计算机辅助设计的优越性..

1、目录1引言12浅谈CAD制图相对手工制图的优越性 22.1准确性222快捷性33强大的三维造型能力 84结论9内蒙古师范大学学年论文姓名：班级：学号：指导教师:物理与电子信息学院学年论文计算机辅助设计的优越性（学号：）（物理与电子信息学院 11级电子信息工程班，内蒙古 呼和浩特010022）指导教师：摘要：计算机辅助设计在实际应用中是促进科研成果开发和转化，实现设计自动化的 关键技术，是提高工程和产品设计水平、缩短科研和新产品开发周期、提高劳动生产率的重 要手段，是科研单位提高研发能力、企业提高创新能力和管理水平的重要条件。相对于手工 制图，它的优越性体现在其的准确、快捷、方便、三维造型能力强

2、大且便于存储。在近年来 看，其优越性越来越得到了广大专业人士的认可，在实际应用之中，大有取代手工制图的趋 势。本文根据在实际绘图之中的实践经验结合具体实际例子来详细说明CAD制图的各种优越性，从而与手工制图形成对比，来衬托出CAD技术给现在制图业带来的革命性变化。关键词：CAD计算机；优越性 ；趋势中图分类号：TN91文献标识码：B1引言CAD是计算机辅助设计（computer aided design ）的简称，广义上讲就是指利用计 算机技术完成设计过程中的信息检索、分析、计算、综合、修改以及文件编制工作。手 绘制图是采用尺规，利用人力在纸张上作出相应的图案，通常按照一定得方法、规律和 技术

3、规定，在图纸上正确的表示出机器、建筑、设备、零件、仪表以及物体的结构、形 状、大小、材料、规格和性格等内容。其主要研究绘制和阅读图样的原理和方法，内容包括制图的国家标准和基本规定，正投影法、中心投影法和三视图的基本理论和基本方 法，点、线、面的投影，基本体、组合体、家具图样的表达，建筑与室内图样的表达等。CAD是促进科研成果开发和转化，实现设计自动化的关键技术，是提高工程和产品设计 水平、缩短科研和新产品开发周期、提高劳动生产率的重要手段，是科研单位提高研发 能力、企业提高创新能力和管理水平的重要条件。AutoCAD软件具有如下特点：(1) 具有完善的图形绘制功能。(2) 有强大的图形编辑功能

4、。(3) 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力。(5) 支持多种硬件设备。(6) 支持多种操作平台 具有通用性、易用性，适用于各类用户此外，从AutoCAD200(开始，该系统又增添了许多强大的功能，如 AutoCAD设计中心(ADC、多文档设计环境(MDE、In ternet 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 AutoCAD系统更加完善。2浅谈CAD制图相对手工制图的优越性2.1准确性在早期，工程师采用手工绘图。他们用草图表达设计思想，手法不一。后来逐渐规 范化，形成了一整套规则，具有一定

5、的制图标准，从而使工程制图标准化。但由于项目 的多样性、多变性，使得手工绘图周期长、效率低、重复劳动多，从而阻碍了建设的发 展。尽管有了一系列的标准，但是由于制图者能力及工具的差异，图纸总是存在不同程 度的误差，有时甚至影响到加工制造的准确性，甚至造成废品，带来巨大的经济损失。 AutoCAD提供了正交、对象捕捉、极轴追踪、捕捉追踪等绘图辅助工具。正交功能使用 户可以很方便地绘制水平、竖直直线，对象捕捉可以帮助拾取几何对象上的特殊点，而 追踪功能使画斜线及沿不同方向定位点变得更加容易。通过CADB图则完全可以实现零 误差的绘制，利用特定命令或者直接输入坐标值，使得图纸中水平线完全水平，垂直线

6、段则不会偏斜哪怕一丝一毫。图形绘制本身在线形和基本图形上不会出现任何问题。CAD 是通过外接自动绘图机来实现图像输出，也可直接接打印机来实现图像输出，利用插补 原理来尽量近似拟合曲线，几乎可以实现完全无差输出，在代替传统手工绘图中无可取 代。在具体的绘制过程中，AutoCAD软件本身也为制图者准确制图提供了很大的方便, 例如对象捕捉功能，能够精确找到原点、节点、切点、中点等各种不便于直接观察和找 出的特殊点，从而实现在对象上的准确定位。如图 1 1所示。图1 1、CAD自动定位中点示意图2.2快捷性传统的手工绘图由于具体标准要求，许多标准化或系列化的要求，例如图框、剖面 线、标题栏等以及各种零

7、件，没当需要时都需要重复作业，并按照国标规定严格画出， 这样一来就造成了时间以及精力的大量无意义浪费，工程师们梦想着何时能甩开图板， 实现自动化画图，将自己的设计思想用一种简洁、美观标准的方式表达出来，便于修改, 易于重复利用，提高劳动效率。AutoCAD的出现就彻底实现了革命性突破，由于是计算 机制图，最简单的方法就是通过复制粘贴来实现快速重复制图，其次，软件本身也提供 了大量的指令来完成各种绘图要求从而提高效率。能以多种方式创建直线、圆、椭圆、 多边形、样条曲线等基本图形对象。例如对于圆形的绘制，只需输入相关参数（半径或 直径）或指定几个点即可快速画出。其具体绘制如图21所示。命令：命令:

8、_cirole描宦圆的圆心戢三点（3F"两点GPH相切、相切*半S（T）-指咅圜呼径或直W 土125. 4613, 5T.21T5 , 0.0000捕捉栅格正交丽|网象捕契|对盖追踪蛾宽偃药图2 1、CAD中圆的绘制方式示图对于有规律的或规则对称的图形，例如工程中圆形箱盖上的固定螺栓孔及对称筋板等，AutoCAD还提供了一种专门用于绘图此类的图形的指令镜像（mirror ）和阵列（array）。镜像命令是将图元对象按照某个镜像线反射到该线的另一边，生成一个与图元对象形状相同，相对于镜像线完全对称的图元对象。它常用于对称图形的复制。图22、CAD中图像的镜像过程图阵列命令是将某一个或某

9、一些图元对象一次复制多个，并使其呈环形或矩形排列。这一功能对于绘制那些环形或矩形排列的相同图元对象非常有用。阵列后得到的新的图元对象和原图对象具有相同的层、颜色和线型。对于环形阵列，可以控制复制得到的新 图元对象的数目和决定是否经行旋转。对于矩形阵列，可以控制阵列的行数和列数以及 行、列之间的距离。图23、CAD中的阵列命令图此外，对于工程图样中的具有相同形状的图元对象，并多次重复使用，如果仅绘制 一次这样的对象，然后每次用到它的时候仅仅需要以某种方式调用就可以，则可以大大 提高图样的绘制效率。在AutoCAD中可以利用图块实现这一功能。利用图块绘制图样有 以下的优点： 减少重复劳动，提高工作

10、效率，实现积木式绘图。节省存储空间。 方便编辑。如果对一个图块经行了重新定义，则图样中插入的图块将自动经行更新。图块是用户保存并命名的一组图元对象，建立图块后，就可以在需要的地方随时插 入他们。不管图块中包含的对象有多少个，图块本身却只是一个单独的对象，可以对图 块经行移动。复制等编辑操作。此外，图块中还能附带图形所不能表达的信息，例如将 某一零件图作为一图块时零件的材料、价格、产地等可以作为图块的一部分信息，这些 信息称为图块的属性。因此在创建了图块的属性信息之后，它将与图块一起生成块，成 为图块的一部分。图块可以以图形的方式经行存储，也可以把其他文件以块的形式插入 到当前所绘制的图样，也可

11、以以外部引用把其他文件放置到当前所绘制的图样中图2 4、CAD中块的建立图块的建立完全实现了图与图之间的交互，使图中的各个标准零件或画法、表格等能够 和现实中的真实标准件一样相互之间通用并且随用随插入，实现了真正意义上的一件多用！尺寸标注是工程制图中的最重要的表达方法，它能准确无误的反映物体的形状大小 和相互位置关系。图样上的尺寸由尺寸界线、尺寸线、尺寸起止符号和尺寸数字组成。 CAD的快捷性还体现在它有一套完整的标注命令能够实现各种要求的图纸标注，AutoCAD提供的尺寸标注包括：线性尺寸标注，角度尺寸标注，半径尺寸标注，直径尺寸标注。 用户可以方便的创建各种类型的尺寸标注。尺寸公差简称公差

12、，是指最大极限尺寸减最小极限尺寸之差，或上偏差减下偏差之 差。它是容许尺寸的变动量。尺寸公差是一个没有符号的绝对值。极限偏差=极限尺寸-基本尺寸，上偏差=最大极限尺寸-基本尺寸，下偏差=最小极限尺寸-基本尺寸。零件 在制造过程中，由于加工或测量等因素的影响，完工后的实际尺寸总存在一定的误差。 在机械制图中，对于一些具有尺寸精度等级要求的尺寸，需要标注出他们的尺寸公差以确保加工质量。加工后的零件不仅有尺寸误差，构成零件几何特征的点、线、面的实际 形状或相互位置与理想几何体规定的形状和相互位置还不可避免地存在差异，这种形状上的差异就是形状误差，而相互位置的差异就是位置误差，统称为形位误差，包括形状

13、 公差和位置公差。AutoCAD提供了强大的形位公差标注功能。作为制图者。不再需要重复的画单调乏 味的框格，也不用在按照标准画标示符，只需对应选择所需的符号并插入在需要的地方。 对于公差的标注，也只需输入对应的数值即可。此外，对于尺寸标注，CAD自动测量所指定的线段长度或圆角角度。无需尺子经行误差很大的测量。为了便于控制尺寸标注的 格式，AutoCAD提供了 69个尺寸标注系统变量来控制尺寸标注的标注方式。对应的标注方式可以经行相应的尺寸线、尺寸界线和尺寸箭头的设置以满足视觉上的需求。通常在工程图样中除了绘制图形和标注尺寸，还要有必要的书写文字。几乎任何一 张图纸上都需要有文字说明。文字信息是

14、描述图形的重要内容，例如工程图样中的技术 要求、明细表和标题栏里的内容等。对于标注文字的输入，AutoCAD还提供了强大的文字输入命令，有着较强的文字处理能力，包括单行文字和多行文字两种创建文 字的方式。对于简洁的文字可以使用单行文字方式书写，对带一定格式的较长文字 则可以使用多行文字方式书写。图25、AutoCAD中的标注在工程图样的绘制过程中，经常需要对图形中的某些封闭区域填充某种图案。 尤其是在工程制图中需要在剖面上用特定的图案填充，这种图案被称为剖面符号。在机 械装配图中，剖面符号还可以区分各个不同的零件。作为制图的一项必需工序，加剖面 线成为令人苦恼的事情，简单但是麻烦，打的剖面线质

15、量好坏直接关系到绘图质量。AutoCAD中提供了多种剖面符号或图案，包括一些ANSI和ISO的标准图案。他们均放在 标准图案文件ACAD.PAT中。用户可以选用这些图案，或者自行定义一种图案来绘制剖 面符号。一般绘制的剖面符号一图块的形式存在并作为一个独立的图形对象。经AutoCAD 绘制的剖面线不仅线条整齐，还方便快捷。作为制图者所做的只是选择需要打剖面线的区域，并定义所画剖面线的细密程度图26 AutoCAD中的剖面线3强大的三维造型能力比起图纸来讲，AutoCAD还提供了强大的三维绘图功能，通过计算机辅助设计建立的 立体的、有光的、有色的生动画面，虚拟逼真地表达大脑中的产品设计效果，比传

16、统的 二维设计更符合人的思维习惯与视觉习惯。利用它可以绘制出形象逼真的立体图形，使 一些在二维平面图形中无法表达清楚地东西形象的出现在屏幕上，就像一幅生动的照 片。采用实体造型设计零部件结构，经消隐及着色等处理后显示物体的真实形状，还可 以做装配及运动仿真，以便观察有无干涉等。许多商品化的CAD/CA系统在模具行业中得到了广泛应用，但由于这些CAD/CAI系 统都是作为通用机械设计与制造软件来设计的，没有特别针对模具，为了提高模具设计 的效率与正确率,需要对其进行二次开发。在微机平台上开发 CAD/CA软件方面我国与 国外起点差不多,都是使用VisualC+或OpenGL等工具进行软件开发,国内许多高校、软 件公司和企业在此基础上开发出了先进的、 有自己特色的、符合中国用户习惯的CAD/CAM软件或模块，其中有一些成果已经得到了推广和使用。如华中科技大学1997年推出了HSC2.0注射模CAD/CAE/CA集成系统，该系统以AutoCAD软件包为图形支撑平台，包括模 具结构设计子系统，结构及工艺参数计算校核子系统，塑料流动、冷却等子系统。合肥工 业大学基于AutoCAD与 M