教案南昌航空大学.docx

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教案南昌航空大学

2计算机绘图

2.11.1概述

1）教学目的掌握图层、线型、颜色的设置，掌握图幅及单位设置。

2）教学重点图层、线型、颜色设置。

3）难点图层、线型、颜色设置。

4）教学方法和教学手段教学、多媒体教室。

教学时间15分

计算机辅助设计（ComputerAidedDesign，简称为CAD）是计算机应用的一个重要分支，它具有减少设计绘图量、缩短设计周期、易于建立和使用标准图库及改善绘图质量、提高设计及管理水平等一系列优点，计算机辅助设计可广泛用于需要设计绘图的所有领域。

利用计算机绘图还具有绘图速度快、精度高；便于产品信息的保存和修改；设计过程直观，便于人——机对话；减轻劳动强度等优点。

此外，更重要的是把工程设计人员从繁琐的手工绘图中解放出来，把精力用于创造性的工作。

因此，应用与发展计算机绘图具有十分重要的意义。

AutoCAD是美国Autodesk公司推出的一个通用的计算机辅助设计软件包。

由于它易于使用、适应性强（可用于机械、水工、建筑、电子等许多行业）、易于二次开发，而成为当今世界上应用最广泛的CAD软件包之一。

因此，工程技术人员学习和掌握计算机绘图是必然的趋势。

软件系统是控制计算机运行的各种程序和相关数据的集合，包括：

系统软件和绘图软件。

系统软件是面向计算机操作和管理的操作系统；各种计算机语言的编译系统；数据库管理系统。

绘图软件在目前的市场上种类较多，国产软件有清华同方的OpenCAD和MDS2000，北航海尔CAXA，浙大大天的GS-2DDS和华中开目CAD等。

国外软件更是名目繁多，但这些软件中，以美国Autodesk公司AutoCAD最为普及。

1982年底美国Autodesk公司首次推出AutoCADRl版，它率先在微型计算机上成功地开发移植了交互式计算机辅助绘图CAD，开始了一场微机CAD革命。

在十几年的发展过程中，Autodesk公司对AutoCAD软件不断地进行改进和完善，使用功能日益强大，市场占有率逐渐提高。

AutoCAD2000是根据当今技术的快速发展和用户的需求而开发的一种相当智能化的、具有雄厚的三维处理能力和直观生动的交互界面的CAD平台软件产品。

2.21.2AutoCAD绘图设置

教学时间70分

AutoCAD2004具有直观的用户界面，包含有下拉菜单，易于使用的对话框和定制工具栏等；具有完整的二维绘图、编辑功能与强大的三维造型功能；具有支持网络和Intemet、外部参照等。

AutoCAD2004的推出，将迅速而深刻地影响着人们从事设计与绘图的方式。

1.用户界面

启动AutoCAD2004，即进入用户界面，AutoCAD2004的用户界面与Windows标准应用程序界面相似。

主要包括：

标题栏、菜单栏、工具栏、状态栏、绘图窗口、命令行窗口、十字光标等。

1）标题栏

标题栏位于应用程序主窗口顶部，显示当前应用程序名称及当前所装入的文件名。

标题栏的右上侧为最小化、最大化/还原和关闭按钮。

用户可以用鼠标拖动标题栏移动窗口的位置。

2）菜单栏

AutoCAD的标准菜单条包括十一个主菜单组，它们分别对应于十一个下拉菜单组。

AutoCAD2004提供了三种方式使用下拉菜单的方式。

（1）将鼠标光标移到菜单上，单击鼠标左键，打开下拉菜单。

在打开的下拉菜单中选择所需要的菜单项。

（2）AutoCAD2004为菜单栏中的菜单和下拉菜单中的选项均设置了相应的热键，这些热键用下划线标出，如“View”。

要打开“View”的下拉式菜单，用户可以先按住Alt键，然后按下热键字母V即可。

下拉菜单打开后，用户可直接键入热键字母选中相应的选项。

（3）有些菜单组提供了快捷键方式。

这些快捷方式标在菜单组的右侧，如Ctrl+2对应于“Tools”中的AutoCADDesigncenter。

对于某些菜单项，如果后面跟有省略符号（…），这表明当选中该项后会显示一个对话框，让用户做出进一步的选择；有些选项右边出“►”符号，表明该选项包含一个子菜单，在子菜单中有更详细的选项组。

3）工具栏

尽管下拉菜单提供了全部易懂的选项，但操作起来并不是那么简单。

为此AutoCAD将一些常用的命令以工具栏的形式提供给用户，它是一种替代命令或下拉式菜单的简便工具。

在AutoCAD2004中，有24个已命名的工具栏，分别包含从2个到20个不等的工具。

用户可以通过选择“View”下“Toolbar”菜单开关任何工具栏，此时，系统将打开“工具栏”对话框。

也可通过将光标移到工具栏上，单击鼠标右键弹出“工具栏”菜单。

4）状态栏

状态栏位于AutoCAD窗口的底部，它反映了用户的工作状态。

左边显示当前光标的坐标，右边有8个按钮用于显示和控制捕捉（SNAP）、栅格（GRID）、正交（ORTHO）、极轴（POLAR）、对象捕捉（OSNAP）、对象追踪（OTRACK）、线型（LWT）、模型（MODEL）。

用鼠标单击任一按钮均可切换当前的工作状态（凹下为开）。

5）绘图区与十字光标

绘图窗口是用户进行绘图的区域。

十字光标用于绘图时点的定位和对象的选择。

十字光标由用户的定点设备（如鼠标等）进行控制，它具有定位点和拾取对象两种状态。

6）命令行及文本窗口

命令行是用户与AutoCAD进行交互式对话的地方，它用于显示系统的信息以及用户输入的信息。

AutoCAD的文本窗口是记录AutoCAD命令的窗口，也可以说是放大的命令行窗口。

可通过选择View／Display／Text菜单打开它，也可按F2或执行TEXTSCR命令打开。

2.绘图初始设置

7）设置绘图界限（Limits）

绘图界限是AutoCAD绘图空间中的一个假想绘图区域，相当于用户选择的图纸图幅的大小。

设置绘图界限的命令为LIMITS，该命令可用下列方法实现：

（1）下拉菜单Format／DrawingLimits。

（2）Command：

LIMITS。

8）设置绘图单位

AutoCAD提供了适合任何专业绘图的各种绘图单位（如英寸、英尺、毫米等，），而且精度范围选择很大。

绘图单位的命令为DDunits，该命令可用下列方式实现：

（1）下拉菜单Format／Units；

（2）Command：

_units

执行Units命令后，此时显示DrawingUnits对话框。

DrawingUnits对话框各项意义如下：

Length区用于显示和设置当前长度测量单位和精度。

Angles区用于显示当前角度格式、精度和角度计算方向（缺省为逆时针，选中Clockwise复选框为顺时针方向）

单击Direction按钮可弹出控制角度方向DirectionControl对话框。

如选择other，可通过屏幕上拾取两点或通过在Angle编辑框中输人数值来指定角度方向。

3.图层、颜色、线型和线宽

层是用户用来组织自己的图形最为有效的工具之—。

AutoCAD的层是透明的电子纸，一层叠一层放置，用户可以根据需要增加和删除层，每层均可以拥有任意的AutoCAD颜色、线型和线宽。

9）图层的创建和使用

AutoCAD提供了几种方法来创建和使用层：

·从objectproperties工具条，选择layers工具。

·下拉菜单Format／Layer

·Command：

LAYER

LAYER命令执行后，将显示LayerPropertiesManager对话框，用户可利用该对话框创建新层，设置或修改层的状态及特性。

LayerPropertiesManager对话框中各选项的含义如下：

（1）Layer列表框：

显示图形中各层的名字、状态、可见性、颜色、线型和线宽等。

当用户单击选定层右侧的On、Free、L为开时，可改变其状态。

当用户单击Color、Linetyp和Lineweight列时，系统将分别打开Selectcolor对话框、SelectLinetype对话框和Lineweigh对话框，用户可通过这三个对话框为选定层指定颜色、线型和线宽。

Plot列用于显示图层颜色号，P列用于设置是否打印该图层。

（2）New按钮：

该按钮用于建立新层。

（3）Delete按钮：

用于删除选定层。

（4）Current按钮：

用于显示和设置当前层，要设置当前层，可首先在其下方的层列表中选定某一层，然后单击该按钮即可。

（5）Showdetails按钮：

用于显示选定层的详细资料。

在AutoCAD中，每层都具有颜色和线型这两特性，AutoCAD支持255种颜色和40种预定义线型。

不同颜色和线型不但使得区分屏幕上的对话变得容易，而且还携带并传递着重要的绘图输出信息。

10）图层状态控制

AutoCAD提供了几种方法来控制层的状态。

一种是使用前面介绍的LayerPropertiesManager对话框，另外一种是使用ObjectProperties工具框中的LayerControl工具。

当单击该工具右侧的“▼”符号，系统将显示层列表，单击某个层即可将该层设置为当前图层。

单击列表中各符号即可修改各层的状态，图层状态意义如图1所示。

一个层可以由6种状态和条件表示其特征，即开（On）／关（Off）、加锁（Lock）解锁（Unlock）、冻结（Freeze）解冻（Thaw）。

它们按下面的方式对层发生作用：

·Off：

对象不可见也不可选取，但需刷新图形。

·Freeze：

对象既不可见，也不可选择，不需要刷新图形。

·lock：

对象可见，可选取，可绘图但不能编辑，已有图形，且仍可以用对象捕捉命令捕捉该层上的对象。

当正在编辑图形中比较密集的区域时，可以关闭层来抑制对象的显示。

当用户想使对象不可见且不进行刷新就可以冻结层。

当想使对象可以看见以便引用，但又不想使对象编辑时，可加锁层。

2.31.3绘图基本命令

1）教学目的掌握绘图基本命令。

2）教学重点直线、矩形、圆弧、多义线、圆。

3）难点各种基本命令的选项。

4）教学方法和教学手段讲解法，多媒体教室、教学软件。

教学时间70分

任何一幅图形，都是由点、线、圆、椭圆、矩形、多边形等基本对象组成，因此，了解这些基本图形元素的画法是整个绘图的基础。

工具条绘图如图2所示，可以完成AutoCAD的主要绘图功能，同时也可用下拉菜单绘图，下面介绍AutoCAD2000的绘图的一些基本命令。

绘制直线只需给定其起点和终点即可。

如果直线只有起点没有终点（或终点在无穷远处），这类直线称为射线。

如果直线既没有起点也没有终点，这类直线被称为构造线。

1.绘制直线（LINE）

在AutoCAD中，可以通过工具栏的Line工具，也可以选择下拉菜单Draw／Line，还可以输入命令Line来绘制直线。

2.绘制射线（RAY）

射线可以通过RAY命令绘制，也可以通过选择Draw／Ray菜单发出。

3.绘制构造线（XLINE）

构造线常被用做辅助绘图线，用户可使用XLINE命令绘制，也可通过单击工具栏的XLINE工具或选择Draw／ConstructionLine下拉菜单来发出。

4.绘制圆（Circle）

画圆的命令可以通过键人Circle命令，也可通过工具栏中circle工具或选择Draw／Circle项并单击下级子菜单。

AutoCAD提供了六种画圆的方法，即圆心和半径方式画圆（CR）；圆心和直径方式画圆（CD）；三点画圆3P；二点画圆2P；切点、切点、半径方式画圆（TTR）、切点、切点、切点方式画圆（TTT）。

5.绘制圆弧（Arc）

AutoCAD提供11种绘制圆弧的方法，这些方式是根据起点、方向、中点、包角、终点、弦长等控制点来确定的，各种绘制圆弧的方法可以通过Draw／Arc项，并单击下级子菜单

6.绘制矩形（Rectangle）

绘制矩形可以通过RECTANG命令，也可通过单击工具栏RECTANG工具或选择Draw／Rectangle菜单发出。

绘制矩形时仅需提供其两个对角坐标即可，在AutoCAD中，还可设置一些其他选项，这些选项包括：

5）Chamfer（倒角）：

设置矩形各个角的修饰

6）Elevation（标高）：

设置绘制矩形时的Z平面，不过在平面视图中将无法看出其区别。

7）Fillet（圆角）：

设定矩形四角为圆角及半径大小。

8）Thickness（厚度）：

设置矩形厚度，即Z轴方面的高度。

9）Width（宽度）：

设置线条宽度。

7.绘制正多边形（Polygon）

在AutoCAD中，可以通过输入命令Polygon，也可以通过单击工具栏Polygon按钮或选择Draw／Polygon下拉菜单来绘制正多边形。

正边形的画法有三种，即内接法、外接法和边长画正边形。

画图步骤如下：

10）在工具栏选择Polygon按钮，启动Polygon命令；

11）在NumberofSides（4）：

提示符下，输入边数；

12）在Edge／：

提示符下，选择边长或中心点；

13）在Inscribedincircle／Circumscribedaboutcircle（I／C）：

提示符下，选择外切或内接方式，I为内接，C为外切，内接可直接回车；

14）在Radiusofcircle：

提示符下，输入圆的半径。

8.绘制椭圆（Ellipse）

在AutoCAD绘图中，椭圆的形状主要由中心、长轴和短轴三个参数来描述。

可以通过输入Ellipse命令，也可通过单击工具栏的Ellipse按钮或选择Draw／Ellipse项来启动绘制椭圆的命令。

可以通过定义两轴的方式、定义长轴以及椭圆转角的方式和定义中心和两轴端点方式来绘制椭圆。

9.绘制椭圆孤

AutoCAD中，绘制椭圆弧很容易。

第一步绘制椭圆，然后确定椭圆孤的起始角和终止角以绘制椭圆孤。

10.绘制点（Point）

AutoCAD画点的命令是Point，启动该命令可通过输人Point，也可通过在工具栏中单击Point按钮或从Draw／Point选项来实现。

点的类型可以设置，设置点的类型可通过选择Format／PointStyle下拉菜单，也可在Command：

提示符下输人DDPtype。

然后AutocAD屏幕弹出一对话框，可在对话框中选择点的类型。

在Draw／point下拉菜单中，包含有子菜单，子菜单有四个选项：

15）Singlepoint画单个点；

16）MultiplePoint连续画多个点：

17）Divide画等分点；

18）Measure测定同距点

11.徒手画线（Sketch）

在绘图中，有时需要绘制一些无规则的线条，因此AutoCAD提供了Sketch命令。

通过Sketch命令，移动光标在屏幕上可徒手画出任意形状的线条。

可通过以下方法徒手画线。

在Command：

提示符下，键人Sketch命令并回车，出现如下提示：

Recordincrement<0.10>：

需要用户输入记录增量，即单元为直线段的长度，0．10是系统缺省值。

指定记录增量后，命令行出现下列选项：

Sketch·PeneXitQuitRecordErasConnect。

每个选项中的大写字母均是该选项的简捷输入方式，输入该字母，即选择了该选项。

Sketch命令各选项的含义：

19）Pen控制抬笔或落笔，是一个切换开关。

20）eXit结束Sketch命令，并记录刚才所绘图线。

21）Quit退出Sketch命令，不记录刚才所绘图线。

22）Record记录所绘图线，不退出Sketch命令。

23）Erase删除未记录的线段。

24）Connect此选项先使笔落下，然后从上一项所绘图线的终点开始继续画线。

25）．（圆点）从上一项图线的终点到光标当前位置画一直线。

AutoCAD自动在终点上抬笔。

2.41.4点的精确定位

1）教学目的掌握绘图的各种辅助设置。

2）教学重点点的选取，捕捉方法。

3）难点点的捕捉方式。

4）教学方法和教学手段讲解法，多媒体教室、教学软件。

教学时间70分

绘制图样，精确定位点非常重要，AutoCAD提供了几种方法来辅助用户精确定位点它们分别是坐标、捕捉、正交、极坐标追踪、对象捕捉、对象捕捉追踪和点过滤器等。

1.AutoCAD的坐标系统

5）世界坐标系（WorldCoordinateSystem）

AutoCAD的缺省光标为世界光标系（又称WCS），如图3所示，X轴正方向水平向右，Y轴正方向垂直向上，Z轴正方向垂直屏幕面向外，指向用户。

坐标原点在绘图区的左下角。

6）

用户坐标系

为了更好地辅助绘图，用户经常需要修改坐标系的原点和方向，这就是用户坐标系（UCS）。

在AutoCAD中，用户可以在Command：

提示符下键人UCS来创建用户座标系，也可以通过选择Tool／NewUCS／Origin菜单来创建，UCS如图4所示。

建立用户坐标系，可以很方便确定点的位置，从而提高工作效率。

2.利用坐标选取点

为了方便绘制图形，我们经常要利用坐标来精确定位

7）绝对坐标

如用户知道点的绝对坐标或它们从（0，0）出发的角度及距离，则可从键盘上以几种方式输入坐标，如直角坐标、极坐标等。

（1）直角坐标输入，用户可以用分数、小数等记数形式输入点（X，Y）坐标值，坐标间用逗号隔开，如5，6；10，20；5.6，7.25等。

（2）极坐标输入，极坐标也是把输入看成是对（0，0）的位移，只不过给定的是距离和角度，其中距离和角度用“<”号隔开，且规定X正向为0°，Y轴正向为90°，如5<90；8<180等。

X,Y的直角坐标输人，也可以L<α的极坐标输入，如图5所示。

8）相对坐标

使用绝对坐标是有局限的，更多的情况下是知道一个点相对于另一个点的直角坐标和极坐标。

在AutoCAD中，直角坐标和极坐标所表示的相对坐标是在绝对光标前加一@号，如@2，3和@6<30等，如图6所示。

3.栅格、捕捉、正交、对象捕捉和追踪

9）显示栅格

显示栅格主要用于显示一些标定位置小点，以便于定位对象。

在AutoCAD中，可通过选择Tools／Draftingsettings菜单或执行DSETYINGS命令设置栅格显示和捕捉间距等。

此外，还可以通过双击状态条GRID按钮、按F7键来打开及关闭栅格显示，或执行CRID命令设置栅格显示。

10）设置捕捉

捕捉用于设定光标移动间距。

在AutoCAD中，可通过选择Tools／Draftingsettings菜单，执行SNAP命令设置捕捉参数，或单击状态条上的SNAP打开及关闭捕捉。

11）正交模式

打开正交模式，意味着只能画水平线或垂直线。

可通过单击状态条上的ORTHO按钮、使用ORTHO命令、按F8键打开或关闭正交模式。

12）设置极轴追踪

在DraftingSettings对话框PolarTracking选项中选中PolarTrackingOn复选框或单击状态行上的POLAR按钮或按F10键，均可打开极轴追踪，在极轴追踪模式下，屏幕上显示“Polar”标志。

13）对象捕捉

AutoCAD2000为用户提供了众多对象捕捉方式，图7显示了主要的对象捕捉方法。

2.5基本编辑命令

1）教学目的掌握绘图基本编辑命令。

2）教学重点各种编辑命令。

3）难点各种编辑命令的选项。

4）教学方法和教学手段讲解法，多媒体教室。

教学时间90分

AutoCAD提供了丰富的图形编辑功能，利用这些功能可以实现快速、准确的绘图，熟练掌握编辑命令是提高绘图效率的重要手段。

编辑命令可以在命令行输入，也可以用下拉菜单“修改”（Modify）的选项或工具栏中的相应按钮，如图8所示为修改工具栏。

1.选择编辑对象（Select）

在编辑对象前一般要先选取对象，当选择对象后，AutoCAD用虚线显示它们。

常用的选择方法如下：

5）直接拾取

用鼠标将拾取框移到要选取的对象上单击鼠标左键选取对象。

此种方式为默认方式，可以选择一个或多个对象。

6）选择全部对象

在命令行键入ALL，该方式可以选择除冻结层以外的全部对象。

7）窗口方式

用于在指定的范围内选取对象，在“Selectobject”提示下，在指定第一个角点之后，从左向右拖动出一窗口来选取对象，完全被矩形窗口围住的目标被选中。

8）窗口交叉方式

该方式不仅选取包含在矩形窗口的对象，而且也会选取与窗口边界相交的所有对象，交叉选择是从右向左拖动一矩形窗口。

2.删除对象（Erase）

Erase命令用于将选中的对象删除，如图9所示。

操作步骤如下：

Command：

_erase

Selectobiects：

（拾取A）1found

Selectobjects：

（拾取B）Specifyoppositecorner：

（拾取C）2found，3total

Selectobject：

↙圆、矩形、三角形被删除。

使用Oops命令可以恢复最后一次用Erase命令删除的对象。

Command：

Oops↙

这时图中被删除的三个图形全部恢复。

3.复制对象（Copy）

Copy命令可在当前图形中复制单个或多个对象，如图10所示。

操作步骤如下：

Command：

_copy

Selectobjects：

（拾取三角形A）1found

Selectobjects：

↙

Specifybasepointordisplacementor[Multiple]：

（拾取B）

Specifysecondpointofdisplacementor（usefirstpointasdisplacement）：

（拾取C）

复制结果如图10b所示。

基点（Basepoint）用作对象的参考点，基点的选择以较为靠近原目标为好，这样便于确定复制的位置。

偏移点（Displacement）即要复制对象在X、Y和Z方向离基点的位置。

多次复制（Multiple）选项可实现对同一对象进行多次复制。

4.镜像复制对象（Mirror）

Mirror命令用于生成所选对象与一临时镜像线的对称图形，原对象可保留也可删除，如图11所示。

操作步骤如下：

Command：

_mirror

Selectobjects：

（拾取A）

Specifyoppositecomer：

（拾取B）12found

Selectobjects：

↙

Specifyfirstpointofmirrorline：

（拾取C）

SpecifySecondpointofmirrorline：

（拾取D）

Deletesourceobject?

[Yes／NO）（N）：

↙

结果如图11b所示。

5.偏移复制对象（Offset）

Offset命令用于绘制在任何方向均与原对象平行的对象，若偏移的对象为封闭图形，则偏移后图形被放大或缩小。

将图12a中的直线偏移10，结果如图12b，操作步骤如下：

Command：

_offset

Specifyoffsetdistanceor[Through]<5.000>：

10↙

Selectobjecttooffsetor：

（拾取A）1found

Selectobjecttooffsetor：

↙

Specifypointonsidetooffset：

（在直线的右下侧拾取一点）

图12d是将图12c的图形向内偏移10的结果。

Specifyoffsetdistanceor[T