張朝鑫

（昭通學(xué)院信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，云南 昭通 657000）

AutoCAD在機(jī)械制造中SCALE命令的延伸擴(kuò)展研究

張朝鑫

（昭通學(xué)院信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，云南 昭通 657000）

機(jī)械制造相關(guān)專(zhuān)業(yè)在使用CAD設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于局部縮放命令的使用常常把握得不好。首先以常見(jiàn)的設(shè)計(jì)例子分析，然后以機(jī)械制造專(zhuān)業(yè)中的局部縮放例子，分析其原理，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者理解。

SCAL；Auto CAD；擴(kuò)展

隨著我國(guó)GDP的快速增長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)從原來(lái)的大量消耗資源的粗放型向節(jié)約型經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整。國(guó)家的制造業(yè)蓬勃發(fā)展，使得AutoCAD在很多行業(yè)得以使用，并且在機(jī)械制造、園林設(shè)計(jì)、化工儀器、服裝設(shè)計(jì)、航空航天等行業(yè)發(fā)展勢(shì)頭尤為強(qiáng)勁。

AutoCAD是許多設(shè)計(jì)類(lèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課，特別是機(jī)械制造等專(zhuān)業(yè)又要在后續(xù)課程中，針對(duì)其專(zhuān)業(yè)的特殊性進(jìn)行專(zhuān)門(mén)訓(xùn)練。本文就是針對(duì)機(jī)械制造中SCALE命令使用的難點(diǎn)入手，介紹其作圖的原理，從而得出系統(tǒng)的教學(xué)理論方法。

1 SCALE命令常見(jiàn)使用方式

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為：學(xué)習(xí)者在一定的情境下，借助其他獲得知識(shí)的人的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資料，通過(guò)意義建構(gòu)的方式而獲得。這一理論影響深遠(yuǎn)，已經(jīng)深入人心；教師成為建構(gòu)意義的幫助者，在此過(guò)程中教師以“同化”的方式教授，如圖1所示。

圖1 逆向思維練習(xí)圖

由于思維模式的原因，繪制圖1經(jīng)常為circle-r-40，學(xué)習(xí)者會(huì)發(fā)現(xiàn)后面的步驟將無(wú)從繪制。究其原因：

第一，學(xué)習(xí)者思維模式固定，90%以上的人都是先易后難的模式，概括為E—D模式。

第二，學(xué)習(xí)者分析能力有限，很多人不能夠全局加局部綜合分析的模式，概括為OV—P模式。

根據(jù)靈活應(yīng)用、發(fā)散與收斂結(jié)合的原則，解決圖1問(wèn)題的方法有兩種：D—E模式和P—OV模式。以這兩種方式分析，最終得到的解決辦法均一樣，先直線(xiàn)后圓然后縮放，即line-10-line-30-circle(3p)-scale-80。終上所述，所用方法即是我們常說(shuō)的“逆向思維”。

2 機(jī)械制造中scale命令擴(kuò)展

在機(jī)械設(shè)計(jì)中，經(jīng)常見(jiàn)到如圖2所示的履帶式機(jī)械部件設(shè)計(jì)。雖然按照逆向思維的方式可以將外圍的14個(gè)圓繪制出來(lái)，但是通常需要假設(shè)小圓的R為已知，那么內(nèi)側(cè)的長(zhǎng)方形的長(zhǎng)和寬最終使用SCALE命令只可以符合一個(gè)條件。這是為什么呢？

從SCALE命令的本質(zhì)分析，在圖1例子中，大家最終的解決方案的原理是：先難后易，而后SCALE出最終結(jié)果。

其一要素為：舍去最明顯的已知條件“80”；

其二要素為：繪制出圖形的外觀。在圖2中如果要舍去條件的話(huà)，應(yīng)該是長(zhǎng)“10”、高“8”。很明顯變成舍去兩個(gè)條件了，在數(shù)學(xué)上可以證明以D—E模式、P—OV模式均無(wú)法同時(shí)滿(mǎn)足兩個(gè)條件。

很明顯，已知的長(zhǎng)方形就不能使用scale。第二個(gè)要素就是繪制出外觀，很直觀的就能夠繪制出圖3所示效果（圖3中小圓半徑為1）。在圖3中，觀察可以看出，較粗的直線(xiàn)兩個(gè)端點(diǎn)為相對(duì)不動(dòng)的點(diǎn)。首先圖3沒(méi)有滿(mǎn)足角上的圓相切，那么垂直方向上方的圓要跟平行方向上的圓相切，其切點(diǎn)與垂直方向上方的圓的圓心的軌跡就是半徑為2的圓。

圖2 局部SCAL

圖3 局部SCALE基點(diǎn)

SCALE命令最終使用的條件是要素2，那么我們既要滿(mǎn)足圖形外觀，同時(shí)在使用SCALE的時(shí)候長(zhǎng)方形的比例不會(huì)發(fā)生變化，也就是粗直線(xiàn)的兩端中有變化的需要回到原來(lái)的位置。那么當(dāng)我們使圖3左側(cè)的兩個(gè)圓移動(dòng)或復(fù)制與平行方向的圓相切和話(huà)，必須使長(zhǎng)方形比例不變，如果可以找到和右側(cè)圓相關(guān)并且和直線(xiàn)相平行的線(xiàn)，可以得出如圖4所示的圖形。

圖4 局部SCALE相似原理

圖5 局部SCALE軌跡圓

從圖4中可以發(fā)現(xiàn)，得出的兩直線(xiàn)是完全相等；那么沿直線(xiàn)端點(diǎn)的極軸所形成的三角形是兩個(gè)完全相等或相似的三角形。滿(mǎn)足以下公式：

那么右側(cè)的兩個(gè)圓沿直線(xiàn)A'B'移動(dòng)或復(fù)制，完全符合上述要求。沿直線(xiàn)A'B'復(fù)制右側(cè)的圓，以圓心為“基點(diǎn)”，以半徑為2的圓和A'B'交點(diǎn)為“位移”點(diǎn)復(fù)制右側(cè)的圓得出如圖5所示效果。

從圖5中可以發(fā)現(xiàn)，得出的4個(gè)小圓外觀上已經(jīng)滿(mǎn)足條件，并且以左上角的小圓右側(cè)“象限點(diǎn)”與已知長(zhǎng)方形作垂線(xiàn)，得出垂足為D點(diǎn)。不難看出：

SCALE命令的本質(zhì)就是使一個(gè)大（?。┑膱D形，轉(zhuǎn)換為一小（大）的圖形，那么這時(shí)候選擇這4個(gè)圓使用SCALE命令（其參數(shù)為：“基點(diǎn)”B點(diǎn)，使用參照R，“參照長(zhǎng)度”為捕捉BD，“指定新長(zhǎng)度”為BE或輸入“5”）。

如此得出圖形的左上角，為圖形的四分之一。然后以直線(xiàn)BC為鏡像線(xiàn)，對(duì)這4個(gè)圓使用“mirror”一次，以直線(xiàn)AC為鏡像線(xiàn)，對(duì)上方6個(gè)圓（注意：垂直方向正中間的兩個(gè)圓不用鏡像）使用“mirror”一次即得出如圖2所示效果。

3 結(jié)束語(yǔ)

AutoCAD在機(jī)械制造中必須是非常精確的。AutoCAD中SCALE命令使用在這一領(lǐng)域顯得特別的重要，而很多時(shí)候?qū)π?shù)倍數(shù)有很精細(xì)的要求，只有通過(guò)縮放等形式來(lái)設(shè)計(jì)完成作圖，才能達(dá)到。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于只要求一個(gè)條件的情況少之又少，大多數(shù)情況下，都要使用局部縮放的形式進(jìn)行設(shè)計(jì)，那么對(duì)于SCALE命令的深入學(xué)習(xí)就很有必要。

[1]項(xiàng)建云，等.如何開(kāi)展機(jī)械CAD基礎(chǔ)教學(xué)[J].內(nèi)江科技，2006(8)：73-74.

[2]張 宏.AutoCAD教學(xué)方法研究[J].軟件導(dǎo)刊，2009(9)：62-63.

Study on the Extension ofAutoCAD Scale in the Manufacture ofMachinery Orders Expansion

ZHANGChao-xin
(College of information scienceand Technology University of Zhaotong，Zhaotong Yunnan 65700，China)

Major in mechanicalmanufacturing in the use of CAD design,for the use of local scaling commands not grasp.The design examples of common analysis,then the local scaling examples inmechanicalmanufacturing,analyze itsprinciple,guiding the learners to understand.

SCAL；AutoCAD；extension

TP391.72

B

1672-545X（2014）04-0257-02

2014-01-08

張朝鑫（1979—），男，昭通人，高校講師，碩士學(xué)位，研究方向：CAD設(shè)計(jì)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)。