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1、机械制图与机械制图与机械制图与机械制图与 CADCAD授课教师：薛潇授课教师：薛潇授课教师：薛潇授课教师：薛潇2021/8/60第第1章章 CAD基础知识基础知识 图形是表达和交流技术思想的工具。随着计算图形是表达和交流技术思想的工具。随着计算机辅助设计技术的飞速发展和普及，越来越多的机辅助设计技术的飞速发展和普及，越来越多的工程设计人员开始使用计算机绘制各种图形，从工程设计人员开始使用计算机绘制各种图形，从而解决了传统手工绘图中存在的效率低、绘图准而解决了传统手工绘图中存在的效率低、绘图准确度差及劳动强度大等缺点。在目前的计算机绘确度差及劳动强度大等缺点。在目前的计算机绘图领域，图领域，AU
2、TOCAD是使用最为广泛的计算机绘是使用最为广泛的计算机绘图软件。图软件。2021/8/611. AutoCAD的基本概念的基本概念 CAD(Computer Aided Design,CAD)计算计算机辅助设计，是指利用计算机软件及其相关硬件机辅助设计，是指利用计算机软件及其相关硬件设备帮助设计人员完成设计工作的一种技术方法。设备帮助设计人员完成设计工作的一种技术方法。包括对产品进行辅助设计、分析、修改和优化。包括对产品进行辅助设计、分析、修改和优化。它综合了计算机知识与工程设计知识，并且随着它综合了计算机知识与工程设计知识，并且随着计算机硬件性能和软件功能的提高而逐渐完善。计算机硬件性能和
3、软件功能的提高而逐渐完善。由于由于CAD技术具有高效益、知识密集及更新快等技术具有高效益、知识密集及更新快等特点，所以其发展和应用水平已成为衡量一个国特点，所以其发展和应用水平已成为衡量一个国家科学技术和工业现代化水平的重要标志。家科学技术和工业现代化水平的重要标志。2021/8/62 AUTOCAD是一个交互式绘图软件，是用于二是一个交互式绘图软件，是用于二维及三维设计、绘图功能介绍及绘图原理，用户维及三维设计、绘图功能介绍及绘图原理，用户可以使用它来创建、浏览、管理、打印、输出、可以使用它来创建、浏览、管理、打印、输出、共享设计图形。共享设计图形。AUTOCAD软件具有完善的图形软件具有完
4、善的图形绘制功能，具有强大的图形编辑功能，可以采用绘制功能，具有强大的图形编辑功能，可以采用多种方式进行二次开发或用户定制，可以进行多多种方式进行二次开发或用户定制，可以进行多种图形格式的转换，具有较强的数据交换能力，种图形格式的转换，具有较强的数据交换能力，支持多种硬件设备、操作平台，具有通用性和易支持多种硬件设备、操作平台，具有通用性和易用性，适用于各类用户。用性，适用于各类用户。2021/8/63 AUTOCAD作为设计工作的一个重要工具已经作为设计工作的一个重要工具已经被广泛应用于科学研究、电子、机械、建筑、航被广泛应用于科学研究、电子、机械、建筑、航天、造船、石油化工、土木工程、冶金
5、、农业气天、造船、石油化工、土木工程、冶金、农业气象、纺织、轻工及矿业工程等领域，并发挥着愈象、纺织、轻工及矿业工程等领域，并发挥着愈来愈大的作用。来愈大的作用。2021/8/64CAD系统所应具备的主要功能包括：系统所应具备的主要功能包括： 几何造型和图形处理；几何造型和图形处理； 设计组件重复使用；设计组件重复使用； 简易设计修改和版本控制功能；简易设计修改和版本控制功能； 设计标注组件的自动生成；设计标注组件的自动生成； 无需建立物理原型的设计仿真模拟；无需建立物理原型的设计仿真模拟； 对设计对象的检验与优化；对设计对象的检验与优化； 工程信息的合理存储与有序管理；工程信息的合理存储与有
6、序管理； 计算机绘图与工程文档的输出。计算机绘图与工程文档的输出。 2021/8/65Computer Aided Engineering 计算机辅助工程计算机辅助工程Computer Aided Manufacture 计算机辅助制造计算机辅助制造Computer Aided Process Planning 计算机辅助工艺计划计算机辅助工艺计划Product Data Management 产品数据管理产品数据管理CAD、CAE、CAM、CAPP、PDM的统称的统称2021/8/662 CAD技术起源发展、技术起源发展、功能介绍及绘图原理功能介绍及绘图原理CAD技术起源与发展技术起源与发展
7、 1.准备酝酿期（准备酝酿期（20世纪世纪50年代）年代） 2.初步应用期（初步应用期（20世纪世纪6070年代）年代） 3.蓬勃发展期（蓬勃发展期（20世纪世纪8090年代）年代） 4.成熟完善期（成熟完善期（21世纪）世纪）2021/8/67CAD功能介绍及绘图原理功能介绍及绘图原理 AutoCAD是是AutoDesk公司开发的著名产品，公司开发的著名产品，现在已升级最新版本现在已升级最新版本AutoCAD2010，2011。该。该软件拥有强大的二维、三维绘图功能，灵活方便软件拥有强大的二维、三维绘图功能，灵活方便的编辑修改功能，规范的文件管理功能，人性化的编辑修改功能，规范的文件管理功能
8、，人性化的界面设计等。利用它，设计人员可以轻松、快的界面设计等。利用它，设计人员可以轻松、快捷地进行精确设计，并从复杂繁重的绘图工作中捷地进行精确设计，并从复杂繁重的绘图工作中解放出来，节省出更多时间用于设计，这也是使解放出来，节省出更多时间用于设计，这也是使用用CAD产品最根本的目的。产品最根本的目的。 2021/8/68 目前，目前，AutoCAD由于其性能的优越，使用的方由于其性能的优越，使用的方便，已经为广大设计人员接受并广泛应用于以下便，已经为广大设计人员接受并广泛应用于以下4个方面：个方面： （1）土木建筑类：建筑规划、方案设计、施工图）土木建筑类：建筑规划、方案设计、施工图 设计
9、、施工管理和各类工程图纸绘制与管理等。设计、施工管理和各类工程图纸绘制与管理等。 （2）机械类：设计机械产品。）机械类：设计机械产品。 （3）电子类：集成电路、印制电路板的设计等。）电子类：集成电路、印制电路板的设计等。 （4）其他类：辅助设计、商标设计、军事、运输）其他类：辅助设计、商标设计、军事、运输 等。等。2021/8/69 AutoCAD的基本原理同其他的基本原理同其他CAD软件类似，软件类似，进行工作时需要硬件及自动绘图仪。进行工作时需要硬件及自动绘图仪。AutoCAD的的工作实际上是进行大量的信息加工、管理和交换，工作实际上是进行大量的信息加工、管理和交换，也就是在设计人员初步够
10、细、判断、决策的基础也就是在设计人员初步够细、判断、决策的基础上，由计算机对数据库中大量的设计资料进行检上，由计算机对数据库中大量的设计资料进行检索，根据设计要求进行一定的分析计算，将初步索，根据设计要求进行一定的分析计算，将初步的设计结果显示在图形显示器上，以人及交互的的设计结果显示在图形显示器上，以人及交互的方式反复加以修改，经设计人员确认之后，在绘方式反复加以修改，经设计人员确认之后，在绘图仪或打印机上输出最后的设计结果。图仪或打印机上输出最后的设计结果。2021/8/610 AutoCAD具有具有CAD软件所具有的一切基本功软件所具有的一切基本功能。使用能。使用AutoCAD用户能够绘
11、制基本的二维图形、用户能够绘制基本的二维图形、三维图形，对二维图形、三维图形进行编辑，可三维图形，对二维图形、三维图形进行编辑，可以对二维图形进行精确的标注，对二维图形、三以对二维图形进行精确的标注，对二维图形、三维图形添加文字说明；可以将绘制的图形打印输维图形添加文字说明；可以将绘制的图形打印输出，可以对图纸进行管理。出，可以对图纸进行管理。 2021/8/611 （1） 绘制平面图形绘制平面图形 在在AutoCAD的的“绘图绘图”工具栏中提供了丰富的平面绘图工具，工具栏中提供了丰富的平面绘图工具，利用它们可以绘制直线、多段线、圆、矩形、多边形、椭圆等基利用它们可以绘制直线、多段线、圆、矩形
12、、多边形、椭圆等基本图形，再借助于本图形，再借助于“修改修改”工具栏中的修改工具和工具栏中的修改工具和“标注标注”工具工具栏中的标注工具，便可以绘制出各种各样的平面图形，如图栏中的标注工具，便可以绘制出各种各样的平面图形，如图1-1所示。所示。2021/8/612 （2） 绘制轴测图绘制轴测图 使用使用AutoCAD也可以绘制轴测图，如图也可以绘制轴测图，如图1-2所示。轴测图实所示。轴测图实际上是二维图形，它采用了一种二维绘图技术来模拟三维对象沿际上是二维图形，它采用了一种二维绘图技术来模拟三维对象沿特定视点产生的三维平行投影效果，但在绘制方法上不同于一般特定视点产生的三维平行投影效果，但在
13、绘制方法上不同于一般平面图形的绘制。如：在轴测图中，绘制的与平面图形的绘制。如：在轴测图中，绘制的与X、Y、Z轴平行的轴平行的直线要与水平线成直线要与水平线成30、150、90等角度，绘制的圆应呈椭圆等角度，绘制的圆应呈椭圆形等。形等。2021/8/613 （3） 绘制三维图形绘制三维图形 在在AutoCAD中，不仅可以将一些平面图形通过拉伸、设置标中，不仅可以将一些平面图形通过拉伸、设置标高和厚度转换为三维图形，还可以使用高和厚度转换为三维图形，还可以使用“绘图绘图” “曲面曲面”菜单中菜单中的菜单项绘制三维曲面、三维网格、旋转曲面等曲面，以及使用的菜单项绘制三维曲面、三维网格、旋转曲面等曲
14、面，以及使用“绘图绘图” “实体实体”菜单中的菜单项绘制圆柱体、球体、长方体等基菜单中的菜单项绘制圆柱体、球体、长方体等基本实体。如果再借助于本实体。如果再借助于“修改修改”菜单中的有关工具，就可以绘制出菜单中的有关工具，就可以绘制出各种复杂的三维图形，如图各种复杂的三维图形，如图1-3所示。所示。 2021/8/6142021/8/615 （4） 注释和标注图形尺寸注释和标注图形尺寸 对对绘绘制制的的图图形形进进行行注注释释和和标标注注尺尺寸寸是是整整个个绘绘图图过过程程中中不不可可缺缺少少的的一一步步。通通过过为为图图形形加加上上注注释释，可可对对图图形形进进行行说说明明，如如零零件件的的
15、粗糙度、技术要求等。粗糙度、技术要求等。 在在AutoCADAutoCAD的的“标标注注”菜菜单单和和“标标注注”工工具具栏栏中中包包含含了了一一套套完完整整的的尺尺寸寸标标注注和和编编辑辑命命令令，使使用用它它们们可可以以方方便便地地标标注注图图形形上上的的各各种种尺尺寸寸，如如线线性性尺尺寸寸、角角度度、直直径径、半半径径、坐坐标标、公公差差等等，并并且且标标注注的的对对象象可可以以是是平平面面图图形形，也也可可以以是是三三维维图图形形，如如图图1-4所所示。示。2021/8/616 （5） 渲染图形渲染图形 在在AutoCAD中中，不不仅仅可可以以使使用用“视视图图” “着着色色”菜菜单
16、单中中的的菜菜单单项项对对图图形形进进行行简简单单地地着着色色处处理理，还还可可以以使使用用“视视图图” “渲渲染染”菜菜单单中中的的菜菜单单项项为为图图形形指指定定光光源源、场场景景、材材质质，并并进进行行高高级级渲渲染染，如如图图1-5左左图图所示。所示。2021/8/6172021/8/618 （6 6） 输出图形输出图形 在在AutoCAD中中，为为了了便便于于输输出出各各种种规规格格的的图图纸纸，系系统统提提供供了了两两种种工工作作空空间间，一一种种被被称称为为模模型型空空间间，用用户户大大部部分分的的绘绘图图工工作作都都在在该该空空间间完完成成；一一种种被被称称为为图图纸纸空空间间
17、（布布局局），当当用用户户在在模模型型空空间间绘绘制制好好图图形形后后，可可在在图图纸纸空空间间设设置置图图纸纸规规格格、安安排排图图纸纸布布局局，以以及及为为图图形形加加上上标标题块等信息，如图题块等信息，如图1-5右图所示。右图所示。2021/8/619（7） 欣赏欣赏2021/8/6202021/8/6212021/8/6222021/8/6232021/8/6242021/8/62533、 CAD CAD系统组成系统组成系统组成系统组成CAD系统系统CAD硬件系统硬件系统CAD软件系统软件系统计算机计算机外围设备外围设备系统软件系统软件支撑软件支撑软件应用软件应用软件2021/8/62
18、6CAD系统的硬件组成系统的硬件组成 计算机主机：计算机主机：CPU性能、内存容量性能、内存容量 外存储器：硬盘、软盘、磁带和光盘外存储器：硬盘、软盘、磁带和光盘 输入设备：定位设备、数字化仪、图像输入设输入设备：定位设备、数字化仪、图像输入设 备备 图形输出设备：显示器、打印机、绘图仪图形输出设备：显示器、打印机、绘图仪2021/8/627CAD系统的软件组成系统的软件组成 系统软件：操作系统和编译系统系统软件：操作系统和编译系统 支撑软件：支撑软件：ACTIA、UGI、Pro/ENGINEER/SolidWorks、AutoCAD 应用软件：模具设计软件、机械零件设计软件、应用软件：模具设
19、计软件、机械零件设计软件、机床设计软件、制造行业的专用软件机床设计软件、制造行业的专用软件 2021/8/628正确认识正确认识CAD技术技术对对CAD技术的正确认识技术的正确认识 CAD技术的优点主要表现在：技术的优点主要表现在： 减少绘图劳动量和直接设计费用；减少绘图劳动量和直接设计费用； 降低设计难度，提高设计质量；降低设计难度，提高设计质量； 缩短设计周期，提高设计效率；缩短设计周期，提高设计效率； 易于修改设计，建立标注图及标准设计库。易于修改设计，建立标注图及标准设计库。 2021/8/629CAD技术与及计算机绘图的关系技术与及计算机绘图的关系（1）CAD计算机绘图计算机绘图 计
20、算机绘图只是计算机绘图只是CAD的一项重要组成部门的一项重要组成部门（2）CAD概念设计概念设计+结构分析结构分析+构件设计构件设计+施工图施工图 绘制绘制2021/8/6304、AutoCAD 的用户界面的用户界面 标题栏标题栏 下拉菜单下拉菜单 工具栏工具栏 绘图区绘图区 命令行命令行 状态栏状态栏2021/8/631包括：包括：标题栏、菜单栏、工具栏、绘图标题栏、菜单栏、工具栏、绘图窗口、命令窗口和状态栏组成窗口、命令窗口和状态栏组成1、标题栏：标题栏： 位于应用程序窗口的最上面，用于位于应用程序窗口的最上面，用于显示当前正在运行的程序名及文件显示当前正在运行的程序名及文件名等信息。名等
21、信息。2、菜单栏菜单栏 菜单栏位于标题栏的下面，共有菜单栏位于标题栏的下面，共有“文件文件”、“编辑编辑”、“视图视图”等等11个下拉菜单。个下拉菜单。2021/8/6323 3、工具栏：工具栏： 工具栏是工具栏是AutoCADAutoCAD提供命令调用的一提供命令调用的一种快捷方式。种快捷方式。4 4、绘图窗口：绘图窗口： 绘图窗口是用户进行绘图的工作区绘图窗口是用户进行绘图的工作区域，所有的绘图结果都反映正在这个窗域，所有的绘图结果都反映正在这个窗口中。理论上讲，口中。理论上讲，AutoCADAutoCAD的绘图窗口是的绘图窗口是一个无限大的二维平面，默认情况下，一个无限大的二维平面，默认
22、情况下，绘图窗口显示的是绘图窗口显示的是XYXY平面。平面。2021/8/6335 5、命令窗口命令窗口位于绘图窗口的下面，用于记录用户输位于绘图窗口的下面，用于记录用户输入的各项命令，并显示入的各项命令，并显示AutoCADAutoCAD的各种提的各种提示信息。示信息。6 6、状态栏、状态栏状态栏用于显示状态栏用于显示AutoCADAutoCAD的工作状态，的工作状态，集成了最为常用的一些辅助工具。集成了最为常用的一些辅助工具。2021/8/634标题栏菜单栏工具栏 2021/8/635绘图区2021/8/636命令行与命令提示行状态行2021/8/637通过键盘直接输入命令通过键盘直接输入
23、命令 即在命令窗口中使用键盘直接输入 AutoCAD的英文全称或简称，输入命令时不 必区分英文字母的大小写。通过菜单调用命令通过菜单调用命令 即通过单击各个下拉菜单中的某个菜单项来 执行某项AutoCAD命令。 AutoCADAutoCADAutoCADAutoCAD命令的调入命令的调入命令的调入命令的调入 2021/8/638通过工具栏调用命令通过工具栏调用命令 即通过单击工具栏上的某个按钮 来执行 某项AutoCAD命令，前提 是该工具按钮所在的工具条必须 处于开启状态。2021/8/6395、 Auto CAD 图形管理文件图形管理文件创建新图形文件创建新图形文件 单击“标准”工具栏中的
24、“新建”按钮 单击菜单栏中“文件” “新建”命令 键盘输入：NEW 快捷键:Ctrl+N2021/8/640坐标系分为两类，即直角坐标系和极坐标系。 直角坐标系又称为笛卡尔坐标系，由一个坐标为（0，0）的原点和X、Y、Z三个通过原点且相互垂直的坐标系组成。 极坐标系使用距离和角度来确定点的位置。在二维平面上，极坐标系有个坐标为（0，0）的极点和一个极轴组成。5 5、点的输入方式与命令的执行、点的输入方式与命令的执行、点的输入方式与命令的执行、点的输入方式与命令的执行坐标系坐标系2021/8/641绝对坐标绝对坐标 -绝对直角坐标绝对直角坐标 x，y -绝对极坐标绝对极坐标 距离距离角度角度相对坐标相对坐标 -相对直角坐标相对直角坐标 x，y -相对极坐标相对极坐标 距离距离角度角度坐标输入方法坐标输入方法2021/8/642例题：用三种不同的方式确定a、b两点。 注：点击左侧工具栏中的 标志。2021/8/643
