但又没有必要画出其完整的基本视图，此时可采用局部视图，如图8中左视图。

　　SolidWorks工程图中有创建“局部视图”的命令，但那是创建“局部放大”视图，并不能满足要求。对于比较简单的机件，可以通过隐藏边线的方法来生成局部视图，但对于像上文中齿轮一样较复杂的机件(见图7)，通过上述方法就比较麻烦.在SolidWorks中可以采用创建“剪裁视图”与隐藏边线相结合的方法来解决上述问题。如图8所示。在左视图中绘制一包含所要描述特征的闭合草图轮廓，就可以生成裁剪视图，在生成裁剪视图之后，还可以在剪裁视图内点击鼠标右键对剪裁视图进行编辑和移除。

　　当机件上有倾斜于基本投影面的结构时，要采用斜视图来表达倾斜部分的实形，其他部分用波浪线或折线断开。如图9(a)所示为某SolidWorks零件模型在工程图中采用投影视图和辅助视图生成的工程图，由此可见生成的视图并不符合要求。图9(b)为采用剪裁视图处理过的图纸，经过此处理的图纸不仅符合要求，而且更加美观。

　　4 结语

　　三维设计是未来的必然趋势，随之而来的就是三维转二维后的标准化问题。目前市场上大部分的三维软件是国外的产品，对GB并不完全支持，在图纸标准化过程中会遇到很多麻烦。本文所提的方法已在企业中得到应用，且效果良好，但义会增加设计人员的工作量，因此，有必要开发完全支持GB的三维软件或修改现行GB以符合三维转化成二维图纸后的要求。