cad辅助设计

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1、计算机辅助设计（Computer Aided Design，简称为CAD）是指工程技术人员以计算机技术为基本工具，用各自的专业知识，对产品进行总体设计、绘图、分析和编写技术文档等设计活动的总称。一般认为CAD的功能可归纳为四大类：建立几何模型、工程分析、动态模拟、自动绘图等。,计算机辅助设计,第三章 计算机绘图,一个完整的CAD系统，应由科学计算、图形系统 和工程数据库等组成。 科学计算包括有限元分析、可靠性分析、动态分析、产品的常规设计和优 化设计等；图形系统包括几何（特征）造型、自动绘图（二维工程图、三维实体图）、动态仿真等；工程数据库对 设计过程中需要使用和产生的数据、图形、文档等进行存

2、贮和管理。 目前CAD软件一般分为三维造型设计软件和二维工程设计（或绘图）软件。三维造型设计软件用于产品的实体造型。二维工程设计（绘图）软件用于产品的工程图（二维平面）设计，,3,CAD（Computer Aided Design）的含义是指计算机辅助设计，是计算机技术的一个重要的应用领域。AutoCAD则是美国Autodesk企业开发的一个交互式绘图软件，适用于二维及三维设计、绘图的系统工具，用户可以使用它来创建、浏览、管理、打印、输出、共享及准确复用富含信息的设计图形。,3.1 AutoCAD概述,1.什么是AutoCAD,4,AutoCAD是目前世界上应用最广的CAD软件，市场占有率位居

3、世界第一。AutoCAD软件具有如下特点： (1) 具有完善的图形绘制功能。 (2) 具有强大的图形编辑功能。 (3) 可以采用多种方式进行二次开发或用户定制。 (4) 可以进行多种图形格式的转换，具有较强的数据交换能力。 (5) 支持多种硬件设备。 (6) 支持多种操作平台。 (7) 具有通用性、易用性，适用于各类用户。,此外，从AutoCAD 2000开始，该系统又增添了许多强大的功能，如AutoCAD设计中心（ADC）、多文档设计环境（MDE）、Internet驱动、新的对象捕捉功能、增强的标注功能以及局部打开和局部加载的功能，从而使AutoCAD系统更加完善。广泛应用于建筑、机械、测绘

4、、电子以及航空航天等领域。,5,参数化设计的主体思想是用几何约束、工程方程与关系来说明产品模型的形状特征，从而达到设计一簇在形状或功 能上具有相似性的设计方案。在有关CAD的科技书刊或论文中经常出现下列术语：参数化设计、草图设计、参数化绘图、图形参数化等。何谓参 数化设计？为了回答这个问题，首先要搞清参数化设计的目的。软件设计者无论采用何种方法，基于何种环境开发 参数化设计系统，其目的都是通过图形驱动（或尺寸驱动）方式在设计绘图状态下修改图形。 草图设计是近十年出现的新提法，具有草图设计功能的系统，允许用户在设计绘图中首先进行草图设计，即不必关心线段连续是否准确，线段是否水平或垂直，在草图上标

5、出重要的尺寸，系统会自动使线段连接准确及位置准确， 从而实现尺寸驱动。草图设计与参数化设计的目的是相同的，尽管草图设计的设计阶段有一定的灵活性，但有些 CAD系统已具备正交功能和目标捕捉功能，因此，草图设计实质上也可以统一到参数化设计上来。,2. CAD的新特性,为了满足产品系列化设计的要求，即如何对具有形状结构相似但大小不同的产品提高设计与绘图效率，近年来交互参数化绘图软件受到了重视。,工程设计人员不需考虑细节而尽快草拟零件图，精确图形由计算机自动生成。同时可以通过变动某些参数和约束关系来更新设计，方便地生成系列图纸。,6,与手工绘图相比，计算机绘图具有如下优点：,1）图形可保存在硬盘或软盘

6、上，管理容易，不会污损，携带方便。 2）修改图形容易，方便，快速。 3）绘图速度快，精度高 4）促进设计工作的规范化，系列化，标准化。,7,3.2 交互绘图屏幕菜单与输入法,1.AutoCAD 2000的绘图屏幕,3.2.1 AutoCAD 菜单,8,AutoCAD 2000提供了多种绘图或编辑命令的输入和选择方法，大家非常熟悉如图所示的D r a w菜单，可以通过该菜单选择AutoCAD 2000 中的大多数命令；对于已经熟悉A u t o C A D命令的用户，也可以直接从键盘输入命令。,2.AutoCAD 菜单,9,3 对话框,在下拉菜单的某些项目中，可用来显示或修改AutoCAD某些

7、的设定值如图层，栅格等，此即所谓的对话框。,4 图标菜单,某些菜单以实际的图像显示在屏幕上，如直线图标，圆弧图标， 多边形图标等。,3.2.1 AutoCAD 命令的输入方法,AutoCAD同以前版本一样，同时提供了图形窗口和文字窗口。通常在图形窗口和状态栏之间显示其部分文本窗口和命令行，如图所示。,1 使用键盘,10,在AutoCAD系统中为用户提供了许多的命令，用户可以使用键盘在命令行中的提示符“Command:”后输入AutoCAD命令，并按回车键或空格键确认，提交给系统去执行，这与过去在DOS系统中进行操作的情况类似。例如，在命令行中输入命令“help”后回车，系统就会执行该命令，显示

8、AutoCAD 2002的帮助信息窗口。,注意：,在命令行中输入命令时，不能在命令中间输入空格键，因为AutoCAD系统将命令行中空格等同于回车。,11,工具栏为用户提供了更为快捷方便地执行AutoCAD命令的一种方式，工具栏由若干图标按钮组成，这些图标按钮分别代表了一些常用的命令。用户直接单击工具栏上的图标按钮就可以调用相应的命令，然后根据对话框中的内容或命令行上的提示执行进一步的操作。,2 图标菜单,12,弹出式工具栏 有的工具栏图标的右下角有一个小三角形符号，它表示单击该图标后将弹出一个由多个子命令图标组成的弹出工具栏，如图所示。如果选择了弹出工具栏中的某一个图标，那么该图标将位于弹出工

9、具栏的顶部，并成为默认的选项。,13,AutoCAD中的菜单栏为下拉菜单，是一种级联的层次结构。在AutoCAD窗口的菜单栏中所显示的为主菜单，用户可在主菜单项上单击鼠标左键弹出相应的菜单项。例如单击菜单栏中的【Tools（工具）】菜单，如图所示。,3 下拉菜单,14,如果需要多次执行同一个命令，那么在第一次执行该命令后，可以直接按回车键或空格键重复执行，而无需再进行输入。,4 重复命令,3.2.3 AutoCAD 数据的输入方法,1 数值,许多提示要求输入数值。从键盘输入这些数值时，可用下列字符：,+ - 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 E . 数值如：-35.7, 7.2E+6,

10、2.5E-3,15,2 指定点,当 AutoCAD 出现“point”提示时，它要求作图过程中某一点 的坐标。点是输入数据最常用的方式。,AutoCAD接受三维点 (x,y,z)，但用户可省略 z 值， AutoCAD 会根据用户设置的当前高度自动填入z 值。,键盘输入 直接输入坐标后，按空格键或回车键。,鼠标输入 利用鼠标将光标移至绘图去某点，按鼠标左键。,16,3.2.4 AutoCAD 的几个功能键,3.2.5 AutoCAD 的坐标,1 绝对坐标,AutoCAD系统为三维空间提供了一个绝对的坐标系，并称之为世界坐标系（WCS，World Coordinate System），这个坐标系

11、存在于任何一个图形之中，并且不可更改。,17,笛卡儿坐标系又称为直角坐标系，由一个原点（坐标为(0,0)）和两个通过原点的、相互垂直的坐标轴构成。其中，水平方向的坐标轴为X轴，以向右为其正方向；垂直方向的坐标轴为Y轴，以向上为其正方向。平面上任何一点P都可以由X轴和Y轴的坐标所定义，即用一对坐标值（x,y）来定义一个点。,1） 笛卡尔坐标系,18,2） 极坐标系,极坐标系是由一个极点和一个极轴构成，极轴的方向为水平向右。平面上任何一点P都可以由该点到极点的连线长度L（0）和连线与极轴的交角a（极角，逆时针方向为正）所定义，即用一对坐标值（La）来定义一个点，其中“”表示角度。,例如，某点的极坐

12、标为（530）,2 相对坐标,所谓相对坐标，就是某点与相对点的相对位移值，在AutoCAD中相对坐标用“”标识。使用相对坐标时可以使用笛卡儿坐标，也可以使用极坐标，可根据具体情况而定。,19,例如，某一直线的起点坐标为（5,5）、终点坐标为（10,5），则终点相对于起点的相对坐标为（5,0）,用相对极坐标表示应为（50）。,3 坐标值的显示,在屏幕底部状态栏中显示当前光标所处位置的坐标值,该坐标值有三种显示状态，如图所示。,1） 绝对坐标状态：显示光标所在位置的坐标。 2） 相对极坐标状态：在相对于前一点来指定第二点时 可使用此状态。 3） 关闭状态：颜色变为灰色，并“冻结”关闭时所显示的 坐

13、标值。,20,3.3 AutoCAD 绘图操作流程,1） NEW 创建新的图形,启动AutoCAD系统后，用户可以调用“new”命令来创建新图形，该命令的调用方式为： 工具栏：“Standard（标准）” 菜单：【File（文件）】【New（新建）】 命令行：new 调用该命令后，系统显示“Today（今日）”窗口，用户在该窗口中使用样板、向导等方式创建新图形。,确定“Select how to begin（选择如何开始）”下拉列表框中为“Template（样板）”项，在“Recent Templates（最近使用的样板）”栏中选择“acad.dwt”项，如图所示。,1.建立一张制图或打开一张

14、旧图,21,2） 打开已有的图形 用户可使用“open”命令在AutoCAD中打开已有的图形文件，该命令的调用方式为： 工具栏：“Standard（标准）” 菜单：【File（文件）】【Open（打开）】 命令行：open 调用该命令后，系统将弹出“Select File（选择文件）”对话框，如图所示。,如果用户使用缺省设置创建图形，则通常使用“acad.dwt”样板文件（以英寸为单位缺省区域为129英寸 ）或“acadiso.dwt”样板（以毫米为单位缺省区域为420297 ）。,22,1）设置图幅,在“Format”菜单中选择“Drawing Limits”,或直接在命令行输入 “Limi

15、ts”命令，AutoCAD提示是否限定范围检查或输入限定范围 的左下，右上坐标。设置后用“Zoom”命令并键入“All”窗口显示 该工作区。,2.建立绘图环境,23,菜单：【Format（格式）】【Drawing Limits（图形界限）】 命令行：limits,专家提示 由于AutoCAD中的界限检查只是针对输入点，因此在打开界限检查后，创建图形对象仍有可能导致图形对象的某部分绘制在图形界限之外。例如绘制圆时，在图形界限内部指定圆心点后，如果半径很大，则有可能部分圆弧将绘制在图形界限之外。,24,2）设置单位制,系统缺省的数值，角度单位是十进制，可不重新设置。若想 改变可用“UNITS”命令

16、或点取“Format”菜单，选择 “Units Control”选项来重新设置。,菜单：【Format（格式）】【Units（单位）】 命令行：units（或别名un）,25,3）图层设置,图层（Layer）是 AutoCAD 的一大特色。图层本身是不可见的。 可以将图层理解为透明纸，图形的不同部分可以画在不同的透 明纸上，最后将这些透明纸叠加在一起就是一张完整的图形。 图层可以设定颜色和线型，并可设定打开或关闭，冻结或解冻， 锁定或解锁等。 例如一张机械图，可把轮廓线放在一个图层上，设定颜色是白色，线型为实线(Contiuous)；把中心线放在某一图层上，设定颜色为绿色，线型为点画线(Center)；把尺寸标注放在某一图层上， 设定颜色为蓝色，线型为实线；这样不同类型的图素放在不同的图层上。,26,4）设置颜色,在“Format”菜单选择“Color”，或直接在命令行输入 “DDCOLOR”命令，计算机弹出选择颜色框，确认某种颜色后， 便按此颜色绘图。,5）设置线型,