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通过对给定的复杂平面图形的抄绘，如图2-36所示，进一步熟悉常用手工绘图工具与仪器的使用，进一步掌握国家标准《技术制图》《机械制图》中对图幅、比例、字体、图线、尺寸注法的规定，能够对平面图形进行尺寸分析和线段分析，按照基本的作图步骤进行正确抄绘，并进一步熟练掌握二维绘图软件的常用绘图命令和编辑命令，能够使用二维绘图软件抄绘简单平面图形。
学习条件及环境要求 ：机械制图实训室，计算机、绘图软件（三维、二维）、多媒体、教材、参考书、网络课程及其他资源等。
图2-36 复杂平面图形
教学时间（计划学时） ：8 学时。
任务目标：
①能够正确、熟练使用常用的绘图工具与仪器。
②详细叙述国家标准中对图幅、比例、图线、字体、尺寸注法等的基本规定。
③能够绘制常用的基本几何图形（等分线段、圆周，作正多边形，椭圆、圆弧连接、斜度、锥度），能够对斜度、锥度进行正确标注。
④在教师的指导下，能够对给定的平面图形，进行正确的尺寸分析和线段分析，按照平面图形的抄绘方法和步骤，正确抄绘平面图形。
①国家CAD制图标准中对图幅、比例、字体、图线、尺寸注法的基本规定。
②常用基本几何图形的作图方法（等分线段、圆周，作正多边形，椭圆）。
③锥度的画法与标注要求。
④圆弧连接的画法。
⑤平面图形的尺寸分析和线段分析。
⑥抄绘平面图形的步骤、方法。
⑦CAD二维绘图软件的常用绘图命令及编辑命令。
所用材料、工具分别见表2-14 及表2-15。
表2-14 材料计划表
表2-15 工具计划表
学生按4~6人一组，通常为5人，明确每组的工作任务，填写分组任务表及学生小组任务分配表，每组及每个学生的任务，可以相同也可以有差异性，视情况而定。
具体学生分组及学习小组任务分配见附表。
①什么是绝对坐标和相对坐标？
②画直线、圆和圆弧、矩形和正多边形应注意什么？
③画椭圆、应用样条曲线应注意什么？
④尺寸标注样式设置、标注及编辑应注意什么？
⑤应用修剪、延伸、偏移编辑命令应注意什么？
⑥应用移动、复制、旋转编辑命令应注意什么？
⑦如何设置样板图的图幅？
⑧如何设置样板图的图层？
⑨如何设置样板图的文字样式？
⑩如何设置样板图的尺寸标注样式？
⑪如何画样板图的标题栏？
国家标准《机械工程CAD制图规则》（GB/T 14665—2012）规定了机械工程中采用计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD）时的制图规则，它适用于在计算机及其外围设备中显示、绘制、打印的机械工程图样及有关技术文件。
1）图线
CAD中的图线除应遵照《技术制图图线》（GB/T 17450—1998）和《机械制图图样画法图线》（GB/T 4457.4—2002）中的规定外，还应符合以下规定：
①图线组别CAD中的图线组别，按表2-16 的规定选取。
表2-16 CAD中的图线组别
②重合图线的优先顺序。当两条以上不同类型的图线重合时应遵守以下优先顺序：
可见轮廓线和棱线（粗实线）→不可见轮廓线和棱线（细实线）→剖切线（细点画线）→轴线和对称中心线（细点画线）→假想轮廓线（细双点画线）→尺寸界线和分界线（细实线）。
2）字体
CAD中的字体应符合《技术制图字体》（GB/T 14691—1993）的要求。数字一般应以正体输出；字母除表示变量外，一般应以正体输出；汉字在输出时一般采用正体，并采用国家正式公布和推行的简化字。小数点、标点符号应占一个字位（省略号和破折号占两个字位）。字高与图幅关系见表2-17。
表2-17 字高与图幅的关系
《机械工程CAD制图规则》（GB/T 14665—2012）规定：机械工程的CAD制图中，数字一般应以正体输出；字母除表示变量外，一般应以正体输出；汉字在输出时一般采用正体，并采用国家正式公布和推行的简化字。
①什么是锥度？如何画？
②什么是圆弧连接？圆弧连接的作图步骤如何？
③常见几何图形的作图方法有哪些？
锥度（GB/T 15754—1995）是指正圆锥的底圆直径与圆锥高度之比，如图2-37所示。如果是锥台，则为两底圆直径之差与其锥台高之比。锥度代号为C。如下所示：C=D/H=（D-d）/L=2 tan α/2。
图2-37 锥度的定义
锥度的作法及锥度符号的绘制方法如图2-38所示。
绘制平面图形时，经常需要用圆弧将两条直线、一圆弧与一直线或两个圆弧之间光滑地连接起来，如图2-39（a）所示，这种连接作图称为圆弧连接，用来连接已知直线或已知圆弧的圆弧称为连接圆弧。圆弧连接的要求就是光滑，而要做到光滑连接就必须使连接圆弧与已知直线、圆弧相切，切点称为连接点，如图2-39（b）所示。为了能准确连接，作图时必须先求出连接圆弧的圆心，再找连接点（切点），最后作出连接圆弧。
图2-38 锥度的作法及锥度符号的绘制方法
图2-39 圆弧连接
1）用圆弧连接两直线
如图2-40所示，已知直线AC和CB，连接圆弧的半径为R，求作连接圆弧。
图2-40 用圆弧连接两直线
作图步骤：
①在直线AC上任找一点并以其为垂足作直线AC的垂线，再在该垂线上找到与垂足的距离为R的另一点，并过该点作直线AC的平行线。
②用同样方法作出距离等于R的BC直线的平行线。
③找到两平行线的交点O即为连接圆弧的圆心。
④自点O分别向直线AC和BC作垂线，得垂足1、2，即为连接圆弧的连接点（切点）。
⑤以O为圆心、R为半径作圆弧12，完成连接作图。
2）用圆弧连接一直线和一圆弧
如图2-41所示，已知连接圆弧的半径为R，被连接的圆弧圆心为O 1 、半径R 1 以及直线AB，求作连接圆弧（要求与已知圆弧外切）。
图2-41 用圆弧连接一直线和一圆弧
作图步骤：
①作已知直线AB的平行线，使其间距为R，再以O 1 为圆心、R+R 1 为半径作圆弧，该圆弧与所作平行线的交点O即为连接圆弧的圆心。
②由点O作直线AB的垂线得垂足2，连接OO 1 ，与圆弧O 1 交于点1，1、2 即为连接圆弧的连接点（两个切点）。
③以O为圆心，R为半径作圆弧12，完成连接作图。
3）用圆弧连接两圆弧
①与两个圆弧外切连接。如图2-42所示，已知连接圆弧半径为R，被连接的两个圆弧的圆心分别为O 1 、O 2 ，半径为R 1 、R 2 ，求作连接圆弧。
作图步骤：
a.以O 1 为圆心，R+R 1 为半径作一圆弧，再以O 2 为圆心、R+R 2 为半径作另一圆弧，两圆弧的交点O即为连接圆弧的圆心。
b.作连心线OO 1 ，它与圆弧O 1 的交点为1，再作连心线OO 2 ，它与圆弧O 2 的交点为2，则1、2 即为连接圆弧的连接点（外切的切点）。
c.以O为圆心，R为半径作圆弧12 完成连接作图。
②与两个圆弧内切连接。
图2-42 用圆弧连接两圆弧（外切）
如图2-43所示，已知连接圆弧的半径为R，被连接的两个圆弧圆心分别为O 1 、O 2 ，半径为R 1 、R 2 ，求作连接圆弧。
图2-43 用圆弧连接两圆弧（内切）
作图步骤：
a.以O 1 为圆心，R-R 1 为半径作一圆弧，再以O 2 为圆心、R-R 2 为半径作另一圆弧，两圆弧的交点O即为连接圆弧的圆心。
b.作连心线OO 1 ，它与圆弧O 1 的交点为1，再作连心线OO 2 ，它与圆弧O 2 的交点为2，则1、2 即为连接圆弧的连接点（内切的切点）。
c.以O为圆心，R为半径作圆弧12，完成连接作图。
③与一个圆弧外切，与另一个圆弧内切。
如图2-44所示，已知连接圆弧半径为R，被连接的两个圆弧圆心为O 1 、O 2 ，半径为R 1 、R 2 ，求作一连接圆弧，使其与圆弧O 1 外切，与圆弧O 2 内切。
图2-44 用圆弧连接两圆弧（一外切、一内切）
作图步骤：
a.分别以O 1 、O 2 为圆心，R+R 1 、R-R 2 为半径作两个圆弧，两圆弧交点O即为连接圆弧的圆心。作连心线OO 1 ，与圆弧O 1 相交于1；再作连心线OO 2 ，与圆弧O 2 相交于2，则1、2 即为连接圆弧的连接点（前为外切切点、后为内切切点）。
b.以O为圆心，R为半径作圆弧12，完成连接作图。
①什么是定形尺寸？什么是定位尺寸？
②什么是尺寸基准？平面图形有几个方向的尺寸基准？
③什么是已知线段？什么是中间线段？什么是连接线段？
④平面图形的画图步骤如何？
⑤平面图形尺寸标注的要求有哪些？平面图形尺寸标注应注意的问题有哪些？
平面图形是由若干段线段所围成的，而线段的形状与大小是根据给定的尺寸确定的。现以图2-45所示的平面图形为例，说明尺寸与线段的关系。
1）平面图形的尺寸分析
①尺寸基准。尺寸基准是标注尺寸的起点。平面图形的长度方向和高度方向都要确定一个尺寸基准。尺寸基准常常选用图形的对称线、底边、侧边、图中圆周或圆弧的中心线等。在图2-45所示的平面图形中，水平中心线B是高度方向的尺寸基准，端面A是长度方向的尺寸基准。
图2-45 平面图形的尺寸与线段分析
②定形尺寸和定位尺寸。定形尺寸是确定平面图形各组成部分大小的尺寸，如图2-45中的R60、R40、R10、ϕ20 等；定位尺寸是确定平面图形各组成部分相对位置的尺寸，如图2-45中的ϕ40、长度25 等，该图中还有的定位尺寸需经计算后才能确定，如半径为R10 的圆弧，其圆心在水平中心线B上，且到端面A的距离为[150-（25+10）]=115。从尺寸基准出发，通过各定位尺寸，可确定图形中各组成部分的相对位置，通过各定形尺寸可确定图形中各组成部分的大小。
③尺寸标注的基本要求。平面图形的尺寸标注要作到正确、完整、清晰。尺寸标注应符合国家标准的规定；标注的尺寸应完整，没有遗漏的尺寸；标注的尺寸要清晰、明显，并标注在便于看图的地方。
2）平面图形的线段分析
在绘制有连接作图的平面图形时，需要根据尺寸的条件进行线段分析。平面图形的圆弧连接处的线段，根据尺寸是否完整可分为下述3 类。
①已知线段。根据给出的尺寸可以直接画出的线段称为已知线段。即这个线段的定形尺寸和定位尺寸都完整。在图2-45中，圆心位置由尺寸25、[150-（25+10）]=115 确定的半径为R20、R10 的两个圆弧是已知线段（也称为已知弧）。
②中间线段。有定形尺寸，缺少一个定位尺寸，需要依靠两端相切或相接的条件才能画出的线段称为中间线段。如图2-45中R60 的圆弧是中间线段（也称为中间弧）。
③连接线段。图2-45中圆弧R40 的圆心，其两个方向定位尺寸均未给出，而需要用与两侧相邻线段的连接条件来确定其位置，这种只有定形尺寸而没有定位尺寸的线段称为连接线段（也称为连接弧）。
3）平面图形的画法
①首先对平面图形进行尺寸分析和线段分析，找出尺寸基准和圆弧连接的线段，拟定作图顺序。
②选定比例，画底稿。先画平面图形的对称线、中心线或基线，再顺次画出已知线段、中间线段、连接线段。
③画尺寸线和尺寸界线，并校核修正底稿，清理图面。
④按规定线型加深或上墨，写尺寸数字，再次校核修正。
抄绘图2-45所示平面图形的绘图步骤，如图2-46所示。
图2-46 平面图形的画图步骤
1）用绘图工具和仪器绘制图样
为了保证绘图的质量，提高绘图的速度，除正确使用绘图仪器、工具，熟练掌握几何作图方法和严格遵守国家制图标准外，还应注意下述的绘图步骤和方法。
①准备工作。
a.收集阅读有关的文件资料，对所绘图样的内容及要求进行了解，在学习过程中，对作业的内容、目的、要求要了解清楚，在绘图之前做到心中有数。
b.准备好必要的制图仪器、工具和用品。
c.将图纸用胶带纸固定在图板上，位置要适当。一般将图纸粘贴在图板的左下方，图纸左边至图板边缘3~5 cm，图纸下边至图板边缘的距离略大于丁字尺的宽度。
②画底稿。
a.按制图标准的要求，先将图框线及标题栏的位置画好。
b.根据图样的数量、大小及复杂程度选择比例，安排图位，定好图形的中心线。
c.画图形的主要轮廓线，再由大到小，由整体到局部，直至画出所有轮廓线。
d.画尺寸界线、尺寸线以及其他符号等。
e.最后进行仔细的检查，擦去多余的底稿线。
③用铅笔加深。
a.当直线与曲线相连时，先画曲线后画直线。加深后的同类图线，其粗细和深浅要保持一致。加深同类线型时，要按照水平线从上到下，垂直线从左到右的顺序一次完成。
b.各类线型的加深顺序是：中心线、粗实线、虚线、细实线。
c.加深图框线、标题栏及表格，并填写其内容及说明。
④注意事项。
a.画底稿的铅笔用H至3H，线条要轻而细。
b.加深粗实线的铅笔用HB或B，加深细实线的铅笔用H或2H。写字的铅笔用H或HB。加深圆弧时所用的铅芯，应比加深同类型直线所用的铅芯软一号。
c.加深或描绘粗实线时，要以底稿线为中心线，以保证图形的准确性。
d.修图时，如果是用绘图墨水绘制的，应等墨线干透后，用刀片刮去需要修整的部分。
2）用CAD绘图软件抄绘图样
①绘图环境的设置（图层、图幅、字体样式、标注样式）。
②绘图及编辑。
③检查。
①检查所需工具、材料是否齐全；检查工作环境是否干净、整洁。
②先分析给定的平面图形，确定其总体尺寸大小，再确定绘图的比例及图幅。
③整理干净桌面，铺放并固定图纸，用细实线绘制图纸的边界线、图框线及标题栏的外框线。
④根据所绘制图形的尺寸大小，布局图面，绘制出基准线及重要的图线。
⑤进一步对给定的平面图形进行尺寸分析和线段分析，确定绘制图线的先后顺序：先画已知线段，再画中间线段，最后画连接线段。
⑥绘制底稿。
⑦检查、描深，标注尺寸，填写标题栏。
⑧使用二维CAD绘图软件抄绘平面图形并打印或截图。
请将尺规绘制的图样折叠粘贴在此页，或将用计算机绘图软件绘制的二维或三维图样，截图打印粘贴在此页。
①用绘图软件绘制简单平面图形（码2-15）。
②用绘图软件绘制较复杂的平面图形（码2-15）。
③按1∶1 的比例绘制吊钩的平面图形。
码2-15 用绘图软件绘制平面图形
吊钩的平面图形如图2-47所示。
④用4∶1 的比例绘制如图2-48所示的平面图形，并标注全部尺寸。
图2-47 吊钩
图2-48 平面图形