AutoCAD在機械制造中SCALE命令的延伸擴展研究

張朝鑫

（昭通學院信息科學與技術學院，云南 昭通 657000）

AutoCAD在機械制造中SCALE命令的延伸擴展研究

張朝鑫

（昭通學院信息科學與技術學院，云南 昭通 657000）

機械制造相關專業在使用CAD設計時，對于局部縮放命令的使用常常把握得不好。首先以常見的設計例子分析，然后以機械制造專業中的局部縮放例子，分析其原理，引導學習者理解。

SCAL；Auto CAD；擴展

隨著我國GDP的快速增長，經濟結構從原來的大量消耗資源的粗放型向節約型經濟結構調整。國家的制造業蓬勃發展，使得AutoCAD在很多行業得以使用，并且在機械制造、園林設計、化工儀器、服裝設計、航空航天等行業發展勢頭尤為強勁。

AutoCAD是許多設計類相關專業的基礎課，特別是機械制造等專業又要在后續課程中，針對其專業的特殊性進行專門訓練。本文就是針對機械制造中SCALE命令使用的難點入手，介紹其作圖的原理，從而得出系統的教學理論方法。

1 SCALE命令常見使用方式

建構主義學習理論認為：學習者在一定的情境下，借助其他獲得知識的人的幫助，利用必要的學習資料，通過意義建構的方式而獲得。這一理論影響深遠，已經深入人心；教師成為建構意義的幫助者，在此過程中教師以“同化”的方式教授，如圖1所示。

圖1 逆向思維練習圖

由于思維模式的原因，繪制圖1經常為circle-r-40，學習者會發現后面的步驟將無從繪制。究其原因：

第一，學習者思維模式固定，90%以上的人都是先易后難的模式，概括為E—D模式。

第二，學習者分析能力有限，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。

根據靈活應用、發散與收斂結合的原則，解決圖1問題的方法有兩種：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的“逆向思維”。

2 機械制造中scale命令擴展

在機械設計中，經常見到如圖2所示的履帶式機械部件設計。雖然按照逆向思維的方式可以將外圍的14個圓繪制出來，但是通常需要假設小圓的R為已知，那么內側的長方形的長和寬最終使用SCALE命令只可以符合一個條件。這是為什么呢？

從SCALE命令的本質分析，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，應該是長“10”、高“8”。很明顯變成舍去兩個條件了，在數學上可以證明以D—E模式、P—OV模式均無法同時滿足兩個條件。

很明顯，已知的長方形就不能使用scale。第二個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，較粗的直線兩個端點為相對不動的點。首先圖3沒有滿足角上的圓相切，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

SCALE命令最終使用的條件是要素2，那么我們既要滿足圖形外觀，同時在使用SCALE的時候長方形的比例不會發生變化，也就是粗直線的兩端中有變化的需要回到原來的位置。那么當我們使圖3左側的兩個圓移動或復制與平行方向的圓相切和話，必須使長方形比例不變，如果可以找到和右側圓相關并且和直線相平行的線，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中可以發現，得出的兩直線是完全相等；那么沿直線端點的極軸所形成的三角形是兩個完全相等或相似的三角形。滿足以下公式：

那么右側的兩個圓沿直線A'B'移動或復制，完全符合上述要求。沿直線A'B'復制右側的圓，以圓心為“基點”，以半徑為2的圓和A'B'交點為“位移”點復制右側的圓得出如圖5所示效果。

從圖5中可以發現，得出的4個小圓外觀上已經滿足條件，并且以左上角的小圓右側“象限點”與已知長方形作垂線，得出垂足為D點。不難看出：

SCALE命令的本質就是使一個大（小）的圖形，轉換為一小（大）的圖形，那么這時候選擇這4個圓使用SCALE命令（其參數為：“基點”B點，使用參照R，“參照長度”為捕捉BD，“指定新長度”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BC為鏡像線，對這4個圓使用“mirror”一次，以直線AC為鏡像線，對上方6個圓（注意：垂直方向正中間的兩個圓不用鏡像）使用“mirror”一次即得出如圖2所示效果。

3 結束語

AutoCAD在機械制造中必須是非常精確的。AutoCAD中SCALE命令使用在這一領域顯得特別的重要，而很多時候對小數倍數有很精細的要求，只有通過縮放等形式來設計完成作圖，才能達到。在設計過程中，對于只要求一個條件的情況少之又少，大多數情況下，都要使用局部縮放的形式進行設計，那么對于SCALE命令的深入學習就很有必要。

[1]項建云，等.如何開展機械CAD基礎教學[J].內江科技，2006(8)：73-74.

[2]張 宏.AutoCAD教學方法研究[J].軟件導刊，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，碩士學位，研究方向：CAD設計與嵌入式系統設計。