計算機輔助設計（CAD）

二維與三維部分西北農林科技大學2013春RSY第一章概論第一節計算機輔助設計（CAD）概述一、基本概念：

1、CAD2、CAM3、CAD/CAM

第二節AutoCAD2010操作環境一、關于AutoCAD2010版本的說明

自1982年Autodesk公司發布AutoCAD1.0至今已升級26次。現在AutoCAD2012為最新版本。每次新版本的推出主要是下述三方面的原因：1、解決舊版本中存在的程序缺陷（bug）；2、增加一些新的功能；3、使得操作界面更加人性化。不同版本間基本內容是一樣的，學習中不可一味追求新的版本。二、AutoCAD2010中文版操作界面可以通過AutoCAD2010的“工作空間”工具欄進行三種操作界面的切換，分別是：二維草圖與注釋、三維建模、AutoCAD經典。見下圖：“二維草圖與注釋”界面“AutoCAD經典”界面由標題欄、菜單欄、工具欄、繪圖區域、命令窗口、狀態欄、工具選項板等組成。三、定制AutoCAD2010繪圖環境

1、設置繪圖界限（Limits命令），格式→繪圖界限；設置圖形單位（Units命令），格式→單位

2、狀態欄上的輔助作圖工具：捕捉、柵格、正交、極軸、對象捕捉、對象追蹤、

DUCS、DYN、線寬、模型/圖紙；

3、圖層的設置方法（包括顏色、線型、線寬、打印模式等）；四、二維點坐標的輸入

1、直角坐標（絕對直角坐標、相對直角坐標）如：80，50和@60，452、極坐標（絕對極坐標、相對極坐標）如：100<32和@62<75

二維點坐標共兩類四種，熟練掌握相對坐標可以提高作圖效率。第二章基本繪圖命令一、AutoCAD命令執行的三種方式1、從菜單執行，如：繪圖→直線；2、從工具欄執行，如點擊繪圖工具欄第一個按鈕執行直線命令；3、從命令窗口執行，如輸入LINE后回車或打空格鍵執行直線命令，AutoCAD許多命令都有快捷命令，如輸入L回車執行直線命令，輸入C回車執行畫圓命令等，學習過程中記憶一些快捷命令對于作圖很有利。注意：命令輸入時不分大小寫。二、AutoCAD基本繪圖命令1、直線LINE2、射線RAY3、構造線XLINE

注：射線和構造線經常用于作輔助線，繪圖時可專門設置輔助線圖層，以便管理。4、多線MLINE;多線樣式MLSTYLE（格式→多線樣式）5、多段線PLINE6、正多邊形POLYGON7、矩形RECTANG8、圓弧ARC9、圓CIRCLE10、圓環DONUT

注：在繪制圓或圓弧時如果條件很清楚，最好從菜單執行。11、樣條曲線SPLINE12、橢圓(弧)ELLIPSE13、點POINT;點樣式DDPTYPE（格式→點樣式）補充：定數等分DIVIDE、定距等分MEASURE14、修訂云線REVCLOUD15、寬線TRACE16、徒手線SKETCH第三章基本編輯命令1、選擇對象的方法：基本方法：①點選；②框選：從左往右選、從右往左選（即交叉窗口）。另外還有：對象選擇模式OPTIONS；建立對象選擇集；重疊對象選擇；快速選擇對象QSELECT；對象編組GROUP；對象選擇過濾器FILTER；當選擇對象時按下“V”鍵彈出的多種選擇方式等。2、夾點編輯：移動、拉伸、旋轉、鏡像、縮放3、編輯命令:

刪除ERASE、放棄UNDO和重做REDO、恢復OOPS、復制COPY、鏡像MIRROR、陣列ARRAY、偏移OFFSET、移動MOVE、旋轉ROTATE、比例縮放SCALE、拉伸STRETCH、拉長LENGTHEN、修剪TRIM、延伸EXTEND、打斷BREAK、合并JOIN、倒角CHAMFER、圓角FILLET、分解EXPLODE、多段線編輯PEDIT、樣條曲線編輯SPLINEDIT、多線編輯MLEDIT等。4、特性編輯：

特性PROPERTIES、特性匹配MATCHPROP、特性修改命令CHPROP、CHANGE。第四章圖案填充和插入圖像1、圖案填充命令（HATCH或BHATCH）可以進行圖案填充或漸變色填充，快捷命令是H

繪圖→圖案填充繪圖→漸變色命令使用過程中要注意：①邊界是否封閉；②孤島2、圖案填充編輯HATCHEDIT，圖案填充的分解3、在圖形中插入圖像的方法：插入→光柵圖像IMAGEATTACH

插入→圖像管理器IMAGE

注：通過“修改→對象→圖像→調整、質量、透明、邊框”，可以進一步編輯插入的圖像。第五章文字與表格1、文字樣式設置STYLE（快捷命令為ST）2、文字注寫命令：單行文字DTEXT（或TEXT）快捷命令為DT

多行文字MTEXT快捷命令為T或MT

注意多行文字執行過程中外部文件輸入文本、特殊文字輸入、查找和替換、改變大小寫等的操作方法。另外還有加速文字顯示QTEXT、文字拼寫檢查SPELL等命令。3、文字編輯DDEDIT4、表格TABLE、表格樣式TABLESTYLE第六章塊及外部參照1、創建塊BLOCK（快捷命令為B）2、插入塊INSERT（快捷命令為I）在插入塊對話框中點擊“瀏覽…”按鈕，可以把外部圖形文件當做塊插入到當前圖形文件中。3、寫塊命令WBLOCK（快捷命令為W）可以將對象或塊寫入到新圖形文件中。4、塊屬性定義ATTDEF，繪圖→塊→定義屬性屬性編輯ATTEDIT，修改→對象→屬性5、插入外部參照XATTACH，插入→外部參照管理外部參照XREF，插入→外部參照管理器第七章尺寸標注

1、尺寸的組成尺寸線尺寸界線箭頭（尺寸終端）尺寸文字2、標注規則應遵循國家相關標準注意：應給尺寸標注專門設置一個圖層；一般在繪圖任務基本完成后調出“標注”工具欄，集中對圖形進行標注。3、尺寸樣式設定DIMSTYLE（快捷命令為D）“新建標注樣式”對話框“標注樣式管理器”對話框4、各種尺寸的標注方法線性標注DIMLINEAR、對齊標注DIMALIGNED、弧長標注DIMARC、坐標標注DIMORDINATE、半徑標注DIMRADIUS、折彎標注DIMJOGGED、直徑標注DIMDIAMETER、角度標注DIMANGULAR、快速標注QDIM、基線標注DIMBASELINE、連續標注DIMCONTINUE、快速引線標注QLEADER、形位公差標注TORLERANCE、圓心標記DIMCENTER“標注”工具欄4、尺寸編輯DIMEDIT命令可以修改標注文字的內容，旋轉標注文字，傾斜尺寸界線；DDEDIT命令可以修改標注文字的內容；DIMTEDIT命令可以修改標注文字的位置；EXPLODE命令可以分解標注的尺寸；DIMOVERRIDE命令可以替換尺寸變量。第八章顯示控制1、重生成REGEN和REGENALL（快捷命令為RE和REA），重畫REDRAW和REDRAWALL（一般情況自動執行）；2、顯示縮放ZOOM（快捷命令為Z），實時平移PAN；3、鳥瞰視圖DSVIEWER（快捷命令為AV）；4、命名視圖VIEW（快捷命令為V）；5、平鋪視口VPORTS，可以切分成多個視口；6、顯示圖標(UCSICON)、屬性(ATTDISP)、文本窗口(F2)，菜單可從“視圖→顯示→UCS圖標、屬性顯示、文本窗口”操作；7、顯示精度VIEWRES，可提高圓弧或圓的平滑度；8、FILL命令是填充模式開關，使用后用REGEN命令刷新可看到效果，FILL命令的功能同FILLMODE變量。注：VIEWRES和FILL命令可以在“工具→選項”的“顯示”選項卡中操作。第九章設計中心、查詢及其他輔助功能

1、設計中心ADCENTER工具→設計中心，使用設計中心可以大幅提高作圖效率；

2、查詢命令（距離DISTANCE、面積AREA、質量特性MASSPROP、列表顯示LIST、點坐標ID、時間TIME、狀態STATUS、設置變量SETVAR等）；

“查詢”工具欄“查詢”菜單3、輔助功能（計算器CAL、清除PURGE、重命名RENAME、核查AUDIT、修復RECOVER、AutoCAD窗口的排列格式方式）。第十章圖形輸出了解模型空間、圖紙空間和浮動模型空間的概念。學會從圖紙空間和模型空間輸出圖形以及打印管理等有關命令和操作方法。1、模型空間輸出圖形PLOT2、圖紙空間布局方法，布局輸出圖形PLOT3、打印管理（打印選項、打印機驅動、打印機管理器PLOTTERMANAGER、打印樣式管理器STYLESMANAGER）4、頁面設置管理器，頁面設置的方法。圖形輸出實例：三維補充知識軸測圖和三視圖的畫法1、軸測圖的畫法①如何進入軸測圖作圖模式：草圖設置→等軸測捕捉畫軸測圖的方法：用F5切換等軸測上平面、右平面和左平面，注意配合使用柵格、正交等輔助作圖工具。②如何在軸測圖中寫字：注意理解兩個角度的含義，分別為上平面→﹢30°，﹣30°或﹣30°，﹢30°

右平面→﹢30°，﹢30°

左平面→﹣30°，﹣30°③如何在軸測圖中標注尺寸：一般用對齊標注，用傾斜使得尺寸界線對齊。2、三視圖的畫法注意斜﹣45°輔助線的作用：①保證長、寬、高的對齊關系；②確定第三個視圖的位置（通常是左視圖或俯視圖）。軸測圖畫法舉例三視圖畫法舉例三視圖畫法舉例（布局窗口）AutoCAD三維操作一、視點變換1、DDVPoint或VP（視圖→三維視圖→視點預置）2、VPoint或-VP（視圖→三維視圖→視點）3、3DOrbit或3DO（視圖→三維動態觀察器）“三維動態觀察器”工具欄“三維動態觀察器”右鍵菜單4、標準視圖（視圖→三維視圖→俯視、仰視、左視、右視、主視、后視、西南等軸測、西北等軸測、東南等軸測、東北等軸測）5、平面視圖Plan（視圖→三維視圖→平面視圖）視點變換操作的菜單位置二、三維圖素的不同顯示狀態1、著色Shade2、著色參數Shademode[二維線框(2D)/三維線框(3D)/消隱(H)/平面著色(F)/體著色(G)/帶邊框平面著色(L)/帶邊框體著色(O)]（注：等效于“著色”工具欄）3、消隱Hide或Hi（視圖→消隱）“著色”工具欄三、三維坐標種類1、三維直角坐標：如10，20，152、柱面坐標：如10<45，2010表示該點在XY平面中的投影與原點之間的距離；

45表示該點在XY平面中投影和原點連線與X軸的夾角；

20表示該點在Z軸方向上的距離。3、球面坐標：如18<60<3018表示該點距當前UCS原點的距離；

60表示該點在XY平面中投影和原點連線與X軸的夾角；

30表示該點和原點連線與XY平面的夾角。注：加上相對坐標，共有三類六種坐標。四、世界坐標系WCS與用戶坐標系UCS1、對話框管理UCS：UCSMAN

（“工具→命名UCS”或“工具→正交UCS→預置”可以命名UCS、正交UCS和UCSICON設定）2、UCS命令

[新建(N)/移動(M)/正交(G)/上一個(P)/恢復(R)/保存(S)/刪除(D)/應用(A)/?/世界(W)]3、控制坐標系圖標顯示方式UCSICON

（視圖→顯示→UCS圖標）五、幾個相關的重要變量1、Facetres變量控制著色對象和渲染對象的平滑度（即表達曲面的小平面數），缺省為0.5，范圍0.01～10，調整時一般不超過52、Isolines變量控制顯示曲面的素線條數，缺省為4，范圍0～20473、Surftab1和Surftab2變量控制形成曲面網格M方向和N方向的數量，缺省為6，此值越大，則生成的曲面越光滑，精度越高，但會增加系統負擔。六、相關知識1、View或V（視圖→命名視圖）如果輸入-View或-V，則可從命令行執行：輸入選項[?/正交(O)/刪除(D)/恢復(R)/保存(S)/Ucs(U)/窗口(W)]

2、多視口設置（即平鋪視口）VPorts：把當前工作空間設置為模型空間，然后設置視口MView：把當前工作空間設置為圖紙空間，然后設置視口3、標高ELEV

設置標高和厚度，從而繪制三維圖形3、面域Region（繪圖→面域）七、繪制三維基本圖素1、繪制三維點Point（繪圖→點→單點或多點）2、繪制三維直線Line3、繪制三維射線Ray4、繪制三維多段線3DPoly（繪圖→三維多段線）

可繪制連續的多條直線，輸入點時，可輸入三維坐標。注意：二維多段線PLine命令不接受三維坐標，只能繪制二維多段線。三維多段線3DPoly實例：執行3DPoly命令后，依次輸入下列點坐標，即可繪制一條非閉合三維多段線。0,050,050,50,100,50,200,5,3045,5,4045,45,5010,45,6010,10,70回車八、繪制曲面1、繪制三維面3DFace（繪圖→曲面→三維面）三維面3DFace實例：執行3DFace命令后，依次輸入下列點坐標，繪制一正方體外殼。30,30,080,30,080,80,030,80,030,80,5080,80,5080,30,5030,30,5030,30,080,30,0回車注：命令Edge（繪圖→曲面→邊）用于修改三維面（3DFace）的邊的可見性。2、繪制三維網格3DMesh

（繪圖→曲面→三維網格）三維網格3DMesh

實例：執行3DMesh命令后，分別輸入M、N方向上的網格數量都為4，依次輸入下列點坐標，繪制三維網格。

50,0,070,0,090,0,0110,0,050,20,070,20,090,20,0110,20,050,40,3070,40,3090,40,30110,40,3050,60,1070,60,1090,60,10110,60,10回車3、繪制基本三維曲面（繪圖→曲面→三維曲面…）在彈出的對話框中，可以選擇繪制：長方體表面(B)/圓錐面(C)/下半球面(DI)/上半球面(DO)/網格(M)/棱錐面(P)/球面(S)/圓環面(T)/楔體表面(W)

注：與執行3D命令效果等同。4、旋轉曲面Revsurf繞選定軸創建旋轉曲面

5、平移曲面Tabsurf沿路徑曲線和方向矢量創建平移曲面

6、直紋曲面Rulesurf在兩個對象之間創建曲面網格7、邊界曲面Edgesurf通過四個邊界對象創建孔斯曲面片網格

九、創建三維實體1、基本三維實體：

Box長方體，Sphere球體，Cylinder圓柱體

Cone圓錐體，Wedge楔體，Torus圓環體2、Extrude拉伸通過拉伸選定的對象（單一的多段線對象或一個面域）來創建實體。可以沿指定路徑拉伸對象或按指定高度值和傾斜角度拉伸對象。3、Revolve旋轉通過繞軸旋轉二維對象來創建實體。十、三維編輯1、布爾運算（針對面域或三維實體）

UNIon并集、Subtract差集、Intersect交集2、Slice剖切實體3、Section切割截面4、Interfere干涉5、Align對齊6、Rotate3D三維旋轉7、Mirror3D三維鏡像8、3DArray三維陣列9、Chamfer倒直角、Fillet倒圓角11、Solidedit三維實體編輯

使用Solidedit可以編輯實體對象，對它的面和邊進行拉伸、移動、旋轉、偏移、傾斜、復制、著色、分割、抽殼、清除、檢查或刪除操作。實體編輯自動檢查:SOLIDCHECK=當前輸入實體編輯選項[面(F)/邊(E)/體(B)/放棄(U)/退出(X)]<退出>:

輸入面編輯選項[拉伸(E)/移動(M)/旋轉(R)/偏移(O)/傾斜(T)/刪除(D)/復制(C)/著色(L)/放棄(U)/退出(X)]<退出>:

輸入邊編