届自动化专业学习库-大一上工程制图cad

基于特征的三维参数化设计方法包括2个方面的内容：特征设计和参数化设计。基于特征的设计认为，复杂零件可以看成是由简单体经由叠加、切割、求交等布尔运算得到，而简单体可通过拉伸、旋转、扫描截面的方法得到。这种思想与组合体分析方法是相同的。基于特征的三维参数化设计方法基于特征的三维参数化设计方法切割添加（叠加、求和）独立的2个特征求交参数化设计方法认为，零件的大小由尺寸决定，并且是先有零件（图形），然后才有尺寸。零件的形状主要由零件结构要间的约束（如平行、垂直等）决定，当决定零件的大小和形状的驱动尺寸或约束发生改变时，零件理所当然地发生相应变化。这个方法使得原本枯燥的设计过程变得非常有意义，因为设计过程变得就象制造过程一样。基于特征的三维参数化设计方法无约束任意四边形3个垂直约束决定一个矩形2个平行、一个垂直约束（共3个约束）也决定一个矩形进一步分析可以发现，2个相等、1个垂直（共3个约束）也可以决定一个矩形，因而可以断定，4个收尾相接的直线段有3个约束即可完全确定相互位置，还可以看出，图形大小由尺寸决定，此时尺寸称为驱动尺寸（Drive

Dimension

）本课程通过操作使用设计

Mechanical

Desktop 2004，帮助读者了解基于特征的三维参数化设计方法的基本过程。Autodesk

Mechanical

Desktop是镶嵌在著名CAD

AutoCAD

的一个模块，因此必须掌握一些AutoCAD

2004基本概念和操作方法。基于特征的三维参数化设计方法1

操作界面简介WindowsXP经典式开始菜单中，启动Autodesk

MechanicalDesktop2004的方法是在“开始”菜单中选择“程序→Autodesk→Autodesk

Mechanical

Desktop2004→Autodesk

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Desktop

2004”或桌面上快捷方式图标。Autodesk

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Desktop基本概念在Autodesk

Mechanical

Desktop 2004运行过 ，选择菜单“文件→新建”，或按快捷键Ctrl＋N，用户可以选择合适的模板创建新模型文件，其中以“gb”开头的样板文件提供了我国样式、尺寸标注样式等内容按的图框、标题栏样式，并对文字进行了设置。Autodesk

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基本概念Autodesk

Mechanical Desktop文件的缺省扩展名为DWG，样板文件的扩展名为DWT每次启动AutodeskMechanicalDesktop2004都会打开MechanicalDesktop窗口。这一窗口是用户的设计工作空间，它包括用于设计和接收设计信息的基本组件。Autodesk

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基本概念Autodesk

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Desktop基本概念为了完成实验报告，请注意屏幕背景设置方法：辅助→选项2

模型空间与图纸空间启动新图形使用的样板包含了图纸图框、标题栏、投影方法、尺寸标注样式等标准信息，这样做的好处是用户无需为每一张图纸设置相同的信息，从而提高设计效率。然而练启动的Autodek

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Desktop窗口中并没有显示图纸图框和标题栏，这是因为处于模型空间的缘故。在AutodekMechanicalDesktop中，存在三种基本空间，称为模型空间、场景空间和图纸空间（或称布局）。用户在模型空间中构建零件的三维实体模型在场景空间设置材质、光源、背景，在图纸空间中生成零件的二维工程图样，就好象在

设计图纸，在展示台展示产品，在车间制造产品一样。图纸图框和标题栏被放置在图纸空间。Autodesk

Mechanical

Desktop基本概念有多种方法实现模型空间与图纸空间的切换。使用快捷键W可以实现模型空间与图纸空间双向切换，即在模型空间时执行该命令切换到图纸空间，而在图纸空间时执行该命令切换到模型空间。用鼠标单击特征浏览器窗口上方的相应标贴按钮“模型”或“图形”单击工作区下方的“模型”或“布局”

。Autodesk

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基本概念3

AutoCAD图形实体的基本特性为了方便复杂图形的管理，在AutoCAD中，图形实体（三维模型、二维图线文字等）除具有通常意义上的几何信息外，还具有图层、颜色、线型、线宽等逻辑信息。图层就象是透明的覆盖图，运用它可以很好地组织不同类型的图形信息用户创建的对象都具有的特性包括图层、颜色、线型、线宽等，对象可以直接使用其所在图层定义的特性，也可以专门给各个对象指定特性。颜色有助于区分图形中相似的元素，线型则可以轻易地区分不同的绘图元素（例如中心线或隐藏线）。线宽用来为不同的图线设定相应的宽度。（要考）Autodesk

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基本概念4

命令输入方法在Mechanical

Desktop

中，可以按下列几种方式启动命令：从菜单或快捷菜单中选择菜单项、单击 上的按钮、在命令行输入命令。但是，即使是从菜单和 中选择命令，MechanicalDesktop也会在命令窗口显示命令提示和命令记录。几乎所有MechanicalDesktop命令的每一步都有很多选项，这些选项可能包含在菜单中，但是如果从命令行输入命令，就必须由用户在执行过选择，除非全部使用默认选项。例如绘制一个圆，可以选择菜单“设计→圆”下的一个子菜单项，这些子菜单项包含了画圆命令的全部选项，应根据已知条件或要求选择，也可以从键盘输入命令，在命令执行过程选择相应的选项。Autodesk

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基本概念重复执行命令的方式是键入回车，在MechanicalDesktop中，输入回车的方式有2种：键盘上的Enter键和空格键。也有例外的情况，就是在使用单行文字或多行文字命令书写文字时，在输入文字的过，系统不再响应空格键为回车。为了方便用户操作，提高设计效率，Autodesk Mechanical

Desktop

2004设计了大量快捷键，常用的快捷键有：数字键1～4：设置工作区视口数量，方便用户同时从不同角度观察模型。数字键5～9，55～99：切换观察方向。数字键0：消除隐藏线。字母A：执行画圆弧命令Arc。字母C：执行画圆命令Circle。字母E：执行删除命令Erase。字母L：执行画直线命令Line。字母P：执行平移命令Pan。字母R：执行重画命令Redraw。字母W：执行空间切换命令。字母Z：当前屏幕图形缩小一半显示。Autodesk

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基本概念5

点输入方法几乎所有的MechanicalDesktop命令都会要求输入坐标点，大多数时候即使是要求数值也可以通过输入两个坐标点的方式实现，这时候系统将两点之间的距离作为用户输入，或将两点连线相对于零度方向（默认情况下为水平向右的方向的夹角作为角度输入。一个例外的情况是，当系统要求输入的是一个整型值时，如多边形的边数，就只能使用键盘输入数字。点输入方法主要有下述几种。（1）用鼠标左键拾取当系统提示点输入时，在绘图区任意位置按下鼠标左键。Autodesk

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基本概念Autodesk

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Desktop

基本概念（2）输入绝对坐标每次开启一个新的图形文档时，AutoCAD总是创建一个内置坐标系以确定图线的位置，这个坐标系是三维坐标系，通常被称为世界坐标系（WCS-World

Coordinate

System），该坐标系Z轴是垂直于屏幕指向用户的。在绘图过使用的坐标系却是用户坐标系（UCS-User

CoordinateSystem）。可以随时改变坐标系的原点位置和坐标轴的方向。用户的所有绝对坐标输入都是相对于用户坐标系的原点而言的。开始绘图时，用户没有定义用户坐标系，此时用户坐标系与世界坐标系重合。绝对坐标使用单字节逗号隔开的三个数字，分别表示点x，y，z三个坐标分量。下述过程以坐标原点为左下角点绘制表示A4图纸的矩形框。其中红色字符为用户输入。命令:line指定第一点:0,0指定下一点或[放弃(U)]:297,0指定下一点或[放弃(U)]:297,210指定下一点或[闭合(C)/放弃(U)]:0,210指定下一点或[闭合(C)/放弃(U)]:cAutodesk

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基本概念（3）相对直角坐标系当知道第二点与第一点的x，y，z坐标差时，可使用相对直角坐标系，其一般格式是@

x,

y,(

z)其中括号内的z坐标差可以省略，此时表示z坐标差为0。下述过程绘制了一条直线，该直线的端点相对于起点，x坐标增加了100，y坐标增加了-50（减少了50）。命令:line指定第一点:用左键在绘图区任意拾取一点指定下一点或

[放弃(U)]:

@100,-50指定下一点或[放弃(U)]:回车，结束命令Autodesk

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基本概念下述过程以坐标原点为左下角点绘制表示A4图纸的矩形框。其中红色字符为用户输入。命令:line指定第一点:0,0指定下一点或[放弃(U)]:@297,0指定下一点或[放弃(U)]:@0,210指定下一点或[闭合(C)/放弃(U)]:@-297,0指定下一点或[闭合(C)/放弃(U)]:cAutodesk

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2009

基本概念（4）相对极坐标如果知道下一点相对于上一点的距离和方位，可使用相对极坐标。其格式是@Dist<Angle其中Dist表示下一点相对于上一点的距离，必须大于0。Angle指上一点与下一点的连线与0°方向的夹角。默认情况下，系统规定水平向右为0°方向，逆时针方向为角度正方向。下述操作绘制一条长度为100，指向右上角，与水平方向夹角为30°的直线命令:line指定第一点:用左键在绘图区任意拾取一点指定下一点或[放弃(U)]:@100<30指定下一点或

[放弃(U)]:回车，结束命令Autodesk

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基本概念下述过程以坐标原点为左下角点绘制表示A4图纸的矩形框。其中红色字符为用户输入。命令:line指定第一点:0,0指定下一点或[放弃(U)]:@297<0指定下一点或[放弃(U)]:@210<90指定下一点或[闭合(C)/放弃(U)]:@297<180指定下一点或[闭合(C)/放弃(U)]:c（5）直接距离输入在绘图过，当指定了第一点后，移动光标，往往可以看到一条与第一点相连的动态直线，该直线称为“橡皮筋线”。此时如果输入一个数值后回车，就表明下一点距离第一点为输入的数值，方向为橡皮筋线方向。该方法与正交功能结合使用，可以非常方便地绘制工程图上常见的特定长度的水平数值线条。Autodesk

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Desktop基本概念（6）目标捕捉模式（OSnap）在绘图命令运行期间，可以用目标捕捉功能捕捉对象上的特征点，如端点、中点、圆心和交点等。捕捉对象上特征点的一般方法是：启动需要指定点

令（

如Line、Circle、Arc、Copy

或

Move等），当命令提示指定点时，使用以下方法之一选择一种对象捕捉方法：①

单击状态行“对象捕捉”按钮，或按功能键F3，打开自动对象捕捉功能，缺省情况下该功能是打开的。在该按钮上按右键选择“设置”可弹出“草图设置→对象捕捉”

框。Autodesk

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Desktop基本概念②按SHIFT键并在绘图区域中单击鼠标右键，然后从快捷菜单中选择一种对象捕捉。然后将光标移动到特征点所在图线上，单击鼠标左键。Autodesk

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基本概念③在命令行中输入一种对象捕捉的缩写。如果选择对象捕捉点以外的任意点，Mechanical

Desktop

将提示所选的点无效。Autodesk

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Desktop基本概念对象捕捉方式命令行缩写捕捉到端点END对象端点中点MID对象中点交点INT对象交点中心点CEN圆、圆弧及椭圆的中心点象限点QUA圆弧、圆或椭圆的最近象限垂足PER对象上的点，构造垂足（法线）对齐切点TAN圆或圆弧上一点，与最后一点连接可以构造对象的切线Autodesk

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基本概念下面的过程通过捕捉节点、切点、圆心绘制圆的切线和半径。命令:_line指定第一点:输入nod后回车，启动节点捕捉功能，或用其它方式启动结点捕捉功能于拾取点1指定下一点或[放弃(U)]:输入tan后回车，启动切点捕捉功能，或用其它方式启动该功能到拾取点2指定下一点或[放弃(U)]:输入cen后回车，启动圆心捕捉功能，或用其它方式启动该功能于拾取点3指定下一点或[闭合(C)/放弃(U)]:回车,结束命令自动对象捕捉功能使对象捕捉功能始终处于运行状态，每当系统提示输入坐标点时，设定的目标捕捉方式自动开启，除非将其关闭。缺省情况下，自动对象捕捉功能只能捕捉端点、圆心和交点。欲自动捕捉其它特征点，可执行

OSnap命令，或在状态行“对象捕捉”按钮上按右键，选择“设置”菜单，在

“对象捕捉设置”框中选择适当的对象捕捉模式。同时使用多个对象捕捉模式时，如果对象捕捉靶框在一个对象上，可以按

TAB

键在可用的捕捉点之间循环切换。例如，如果打开了“象限点”和“圆心”捕捉，靶框在圆上，则按

TAB

键将循环切换圆的对象捕捉点：四个象限点和圆

心。Autodesk

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Desktop基本概念6

AutoCAD辅助绘图功能为了实现精确作图，提高设计效率，AutoCAD提供了许多有用的辅助功能，如正交模式、栅格模式、捕捉模式等。Autodesk

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Desktop基本概念（1）正交模式（Ortho）在AutoCAD中，坐标点除了可以使用键盘输入外，还可以使用鼠标直接输入在设计过，遇到的最多的情况往往是水平线或竖直线，为此系统提供了正交功能。该功能使得用户在进行某些操作时只能沿水平方向或垂直方向进行(实际上是沿用户坐标系x或y轴方向)，如在正交模式下只能画水平或竖直直线，实体时也只能沿水平或竖直方向进行。选择状态行正交按钮,或按功能键F8，可以在打开或关闭正交模式之间切换实际操作中(如绘制直线)，输入第一点后移动光标，可以看到第一点与光标之间出现一条直线，称为拖引线，打开正交模式后，拖引线显示为竖直或水平直线，这取决于当前光标位置与第一点的竖直、水平方向的坐标差，最终操作发生在坐标差大的方向。如果使用目标捕捉模式，交模式不起作用。Autodesk

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基本概念Autodesk

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基本概念下述过程以坐标原点为左下角点快速绘制表示A4图纸的矩形框。其中红色字符为用户输入。命令:line指定第一点:0,0指定下一点或[放弃(U)]:打开正交功能，光标右移，使橡皮筋线水平向右，输入297,回车指定下一点或[放弃(U)]:光标上移，使橡皮筋线竖直向上，输入210，回车指定下一点或[闭合(C)/放弃(U)]:光标左移，使橡皮筋线水平向左，输入297,回车指定下一点或[闭合(C)/放弃(U)]:c7

图形观察Desktop图形观察包括图形缩放、平移、模型显示视角和显示模式。缩放（Zoom）在Mechanical Desktop中，按一定比例、观察位置和角度显示的图形称为视图（注：这里的视图与

的投影视图是两个完全不同的概念）。增大图像以便更详细地查看细节称为放大。收缩图像以便在更大范围内查看图形全貌称为缩小。缩放并没有改变图形的绝对大小。它仅仅改变了绘图区域中视图的大小。缩放图形的最简便方法是滚动鼠标中键滚轮，向上滚动滚轮放大图形，向下滚动滚轮缩小图形。滚动光标放大图形时，应先将光标移到需要放大区域的中心位置。也可以指定显示窗口、按指定比例缩放、显示整个图形等方式缩放图形，对应菜单“视图→缩放→…”下的各个子菜单项。使用平移（Pan）在Mechanical

Desktop中实现快速平移的方法是按住鼠标中键，移动光标。Autodesk

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基本概念（3）三维模型的观察视角和显示模式使用Desktop观察工具条可以改变三维模型的显示模式。Desktop观察工具条按钮包括：实时平移：选择该按钮后，在绘图区按住不放，移动光标，可实现实时平移等价于按住鼠标中键移动光标；实时缩放：单击此按钮后，在绘图区按住左键上下移动，可实现实时缩放，等价于滚动光标滚轮；三维动态观察器按钮：选择此按钮后，绘图区显示球状圆圈。此时，在圆圈内按住左键移动光标，可对模型进行实时旋转。在圆圈外按住左键鼠标移动光标模型绕圆圈中心转动。Autodesk

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基本概念草图观察方向按钮：选择此按钮，观察方向转为正视于当前草图平面，等价于命令Plan；恢复视图按钮：切换观察方向为用户保存的视图；切换

/线框显示方式：使显示模式在 和线框两种模式间切换，选择该按钮下的子按钮，还可以将显示模式切换为：二维线框、三维线框视觉样式、三维隐藏视觉样式、真实视觉样式、概念视觉样式等。当用户切换模型显示模式为时，绘图区的右上角会出现三维观察器。用户单击三维观察器中六面体上、下、左、右、前、后面，可以切换观察方向为正视于这些平面，单击六面体的8个顶点，将正视于这些顶点显示相应轴测图。Autodesk

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基本概念为了最大限度地方便用户观察，Mechanical

Desktop提供了几个从特定方向观察模型的快捷键，并且用数字作为命令的名称，对应于“视图→三维视图”菜单下的各个子菜单项，适合从命令行快速输入，它们是：东南等轴测方向观察命令8，西南等轴测方向观察命令88，俯视方向观察命令5，仰视方向观察命令55，左视方向观察命令6，右视方向观察命令66，前视方向观察命令7，后视方向观察命令77。Mechanical

Desktop提供了同时从几个方向观察物体的方法，就是将绘图区域拆分成几个视口，每个视口显示从不同方向观察模型得到的视图。这些命令的名称分别是1、2、3和4，分别将窗口拆分成1、2、3和4个视口，通常情况下视口只有一个，就是开启一个新图形的情形。一个图形最多可以拆分成4个视口。每一时刻只有一个视口是活动的，平移、缩放等操作只反映在该视口中，但是对模型的编辑操作实时地反映到其它所有视口中。使一个视动的方法是在该视口中单击鼠标左键。Autodesk

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基本概念8

校正错误操作过

发生错误是不可避免的，有多种方法可以放弃最近一个或多个操作。最简单的就是使用Ctrl+Z、U或Undo

命令来放弃单个操作。放弃最近操作可从“编辑”菜单中选择“放弃”或从命令行输入U命令或Undo

命令。要重做

Undo

放弃的最后一个操作，可以使用

Redo

命令，从“编辑”菜单中选择“重做”或用键盘输入Redo

命令。也可以取消命令执行过

的误操作。当命令提示中有“放弃（U）”选项时，可以输入“U”取消上一步操作。如绘制直线时，可以输入“U”放弃所有输入点，直到放弃起点。按ESC

（即退出）键可以终止任何正在执行命令。Autodesk

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基本概念9

坐标输入操作实例本实例以点（200，160）为起点，绘制图示平面图形，在操作过 使用了前述有关点输入的所有方法，读者应认真体会，在打开或关闭动态输入功能的情况下，使用各种坐标输入方法反复练习。Autodesk

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Desktop基本概念Autodesk

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Desktop基本概念命令:_line指定第一点:200,160指定下一点或[放弃(U)]:打开正交功能，光标右移，使橡皮筋线水平向右，输入66，回车指定下一点或[放弃(U)]:光标上移，使橡皮筋线竖直向上，输入48，回车指定下一点或[闭合(C)/放弃(U)]:光标左移，使橡皮筋线水平向左，输入40，回车指定下一点或[闭合(C)/放弃(U)]:光标下移，使橡皮筋线水平向下，输入8，回车指定下一点或[闭合(C)/放弃(U)]:光标左移，使橡皮筋线水平向左，输入17，回车指定下一点或[闭合(C)/放弃(U)]:@-9,-25指定下一点或[闭合(C)/放弃(U)]:cAutodesk

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Desktop基本概念命令:_line指定第一点:213,169指定下一点或[放弃(U)]:光标右移，使橡皮筋线水平向右，输入45，回车指定下一点或[放弃(U)]:光标上移，使橡皮筋线竖直向上，输入12，回车指定下一点或[闭合(C)/放弃(U)]:@-6,15指定下一点或[闭合(C)/放弃(U)]:光标左移，使橡皮筋线水平向左，输入12，回车指定下一点或[闭合(C)/放弃(U)]:@17<-100指定下一点或[闭合(C)/放弃(U)]:光标左移，使橡皮筋线水平向左，输入24，回车指定下一点或[闭合(C)/放弃(U)]:cAutodesk

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Desktop提供了丰富的绘制二维图形实体

令，包括直线、圆、圆弧、椭圆、矩形、复合线等，这些命令位于设计菜单。在此仅介绍本课程涉及到的AutoCAD二维图线绘制命令，这些命令是构建本书所述及的三维模型截面轮廓所必须的。常用二维图形绘制命令常用二维图形绘制编辑命令1

直线命令：Line菜单：设计→直线快捷键：L绘制直线使用Line命令。选择菜单“设计→直线”，或从命令行输入Line命令，操作过程如下：命令：Line指定第一点：（输入点）指定下一点或[放弃（U）]：（输入点）指定下一点或[放弃（U）]：（输入点，或回车结束命令）指定下一点或[闭合(C)/放弃(U)]：（输入点，或回车结束命令）指定下一点或[闭合(C)/放弃(U)]：（输入点，或回车结束命令）………常用二维图形绘制编辑命令命令：Line指定第一点：（输入点）指定下一点或[放弃（U）]：（输入点）指定下一点或[放弃（U）]：（输入点，或回车结束命令）指定下一点或[闭合(C)/放弃(U)]：（输入点，或回车结束命令）指定下一点或[闭合(C)/放弃(U)]：（输入点，或回车结束命令）………绘制直线时，AutoCAD提示“指定下一点或[放弃（U）]”或“指定下一点或[闭合(C)/放弃(U)]”，提示用户输入端点坐标。因此，用户可以在一次命令执行过绘制首尾相接的直线链。用户可以用如下方式响应直线命令提示：◆输入回车，结束命令。◆输入坐标点，绘制一段直线，注意使用最恰当的坐标输入方式。◆当绘制了2条以上的直线段后，系统提示由“指定下一点或[放弃（U）]”变为“指定下一点或[闭合(C)/放弃(U)]”，输入字母“C”，将最后一点与起点相连，结束命令。◆输入字母“U”，放弃最后一点输入，可以放弃起点输入。2圆命令：Circle菜单：设计→圆快捷键：C绘制圆使用Circle命令，AutoCAD提供了5种画圆方式，分别是：圆心、半径，圆心、直径，两点，三点，相切、相切、半径。分别与菜单“设计→圆”下的子菜单对应，其中“切点、切点、切点”画圆方式是“三点”方式的特例。如果从命令行输入Circle命令，执行过

的默认选项为最常用的圆心、半径方式，用户可以输入一点作为圆心，输入一数值作为半径，也可以输入两点，第一点为圆心，第二点为圆周上的点。常用二维图形绘制编辑命令3删除命令：Erase菜单：修改→删除→清除快捷键：E在Autodesk

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2009中，有多种方式删除对象，用户