浅析三维标注技术在工程制图课教学中的应用论文
引言
三维标注是指在零件或产品设计所得的三维模型上直接进行标注。标注的范围主要包括尺寸、公差、注释、文本以及相关符号。三维标注的这个定义是相对于传统的二维标注而言的，在现行的传统标注中，往往是首先通过对三维模型投影生成二维制图，再在二维制图上进行标注。在三维模型上直接标注，以取代在二维图纸上的标注就成为受研究人员关注的一个研究课题。现代制造业致力于无纸设计、制造，即在产品的设计和制造过程中全面应用产品的数字建模技术。三维标注技术所致力的目标就是彻底摒弃二维工程图，在产品的设计、分析和制造的整个流程中完全实现数字量传递。国外对三维标注的学习、研究开展得较早，现在基本上已经实现了生产应用。我国在这方面的研究、应用开展得较晚，在应用上也远远落后于国际先进水平，企业依然主要使用二维标注的方法，学校工程制图课程也未开展相关内容的学习。因此，加强在各类型高校或职业技术院校的工程制图课程教学活动中，增加三维标注方面的学习、研究势在必行。
1三维标注的优越性
教学过程中，首先必须让学生了解工程应用中，三维标注在现代制造业中重要意义，使学生建立良好的学习兴趣，这样有利于更好地开展本部分内容的教学。
传统的设计过程中，首先需建立三维模型的几何定义，接着创建二维制图，再进行标注，最后使二维图纸生效，它存在以下几个不足:
（1）标注和三维模型没有联系;
（2）尺寸公差重新定义、修改和转换了很多次，成本高、易出错;
（3）二维标注中打印输出的硬拷贝与原来的电子设计文档脱离了联系，设计、变更和管理成本很高。而三维标注则有着如下的优点:
1)直接标注在三维模型上，清晰直 观，无需严苛的训练，工程师、车间工人、管理人员都容易理 解;
2)在二维工程制图中，为了详细描述一个产品零件或者部件，要制作大量的截面图、向视图、局部放大图，绘制这样的图样，将耗费技术人员大量的有效工作时间，三维标注则省去了这些麻烦;
3)三维标注可以在整个产品生
命周期中使用和共享，产品生命周期的全过程使用数字量传递。基于三维标注的优越性，在零件的三维模型上直接进行标注、取代二维标注、实现在产品的全生命周期中完全山数字量传递已被视为一种不可阻挡的趋势。
2三维标注的原理及标注平面
在学生建立学习三维标注浓厚兴趣的基础上，进一步让学生理解三维标注的原理及标注平面的建立，这将为学生学习该部分内容打下良好的基础。
三维标注从表现形式上看，只需要在三维模型空间中确定一个标注平面，然后可以按照以往二维工程图标注方法来实现。所以三维标注的实现方法就是:
（1）在三维模型空间中确定一个标注平面;
（2）选择标注对象，并将标注对象投影到标注平面上;3)按照二维工程图标注方法完成标注。标注平面是用来管理三维标注的，主要作用为:
1)定位在平行于标注平面的平面上;
2)所做的标注位于或附着在这个平面上。标注平面可以通过平面或平面型曲面或儿何体的平面型表面来创建。
3CATIA平台下支架类零件的三维标注
在三维软件平台下，让学生做些具有典型性和代表性的习题很有必要，这些练习题要能够比较全面地覆盖制图标注中涉及到的方方面面。同时，为了增强学生解难题的适应能力，必须适当地增加练习点相对集中、综合难度较大的题目，从而使学生不断提高三维标注的能力。以下内容拟在CATIA平台下，通过对一航空支架零件的标注过程的练习、讲解，使学生全面、系统地明确零件三维模型的三维标注。
3.1CATIA平台三维标注工具的介绍
语义公差顾问(Toleraneing Advisor):在CATIA中，其绝大部分工作主要在Funelional Toleraneing &Annolalion CFTA)工作台下完成。Toleraneing Advisor·是用来在产品或零件上指定三维标注的工具。作为一个智能向导，它可以帮助使用者根据选中的儿何元素或已经存在的标注来创建允许的标注。Toleraneing Advisor可以根据相应的标注标准完成文本、注解、基准、基准目标、尺寸、儿何图形公差和粗糙度创建与标注。
标注视图管理:三维标注所有的标注都须标注在标注平面上，使用这些平面，可以创建不同的视图平面，任何创建的标注都会落于这些平面中的一个之上。视图标注平面在三维模型中以一个虚线勾勒的平面框架显不，这个框架中包括原点和坐标轴，这个框架可以自动地变大或变小以适应和容纳新的标注。当在一个特定的标注平面上添加新的标注时，必须先“激活”该标注平面，以将该平面作为优先平面来接纳新的标注。在FTA中，标注视图平面主要分为3类:1)正视图标注平面;2)剖视图标注平面;3)剖切标注平面。在CATIA中不仅可以建立这3种标注平面，还可以建立偏移量剖视图/剖切和联合剖视图/音切。
捕获(CapLure)有时候三维模型上面有过多的标注，不利于观察，而且旋转模型也会用去大量时间。CATIA允许设计者在完成标注后创建一个“捕获”，将标注过的尺寸摆成一个最佳视角，在这个捕获视图里，可以选择部分标注被显不，多个捕获则可以完整地表达三维模型的全部信息。捕获是CATIA中对视图和标注进行管理的重要命令。
4结语
文中对高校工程制图课程中引入三维标注内容的教学做了初步的探讨，主要结论如下:D教学过程中要要使学生在明确三维标注意义的基础上，重点讲明其基本原理及其相较于传统二维标注的优越性。2J以某支架类零件在CATIA平台下进行三维标注为例，讲明在三维软件平台下进行三维标注的基本操作，使学生能有更直观的认识，也便于学生更好地学习本部分的内容，同时对于三维标注中的难点问题，也给出了一些解决的思路和方法供学生课后思考、实践。
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