.第5章 繪制平面圖形平面圖形是由若干線段（直線或圓弧）封閉連接組合而成。各組成線段之間可能彼此相交、相切或等距。要用AutoCAD正確、快速地繪制一個平面圖形，特別是較復雜的平面圖形，必須首先對平面圖形作尺寸分析和線段分析，然后按適當?shù)姆椒?、步驟畫出。與手工繪制平面圖形相比，用AutoCAD繪制平面圖形需要較高的作圖技巧，要用到一些特殊的命令和一些特別的作圖方法。本章首先以圖5-1所示的掛輪架為例，講述平面圖形的尺寸分析和線段分析的方法，以及平面圖形的作圖步驟，然后再通過“典型題目實訓指導”一節(jié)，分析并繪制兩個平面圖形，幫助讀者掌握用AutoCAD繪制平面圖形的方法和技巧。 圖5-1 掛輪架平面圖形51 平面圖形的尺寸分析按照尺寸在平面圖形中所起的作用，可以將平面圖形的尺寸分為定形尺寸和定位尺寸兩類。而要想確定平面圖形中各組成線段的上下、左右的相對位置，則必須引入機械制圖中被稱為尺寸基準的概念。1. 定形尺寸確定平面圖形中各幾何元素形狀大小的尺寸稱為定形尺寸。如圖5-2(a)所示。2. 定位尺寸用于確定圓心、線段等幾何元素在平面圖形中所處位置的尺寸稱為定位尺寸。如圖5-2(b)所示。3. 尺寸基準確定平面圖形中尺寸位置的點、線等幾何元素稱為尺寸基準，尺寸基準簡稱為基準。一般以平面圖形中的對稱中心線、圓心、輪廓直線等作為尺寸基準，定位尺寸應以尺寸基準作為標注尺寸的起點。一個平面圖形應有水平和垂直兩個方向的尺寸基準，對于較復雜的平面圖形，在同一方向上往往有幾個基準，其中一個為主要基準，其余為輔助基準。如圖5-1中112的圓心和垂直中心線就是108和30等尺寸的基準。 (a) 定形尺寸 (b) 定位尺寸 圖5-2 掛輪架平面圖形的尺寸分析52 平面圖形的線段分析平面圖形中的線段通常指直線、圓弧和圓。平面圖形線段分析的實質(zhì)是通過分析線段的尺寸情況來區(qū)分不同類型的線段，并由此確定各線段的作圖順序。通?？砂此鶚俗⒌亩ㄎ怀叽鐢?shù)量，將平面圖形中的線段分為三類，即已知線段、中間線段和連接線段。1. 已知線段定形尺寸和定位尺寸均齊全，可以直接畫出的線段稱為已知線段。如圖5-3(a)所示。2. 中間線段只有定形尺寸，定位尺寸不全，但只要一端的相鄰線段先畫出后，就可由已知的尺寸和幾何條件畫出的線段稱為中間線段。如圖5-3(b)所示。3. 連接線段只有定形尺寸，沒有定位尺寸，只能在兩端的相鄰線段作出后才能根據(jù)連接關(guān)系畫出的線段稱為連接線段。如圖5-3(c)所示。 (a) 已知線段 ( b) 中間線段 (c) 連接線段圖5-3 掛輪架平面圖形的線段分析53 平面圖形的畫法要想用AutoCAD熟練地繪制出一個平面圖形，特別是較復雜的平面圖形，只掌握AutoCAD的基本繪圖命令和圖形編輯命令是不夠的，還需要具備圓弧連接的基本知識，并掌握平面圖形的正確的畫圖步驟。5.3.1 圓弧連接的基本知識用已知半徑的圓弧光滑地連接兩已知線段（直線或圓?。┓Q為圓弧連接。所謂光滑連接就是平面幾何中的相切。連接已知直線或圓弧的圓弧稱為連接圓弧，連接點就是切點。1. 圓弧連接的作圖原理圓弧連接的作圖原理如圖5-4所示。圖5-4(a)表示圓弧與直線相切，連接圓弧的圓心到已知直線距離為R（R為連接圓弧的半徑），圖5-4(b)表示圓弧與圓弧相外切，其圓心之間的距離是兩圓弧半徑之和（R1+R2）；圖5-4(c)表示圓弧與圓弧相內(nèi)切，其圓心之間的距離是兩圓弧半徑之差（R1-R2）。 (a)圓弧與直線相切 (b)兩圓弧相外切 (c)兩圓弧相內(nèi)切 圖5-4 圓弧連接作圖原理2. 圓弧連接的作圖示例（1） 用圓弧連接兩條直線，如圖5-5(a)所示。此類圓弧連接的作圖方法是：作兩條平行直線分別平行于兩已知直線，距離為連接圓弧的半徑R，其交點即為圓心O，自O(shè)點向兩已知直線分別作垂線，垂足即是切點a、b,如圖5-5(b)所示。 (a)已知條件 (b)作圖方法 圖5-5 用圓弧連接兩條直線（2） 用圓弧連接兩條直線與圓弧，如圖5-6(a)所示。此類圓弧連接的作圖方法是：作直線平行于已知直線，距離為連接圓弧的半徑R，以已知圓弧的圓心為圓心，以R+R1為半徑畫弧，其交點即為圓心O，自O(shè)點向已知直線作垂線，垂足即是切點a，兩圓弧的圓心連線與圓弧的交點即是切點b,如圖5-6(b)所示。（3） 用圓( a)已知條件 (b)作圖方法 圖5-6 用圓弧連接直線與圓?。?）用圓弧連接兩個圓弧（連接圓弧與已知圓弧相外切），如圖5-7(a)所示。此類圓弧連接的作圖方法是：分別以兩已知圓弧的圓心為圓心，以R+R1和R+R2為半徑畫弧，其交點即為圓心O，O點與兩已知圓弧的圓心連線與兩圓弧的交點即為切點a、b,如圖5-7(b)所示。(a)已知條件 (b)作圖方法 圖5-7 連接圓弧與已知圓弧相外切（4）用圓弧連接兩個圓弧（連接圓弧與已知圓弧相內(nèi)切），如圖5-8(a)所示。(a)已知條件 (b)作圖方法 圖5-8 連接圓弧與已知圓弧相內(nèi)切此類圓弧連接的作圖方法是：分別以兩已知圓弧的圓心為圓心，以R-R1和R-R2為半徑畫弧，其交點即為圓心O，作O點與兩已知圓弧的圓心連線并延長，其與兩圓弧的交點即為切點a、b,如圖5-8(b)所示?！拘屑抑更c】在用AutoCAD繪制具有圓弧連接的圖形時，對于第(1)、(2)、(3)三種情況，可以用“修改圓角”命令直接畫出。對于第(4)種情況，可視具體情況作輔助線畫出或用“繪圖圓相切、相切、半徑”命令畫出完整的圓，再修剪成圓弧。5.3.2 平面圖形的畫圖步驟在畫平面圖形之前，首先要對平面圖形作尺寸分析和線段分析，并建立畫圖所需要的圖層，然后再按步驟畫圖。下面以畫圖5-1所示的掛輪架為例，講述平面圖形的畫圖步驟，至于圓弧連接等作圖細節(jié)將在5.4節(jié)結(jié)合具體圖例再講述。1. 分別建立輪廓線、點畫線、細實線三個圖層，并單擊狀態(tài)欄的“線寬”按鈕使其凹下，打開線寬顯示。2. 在點畫線層畫出基準線、定位線，如圖5-9(a) 所示。3. 在輪廓線層畫出已知線段，如圖5-9( b) 所示。4. 在輪廓線層畫出中間線段，如圖5-9(c) 所示。5. 在輪廓線層畫出連接線段并修剪整理圖線，完成全圖，如圖5-9(d) 所示。【說明】1. 在繪制中間線段和連接線段時，若需要畫輔助線，應在細實線層畫出，且用完后要及時刪除。這樣可避免圖線混亂，不易辨別。2. 對于較復雜的平面圖形，為保證圖形清晰，便于作圖，在畫圖過程中要及時修剪掉多余的圖線，即采用隨畫隨修剪的方式，而不是等全部圖形都畫完后再進行修剪。(a) 畫基準線和定位線 (b) 畫已知線段(c) 畫中間線段 (d) 畫連接線段圖5-9 掛輪架平面圖形的畫圖步驟5.4典型題目實訓指導本節(jié)將講述兩個平面圖形的繪制方法，請讀者從中學習體會用AutoCAD繪制的平面圖形的作圖方法和技巧，以便以后能夠熟練地繪制各種平面圖形，并為繪制專業(yè)工程圖打下基礎(chǔ)?！纠}5-1】 繪制如圖5-10(a)所示的小扳手平面圖形 圖5-10(a) 小扳手平面圖形【實訓目的】1. 學習對平面圖形進行尺寸分析和線段分析，選擇恰當?shù)睦L圖命令，按照正確的繪圖步驟畫出平面圖形。2. 學習畫與兩個已知圓弧相內(nèi)切的連接圓弧的簡便的作圖方法?！绢}目分析】本圖中只有一個定位尺寸，其余都是定形尺寸。有三條已知線段，分別是32、R16和16；有兩條中間線段，就是連接小扳手首尾的兩條平行線；有三條連接線段，分別是R48、R16和R20。其中R16和R20可以待兩端的線段畫出后，直接用AutoCAD 的“修改圓角”命令畫出，而R48是與兩個已知圓弧相內(nèi)切的連接圓弧，可先用“繪圖圓相切、相切、半徑”命令畫出完整的圓，然后再修剪成圓弧。小扳手頭部是由正六邊形變化得到，給出的是正六邊形的對邊距32，在用“繪圖正多邊形”命令畫圖時，應選擇“外切于圓(C)”選項才能滿足尺寸條件。在繪制本圖中的三條連接線段時均不需要作輔助線，所以不必建立輔助線層，只需建立輪廓線和點畫線兩個圖層即可。【操作過程】1. 建立輪廓線和點畫線兩個圖層，并在圖層中設(shè)置好顏色、線型、線寬（輪廓線和點畫線的寬度比為2:1），然后單擊狀態(tài)欄的“線寬”按鈕使其凹下，打開線寬顯示。2. 將點畫線層置為當前，繪制基準線，即圖5-10(a)中的點畫線；再將輪廓線層置為當前，以O(shè)點為中心畫出對邊距為32的正六邊形，如圖5-10(b)所示。3. 執(zhí)行“修改旋轉(zhuǎn)”命令，以O(shè)點為中心將正六邊形旋轉(zhuǎn)30；執(zhí)行“修改分解”命令將正六邊形分解并刪除其中的兩條邊；畫出R16和16兩條已知線段，如圖5-10(c)所示。4. 分別以正六邊形的兩個頂點A、B為圓心，捕捉正六邊形的邊長作半徑，畫出小扳手頭部的兩個小圓；再執(zhí)行“繪圖圓相切、相切、半徑”命令畫出R48大圓，如圖5-10(d)所示。5. 執(zhí)行“修改修剪”命令，將圖5-10(d)修剪成如圖5-10(e)所示的圖形。此步驟中要特別注意選擇好修剪邊界。6. 畫連接小扳手首尾的兩條平行線（注意設(shè)置象限點捕捉）；執(zhí)行“修改圓角”命令，選擇“非修剪”模式，分別畫出R16和R20兩端連接圓弧，如圖5-10(f)所示。7. 執(zhí)行“修改修剪”命令，修剪整理圖形，完成全圖，如圖5-10(a)所示。圖5-10(b) 畫基準線和正六邊形圖5-10(c) 旋轉(zhuǎn)正六邊形并畫已知線段圖5-10(d) 畫小圓和連接圓弧圖5-10( e) 修剪圖形圖5-10(f) 畫中間線段和連接圓弧【例題5-2】繪制如圖5-11(a)所示的吊鉤的平面圖形【實訓目的】1. 學習對平面圖形進行尺寸分析和線段分析，選擇恰當?shù)睦L圖命令，按照正確的繪圖步驟畫出平面圖形。2. 學習用畫輔助線的方法畫連接圓弧。3. 學習復雜平面圖形的修剪技巧?！绢}目分析】本圖中只有兩個定位尺寸，19和203，分別確定R89和32的圓心位置，其余都是定形尺寸。有四條已知線段，分別是32、76、R38和R89；有三條中間線段，分別是過32圓心并與R89圓弧相切的直線，R44和R46圓?。挥腥龡l連接線段，分別是R38、R6圓弧和R38與76圓的公切線。圖中有些線段可以用圓角命令直接畫出，有些線段則需要作輔助線來確定圓心位置，所以在繪制本圖時需要建立輔助線層。另外，本圖是較為復雜的平面圖形，請注意其修剪過程的一些技巧?！静僮鬟^程】1. 建立輪廓線、點畫線和輔助線三個圖層，并在圖層中設(shè)置好顏色、線型、線寬（輪廓線和點畫線、輔助線的寬度比為2:1:1，且輔助線層的顏色要與其他圖層有區(qū)別），然后單擊狀態(tài)欄的“線寬”按鈕使其凹下，打開線寬顯示。2. 將點畫線層置為當前，繪制基準線和定位線，如圖5-11(b)所示。 圖5-11(a) 吊鉤平面圖形 圖5-11(b) 畫基準線和定位線圖5-11(c) 畫已知線段 圖5-11(d) 畫中間線段和作輔助線3. 將輪廓線層置為當前，畫已知線段，如圖5-11(c)所示。4. 畫中間線段首先利用切點捕捉的方式畫出過32圓心并與R89圓弧相切的直線，然后再將輔助線層置為當前，分別以R89和R38圓弧的圓心為圓心，以133(44+89)和84(46+38)為半徑畫圓，此兩個圓與R38弧水平中心線的交點A、B即分別為R44和R46圓弧的圓心。如圖5-11(d)所示。5. 將輪廓線層置為當前,分別以A、B為圓心，以44和46為半徑畫出R44和R46圓，然后立即刪除輔助線圓，如圖5-11(e)所示。6. 畫連接線段（1）利用切點捕捉的方式在輪廓線層畫出R38與76圓的公切線，具體步驟請參看第2章【例題2-4】。（2）畫R6圓弧和R38圓弧從圖中看出，R6圓弧與R46圓弧相內(nèi)切，與R44圓弧相外切；R38圓弧與76圓和R89圓弧相外切。若手工繪圖，只能用畫輔助線的方法確定這兩個連接圓弧的圓心，很麻煩。而用AutoCAD作圖，可以直接用圓角命令畫出，很簡便。操作方法是：執(zhí)行“修改圓角”命令，命令行提示：當前設(shè)置: 模式 = 修剪，半徑 = 10.0000（系統(tǒng)提示）選擇第一個對象或 放棄(U)/多段線(P)/半徑(R)/修剪(T)/多個(M)：R（輸入R，回車，設(shè)置圓角半徑）指定圓角半徑:6（輸入6，回車）選擇第一個對象或 放棄(U)/多段線(P)/半徑(R)/修剪(T)/多個(M)（單擊R46圓）選擇第二個對象，或按住 Shift 鍵選擇要應用角點的對象: （單擊R44圓）按回車鍵，再次執(zhí)行“修改圓角”命令，將圓角半徑設(shè)置為38，畫出R38圓弧，如圖5-11(f)所示。7. 修剪圖形需要注意的是，這是一個較為復雜的平面圖形，畫到這里已經(jīng)很不容易，但是一旦修剪失敗，還要從頭再畫。所以，為穩(wěn)妥起見，請初學者在進行修剪操作前，要先復制一個如圖5-11(f)所示的圖形留作備用。對本圖形進行修剪要分步進行，首先將其修剪成如圖5-11(g)所示的圖形。關(guān)鍵是正確選擇修剪邊界。首先以R6和R89兩個圓弧為修剪邊界修剪掉R44圓弧的一部分；然后再以以R6和R38兩個圓弧為修剪邊界修剪掉R46圓弧的一部分，結(jié)果如圖5-11(g)所示。8. 修剪整理圖形再次執(zhí)行修剪命令，在圖5-11(g)的基礎(chǔ)上修剪掉R89和R38圓弧的一部分，完成全圖，如圖5-11(a)所示。 圖5-11( e) 畫中間線段 圖5-11(f) 畫連接線段總結(jié)：通過以上實例我們看出，用Au