AutoCAD在机械制造中SCALE命令的延伸扩展研究

张朝鑫

（昭通学院信息科学与技术学院，云南 昭通 657000）

AutoCAD在机械制造中SCALE命令的延伸扩展研究

张朝鑫

（昭通学院信息科学与技术学院，云南 昭通 657000）

机械制造相关专业在使用CAD设计时，对于局部缩放命令的使用常常把握得不好。首先以常见的设计例子分析，然后以机械制造专业中的局部缩放例子，分析其原理，引导学习者理解。

SCAL；Auto CAD；扩展

随着我国GDP的快速增长，经济结构从原来的大量消耗资源的粗放型向节约型经济结构调整。国家的制造业蓬勃发展，使得AutoCAD在很多行业得以使用，并且在机械制造、园林设计、化工仪器、服装设计、航空航天等行业发展势头尤为强劲。

AutoCAD是许多设计类相关专业的基础课，特别是机械制造等专业又要在后续课程中，针对其专业的特殊性进行专门训练。本文就是针对机械制造中SCALE命令使用的难点入手，介绍其作图的原理，从而得出系统的教学理论方法。

1 SCALE命令常见使用方式

建构主义学习理论认为：学习者在一定的情境下，借助其他获得知识的人的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得。这一理论影响深远，已经深入人心；教师成为建构意义的帮助者，在此过程中教师以“同化”的方式教授，如图1所示。

图1 逆向思维练习图

由于思维模式的原因，绘制图1经常为circle-r-40，学习者会发现后面的步骤将无从绘制。究其原因：

第一，学习者思维模式固定，90%以上的人都是先易后难的模式，概括为E—D模式。

第二，学习者分析能力有限，很多人不能够全局加局部综合分析的模式，概括为OV—P模式。

根据灵活应用、发散与收敛结合的原则，解决图1问题的方法有两种：D—E模式和P—OV模式。以这两种方式分析，最终得到的解决办法均一样，先直线后圆然后缩放，即line-10-line-30-circle(3p)-scale-80。终上所述，所用方法即是我们常说的“逆向思维”。

2 机械制造中scale命令扩展

在机械设计中，经常见到如图2所示的履带式机械部件设计。虽然按照逆向思维的方式可以将外围的14个圆绘制出来，但是通常需要假设小圆的R为已知，那么内侧的长方形的长和宽最终使用SCALE命令只可以符合一个条件。这是为什么呢？

从SCALE命令的本质分析，在图1例子中，大家最终的解决方案的原理是：先难后易，而后SCALE出最终结果。

其一要素为：舍去最明显的已知条件“80”；

其二要素为：绘制出图形的外观。在图2中如果要舍去条件的话，应该是长“10”、高“8”。很明显变成舍去两个条件了，在数学上可以证明以D—E模式、P—OV模式均无法同时满足两个条件。

很明显，已知的长方形就不能使用scale。第二个要素就是绘制出外观，很直观的就能够绘制出图3所示效果（图3中小圆半径为1）。在图3中，观察可以看出，较粗的直线两个端点为相对不动的点。首先图3没有满足角上的圆相切，那么垂直方向上方的圆要跟平行方向上的圆相切，其切点与垂直方向上方的圆的圆心的轨迹就是半径为2的圆。

图2 局部SCAL

图3 局部SCALE基点

SCALE命令最终使用的条件是要素2，那么我们既要满足图形外观，同时在使用SCALE的时候长方形的比例不会发生变化，也就是粗直线的两端中有变化的需要回到原来的位置。那么当我们使图3左侧的两个圆移动或复制与平行方向的圆相切和话，必须使长方形比例不变，如果可以找到和右侧圆相关并且和直线相平行的线，可以得出如图4所示的图形。

图4 局部SCALE相似原理

图5 局部SCALE轨迹圆

从图4中可以发现，得出的两直线是完全相等；那么沿直线端点的极轴所形成的三角形是两个完全相等或相似的三角形。满足以下公式：

那么右侧的两个圆沿直线A'B'移动或复制，完全符合上述要求。沿直线A'B'复制右侧的圆，以圆心为“基点”，以半径为2的圆和A'B'交点为“位移”点复制右侧的圆得出如图5所示效果。

从图5中可以发现，得出的4个小圆外观上已经满足条件，并且以左上角的小圆右侧“象限点”与已知长方形作垂线，得出垂足为D点。不难看出：

SCALE命令的本质就是使一个大（小）的图形，转换为一小（大）的图形，那么这时候选择这4个圆使用SCALE命令（其参数为：“基点”B点，使用参照R，“参照长度”为捕捉BD，“指定新长度”为BE或输入“5”）。

如此得出图形的左上角，为图形的四分之一。然后以直线BC为镜像线，对这4个圆使用“mirror”一次，以直线AC为镜像线，对上方6个圆（注意：垂直方向正中间的两个圆不用镜像）使用“mirror”一次即得出如图2所示效果。

3 结束语

AutoCAD在机械制造中必须是非常精确的。AutoCAD中SCALE命令使用在这一领域显得特别的重要，而很多时候对小数倍数有很精细的要求，只有通过缩放等形式来设计完成作图，才能达到。在设计过程中，对于只要求一个条件的情况少之又少，大多数情况下，都要使用局部缩放的形式进行设计，那么对于SCALE命令的深入学习就很有必要。

[1]项建云，等.如何开展机械CAD基础教学[J].内江科技，2006(8)：73-74.

[2]张 宏.AutoCAD教学方法研究[J].软件导刊，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

张朝鑫（1979—），男，昭通人，高校讲师，硕士学位，研究方向：CAD设计与嵌入式系统设计。