用CAD繪圖的基本方法探討

摘 要：自從Auto CAD計算機(jī)輔助繪圖在各個行業(yè)廣泛應(yīng)用以來，掌握CAD的繪圖技能已成為現(xiàn)代人的基本素質(zhì)要求，而繪圖實(shí)訓(xùn)是學(xué)習(xí)CAD的重要手段，也是提高CAD繪圖技能的基礎(chǔ)，如何選擇正確的繪圖方法和步驟，提高繪圖效率，以期達(dá)到事半功倍的效果，是本文所探討的問題。

關(guān)鍵詞：CAD；繪圖；方法

中圖分類號：TP391.72

Auto CAD是一種強(qiáng)有力的計算機(jī)繪圖工具，它可按照用戶的指令，迅速而準(zhǔn)確地繪制出所需要的圖形。在掌握了CAD的基本命令后，快速提高CAD的繪圖技能是大家的迫切愿望，掌握CAD繪圖的技能也是能否熟練使用CAD的基礎(chǔ)，否則會出現(xiàn)自己感覺已掌握了CAD知識，可遇到比較難畫的CAD圖形時就出現(xiàn)無從下手的局面。這是CAD初學(xué)者的正常現(xiàn)象，要想自己在CAD的使用上有進(jìn)一步提高，掌握一些CAD的基本繪圖方法是必須的，本人從《機(jī)械制圖與CAD》的教學(xué)經(jīng)驗和指導(dǎo)學(xué)生參加各類CAD繪圖競賽的實(shí)踐教學(xué)中總結(jié)歸納了CAD繪圖的幾種基本方法供參考。

CAD的繪圖技能應(yīng)在大量的繪圖練習(xí)中積累和提高，但學(xué)習(xí)和掌握CAD繪圖的一些基本方法，借鑒他人的經(jīng)驗是快速提高自己繪圖能力的有效途經(jīng)。也是筆者對CAD繪圖基本方法探討的目的。

1 直接繪圖法

直接按圖形尺寸大小，用CAD命令畫出圖形的方法。由于CAD具有強(qiáng)大的捕捉功能和各種有效的圖形繪制與編輯命令，大量的圖形可直接用CAD命令繪出。這類題大都比較簡單，圖形尺寸等繪圖條件給出充分，只是在繪圖前應(yīng)針對具體的圖形進(jìn)行分析，把握圖形的幾何特點(diǎn)，根據(jù)CAD各命令的功能，選擇好合適的命令和正確的繪圖步驟，以達(dá)到事半功倍、精確、快速繪制出所要圖形的目的。要做到這點(diǎn)也需要做一定的基礎(chǔ)練習(xí)，這樣就會使你有一定的經(jīng)驗積累，才能在繪圖前快速做出合理的選擇（命令和步驟）。請看圖1中所示的各圖，均可直接繪出其圖形，但每個圖究竟要怎么畫？用哪些命令，作圖順序和步驟如何定？不同的人可能就有不同的選擇，繪圖的速度就快慢不一了。

下面按各圖幾何關(guān)系對其畫圖步驟及命令的選用作簡單介紹以供參考（考慮篇幅，作圖過程的圖就省了）：

左邊第一個圖形可先用直線命令畫水平線、接著畫與水平線相切的?40和?20的圓，再畫與兩圓相切的斜線，用圓角命令對水平線和斜線修改使其相交，用拉長命令使水平線長度為100，再畫過水平線左端點(diǎn)并與?40圓相切的直線，用圓角命令讓兩斜線相交，利用追蹤捕捉功能畫左邊的垂直線與水平線完成畫圖。

左第二圖，先利用正交模式畫長為40、80、30的三段線并聯(lián)接成四邊形，用定數(shù)等分命令將上方斜線五等分，過第一及第三等分點(diǎn)分別作垂線，用圓弧命令（起點(diǎn)、端點(diǎn)、角度）過30、40兩垂線的上端點(diǎn)、角度為210（360-150）畫圓弧，依圖連接垂線與圓弧的交點(diǎn)，下方90度直角是用過兩點(diǎn)畫圓與長為80的水平線的左交點(diǎn)連線所畫。

右第一圖先畫75的水平線再分別以兩端點(diǎn)為圓心65、70為半徑畫圓，過兩圓交點(diǎn)分別與水平線兩端點(diǎn)連線畫出三角形。用（相切、相切、相切）選項畫內(nèi)切圓。過圓心畫任意長度的130度斜線，將此斜線向兩邊偏移17，連接其與圓的兩個交點(diǎn)，修剪后完成。

右第二圖更簡單，先畫邊長為50的六邊形并任作一條對角線，用三點(diǎn)畫圓命令過對角線中點(diǎn)和六邊形任一邊的兩端點(diǎn)畫圓，將圓打斷并將小弧鏡像到圓內(nèi)，用環(huán)形陣列六個，再用相切、相切、相切命令畫兩小圓并同樣陣列完成。

實(shí)事上每張圖的畫圖方法和畫圖過程都有很多不同的選擇，但他們之間一定有明顯的差別。初學(xué)者一定要認(rèn)真比較體會才能逐步理解為什么要在畫圖之前進(jìn)行分析比較做出正確的選擇，方法和畫圖步驟的合理與否差別很大，只有選擇正確才會達(dá)到事半功倍的效果，否則就有可能是事倍功半。

2 比例縮放法

先用方便作圖的尺寸畫出相似圖形，再用比例縮放命令圖形。這一類圖形的特點(diǎn)是幾何關(guān)系清楚，但圖形尺寸不完整、尺寸關(guān)系復(fù)雜、尺寸計算困難或不精確，直接繪圖將使圖形不精確，繪圖速度慢，有時甚至難以畫出。但我們常常會發(fā)現(xiàn)能快速地畫出已知尺寸的類似形，只要有這個前提條件就可用相似繪圖、比例縮放法來繪圖。就是先畫出另一個與所要畫圖形相似但尺寸不同的圖形，再利用比例縮放命令將該圖縮放成所要畫的圖形。這就充分運(yùn)用了CAD中比例縮放這一功能的特點(diǎn)，同時又避開復(fù)雜的尺寸計算、尺寸關(guān)系的分析。這一方法要掌握一定的繪圖技巧，圖形的幾何分析能力較強(qiáng)，能快速地把握圖形特點(diǎn)，并做出選擇，請看圖2：

在圖2所示的圖形中，用直接繪圖法是沒法直接畫圖的，因為尺寸的不明確，計算又復(fù)雜，難于精確繪圖。但經(jīng)圖形的幾何分析，就能發(fā)現(xiàn)可以較方便地畫出自定尺寸并與其相似的圖形來，于是就可利用CAD中的比例縮放命令，將其縮放成所要的圖形，從而達(dá)到化難為易、化繁為簡之目的，就像是曲線救國。這就是畫相似圖，再進(jìn)行比例縮放的繪圖方法，此法要求針對不同圖形進(jìn)行分析，找出畫相似圖的不同方法來。圖2所示的中間兩圖，其相似圖的畫法明顯，就不做畫法說明了?，F(xiàn)就其左、右兩圖的畫圖方法和畫圖步驟作簡略介紹：

右圖作圖步驟：（1）先畫邊長為120、80，100的三角形（60、40、50也行只要相似）。（2）在三角形內(nèi)畫尺寸更小的頂角朝上的正五邊形。（3）以各項點(diǎn)為圓心、畫五個邊長為直徑的小圓、刪除五邊形、將圓修剪成梅花形。（4）過上部左、右兩圓心作三角形對應(yīng)邊的垂線。（5）用偏移（通過）命令將三角形三邊分別通過底部兩圓的下方象限點(diǎn)、上部左、右圓與直線的交點(diǎn)，并修剪偏移線成三角形，刪除小圓內(nèi)的垂線。（6）用比例縮放命令參照對應(yīng)邊長放大小三角形內(nèi)的圖形。作圖過程見圖3所示。

左圖先分析一下，難在不好畫DE線段，怎樣畫相似圖呢？可以這樣來分析：假設(shè)已畫好了DE線，則一定會以D、C兩點(diǎn)為圓心DE為半徑畫圓交于E 點(diǎn)，這讓我們找到了畫相似圖的方法，步驟這樣：（1）畫長為40的直線BC，分別以B、C兩點(diǎn)為圓心，50、60為半徑畫圓交于A點(diǎn)，連接AB、AC。（2）分別以B 、C為圓心，以10（隨意定個值）為半徑畫兩個圓，圓1交AB于K、圓2交AC于H，再以K為圓心相同半徑畫圓3。（3）過H點(diǎn)作水平線HM交圓3于M，連接KM直線。（4）刪除三個圓和水平直線HM。（5）用偏移命令將AC線通過M點(diǎn)偏移得直線NP。注意三角形NBP與三角形ABC相似。（6）將直線KM以B為基點(diǎn)參照BP縮放成BC得DE。（7）刪除直線NP。作圖過程見圖4所示。

3 軌跡法

軌跡是指適合給定條件的點(diǎn)的總和。軌跡法：應(yīng)用點(diǎn)的軌跡規(guī)律確定點(diǎn)的位置的幾何作圖方法。另一類圖形雖然幾何關(guān)系明確，但有些尺寸卻沒法直接確定，計算出來也是近似值，不準(zhǔn)確，在這種情況下我們不防大膽進(jìn)行推測，找找圖形特點(diǎn)及共同的幾何規(guī)律，通過特征點(diǎn)的幾何規(guī)律來確定特殊點(diǎn)，從而畫出所需的圖形，也就是利用特征點(diǎn)的規(guī)律曲線上的特殊點(diǎn)讓圖形定位定形的畫圖方法。軌跡法簡單說就是把你的制圖思路用圖形表示出來。在CAD中用軌跡法畫圖，要求使用者幾何知識比較了解，思路就比較活，因為不同圖形中的特殊點(diǎn)不同、規(guī)律也不同，沒有適當(dāng)?shù)赜?xùn)練要用好軌跡法是比較困難的。我們來看兩圖的畫圖過程（見圖5、圖6所示）：

要畫圖5中的左圖，難于找到斜線AC的準(zhǔn)確作圖位置，其作圖步驟：（1）畫長為20、50的兩段直線，畫半徑為25的半圓。（2）先過A點(diǎn)任作三條斜線，交半圓于D、E、F三點(diǎn)。（3）用三點(diǎn)畫圓的方法捕捉三斜線中點(diǎn)畫圓，該圓與半圓交于K點(diǎn)。（4）連接AK并延長到半圓Q交于C點(diǎn)，AC即為所求。注意第三步所作的輔助圓即為滿足條件的動點(diǎn)的軌跡。

要畫圖5中的右圖，難在確定C點(diǎn)的位置，C點(diǎn)應(yīng)在半徑為10的圓上，且BC等于2倍AC，其作圖過程：（1）畫三角形AOB，以O(shè)為圓心、10為半徑畫圓。（2）用點(diǎn)的定數(shù)等分命令將直線AB三等分，得到K、D兩等分點(diǎn)。（3）分別以A、B為圓心30、60為半徑畫圓，兩圓相交于E、F兩點(diǎn)。（4）用三點(diǎn)畫圓命令過K、E、F三點(diǎn)畫圓，該圓即為軌跡圓、且交半徑為10的小圓于C點(diǎn)（見圖6）。（5）連接AC、BC兩直線，畫圖完成。

在繪圖過程中我們應(yīng)廣開思路，不斷積累繪圖經(jīng)驗，充分利用幾何知識，特別注意某些幾何特性對CAD繪圖有其獨(dú)特的妙用，能夠大大提高繪圖的速度和精度。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄧學(xué)雄.CAD大賽與我國CAD教育現(xiàn)狀分析[J].圖學(xué)學(xué)報，2013，01.

[2]李曼.《工程制圖》課件制作[J].電子世界，2011，08.

[3]付志光.項目教學(xué)法在“機(jī)械制圖”課程中的應(yīng)用與探討[J].交通職業(yè)教育，2009，01.

[4]錢袁萍.探索高職高專《機(jī)械制圖》項目導(dǎo)向教學(xué)法[J].現(xiàn)代企業(yè)教育，2010，06.

[5]續(xù)丹.“3D機(jī)械制圖”教學(xué)中提高學(xué)生讀圖能力的實(shí)踐與思考[J].圖學(xué)學(xué)報，2012，06.

作者簡介：丁小民（1959.7-），男，本科，副教授，從事《工程制圖》的教學(xué)與計算機(jī)繪圖。

作者單位：湖南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，長沙 410132