第12章计算机辅助绘图与CAD软件

第十二章计算机辅助绘图与CAD软件第12章计算机辅助绘图与CAD软件计算机绘图概述12.1基于二维绘图的CAD软件12.2基于三维实体建模的CAD软件12.312.1计算机绘图概述12.1.1计算机绘图的发展历程12.1.2AutoCAD软件20世纪70年代末～80年代中后期，随着工程工作站和微型计算机的出现，计算机图形学进入了一个新的发展时期。随着计算机硬件功能的不断提高、系统软件的不断完善，计算机绘图已广泛应用于各个相关领域，并发挥愈来愈大的作用。12.1.1计算机绘图的发展历程目前国内外能够实现不编程绘图的软件很多。其中由美国Autodesk公司开发的AutoCAD微型机交互式绘图软件自从1982年首次问世以来，经历了多次版本更新，功能越来越完善，使用越来越方便。目前已成为世界上应用最广的计算机辅助设计CAD（ComputerAidedDesign）的绘图软件。12.1.2AutoCAD软件12.2基于二维绘图的CAD软件12.2.1AutoCAD2007的经典界面组成12.2.2图形文件管理12.2.3绘图命令12.2.4图形的修改和编辑12.2.5常用的辅助绘图工具12.2.6尺寸标注中文版AutoCAD2007为用户提供了“AutoCAD经典”和“三维建模”两种工作空间模式。对于习惯于AutoCAD传统界面用户来说，可以采用“AutoCAD经典”工作空间。主要由菜单栏、工具栏、绘图窗口、文本窗口与命令行、状态行等元素组成如图12-1所示。12.2.1AutoCAD2007的经典界面组成图12-1AutoCAD2007的经典界面1.创建新图形文件选择“文件”|“新建”命令(NEW)，或在“标准”工具栏中单击“新建”按钮，可以创建新图形文件，此时将打开“选择样板”对话框。2.打开图形文件选择“文件”|“打开”命令(OPEN)，或在“标准”工具栏中单击“打开”按钮，可以打开已有的图形文件，此时将打开“选择文件”对话框。12.2.2图形文件管理3.保存图形文件在AutoCAD中，可以使用多种方式将所绘图形以文件形式存入磁盘。4.关闭图形文件选择“文件”|“关闭”命令(CLOSE)，或在绘图窗口中单击“关闭”按钮，可以关闭当前图形文件。在AutoCAD2007中，使用“绘图”菜单中的命令，可以绘制点、直线、圆、圆弧和多边形等简单二维图形。“绘图”工具栏中的每个工具按钮都与“绘图”菜单中的绘图命令相对应，是图形化的绘图命令，如图12-2所示。12.2.3绘图命令图12-2“绘图”菜单1.绘制点对象在AutoCAD2007中，点对象有单点、多点、定数等分和定距等分4种。2.直线（Line）功能：画直线3.多段线（PLine)功能：画直线和圆弧线4.正多边形（Polygon)功能：绘多条边的正多边形5.矩形（Rectangle)功能：通过指定两个对角点绘制矩形6.圆（Circle)功能：绘制圆7.椭圆（Elltpse)功能：画直线和圆弧线1.选择对象执行编辑修改命令时，应先选择被编辑、修改对象。AutoCAD中选择对象的方式有多种。2.删除命令（Erase)功能：删除指定的实体3.复制命令(Copy)功能：将选中的实体复制到指定的位置。其可以进行单个复制，也可进行多个复制。12.2.4图形的修改和编辑4.镜像命令（Mirror)功能：将选中的实体按指定的镜像线做镜像。镜像指以相反的方向生成所选择实体的复制。5.偏移命令（Offset)功能：将选中的直线、圆弧、圆及二维多段线等按指定的偏移量或通过点生成一个与原实体形状类似的新实体。6.陈列命令（Array)功能：该命令是一个高效的复制命令。7.移动命令（Copy)功能：该命令将选中的实体平行移动到指定的位置。8.缩放命令（Scale）功能：该命令将选中的实体相对于基点按比例进行放大或缩小。其可根据需要选用给比例值的方式或参照方式。9.拉伸命令（Stretch）功能：该命令将选中的实体拉长或压缩到给定的位置。10.剪切命令（Trim）功能：该命令将指定的实体修剪到指定的边界.11.延伸命令（Extend）功能：该命令将选中的实体延伸到指定的边界.12.打断命令（Break）功能：该命令用于擦除实体上不需要指定边界的某一部分，也可将一个实体在一个点处打断，即分成两个实体。13.倒角命令（Chamfer）功能：该命令可按指定的距离或角度在一对相交直线上倒斜角，也可对封闭的一组线各直线交点同时进行倒角。14.圆角命令（Fillet）功能：该命令按指定的半径来建立一条圆弧，用该圆弧可光滑连接两条线段，还可用该圆弧对封闭的二维多段线中的各线段交点倒圆角。1.打开或关闭捕捉和栅格“捕捉”用于设定鼠标光标移动的间距。“栅格”是一些标定位置的小点，起坐标纸的作用，可以提供直观的距离和位置参照。2.正交AuotCAD提供的正交模式也可以用来精确定位点，它将定点设备的输入限制为水平或垂直。12.2.5常用的辅助绘图工具3.打开对象捕捉功能在绘图的过程中，经常要指定一些对象上已有的点，例如端点、圆心和两个对象的交点等。如果只凭观察来拾取，不可能非常准确地找到这些点。1.线性标注用户选择“标注”|“线性”命令(DIMLINEAR)来实现。2.对齐标注选择“标注”|“对齐”命令(DIMALIGNED)，或在“标注”工具栏中单击“对齐”按钮，可以对对象进行对齐标注。12.2.6常用的辅助绘图工具3.半径标注选择“标注”|“半径”命令(DIMRADIUS)，或在“标注”工具栏中单击“半径”按钮，可以标注圆和圆弧的半径。4.直径标注选择“标注”|“直径”命令(DIMDIAMETER)，或在“标注”工具栏中单击“直径标注”按钮，可以标注圆和圆弧的直径。5.角度标注选择“标注”|“角度”命令(DIMANGULAR)，或在“标注”工具栏中单击“角度”按钮，都可以测量圆和圆弧的角度、两条直线间的角度，或者三点间的角度。6.连续标注选择“标注”|“连续”命令(DIMCONTINUE)，或在“标注”工具栏中单击“连续”按钮，可以创建一系列端对端放置的标注，每个连续标注都从前一个标注的第二个尺寸界线处开始。7.公差标注选择“标注”|“公差”命令，或在“标注”工具栏中单击“公差”按钮，打开“形位公差”对话框，可以设置公差的符号、值及基准等参数。12.3基于三维实体建模的CAD软件12.3.1设立视图观测点12.3.2观察三维图形12.3.3建立用户坐标系12.3.4绘制三维点12.3.5绘制各类线条12.3.6三维视图常用设置的改变1.使用“视点预置”对话框设置视点选择“视图”|“三维视图”|“视点预置”命令(DDVPOINT)，打开“视点预置”对话框，为当前视口设置视点，如图12-3所示。12.3.1设立视图观测点图12-3使用“视点预置”对话框2.使用罗盘确定视点选择“视图”|“三维视图”|“视点”命令(VPOINT)，可以为当前视口设置视点。该视点均是相对于WCS坐标系的。这时可通过屏幕上显示的罗盘定义视点。3.使用“三维视图”菜单设置视点选择“视图”|“三维视图”子菜单，从多个方向来观察图形。1.消隐图形在绘制三维曲面及实体时，为了更好地观察效果，可选择“视图”|“消隐”命令(HIDE)，暂时隐藏位于实体背后而被遮挡的部分，如图12-4所示。2.使用“视觉样式”菜单观察三维图形用户还可以通过选择“视图”|“视觉样式”子命令更加真实的观察三维图形。12.3.2观察三维图形图12-4消隐图形1.柱坐标系XY平面距离XY平面角度，Z坐标(绝对坐标)@XY平面距离XY平面角度，Z坐标(相对坐标)2.球坐标系XYZ距离XY平面角度和XY平面的夹角(绝对坐标)@XYZ距离XY平面角度和XY平面的夹角(相对坐标)12.3.3建立用户坐标系选择“绘图”|“点”命令，或在“绘图”工具栏中单击“点”按钮，然后在命令行中直接输入三维坐标即可绘制三维点。12.3.4绘制三维点1.绘制三维直线和样条曲线两点决定一条直线。2.绘制三维多段线选择“绘图”|“三维多段线”命令(3DPOLY)，此时命令行提示依次输入不同的三维空间点，以得到一个三维多段线。12.3.5绘制各类线条3.样条曲线在三维坐标系下，使用“绘图”|“样条曲线”命令，可以绘制复杂3D样条曲线，这时定义样条曲线的点不是共面点。4.绘制螺旋线选择“绘图”|“螺旋”命令，可以绘制三维螺旋线，如图12-5所示。图12-5绘制螺旋线1.改变三维图形的曲面轮廓素线当三维图形中包含弯曲面时(如球体和圆柱体等)，曲面在线框模式下用线条的形式来显示，这些线条称为网线或轮廓素线。该值为0时，表示曲面没有网线，如果增加网线的条数，则会使图形看起来更接近三维实物，如图12-6所示。12.3.6三维视图常用设置的改变图12-6改变三维图形的曲面轮廓素线2.以线框形式显示实体轮廓使用系统变量DISPSILH可以以线框形式显示实体轮廓。此时需要将其值设置为1，并用“消隐”命令隐藏曲面的小平面。3.改变实体表面的平滑度要改变实体表面的平滑度，可通过修改系统变量FACETRES来实现。