本書(shū)以“培養(yǎng)具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的高素質(zhì)創(chuàng)造型人才”為目標(biāo),基于“學(xué)生的全面發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展相結(jié)合”的教育理念,結(jié)合課程組“大機(jī)械類本科生全程三維設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)模式的研究與實(shí)踐”“三維表達(dá)在工程圖學(xué)中的定位研究與實(shí)踐”“轉(zhuǎn)變教育理念,引進(jìn)工程場(chǎng)景,翻轉(zhuǎn)課堂圖學(xué)教育研究與實(shí)踐”“‘3D工程圖學(xué)’MOOC課程立項(xiàng)建設(shè)”等教改項(xiàng)目所取得的成果與經(jīng)驗(yàn)編寫(xiě)而成的。《3D工程制圖·理論篇》一書(shū)的主要內(nèi)容包括產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程與表達(dá)方法、幾何實(shí)體的構(gòu)成方式、制圖的基本知識(shí)和軸測(cè)圖、幾何實(shí)體建模的基礎(chǔ)知識(shí)、幾何實(shí)體的三視圖與三維建模、組合體的建模與三視圖、幾何實(shí)體的常用表達(dá)方法、零件的構(gòu)形與零件工程圖、零件間的連接方式、裝配體設(shè)計(jì)及裝配工程圖等10章。
《3D工程制圖·理論篇》一書(shū)采用了新技術(shù)制圖與機(jī)械制圖的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),并提供了二維碼微視頻資源,具備較強(qiáng)的實(shí)用性。
隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)的進(jìn)步和計(jì)算機(jī)性能的提高,CAD/CAE/CAM技術(shù)迅速發(fā)展,出現(xiàn)了新的機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)模式:構(gòu)思三維產(chǎn)品→計(jì)算機(jī)三維實(shí)體建!鷶(shù)控編程→加工。傳統(tǒng)工程圖學(xué)的教學(xué)內(nèi)容已落后于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際。為了培養(yǎng)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要、具有時(shí)代氣息的創(chuàng)新人才,必須進(jìn)行工程圖學(xué)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法的重新思考與定位研究——建立以三維實(shí)體設(shè)計(jì)為主,用三維模型生成符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的二維圖形的新工程制圖教學(xué)體系。
本書(shū)是根據(jù)教育部高等學(xué)校工程圖學(xué)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)2015年制定的zui新版本《普通高等學(xué)校工程圖學(xué)課程教學(xué)基本要求》,以“培養(yǎng)具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的高素質(zhì)創(chuàng)造型人才”為目標(biāo),基于“學(xué)生的全面發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展相結(jié)合”的教育理念,結(jié)合課程組“大機(jī)械類本科生全程三維設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)模式的研究與實(shí)踐”“三維表達(dá)在工程圖學(xué)中的定位研究與實(shí)踐”“轉(zhuǎn)變教育理念、引進(jìn)工程場(chǎng)景,翻轉(zhuǎn)課堂圖學(xué)教育研究與實(shí)踐”“‘ 3D工程圖學(xué)’MOOC課程立項(xiàng)建設(shè)”等教改項(xiàng)目所取得的成果與經(jīng)驗(yàn)編寫(xiě)而成的。本書(shū)具有以下特點(diǎn)。
(1) 著重培養(yǎng)學(xué)生的產(chǎn)品表達(dá)能力,特別是熟練運(yùn)用三維CAD系統(tǒng)進(jìn)行產(chǎn)品的三維造型和二維圖形表達(dá)的能力。
(2) 遵循從三維實(shí)體到二維圖形的認(rèn)知規(guī)律,建立從三維實(shí)體構(gòu)形向二維圖形表達(dá)的體系,摒棄傳統(tǒng)工程制圖教材從抽象的平面到具體的空間的教學(xué)體系。
(3) 對(duì)幾何實(shí)體間自然形成的截交線與相貫線不作二維圖解的要求,重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的三維構(gòu)形思維和創(chuàng)新能力。
(4) 結(jié)合二維CAD與三維CAD將在很長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)共存,二維CAD是三維CAD的重要補(bǔ)充的現(xiàn)實(shí),著重介紹由三維實(shí)體建模生成符合當(dāng)前國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的二維圖形,因此表達(dá)方法仍然是本書(shū)的重點(diǎn)內(nèi)容,同時(shí)采用zui新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
(5) 本書(shū)采用的三維軟件——Autodesk Inventor 2015是美國(guó)Autodesk公司zui新開(kāi)發(fā)的三維數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件,它除了具有一般三維軟件的優(yōu)點(diǎn)外,還具有以下特色:獨(dú)創(chuàng)的自適應(yīng)技術(shù),進(jìn)一步完善了參數(shù)化設(shè)計(jì)方案;與世界領(lǐng)先的DWG文件的兼容性,使設(shè)計(jì)者能zui大限度地利用原有的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和資源;完善的標(biāo)準(zhǔn)件和常用件資源庫(kù),可以多途徑幫助設(shè)計(jì)人員提高設(shè)計(jì)能力和設(shè)計(jì)速度;可快速、精確地從三維模型中生成二維圖形。
(6) 書(shū)中所舉實(shí)例多為常見(jiàn)電氣元件,同時(shí)為了學(xué)生的全面發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展,在附錄中增加了AutoCAD二維繪圖簡(jiǎn)介、Inventor三維線路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介等內(nèi)容,以激發(fā)非機(jī)械類學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和拓寬學(xué)生的知識(shí)面。因此本書(shū)特別適合少學(xué)時(shí)的工程制圖課程教學(xué),推薦學(xué)時(shí):40學(xué)時(shí)講課,12學(xué)時(shí)上機(jī)。
與教學(xué)內(nèi)容相適應(yīng)的微視頻以二維碼(二維碼資源使用說(shuō)明見(jiàn)書(shū)末)的形式呈現(xiàn),可以方便學(xué)生隨時(shí)隨地地觀看學(xué)習(xí)。使用本書(shū)的教師,如需要教學(xué)日歷、電子教案(正常課堂教學(xué)和翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué))、電子掛圖、電子模型、習(xí)題集及答案文件,可與華中科技大學(xué)出版社聯(lián)系(聯(lián)系電話:02781339688轉(zhuǎn)587;電子郵箱:171447782@qq.com)。
參加本書(shū)編寫(xiě)的有:華中科技大學(xué)阮春紅(第1、2、8章、附錄B)、何建英(第9、10章)、魏迎軍(第5、7章)、李喜秋(第4章、附錄C)、程敏(第6章)、張俐(第3章、附錄A)。參加微視頻拍攝的有:華中科技大學(xué)阮春紅、黃其柏、黃金國(guó)、張俐、李喜秋、田文峰、何建英、程敏、朱洲、陶亞松、鄢來(lái)祥等。本書(shū)由阮春紅、何建英、魏迎軍、李喜秋任主編。
華中科技大學(xué)黃其柏教授主審本書(shū),并提出了許多寶貴意見(jiàn)和建議,在此表示衷心的感謝。
本書(shū)的編寫(xiě)工作得到了教研室許多老師和教輔人員的支持,本書(shū)也凝聚著參與教學(xué)改革和教學(xué)基地建設(shè)的全體同志的智慧和汗水,在此對(duì)這些人員一并表示感謝。
在編寫(xiě)本書(shū)的過(guò)程中參考了國(guó)內(nèi)一些同類著作,相關(guān)書(shū)目已作為參考文獻(xiàn)列于書(shū)末,在此向這些著作的作者表示深深的謝意。
由于編者水平有限,書(shū)中錯(cuò)誤及疏漏之處在所難免,敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
編者2017年4月于華中科大
阮春紅,副教授,碩士生導(dǎo)師,機(jī)械學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)與汽車(chē)工程系副主任,主要從事智能設(shè)計(jì)與仿真和圖形學(xué)研究。兼任中國(guó)工程圖學(xué)學(xué)會(huì)圖學(xué)教育專業(yè)委員會(huì)委員、湖北省工程圖學(xué)學(xué)會(huì)圖學(xué)教育專業(yè)委員會(huì)主任委員。1984年9月至1988年7月在華中理工大學(xué)機(jī)械工程一系液壓傳動(dòng)及控制專業(yè)學(xué)習(xí);1988年7月至1996年6月在武漢市汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)廠技術(shù)科、維修分廠工作,從事設(shè)備技術(shù)改造與設(shè)備維修工作;1996年7月至2001年11月在華中理工大學(xué)機(jī)械學(xué)院制圖教研室工作;2001年11月至今在華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)與汽車(chē)工程系工作,任系副主任,分管教學(xué)工作并從事工程制圖教學(xué)與教學(xué)改革研究工作。 近五年來(lái),積極參加“機(jī)械實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心”、“機(jī)械基礎(chǔ)系列課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)”等guo家級(jí)教學(xué)研究項(xiàng)目,同時(shí)主持“大機(jī)械類本科生全程三維設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)模式的研究與實(shí)踐” 、“三維表達(dá)在工程圖學(xué)中的定位研究與實(shí)踐”等多項(xiàng)省級(jí)教學(xué)研究項(xiàng)目;主編“十一五”guo家級(jí)規(guī)劃教材《畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖》(第五版)(華中科技大學(xué)出版社),2012年9月已出版;同時(shí)主審、參編的正在使用的各類教材達(dá)十本以上;發(fā)表“設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué) 提高教學(xué)質(zhì)量“等教學(xué)論文4篇。
第1章 產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程與表達(dá)方法(1)
1.1 產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程(1)
1.2 產(chǎn)品的表達(dá)方法(2)
1.3 本課程的學(xué)習(xí)任務(wù)(4)
1.4 本課程的學(xué)習(xí)方法(5)
第2章 幾何實(shí)體的構(gòu)成方式(6)
2.1 幾何立體分類(6)
2.2 基本體的構(gòu)成方式(7)
2.3 組合體的構(gòu)成(8)
第3章 制圖的基本知識(shí)和軸測(cè)圖(11)
3.1 制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的基本規(guī)定(11)
3.2 幾何作圖(18)
3.3 平面圖形的繪制方法(20)
3.4 徒手畫(huà)圖(23)
3.5 投影法基礎(chǔ)(25)
3.6 軸測(cè)圖(28)
第4章 幾何實(shí)體建模的基礎(chǔ)知識(shí)(38)
4.1 參數(shù)化設(shè)計(jì)(38)
4.2 特征設(shè)計(jì)(40)
4.3 基于特征的參數(shù)化CAD系統(tǒng)——Inventor基礎(chǔ)知識(shí)(41)
4.4 Inventor的特征草圖設(shè)計(jì)(48)
第5章 幾何實(shí)體的三視圖與三維建模(56)
5.1 三視圖的形成及其投影規(guī)律(56)
5.2 幾何元素的投影(59)
5.3 基本體的三視圖及其建模(69)
5.4 基本體的建模實(shí)例(75)
第6章 組合體的建模與三視圖(77)
6.1 組合體的表面關(guān)系(77)
6.2 組合體的建模(78)
6.3 組合體的三視圖(85)
6.4 幾何實(shí)體的尺寸標(biāo)注(95)
6.5 組合體的讀圖(98)
第7章 幾何實(shí)體的常用表達(dá)方法(105)
7.1 視圖(105)
7.2 剖視圖(110)
7.3 斷面圖(119)
7.4 規(guī)定畫(huà)法與簡(jiǎn)化畫(huà)法(121)
7.5 用Inventor創(chuàng)建工程圖——表達(dá)方法綜合運(yùn)用(124)
7.6 看剖視圖(130)
第8章 零件的構(gòu)形與零件工程圖(132)
8.1 零件的構(gòu)形設(shè)計(jì)(132)
8.2 零件工程圖的內(nèi)容(133)
8.3 常見(jiàn)零件結(jié)構(gòu)及尺寸標(biāo)注(135)
8.4 零件圖的技術(shù)要求(142)
8.5 讀零件圖(146)
8.6 典型零件的結(jié)構(gòu)分析與構(gòu)形(149)
8.7 典型零件的工程圖(Inventor工程圖)生成(154)
第9章 零件間的連接方式(163)
9.1 螺紋連接(163)
9.2 鉚釘連接(167)
9.3 鍵連接和銷連接(169)
第10章 裝配體設(shè)計(jì)及裝配工程圖(173)
10.1 裝配體設(shè)計(jì)的約束(173)
10.2 常見(jiàn)的裝配工藝結(jié)構(gòu)(176)
10.3 裝配體設(shè)計(jì)的方法(181)
10.4 裝配工程圖的作用與內(nèi)容(186)
10.5 裝配工程圖中的畫(huà)法(188)
10.6 裝配工程圖中的尺寸標(biāo)準(zhǔn)(193)
10.7 裝配工程圖中的其他內(nèi)容(194)
10.8 裝配工程圖的生成(195)
10.9 看裝配圖及由裝配圖拆繪零件圖(200)
附錄A AutoCAD二維繪圖簡(jiǎn)介(203)
A.1 AutoCAD二維繪圖簡(jiǎn)介(203)
A.2 AutoCAD二維繪圖實(shí)例(208)
附錄B Inventor三維布線設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介(226)
附錄C 常用的設(shè)計(jì)資料(234)
參考文獻(xiàn)(256)