巧用Au toCAD陣列與縮放命令繪制關聯尺寸平面圖形

◎田子欣

巧用Au toCAD陣列與縮放命令繪制關聯尺寸平面圖形

◎田子欣

（三門峽職業(yè)技術學院機電工程學院，河南三門峽472000）

AutoCAD是一款功能強大的工程圖形繪制軟件，可精確繪制平面圖形和三維圖形。文中分析了關聯尺寸平面圖形的繪圖思路，并通過實例總結了利用陣列與縮放命令繪制關聯尺寸平面圖形的一些實用技巧，為學習者繪制其他關聯尺寸平面圖形提供參考。

AutoCAD；陣列；縮放；關聯尺寸；平面圖形

目前，常用的計算機輔助設計軟件（CAD）有很多，如AutoCAD、CAXA、中望CAD、Solidwork、CITIA、PRO/E、UG等。其中，AutoCAD以其人性化的用戶界面與交互式菜單、完善的圖形繪制功能、強大的圖形編輯功能和用戶自定義的二次開發(fā)功能，成為國際上廣為流行的繪圖工具[1]。該軟件是由美國歐特克（Autodesk）公司開發(fā)的，廣泛應用于機械制造、電子工業(yè)、服裝設計、裝飾裝潢等領域[2]。AutoCAD繪制平面圖形時，可以選擇的繪圖方法比較多，可以調用直線、多段線、圓、矩形等繪圖命令和修剪、鏡像、陣列、縮放等編輯命令中的一個或若干命令來完成平面圖形繪制，也可以利用VB、VC等高級編程語言對AutoCAD進行二次開發(fā)，實現工程圖樣的參數化繪制。如何快速精準繪制目標圖形，是利用AutoCAD繪圖的重點。關聯尺寸平面圖形因其特殊性，直接以尺寸進行繪畫的傳統(tǒng)思路不可行，必須依據圖形呈現出來的規(guī)律，選擇合理的方法來實現平面圖形的繪制。本文通過實例分析，為學習者提供一些繪制關聯尺寸平面圖形的一些實用技巧，以期更好地運用AutoCAD實現快速精準繪圖。

一、關聯尺寸平面圖形繪制分析

關聯尺寸平面圖形是指構成平面圖形中的單體圖元間存在一定的關聯性及尺寸約束關系。在對關聯尺寸平面圖形標注尺寸時，一般僅標注一個，其他尺寸因與已知尺寸間的關聯性及約束關系不再重復標注。那么，繪制關聯尺寸平面圖形時，因所有圖形尺寸未直接給出，就不能按照傳統(tǒng)思路直接繪制圖形，需要根據圖形關聯性及約束條件，合理選擇繪圖思路和命令表達，實現精準繪制平面圖形。如果直接計算未知尺寸結果的話，可能因為計算上的誤差，造成繪圖結果失真或沒有實現約束關系。本文僅以AutoCAD陣列與縮放命令繪制關聯尺寸平面圖形，總結一些繪制關聯尺寸平面圖形的思路和技巧，為解決類似問題提供參考。

二、陣列“環(huán)形”與縮放“參照”命令繪制

陣列就是按照一定的排列方式復制特征，包含矩形陳列和環(huán)形陣列兩種。矩形陣列是指按照指定的行和列間距創(chuàng)建設定數量的副本；環(huán)形陣列是指圍繞圓心復制選定對象并按照填充數量創(chuàng)建副本[3]?？s放就是將選定對象按要求放大或縮小，包含按比例縮放和按參照長度縮放兩種[4]。比例縮放是指在X、Y、Z方向按比例因子放大或縮小選定對象[5]；按參照長度是指選定對象按參照長度放大或縮小，參照長度可以是表示某一直線長度的任意兩點，也可以是具體的長度數值。

如圖1所示關聯尺寸平面圖形，該圖形是由一個直徑為Φ40的中心圓和8個等直徑圓組成，圖中反映出來的尺寸僅是知道了中心圓直徑，而8個圓的圓心位置坐標及半徑沒有直接給出。直接按照傳統(tǒng)思路繪畫，則無法確定8個圓的位置及大小。如果通過構建數學模型也可以推算出來，但因計算中的誤差，可能繪制出來的圖形精度不高。但圖形中反映出來的關聯信息及約束關系是8個圓依次相切，同時都與Φ40圓相切，我們可以通過其他方法繪制出目標圖形。下面就利用陣列“環(huán)形”和縮放“參照”命令繪制出圖1所示圖形，其步驟如下：

第一步，調用“正多邊形（PLOYGON）”命令，在“正交模式”打開狀態(tài)下，在繪圖區(qū)域任意位置選擇一個多邊形起點，輸入邊數量為8，選擇邊長模式，任意輸入整數邊長值，如：20，繪制出邊長為20的正八邊形輔助圓；在“對象捕捉”打開的狀態(tài)下，調用“圓（CIRCLE）”命令，選擇正八邊形任意一個交點為圓心，繪制半徑為10的圓，如左上方角點。如圖2所示。

第二步，調用“直線”命令繪制一條輔助對角線，對角線的中點就是正八邊形的幾何中心，同時也作為下一步圓陳列的中心點。調用“陣列（ARRAY）”命令，彈出如圖3（a）所示的對話框，選擇“環(huán)形陣列”選項，點擊“選擇對象”后選擇圓，在“中心點”處選擇對角線中心點。默認方法為“項目總數和填充角度”，修改項目總數為8，即生成8個圓；填充角度默認“360”。對話框相關數據修改完畢，點擊“確定”，結果如圖3（b）所示。

第三步，調用“圓”命令中的“相切、相切、相切”選項，在生成的8個圓中任意選擇3個，即可生成與8個圓相切的中心圓1。再調用“圓”命令，繪制一個半徑為Φ40的同心圓2。結果如圖4所示。

第四步，調用“縮放（SCALE）”命令，選擇8個圓作為縮放對象，同時指定多段線的中點作為基點（選定對象的大小發(fā)生改變時位置保持不變的點），再選擇“參照”選項，選擇基點到對角線與圓1交叉點作為參照長度，新長度指定為基點到對角線與圓2交叉點。8個圓隨之放大，并與Φ40的圓相切。結果如圖5所示。最后，將輔助正八邊形、對角線和輔助圓1刪除，就完成了對圖1關聯尺寸平面圖形的繪制。

圖1 關聯尺寸平面圖形

圖2 繪制正多邊形及圓

圖3 環(huán)形陣列繪制圖形

利用“陳列”命令中的“環(huán)形”選項時，如果所繪制的圖形并非360°，則可以根據圖形旋轉規(guī)律及角度填寫，如果以選擇圖形作為起點，陣列后創(chuàng)建的新圖形作為終點，如果創(chuàng)建軌跡為順時針的，則項目間角度填寫“-a”；如果創(chuàng)建軌跡為逆時針的，則項目間角度填寫“a”，a表示角度。另外，項目間角度不能填寫“0”。

圖4 繪制同心圓

圖5 縮放“參照”命令繪制圖形

三、陣列“矩形”與縮放“參照”命令繪制

調用陳列命令“矩形”選項時，系統(tǒng)會自動彈出如圖6所示對話框。根據目標圖形的特點，輸入行和列的數量，同時還要設置偏移距離和方向。行偏移為正值時，則在選擇對象上方創(chuàng)建設定數量的復制特征。行偏移為負值時，則在選擇對象下方創(chuàng)建設定數量的復制特征；列偏移為正值時，則在選擇對象右方創(chuàng)建設定數量的復制特征。列偏移為負值時，則在選擇對象左方創(chuàng)建設定數量的復制特征。“陣列角度”是指旋轉角度，默認情況下為“0”，當輸入角度為負值時，陣列圖形將按照順時針旋轉指定角度；若輸入角度為正值時，陣列圖形將按照逆時針旋轉指定角度。

如圖7所示關聯尺寸平面圖形，該圖形是由長度為80的正三角形和10個等直徑圓組成，組合方式與臺球擺放方式相似。單從圖中直接標注出來的尺寸是正三角形長度為80，10個等直徑圓尺寸及位置尺寸并沒有給出。從圖形關聯性及約束關系來看，10個圓按照金字塔式排列，正三角形三條邊分別相切于圓。直接按照尺寸是無法繪制出該圖形的。只能考慮選用其他方法。下面就利用陣列“矩形”和縮放“參照”命令完成圖7關聯尺寸平面圖形繪制，其繪圖順序如下：

第一步，調用“圓”繪制命令，在繪圖區(qū)域任意位置畫一個半徑為10的圓。然后調用“陳列”命令中的“矩形”選項，行和列的數量分別設定為“4”、“1”，行偏移設定為“20”，列偏移設定為“0”，陣列角度為“-30”，點擊“確定”后，創(chuàng)建如圖8（a）所示圖形。

第二步，再次調用“陣列”命令中的“矩形”選項，行和列的數量分別設定為“1”、“4”，行偏移設定為“0”，列偏移設定為“20”，陣列角度為“0”，點擊“確定”后，創(chuàng)建如圖8（a）所示圖形。

第三步，刪除右側6個圓，并在“對象捕捉”打開狀態(tài)下，利用“無限長的線（XLINE）”命令捕捉切點，畫出三條切線，如圖8（c）所示。

圖6 “矩形陣列”選項對話框

圖7 關聯尺寸平面圖形

圖7 矩形陣列與縮放命令繪制關聯尺寸圖形

第四步，調用“修剪”命令，修剪三條切線交點外的線段，即畫出與圖6相似的正三角形。利用“直線”命令任意選擇兩個角點，做正三角形的中線或垂線，交點即為正三角形的幾何中心。另外，調用“正三角形”命令，使用“邊”選項，在已繪制圖形的外部畫出邊長為80的正三角形，同時找出該正三角形的幾何中心。如圖8（d）所示。

第五步，調用“移動”命令，選擇邊長為80的正三角形，指定正三角形的幾何中心作為基點，與含有10個圓的正三角形幾何中心重合一起。繪制結果如圖8（e）所示。

第六步，調用“縮放”命令，選擇幾何中心為基點，再選擇“參照”選項，將幾何中心到外邊的正三角形交點之間距離為參照長度，將幾何中心到邊長為80的正三角形交點處之間距離為新長度，繪制出如圖8（f）所示圖形，刪除輔助圖形后，即可得到圖6所示關聯尺寸平面圖形。

需要特別說明，前兩步操作很容易被合并為一步，即直接通過設定行和列的數量都為“4”，設定行偏移和列偏移距離為“20”，陣列角度為“-30”。這樣做出來的圖形是整體順時針旋轉30°。當刪除多余圓后，還是無法實現正三角形。

四、小結

筆者列舉的2個關聯尺寸圖形具有一定典型性，均使用了AutoCAD軟件中的陣列命令和縮放命令。因縮放比例數值未知或計算推導出的比例存在誤差，只能用縮放“參照”選項完成繪制。另外，關聯尺寸平面圖形非常多，可能用到的命令不局限于陳列和縮放命令，甚至用的是其他命令來進行繪圖。通過本文的說明能夠帶給學習者一些借鑒作用，合理選擇繪圖命令及方法，以實現快速精準繪制關聯尺寸平面圖形。

[1]陳桂芳，田子欣.計算機繪圖——中文版AutoCAD 2012實例教程[M].北京：電子工業(yè)出版社,2014.

[2]田子欣.巧用AutoCAD矩形命令繪制工程圖形[J].三門峽職業(yè)技術學院學報，2009（3）.

[3]郝梅.計算機輔助設計中的“陣列”問題探討[J].武漢商業(yè)服務學院學報，2010（10）.

[4]楊瑞蘭,劉藝柱.基于AutoCAD縮放命令應用的研究[J].制造業(yè)自動化，2009（9）.

[5]魏興春,宋鳴.AutoCAD中工程圖樣比例尺處理方法探討[J].機電一體化，2016（9）.

（責任編輯 卞建寧）

OnDraw ing theCorrelation Dimension PlaneFigure byMeansof theArray Commandand theZoom ingCommand by AutoCAD

TIAN Zixin
（Sanmenxia Polytechnic,Sanmenxia 472000,China）

AutoCAD is a powerful engineering draw ing software.The plane figures and the 3D graphics can be drawn accurately by AutoCAD.The paper analyzes the draw ing ideas of the correlation dimension plane figure.Besides,it concludes some practical skills in draw ing the correlation dimension plane figure by means of the array command and the zooming command. The paper provides the references for learners in draw ing other correlation dimension plane figures.

AutoCAD;Array;Zoom;the correlation dimension;the plane figure

TP311

B

1671-9123（2016）04-0143-04

2016－11－15

田子欣（1983-），男，河南南陽人，三門峽職業(yè)技術學院機電工程學院講師。