绪论
工程图学是研究工程与产品信息的表达、交流和传递的一门技术基础课,课程理论严谨,实践性强,对培养学生的图学思维方法,增强工程意识和创新意识具有重要作用,是高等工科院校的重要课程之一。
1.本课程的研究对象——工程图样
工程图学的研究对象是工程图样。工程图样是工程与产品信息的定义、表达和传递的载体,在机械、土木、建筑、水利、园林等领域的技术工作和管理工作中有着广泛的应用。工程图样一般由图形和文字两大部分组成,图形表达工程与产品的形状结构信息,文字表达工程与产品的设计、生产和使用等方面的说明性信息。例如,图0-1所示为压块零件图,属于机械工程图样,它是设计和制造压块零件的技术依据。
图0-1 工程图样示例——压块零件图
工程图样是工程技术部门的一项重要技术文件,用来表达设计思想,组织生产和施工,进行技术交流。它可以用二维图形表达,也可以用三维图形表达;可以用手工绘制,也可以由计算机生成。
由于在工程界的重要作用,工程图样被称为工程界的“技术语言”或“工程师的语言”,每个工程技术人员都应能熟练地绘制和阅读工程图样。
2.学习本课程的目的和任务
学习工程图学的主要目的是培养空间思维能力、设计思想的图形表达能力、图形和实物互相转换能力,这是每个工程技术人员所必须具备的基本工程素质。本课程的主要任务是:
(1)掌握用二维平面图形表达三维空间形体的投影理论和方法。
(2)培养仪器绘图、徒手绘画和阅读专业图样的能力。
(3)培养使用计算机绘图软件绘制工程图样及进行三维造型设计的能力。
(4)培养工程意识和严格遵守国家标准的意识。
(5)培养和提高空间想象能力,从而培养创造性构型设计能力。
此外,本课程还有意识地培养自学能力、分析问题和解决问题的能力,以及认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风。
3.本课程的学习方法
工程图学是一门实践性较强的课程,学习时应注意以下几点:
(1)扎实掌握基本理论,掌握投影分析和形体分析方法,培养和提高画图与看图能力。
(2)认真完成作业。通过作业掌握工程图学基本知识、理论和方法。在完成作业的过程中必须严格遵守国家标准的规定,注意正确使用仪器,采用正确的作图步骤和方法,培养耐心细致、严肃认真的工作作风。作图不但要正确,而且要整齐清洁。
(3)本课程的内容由浅入深,环环相扣。故学习时必须循序渐进,通过系统的练习,切实掌握并理解所学的每一个知识点。切勿急于求成。
(4)本课程实践性很强,平时不但要多看、多想、多画,还要注意理论联系实际,尽量在社会生产和制造的实际过程中运用所学的知识。
4.工程图学的发展和作用
1795年,法国学者蒙日(Gaspard Monge)全面总结前人经验,创立了以投影几何为核心的画法几何学,提出了在二维平面上图示三维几何形体和图解空间几何问题的方法,从而奠定了现代工程制图的基础。从此,画法几何学成为工程制图的“语法”,而工程图样成为工程界的“技术语言”。于是,工程图样在各个技术领域中广泛使用,在推动现代工程技术和人类社会进步中发挥了重要作用。我国工程图学界的一些老前辈,对画法几何和工程制图的理论和方法进行了总结和提升,如工程图学界的学者、华中理工大学赵学田教授通俗地总结了三视图的投影规律为“长对正、高平齐、宽相等”,从而使得画法几何和工程制图知识变得容易理解。
20世纪后期,计算机绘图技术的逐步兴起加快了工程图学的应用和发展。计算机绘图具有作图精度高、出图速度快等特点,使工程技术人员有更多的时间去从事创造性的设计工作。但计算机绘图不能取代人的作用,无图纸生产并不是无图生产。随着计算机绘图技术的发展,图形的作用不仅不会削弱,反而会进一步增强。
现代科学证明,人的左脑为逻辑思维区,右脑为形象思维区,而形象思维主要体现为由空间想象和空间分析而产生的各种图形,是创造性的源泉。因此,以图形(图样)为研究对象的工程图学在社会中起着重要的作用。在信息的交流中,图样所特有的形象、直观、准确等特点使得人们可以方便地交流信息;在科学实验中,图样可用来形象地表现出实验数据所包含的规律,使得人们能够更好地认识自然规律;在生产技术中,依靠工程图样能够更好地进行设计过程中产品信息的定义、表达和传递。社会生产和技术的发展促进工程图学理论体系的发展,而工程图学也反过来在社会生产实践中发挥越来越重要的作用。