计算机辅助设计(COMPUTER.ppt
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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。计算机辅助设计计算机辅助设计第三章第三章第三章第三章 计算机绘图计算机绘图计算机绘图计算机绘图一个完整的一个完整的CADCAD系统,应由科学计算、图形系系统,应由科学计算、图形系统统 和工程数据库等组成。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
2、和优分析、产品的常规设计和优 化设计等;化设计等;图形图形系统包括几何(特征)造型、自动绘图(二维系统包括几何(特征)造型、自动绘图(二维工程图、三维实体图)、动态仿真等;工程图、三维实体图)、动态仿真等;工程数工程数据库对据库对 设计过程中需要使用和产生的数据、设计过程中需要使用和产生的数据、图形、文档等进行存贮和管理。图形、文档等进行存贮和管理。目前目前CADCAD软件一般分为三维造型设计软件和二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(绘图件用于产品的实体造型。二维工程设计(绘图)软
3、件用于产品的工程图(二维平面)设计,)软件用于产品的工程图(二维平面)设计,3CADCAD(Computer Aided DesignComputer Aided Design)的含义是指)的含义是指计算机辅助设计,是计算机技术的一个重要计算机辅助设计,是计算机技术的一个重要的应用领域。的应用领域。AutoCADAutoCAD则是美国则是美国AutodeskAutodesk企业企业开发的一个交互式绘图软件,适用于二维及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、共享它来创建、浏览、管理、打印
4、、输出、共享及准确复用富含信息的设计图形。及准确复用富含信息的设计图形。3.1 3.1 AutoCAD概述概述1.1.什么是什么是AutoCAD4AutoCAD是目前世界上应用最广的是目前世界上应用最广的CAD软件,市场占有率位软件,市场占有率位居世界第一。居世界第一。AutoCAD软件具有如下特点:软件具有如下特点:(1)具有完善的图形绘制功能。具有完善的图形绘制功能。(2)具有强大的图形编辑功能。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。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可以进行多种图形格式的转换,具有
5、较强的数据交换能力。力。(5)支持多种硬件设备。支持多种硬件设备。(6)支持多种操作平台。支持多种操作平台。(7)具有通用性、易用性,适用于各类用户。具有通用性、易用性,适用于各类用户。此外,从此外,从AutoCAD2000开始,该系统又增添了许多强大的功能,开始,该系统又增添了许多强大的功能,如如AutoCAD设计中心(设计中心(ADC)、多文档设计环境()、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,从而使开和局部加载的功能,从而使AutoCAD系统更加完善。广泛应系统更加
6、完善。广泛应用于建筑、机械、测绘、电子以及航空航天等领域。用于建筑、机械、测绘、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。在有关能上具有相似性的设计方案。在有关CADCAD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
7、搞清参数化设计?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。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,
8、在草图上标出重要的尺寸,系统会自动使线段连接准确及位置水平或垂直,在草图上标出重要的尺寸,系统会自动使线段连接准确及位置准确,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,但有些图设计的设计阶段有一定的灵活性,但有些 CADCAD系统已具备正交功能和目标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。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。2.2.CAD的新特性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为了满足产品
9、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。化绘图软件受到了重视。工程设计人员工程设计人员不需考虑细节不需考虑细节而尽快草拟零而尽快草拟零件图,精确图件图,精确图形由计算机自形由计算机自动生成。同时动生成。同时可以通过变动可以通过变动某些参数和约某些参数和约束关系来更新束关系来更新设计,方便地设计,方便地生成系列图纸。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: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上,管理容易,不会污损,)图形可保存
10、在硬盘或软盘上,管理容易,不会污损,携带方便。携带方便。2)修改图形容易,方便,快速。)修改图形容易,方便,快速。3)绘图速度快,精度高)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。)促进设计工作的规范化,系列化,标准化。73.2 3.2 交互绘图屏幕菜单与输入法交互绘图屏幕菜单与输入法1.1.AutoCAD 2000的绘图屏幕3.2.1AutoCAD菜单菜单8AutoCAD 2000AutoCAD 2000提供了多种绘图或编辑命令的输入和选择方法,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大家非常熟悉如图所示的D r a wD r a w菜单,可以通过该
11、菜单选择菜单,可以通过该菜单选择AutoCAD 2000 AutoCAD 2000 中的大多数命令;对于已经熟悉中的大多数命令;对于已经熟悉A u t o C A DA u t o C A D命令的用户,也可以直接从键盘输入命令。命令的用户,也可以直接从键盘输入命令。2.2.AutoCAD AutoCAD 菜单菜单9 93 3 对话框对话框在下拉菜单的某些项目中,可用来显示或修改在下拉菜单的某些项目中,可用来显示或修改AutoCADAutoCAD某些某些的设定值如图层,栅格等,此即所谓的对话框。的设定值如图层,栅格等,此即所谓的对话框。4 4 图标菜单图标菜单某些菜单以实际的图像显示在屏幕上,
12、如直线图标,圆弧图标,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。多边形图标等。3.2.1 AutoCAD 3.2.1 AutoCAD 命令的输入方法命令的输入方法AutoCADAutoCAD同以前版本一样,同时提供了图形窗口和文字窗口。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,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。如图所示。1 1 使用键盘使用键盘10在在AutoCADAutoCAD系统中为用户提供了许多的命令,用户可以使用键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
13、提示符盘在命令行中的提示符“Command:Command:”后输入后输入AutoCADAutoCAD命令,并命令,并按回车键或空格键确认,提交给系统去执行,这与过去在按回车键或空格键确认,提交给系统去执行,这与过去在DOSDOS系统中进行操作的情况类似。例如,在命令行中输入命令系统中进行操作的情况类似。例如,在命令行中输入命令“helphelp”后回车,系统就会执行该命令,显示后回车,系统就会执行该命令,显示AutoCAD 2002AutoCAD 2002的的帮助信息窗口。帮助信息窗口。注意:注意:在命令行中输入命令时,不能在命令中间输入空格在命令行中输入命令时,不能在命令中间输入空格键,因
14、为键,因为AutoCAD系统将命令行中空格等同于回系统将命令行中空格等同于回车。车。11工具栏为用户提供了更为快捷方便地执行工具栏为用户提供了更为快捷方便地执行AutoCAD命令命令的一种方式,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。或命令行上的提示执行进一步的操作。2 2 图标菜单图标菜单12 弹出式工具栏弹出式工
15、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具栏的顶部,并成为默认的选栏中的某一个图标,那么该图标将位于弹出工具栏的顶部,并成为默认的选项。项。临时追踪点起点端点中点交点外观交点延伸圆心象限点切点垂足平行节点插入点最近点元对象捕捉设置13AutoCAD中的菜单栏为下拉菜单,是一种级联的层次结构。中的菜单栏为下拉菜单,是一种级联的层次结
16、构。在在AutoCAD窗口的菜单栏中所显示的为主菜单,用户可在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单栏中的【Tools(工具)(工具)】菜单,如图所示。菜单,如图所示。3 3 下拉下拉菜单菜单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。输入。4 4 重复命令重复命令3.2.3 AutoCAD 3.2.3 AutoCAD
17、数据的输入方法数据的输入方法1 1 数值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: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:+-0123456789E.数值如:数值如:-35.7,7.2E+6,2.5E-3152 2 指定点指定点当当 AutoCAD AutoCAD 出现出现“pointpoint”提示时,它要求作图过程中某一点提示时,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。的坐标。点是输入数据最常用的方式。AutoCAD接受三维点接受三维点(x,y,z),但用户可省略,但用户可省略z值,值,AutoCAD会根据用户设置的当前高度自动填入会根
18、据用户设置的当前高度自动填入z值。值。键盘输入键盘输入直接输入坐标后,按空格键或回车键。直接输入坐标后,按空格键或回车键。鼠标输入鼠标输入利用鼠标将光标移至绘图去某点,按鼠标左键。利用鼠标将光标移至绘图去某点,按鼠标左键。163.2.4AutoCAD的几个功能键的几个功能键3.2.5AutoCAD的坐标的坐标1 1 绝对坐标绝对坐标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(为世界坐标系(WCS,WorldCoordinateSystem),这个坐),这个坐标系存在于任何一个图形之中,并且不可更改。标系存在于任何一个图形之
19、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)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中,水平方向的坐标轴为X轴,以向右为其正方向;垂直轴,以向右为其正方向;垂直方向的坐标轴为方向的坐标轴为Y轴,以向上为其正方向。平面上任何一轴,以向上为其正方向。平面上任何一点点P都可以由都可以由X轴和轴和Y轴的坐标所定义,即用一对坐标值轴的坐标所定义,即用一对坐标值(x,y)来定义一个点。)来定义一个点。1 1)笛卡尔坐标系笛卡尔坐标系182 2)极坐标系极
20、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。右。平面上任何一点平面上任何一点P都可以由该点到极点的连线长度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和连线与极轴的交角a a(极角,逆时针方向为正)所定义,即用(极角,逆时针方向为正)所定义,即用一对坐标值(一对坐标值(La a)来定义一个点,其中)来定义一个点,其中“”表示角度。表示角度。例如,某点的极坐标为(例如,某点的极坐标为(530530)2 2 相对坐标相对坐标所谓相对坐标,就是某点与相对点的相对位移值,在所谓相对坐标,就是某点与相对点的相对位移值,在
21、AutoCADAutoCAD中相对坐标用中相对坐标用“”标识。使用相对坐标时可以使用笛卡儿坐标识。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。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(例如,某一直线的起点坐标为(5,5)、终点坐标为()、终点坐标为(10,5),),则终点相对于起点的相对坐标为(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用相对极坐标表示应为(为(50)。)。3 3 坐标值的显示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,该坐标值该坐标值有三种
22、显示状态,如图所示。有三种显示状态,如图所示。1 1)绝对坐标状态:显示光标所在位置的坐标。绝对坐标状态:显示光标所在位置的坐标。2 2)相对极坐标状态:在相对于前一点来指定第二点时相对极坐标状态:在相对于前一点来指定第二点时 可使用此状态。可使用此状态。3 3)关闭状态:颜色变为灰色,并关闭状态:颜色变为灰色,并“冻结冻结”关闭时所显示的关闭时所显示的 坐标值。坐标值。203.3 3.3 3.3 3.3 AutoCAD绘图操作流程绘图操作流程1)NEW创建新的图形创建新的图形启动启动AutoCAD系统后,用户可以调用系统后,用户可以调用“new”命令来创建新命令来创建新图形,该命令的调用方式
23、为:图形,该命令的调用方式为:工具栏:工具栏:“Standard(标准)(标准)”菜单:菜单:【File(文件)(文件)】【New(新建)(新建)】命令行:命令行:new调用该命令后,系统显示调用该命令后,系统显示“Today(今日)(今日)”窗口,用户在窗口,用户在该窗口中使用样板、向导等方式创建新图形。该窗口中使用样板、向导等方式创建新图形。确定确定“Selecthowtobegin(选择如何开始)(选择如何开始)”下拉列表框中下拉列表框中为为“Template(样板)(样板)”项,在项,在“RecentTemplates(最近使用(最近使用的样板)的样板)”栏中选择栏中选择“acad.d
24、wt”项,如图所示。项,如图所示。1.1.建立一张制图或打开一张旧图212)打开已有的图形打开已有的图形用户可使用用户可使用“open”命令在命令在AutoCAD中打开已有的图形文件,中打开已有的图形文件,该命令的调用方式为:该命令的调用方式为:工具栏:工具栏:“Standard(标准)(标准)”菜单:菜单:【File(文件)(文件)】【Open(打开)(打开)】命令行:命令行:open调用该命令后,系统将弹出调用该命令后,系统将弹出“SelectFile(选择文件)(选择文件)”对话框,对话框,如图所示。如图所示。如果用户使用缺省设置如果用户使用缺省设置创建图形,则通常使用创建图形,则通常使
25、用“acad.dwt”样板文件样板文件(以英寸为单位缺省区(以英寸为单位缺省区域为域为12129 9英寸英寸 )或)或“acadiso.dwt”样板样板(以毫米为单位缺省区(以毫米为单位缺省区域为域为420420297 297)。)。221 1)设置图幅)设置图幅在在“Format”菜单中选择菜单中选择“DrawingLimits”,或直接在命令行输入或直接在命令行输入“Limits”命令,命令,AutoCAD提示是否限定范围检查或输入限定范围提示是否限定范围检查或输入限定范围的左下,右上坐标。设置后用的左下,右上坐标。设置后用“Zoom”命令并键入命令并键入“All”窗口显示窗口显示该工作区
- 配套讲稿:
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