中职机械制图断面图课程教学问题探讨

文/陈帅

摘要：断面图在机械制图中是一种重要的视图表达方法，对于零件结构的进一步表达有着深刻的意义。但是在教学过程中，学生往往混淆断面图与剖视图的概念，出现断面图箭头标注的错误。本文针对这两个问题进行探讨，并提出解决的意见。

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关键词 ：机械制图断面图教学

技术制图是工程技术界的语言，而技术制图标准是工程界设计和技术交流的基础和平台。作为一名机械专业的学生，必须严格执行国家标准及有关规定绘制图形。笔者对断面图教学过程中出现的问题进行分析，粗浅讨论解决的方法，希望对学生未来的学习有所帮助。

一、断面图与剖视图的概念混淆

剖视图和断面图在机械制图中均是最基本的视图表达方法（GB/T17452-1998《技术制图 图样画法剖视图和断面图》）以下简称《标准》，它规定了技术制图中剖视图和断面图的基本表示法，适用于各种技术图样。

在讲解断面图时，教师常常把剖视图和断面图比较起来分析，想把问题分析透彻，但是教学效果却适得其反，导致学生对断面图和剖视图的概念更加模糊不清。那么为什么会出现这个问题呢？

原因一：机械制图在课程的编写上，一般会将剖视图和断面图两个内容安排在一起，它们在投影成形及表达方法上有相同之处。

剖视图：假想用剖切面剖开物体，将处在观察者和剖切面之间的部分移去，再将其余部分向投影面投射所得的图形。

断面图：假想用剖切面将物体的某处切断，仅画出该剖切面与物体接触部分的图形，该剖切面图形可简称为断面图。

剖视图和断面图在将立体图形转化为平面图形时，都是依托一个辅助平面（剖切面）将物体切开或切断，再向投影面投射所得。而且两种视图在表达上都有剖面线的存在。这两个共同点，迫使学生将两个视图联系在了一起。

原因二：《标准》中针对移出断面图提出了“两种特殊情况”，断面图需要用剖视的方法表达。

一是当剖切面通过回转面形成的孔或凹坑的轴线时，这些结构应按剖视图绘制，见图1（a）。

二是当剖切面通过非圆孔，会导致出现两个完全分离的断面时，则这些结构应按剖视图绘制，见图2（a）。

当学习《标准》中两者的定义时，学生的思路还是清晰的。通过定义，可以发现剖视图重点表达的是物体在剖切面上及剖切面后的可见结构，这是立体结构的表达；而断面图定义中的“仅”字告诉我们只需表达剖切面上的断面结构，这是平面结构的表达。但是一提到这“两个特殊情况”，需要将断面图用剖视的方法表达时，学生们就搞不清楚了，因此导致学生在绘制这“两种特殊情况”的断面图时出现错误。

例如图1所示的轴类零件的断面图，学生会出现下面两种情况的错误。

错误1：分不清回转结构，直接将轴上的结构按断面概念画成，如图1（b）所示。

错误2：忽略“这些结构”四个字，将图画成如图3所示的完整剖视图。

避免上述两种错误，其解决办法有如下几个方面。

首先，让学生搞清楚剖视图和断面图的本质区别，特别是两者在应用场合上的区别，学会正确选择表达方法。

其次，单独记忆断面图的两种特殊情况就可以了，步骤如下：

一是弄清剖视图与断面图的应用场合及表达的重点。大部分零件在需要完整表达其内部结构时，我们都会选择用剖视图，比如箱体类零件、盘盖类零件等，注重表达其内部结构的完整性。而断面图首先常用在复杂的轴（轴上有键槽和孔等结构）、轴套类零件和筋、肋板、挂钩等具体结构；其次，断面图重点表达的仅是某个断面上的结构，换句话说，一个断面图只能表达一个位置的结构，比如轴类零件，其上多个位置的孔、键槽等，就需要用多个断面图来表达。断面图强调的是零件的局部性，而不是整体性。

在教学过程中，笔者利用多媒体教学，让学生直观感受各类零件，学会自己分析用什么视图来表达零件的形体结构：轴类零件——其上结构（键槽）应该用断面图来表达：支架类零件——其结构的表达需将剖视图和断面图结合起来，其中圆柱体中的孔应用剖视表达，中间的连接板断面形状应用断面图表达。

二是弄清断面图表达时的两种特殊情况。当学生弄清哪些结构需要用断面图表达以后，如果是一般情况，就用断面图的概念来绘制，如果碰到《标准》中提到的两种特殊情况，就应该将“这些结构”用剖视的方法来绘制。“这些结构”一指回转面形成的孔或凹坑，二指会导致出现两个完全分离的断面的非圆孔。当我们遇到第二种情况时，如果用断面的概念来表达会出现分离的视图，影响了视图表达的完整性，所以《标准》才会规定让“这些结构”用剖视的方法来表达。所以，学生只要能够学会判断回转孔，并在自己画出分离的断面视图后有所注意，就可以正确地画出断面图了。

二、断面图的箭头标注规定不够准确

断面图的箭头标注，根据《标准》中的规定，主要有以下原则：如果断面图对称，则可以省略箭头；如果按投影关系配置，可以省略箭头，其他情况，则不可省略箭头。下面参见例题。

例1：已知轴类零件的两个视图，求其在指定位置处的移出断面图（图4）。

通过分析，我们可以发现，图中的移出断面图按剖切线的延长线配置，可以省略剖视图名称，但是当我们按不同方向绘制断面图时，结果是不一样的。不同的两个结果如图5所示。

这两个图形都是对称图形，根据《标准》箭头是可以省略的，这明显存在问题，换句话说箭头不能省略。因此，仅凭断面图关于剖切面是否对称来决定标不标箭头，是不够全面和准确的。

三、解决办法

笔者建议《标准》可以修改关于箭头的标注的相关规定：断面图按投影关系配置，其间无其他图形隔开，可省略箭头；当不按投影关系配置，如果按不同方向投影，得到的断面图相同，则可以省略箭头；如果按不同方向投影，得到的断面图不同，则不可省略箭头。

在教学过程中，教学者不应该停留在断面图和剖视图两者表面特征的相同之处，而应该放在两者表达的原理和使用结构这些实质性问题上，使学生学有所用，加强应用性，从而激发学生学习机械制图的积极性，达到提高教学效果的目的。

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参考文献：

[1]钱可强.机械制图[M].北京:高等教育出版社,2003.

[2]柳燕君.机械制图[M].北京:高等教育出版社,2010.

（作者单位：浙江诸暨技师学院）