本書以AutoCAD軟件為載體，以機械CAD基礎知識為主線，將CAD技術基礎知識的了解和AutoCAD軟件的學習有機地結合起來，以達到快速入門和應用的目的。本書突出應用主線，以單元講解形式安排章節，由淺入深、循序漸進地介紹AutoCAD基本知識、零件圖繪制和裝配圖繪制的基本操作技能。主要內容包括：AutoCAD設計基礎、AutoCAD繪制平面圖形、AutoCAD繪制形體視圖、AutoCAD尺寸標注、AutoCAD繪制機械圖樣、AutoCAD繪制標準件與常用件、AutoCAD繪制機械零件圖、AutoCAD繪制機械裝配圖。本書有配套的視頻教程，與本書相輔相成，將最大限度地幫助讀者快速掌握本書內容。本書可作為高等院校機電工程系各專業的教材，也適合機械設計和生產企業的工程師閱讀，還可以作為相關培訓機構的培訓教材和AutoCAD用戶的自學教材。
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功能強大、易學易用和技術創新是AutoCAD的三大特點，使得AutoCAD成為領先的、主流的二維CAD解決方案。機械設計是其重要的應用領域。本書立足AutoCAD的基本知識，結合大量與機械繪圖密切相關的實例操作，詳細介紹了繪制機械圖樣的各種操作命令的使用方法。
本書具有以下特點。
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本書在寫作過程中，充分吸取了AutoCAD授課經驗，同時與AutoCAD愛好者展開了良好的交流，充分了解他們在應用AutoCAD過程中所急需掌握的知識內容，做到理論和實踐相結合。
本書由李騰訓、荊延財、鄭彬、魏崢、劉婷、武芳華、喬騫、楊寶磊編寫，在編寫過程中得到了清華大學出版社的指導，再次表示衷心感謝。
由于作者水平有限，加上時間倉促，圖書雖經再三審閱，但仍有可能存在不足和錯誤，懇請各位專家和朋友批評指正！
編 者
第2章AutoCAD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，必須對平面圖形作尺寸和線段的分析，然后選擇適當的方法、步驟來繪制。
2.1繪制平面圖形基礎
本節知識點：
(1)確定尺寸基準的原則。
(2)尺寸分析方法。
(3)線段分析方法。
2.1.1平面圖形
平面圖形是由直線和曲線組成的，線段需根據給定的尺寸關系繪制，所以必須對圖形中的尺寸和線段進行分析。
1.平面圖形的尺寸分析
1)定形尺寸
定形尺寸是指確定平面圖形上幾何元素形狀大小的尺寸，常見的圖線定形尺寸如圖2-1所示。
圖2-1常見的圖線定形尺寸
2)定位尺寸
定位尺寸是指確定各幾何元素相對位置的尺寸。
平面圖形的位置一般需水平和垂直兩個方向定位，如圖2-2(a)所示的標注方式；或以極坐標的形式定位，即半(直)徑加角度，如圖2-2(b)所示的標注方式。
圖2-2常見的定位尺寸標注方式
3)尺寸基準
標注尺寸的起點稱為尺寸基準，簡稱基準。
一般是將圖形中的對稱中心線、圓心、輪廓直線等作為尺寸基準；通常至少有水平和垂直兩個方向的基準，如圖2-3所示，長度基準為圓心垂直方向中心線，寬度基準為圖形水平的中心對稱線。
圖2-3常見尺寸基準
2.平面圖形中的線段分析
根據定形、定位尺寸是否齊全，可將平面圖形中的圖線分為以下三大類。
1)已知線段
已知線段就是定形、定位尺寸齊全的線段，可以直接根據尺寸作出圖線，如圖2-4所示手柄的圓弧SR8，其圓心位置由尺寸75確定。
2)中間線段
中間線段就是只有定形尺寸和一個定位尺寸的線段，另一定位尺寸必須由該線段與相鄰已知線段的幾何關系求出，如圖2-4所示的R50圓弧由??26和SR8的內切關系求出。
3)連接線段
連接線段就是只有定形尺寸而沒有定位尺寸的線段。其定位尺寸必須根據相鄰線段的幾何關系求出，如圖2-4所示的R16，由R50和SR13圓弧的相切關系來確定。
圖2-4手柄
2.1.2建立選擇集
在編輯圖形時，選擇對象的方法有多種，在此介紹幾種常用的方法。
1)使用拾取框光標
在命令行提示選擇對象時，光標為矩形拾取框，將其置于要選擇的對象上，對象將亮顯，單擊后選擇，如圖2-5所示。
提示：按住Shift鍵，單擊已選擇的對象，則這個對象退出選擇集。
2)窗口選擇方式(window)――W窗口選擇方式(簡稱窗選)
在需選擇的多個對象左側單擊左鍵確定一點，然后由左向右拖曳光標，將出現一個大小隨光標移動而改變的矩形窗口，單擊后確定窗口的大小，全部在窗口中的對象被選中，變成虛線，如圖2-6所示。
圖2-5使用光標拾取
圖2-6窗口選擇方式
3)交叉窗口選擇方式(crossing)――C窗口選擇方式(叉選)
在需選擇的多個對象右側單擊左鍵確定一點，然后由右向左拖曳光標，將出現一個大小隨光標移動而改變的虛線窗口，單擊確定窗口的大小后，只要在矩形窗口內的對象，無論是否全部都被選中，將變成虛線，如圖2-7所示。
圖2-7交叉窗口選擇方式
2.1.3繪制簡單圖形實例
繪制如圖2-8所示的圖形。
圖2-8繪制平面圖形基礎
1.平面圖形的尺寸分析和線段分析
1)尺寸分析
(1)尺寸基準，如圖2-9(a)所示。
(2)定位尺寸，如圖2-9(b)所示。
(3)定形尺寸，如圖2-9(c)所示。
圖2-9尺寸分析
2)線段分析
(1)已知線段，如圖2-10(a)所示。
(2)中間線段，如圖2-10(b)所示。
(3)連接線段，如圖2-10(c)所示。
圖2-10線段分析
2.操作步驟
步驟一：新建文件。
利用建立的A4樣板文件新建圖形，并保存為“平面圖形基礎”。
步驟二：繪制基準。
執行直線命令，繪制基準線，如圖2-11所示。
步驟三：繪制已知線段(見圖2-12)。
①執行圓命令，選擇【圓心、半徑】方式繪制左側??12和R13的兩個圓。
②執行直線命令，在42mm的直線右側繪制10mm豎線。
圖2-11繪制基準線
圖2-12繪制已知線段
步驟四：繪制中間線段。
(1)繪制右側水平線。
執行直線命令，其長度按比例大約確定，要稍長點，如15mm即可，如圖2-13(a)所示。
(2)求作R28圓弧圓心。
①選擇【輔助線】圖層，利用對象追蹤的方式繪制一條高約10mm的豎線。
②繪制半徑為(28-13=)15的輔助圓，與10mm豎線交點為R28圓弧的圓心，如圖2-13(b)所示。
(3)繪制R28圓。
選擇【粗實線】圖層，執行圓命令，繪制R28圓，如圖2-13(c)所示。
圖2-13繪制中間線段
(4)簡單整理圖形。
①單擊輔助豎線和R15圓，對象被選擇(有藍色夾點)。
②單擊【修改】工具欄中的【刪除】按鈕，則輔助線被刪除，如圖2-14(a)所示。
③單擊【修改】工具欄中的【修剪】按鈕。
④單擊R13圓和15mm長的中間線段，按Enter鍵。
⑤單擊R28圓的左下部分，則R28圓與R13圓相切點及與15mm線段相交點的左下角圓弧被剪切。
⑥按Enter鍵結束，結果如圖2-14(b)所示。
圖2-14整理中間線段
步驟五：繪制連接線段。
(1)繪制R8圓。
①執行【相切，相切，半徑】圓命令。
②單擊R28圓弧下部和15mm線段圓弧的外側部分(大約切點處)，確定切點。
③輸入數值“8”，按Enter鍵，完成R8圓弧的圓的繪制，如圖2-15(a)所示。
(2)求作R7圓弧圓心，如圖2-15(b)所示。
①選擇【輔助線】圖層，以42mm線段左端點為圓心，繪制R7圓。
②以R13的圓心為圓心，以(13+7=)20mm為半徑繪制圓。兩圓交點為R7的圓弧的圓心。
(3)繪制R7圓。
選擇【粗實線】圖層，以所求圓心為圓心，繪制R7圓，如圖2-15(c)所示。
圖2-15繪制連接線段
步驟六：整理圖形。
①選擇繪制的輔助線圓，按Delete鍵，則輔助線圓被刪除，如圖2-16(a)所示。
②單擊【修改】工具欄中的【修剪】按鈕。
③單擊R13圓、R28圓弧、R7圓、R8圓、40mm的線段和15mm的中間線段，按Enter鍵。
④分別單擊要刪除的6段圖線，如圖2-16(b)所示，注意，其中1、2段必須先1后2，其他順序無所謂，按Enter鍵結束。
圖2-16整理圖形
步驟七：保存文件。
選擇【文件】丨【保存】菜單命令。
3.步驟點評
1)針對步驟四中的修剪命令
(1)調用【修剪】命令的方式有以下幾種。
*在菜單欄中，選擇【修改】丨【修剪】命令。
*單擊【修改】工具欄中的【修剪】按鈕。
*在命令行輸入“trim”后按Enter鍵。
執行修剪命令的步驟如下：
①執行【修剪】命令。
②選擇作為剪切邊的對象，按Enter鍵。
③選擇要剪掉的對象。
(2)修剪命令的應用。
①可以修剪對象，使它們精確地終止于由其他對象定義的邊界，如圖2-17所示。
圖2-17修剪應用(1)
②對象既可以作為剪切邊，也可以是被修剪的對象，如圖2-18所示。
圖2-18修剪應用(2)
③執行修剪命令后，先按Enter鍵，即先選擇所有對象，使用互為剪切邊，然后再選擇要修剪的對象，如圖2-19所示。
圖2-19修剪應用(3)
提示：選擇修剪對象時，不能剪切獨立對象的圖線，即兩端都無延長線的對象。
④執行【修剪】命令，選擇對象按Enter鍵后，按住Shift鍵選擇不相交的對象時，則為延伸到相交，如圖2-20所示。
圖2-20修剪應用――延伸
2)針對步驟六中的刪除命令
調用【刪除】命令的方式有以下幾種。
*在菜單欄中，選擇【修改】丨【刪除】命令。
*單擊【修改】工具欄中的【刪除】按鈕。
*在命令行中輸入“erase”后按Enter鍵。
執行【刪除】命令的方式如下。
*選擇要刪除的對象，在繪圖窗口中右擊，從彈出的快捷菜單中選擇【刪除】命令。
*單擊【修改】工具欄中的【刪除】按鈕，然后選擇刪除對象，按Enter鍵；選擇刪除的對象，單擊【修改】工具欄中的【刪除】按鈕。
*選擇要刪除的對象，按Delete鍵。
*選擇要刪除的對象，使用Ctrl+X組合鍵將它們剪切到剪貼板。
2.1.4隨堂練習
繪制如圖2-21所示的平面圖形。
圖2-21平面圖形練習
2.2繪制錐柄
本節知識點：
(1)錐度的意義以及畫法。
(2)斜度的意義以及畫法。
2.2.1斜度
斜度是指一直線(或平面)相對于另一直線(或平面)的傾斜程度。斜度數值用傾斜角?的正切表示，即高度差與長度之比，一般以1∶n的形式表示，斜度=tan?=H/L=1∶n，斜度及其符號如圖2-22所示。
圖2-22斜度及其符號
斜度的標注符號與傾斜的直線或平面的傾斜方向是一致的，標注示例和作圖方法如圖2-23所示。
圖2-23斜度的作圖方法
2.2.2錐度
錐度是指正圓錐底圓直徑與其高度之比，或正圓臺的兩底圓直徑差與其高度之比，一般以1∶n的形式表示，錐度=D/L=(D-d)/l=1∶n，錐度及其符號如圖2-24所示。
錐度的標注符號與錐面的傾斜方向是一致的，標注示例和作圖方法如圖2-25所示。
圖2-24錐度及其符號
圖2-25錐度的作圖方法
2.2.3繪制斜度、錐度的實例
繪制如圖2-26所示的圖形。
圖2-26錐柄
1.平面圖形的尺寸分析和線段分析
1)尺寸分析
(1)尺寸基準，如圖2-27(a)所示。
(2)定位尺寸，如圖2-27(b)所示。
(3)定形尺寸，如圖2-27(c)所示。
2)線段分析
(1)已知線段，如圖2-28(a)所示。
(2)中間線段，如圖2-28(b)所示。
圖2-27尺寸分析
(3)連接線段，如圖2-28(c)所示。
(a)已知線段(b)中間線段(c)連接線段
圖2-28線段分析
2.操作步驟
步驟一：新建文件。
利用建立的A3樣板文件新建圖形，并保存為“錐柄”。
步驟二：繪制基準。
①先繪制30mm的粗實線，然后追蹤此線的中點向左輸入“50”后按Enter鍵，開始繪制90mm長的中心線，如圖2-29(a)所示。
②利用“自”方式，繪制右側相距20mm的圓的中心線，如圖2-29(b)所示。
圖2-29繪制基準線
步驟三：繪制已知線段。
選擇【粗實線】圖層，執行圓命令，選擇“圓心、半徑”方式繪制??30圓，如圖2-30所示。
步驟四：繪制中間線段。
①單擊【修改】工具欄中的【偏移】按鈕，輸入“45”后按Enter鍵，單擊長30mm的粗實線，然后將光標置于粗實線左側單擊，在左側復制出一條長30mm且與原線相距45mm的粗實線，如圖2-31所示。
②求作錐度斜線的輔助線。先選擇輔助線圖層，利用對象追蹤的方式繪制長和高之比為1∶10的斜線，如圖2-32所示。
圖2-30繪制已知線段
圖2-31繪制中間線段的
左側豎線
圖2-32繪制中間線段的輔助斜線
注意：在繪制斜線時，其水平和垂直方向追蹤輸入數值時，要關閉動態輸入。
③繪制上側錐度線。選擇【粗實線】圖層，執行直線命令，捕捉右側30mm直線的上端點為起點后，按住Ctrl鍵右擊，從彈出的快捷菜單中選擇【平行線】命令，將光標置于輔助線上，出現平行線標記，如圖2-33(a)所示。移動光標，再次出現平行線標記，且出現虛線平行線時，在合適位置單擊，如圖2-33(b)所示，完成上側錐度線的繪制。
圖2-33繪制中間線段的上側錐度線
步驟五：繪制連接線段。
①求作上側R10圓弧的圓心，如圖2-34(a)所示。
②求作上側R10圓，如圖2-34(b)所示。
圖2-34繪制連接線段
步驟六：整理圖形。
①選擇繪制的輔助線和輔助圓，按Delete鍵進行刪除，如圖2-35(a)所示。
②單擊【修改】工具欄中的【鏡像】按鈕，選擇錐度線和R10圓后按Enter鍵，分別捕捉水平中心線A、B兩個端點，按Enter鍵，如圖2-35(b)所示。
圖2-35鏡像圖形
③執行修剪命令，將多余的圖線刪除，完成圖形的繪制。
步驟七：保存文件。
選擇【文件】丨【保存】菜單命令。
3．步驟點評
1)針對步驟四中的偏移命令
(1)調用【偏移】命令的方式有以下幾種。
*在菜單欄中，選擇【修改】丨【偏移】命令。
*單擊【修改】工具欄中的【偏移】按鈕。
*在命令行輸入“offset”后按Enter鍵。
執行【偏移】命令的步驟如下。
①執行【偏移】命令。
②輸入偏移距離，按Enter鍵。
③選擇要偏移的對象。
④指定要偏移的方向。
(2)偏移命令的應用。
可偏移的對象有直線、圓弧、圓、橢圓、橢圓弧(形成橢圓形樣條的曲線)、二維多段線、構造線(參照線)和射線、樣條曲線。
①偏移距離。
在距現有對象指定的距離處創建對象，兩對象之間距離相同，如圖2-36所示。
提示：可連續多次偏移，例如創建系列間距相同的平行線或同心圓。
圖2-36偏移距離
②通過點。
創建通過指定點的對象，例如，用偏移命令作錐柄的平行線，如圖2-37所示。
a.執行【偏移】命令，輸入“T”后按Enter鍵。
b.選擇偏移對象。
c.指定偏移到的點，那么復制的對象(或延長線)會過此點。
圖2-37偏移到點
提示：確定點可用捕捉替代方式實現，但是不能指定切點、垂足等。
③圖層。
圖形在偏移過程中，如果得到的圖形是輔助線圖層，那么可通過圖層方式將其轉換為粗實線。其操作步驟如下。
a.選擇【粗實線】圖層為當前層。
b.執行【偏移】命令，輸入“L”后按Enter鍵。
c.輸入“C”后按Enter鍵。
d.輸入“T”后按Enter鍵。
e.選擇偏移對象。
f.指定偏移到的點，則復制對象過此點，且為粗實線。
2)針對步驟六中的鏡像命令
調用【鏡像】命令的方式有以下幾種。
*在菜單欄中，選擇【修改】丨【鏡像】命令。
*單擊【修改】工具欄中的【鏡像】按鈕。
*在命令行輸入“mirror”后按Enter鍵。
執行鏡像命令的步驟如下。
①執行【鏡像】命令。
②可使用各種方法選擇對象，按Enter鍵結束選擇。
③指定鏡像線(對稱線)的第一點。
④指定鏡像線的第二點。
⑤按Enter鍵結束。
提示：可根據提示選擇是否刪除源對象。
2.2.4隨堂練習
繪制如圖2-38所示的斜度和錐度圖形。
圖2-38斜度、錐度練習
2.3繪制扳手
本節知識點：
(1)正多邊形的畫法。
(2)旋轉命令的使用。
2.3.1正多邊形
各邊相等、各角也相等的多邊形叫作正多邊形(多邊形：邊數大于等于3)，如圖2-39所示。
(1)正多邊形的外接圓的圓心叫作正多邊形的中心。
(2)中心與邊的距離叫作邊心距。
(3)正多邊形的對稱軸：
圖2-39正多邊形
*奇數邊時連接一個頂點和頂點所對邊的中點，即為對稱軸。
*偶數邊時連接相對兩個邊的中點，或者連接相對稱的兩個頂點，都是對稱軸。
*正N邊形的邊數即為對稱軸的條數N。
(4)正多邊形各邊與所對應的外接圓的圓心角都相等，其圓心角叫作正多邊形的中心角。
1)正多邊形的外接圓
把圓分為n(n≥3)等份，依次連接各分點所得到的多邊形就是這個圓的內接正n邊形，這個圓就是正n邊形的外接圓，如圖2-40所示。
圖2-40正多邊形的外接圓和內切圓
2)正多邊形的內切圓
把圓分為m(m≥3)等份，經過各分點作圓的切線，以相鄰切線的交點為頂點的多邊形就是這個圓的外切正m邊形，這個圓就是正m邊形的內切圓，如圖2-40所示。
2.3.2繪制正多邊形的實例
繪制如圖2-41所示的圖形。
1．平面圖形的尺寸分析和線段分析
1)尺寸分析
(1)尺寸基準，如圖2-42(a)所示。
圖2-41扳手圖形
(2)定位尺寸，如圖2-42(b)所示。
(3)定形尺寸，如圖2-42(c)所示。
圖2-42尺寸分析
2)線段分析
(1)已知線段，如圖2-43(a)所示。
(2)中間線段，如圖2-43(b)所示。
(3)連接線段，如圖2-43(c)所示。
圖2-43線段分析
2．操作步驟
步驟一：新建文件。
利用建立的A4樣板文件新建圖形，并保存為“扳手”。
步驟二：繪制基準。
選擇【中心線】圖層繪制基準線，如圖2-44所示。
步驟三：繪制已知線段。
①單擊【繪圖】工具欄中的【正多邊形】按鈕，捕捉左側中心線交點為正六邊形的中心點，輸入“c”后按Enter鍵，然后輸入半徑“16”后按Enter鍵，完成正六邊形的繪制，如圖2-45所示。
圖2-44繪制基準線
圖2-45繪制已知線段――正六邊形
②單擊【修改】工具欄中的【旋轉】按鈕，選擇正六邊形，捕捉六邊形的中心點為基點，輸入旋轉角度“30”后按Enter鍵，使正六邊形的頂角向上。
③執行【圓】命令，在右側繪制??16的圓。用“圓心，起點，端點”方式繪制R16圓弧，注意圓弧應沿逆時針方向依次選擇圓心O、起點A、端點B，如圖2-46所示。
步驟四：繪制中間線段。
①繪制右側兩條平行直線，長約80mm，如圖2-47所示。
圖2-46繪制已知線段――圓、圓弧
圖2-47繪制中間線段――右側水平線
②采用“圓心，起點，角度”方式繪制180°的圓弧，捕捉1點為圓心，捕捉2點為起點，輸入“180”作為圓弧角度；再次采用“圓心，起點，角度”方式繪制-180°的圓弧，捕捉3點為圓心，捕捉4點為起點，輸入“-180”為圓弧角度，如圖2-48所示。
步驟五：繪制連接線段。
①采用“相切，相切，半徑”方式繪制R48圓，注意確定切點時，要單擊大約相切的位置，切點的位置不同，其結果也不同，結果如圖2-49所示。
圖2-48繪制中間線段――圓弧
圖2-49繪制連接線段――R48的圓弧
②執行【圓角】命令，選擇不修剪方式，輸入半徑“16”，選擇圖2-49中上面兩個點的位置，完成R16圓弧連接；執行【圓角】命令，選擇修剪方式，輸入半徑“20”，選擇圖2-49中下面兩個點的位置，完成R20圓弧的連接，如圖2-50所示。
步驟六：整理圖形。
執行修剪命令，刪除多余的線，如圖2-51所示。
圖2-50繪制連接線段――R16、R20的圓弧
圖2-51整理后圖形
步驟七：保存文件。
選擇【文件】丨【保存】菜單命令。
3．步驟點評
1)針對步驟三中的正多邊形
調用【正多邊形】命令的方式有以下幾種。
*在菜單欄中，選擇【繪圖】丨【正多邊形】命令。
*單擊【繪圖】工具欄中的【正多邊形】按鈕。
*在命令行輸入“polygon”后按Enter鍵。
執行【正多邊形】命令的步驟如下。
①執行【正多邊形】命令。
②輸入正多邊形邊數，按Enter鍵。
③指定多邊形的中心點。
④輸入選項[內接于圓(I)/外切于圓(C)]，即中心點到頂點(或邊)距離的方式。
⑤指定圓的半徑：指定點或輸入值確定距離。
提示：指定點確定半徑，可以確定正多邊形的旋轉角度和大小。輸入半徑值繪制正多邊形的底邊將為水平的。
也可在指定中心線之前，輸入選項“E”，來通過指定一條邊的兩個端點來定義正多邊形。注意指定點的順序不同，其正多邊形也不同。
2)針對步驟三中的旋轉命令
(1)調用【旋轉】命令的方式有以下幾種。
*在菜單欄中，選擇【修改】丨【旋轉】命令。
*單擊【修改】工具欄中的【旋轉】按鈕。
*在命令行中輸入“rotate”后按Enter鍵。
*選中要旋轉的對象，在繪圖區域右擊，從彈出的快捷菜單中選擇【旋轉】命令。
執行【旋轉】命令的步驟如下。
①執行【旋轉】命令。
②選擇對象，按Enter鍵。
③指定基點，即旋轉的中心點。
④指定旋轉角度或輸入【復制(C)】/【參照(R)】選項，可輸入角度或用光標指定方向。
⑤指定圓的半徑：指定點或輸入值確定距離。
(2)旋轉命令的應用
旋轉命令的【復制(C)】/【參照(R)】選項的應用如下。
*復制是創建待旋轉對象的副本，以生成多個不同角度的對象。
*參照方式就是將對象從指定的角度旋轉到新的絕對角度或與一個對象重合(平行)。
如圖2-52所示，為旋轉的絕對角度。
圖2-52旋轉的絕對角度
如圖2-53所示，為旋轉到與一個對象重合。
圖2-53與一個對象重合
3)針對步驟三中正多邊形旋轉的問題
要繪制旋轉的多邊形，可以先在六邊形的中心水平向右確定距離為16mm的一個點(或是直線的端點)，在繪制正六邊形要輸入半徑時，直接捕捉此點，而不必執行旋轉命令。
2.3.3隨堂練習
繪制如圖2-54所示的扳手圖形。
圖2-54扳手
……
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