機械制圖02-0計算機繪圖

1、LOGO計計 算算 機機 繪繪 圖圖1主要內(nèi)容主要內(nèi)容CAD概述1AutoCAD概述2計算機繪圖與手工繪圖的比較342平面圖形繪圖示例掛輪架CAD的定義的定義vCAD C-Computer A-Aided D-Design（Drawing）v計算機輔助設(shè)計（Computer Aided Design,簡稱CAD）是利用計算機系統(tǒng)來輔助工程或產(chǎn)品設(shè)計的技術(shù)，是計算機科學(xué)與工程設(shè)計相結(jié)合所形成的新興學(xué)科。v它將計算機迅速、準(zhǔn)確地處理信息的特點與人類的創(chuàng)造思維能力及推理判斷能力巧妙地結(jié)合起來，為現(xiàn)代設(shè)計提供了理想的手段。CAD的發(fā)展的發(fā)展CAD 技術(shù)隨著計算機及其外圍設(shè)備、圖形輸入輸技術(shù)隨著計算機及

2、其外圍設(shè)備、圖形輸入輸出設(shè)備、軟件技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。出設(shè)備、軟件技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。v 準(zhǔn)備和誕生時期（準(zhǔn)備和誕生時期（20世紀世紀5060年代）年代）電子管計算機電子管計算機1950 MIT 能夠顯示簡單圖形的圖形顯示器能夠顯示簡單圖形的圖形顯示器1958 Calcomp 滾筒式繪圖機滾筒式繪圖機2020世紀世紀5050年代末年代末美國MIT林肯實驗室SAGESAGE戰(zhàn)術(shù)防戰(zhàn)術(shù)防空系統(tǒng)空系統(tǒng)5美國Calcomp公司研制出的世界上第一臺滾筒式繪圖機，使計算機輔助繪圖儀開始代替人工繪圖。7v蓬勃發(fā)展和進入應(yīng)用的時期（蓬勃發(fā)展和進入應(yīng)用的時期（ 20世紀世紀60年代）年代） 1962，Sutherl

3、and 研究出了研究出了Sketchpad交互式圖交互式圖形系統(tǒng)。形系統(tǒng)。 計算機及圖形設(shè)備價格昂貴，技術(shù)復(fù)雜。計算機及圖形設(shè)備價格昂貴，技術(shù)復(fù)雜。 計算機圖形學(xué)的發(fā)展，如計算機圖形學(xué)的發(fā)展，如Coons和和Bzier曲面曲面的曲的曲面理論對面理論對CAD曲面造型起了奠基作用曲面造型起了奠基作用 。 MIT的I.E.薩瑟蘭德在其博士論文SKETCHPAD:一個人機通信的圖形系統(tǒng)中首次提出計算機圖形學(xué)、交互技術(shù)等新思想。這套能夠通過使用光筆在屏幕上與計算機系統(tǒng)進行人機交互作業(yè)的系統(tǒng)被人們認為是CAD工業(yè)邁出的第一步 。9v廣泛應(yīng)用時期（廣泛應(yīng)用時期（ 20世紀世紀70年代）年代） 集成電路用于計

4、算機，使計算機平臺的性能大為集成電路用于計算機，使計算機平臺的性能大為提高。提高。 出現(xiàn)了以小型計算機為平臺的出現(xiàn)了以小型計算機為平臺的CADCAD系統(tǒng)。系統(tǒng)。 圖形設(shè)備相繼推出并完善。圖形設(shè)備相繼推出并完善。 圖形軟件和圖形軟件和CADCAD應(yīng)用支撐軟件不斷得到充實與提應(yīng)用支撐軟件不斷得到充實與提高高。v飛速發(fā)展時期（飛速發(fā)展時期（ 20世紀世紀80年代）年代） 出現(xiàn)了大規(guī)模與超大規(guī)模集成電路，使微機進入出現(xiàn)了大規(guī)模與超大規(guī)模集成電路，使微機進入市場。市場。 推出了以推出了以UNIXUNIX系統(tǒng)支撐的系統(tǒng)支撐的SUNSUN工作站。工作站。 圖形軟件更加成熟圖形軟件更加成熟 。v日趨成熟的時期

5、（日趨成熟的時期（ 20世紀世紀90年代）年代） 出現(xiàn)基于出現(xiàn)基于PC平臺的價廉物美的平臺的價廉物美的CAD系統(tǒng)。系統(tǒng)。 CAD系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化：系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化：OpenGL、IGES、STEP。 智能化智能化CAD系統(tǒng)。系統(tǒng)。 集成化集成化 。 科學(xué)計算可視化科學(xué)計算可視化、虛擬現(xiàn)實虛擬現(xiàn)實、虛擬制造虛擬制造。SGI 超級計算機SGI的silicon graphics octane2及02桌面工作站SGI octane2上運行的地理信息系統(tǒng)應(yīng)用CATIA系統(tǒng)完成的設(shè)計可視化技術(shù)廣泛應(yīng)用于流體力學(xué)、有限元分析、醫(yī)學(xué)、天氣預(yù)報、海洋和空間探測等領(lǐng)域。已成為一種從海量的計算數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)中發(fā)掘其蘊含的自

6、然、物理現(xiàn)象和規(guī)律的新的通用手段。LOGO虛擬現(xiàn)實（虛擬現(xiàn)實（VRVR）技術(shù)）技術(shù)虛擬現(xiàn)實（虛擬現(xiàn)實（ Virtual RealityVirtual Reality，VR VR ）技術(shù)，融合了數(shù)字圖像處理、計算技術(shù)，融合了數(shù)字圖像處理、計算機圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、傳感器技機圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)等多個信息技術(shù)分支，從而大大術(shù)等多個信息技術(shù)分支，從而大大推進了計算機技術(shù)的發(fā)展。推進了計算機技術(shù)的發(fā)展。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)就是要利用各種先進虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)就是要利用各種先進的硬件技術(shù)及軟件工具，設(shè)計出合的硬件技術(shù)及軟件工具，設(shè)計出合理的硬件、軟件及交互手段，使參理的硬件、軟件及交互手段，使參與者能交互式

7、地觀察和操縱系統(tǒng)生與者能交互式地觀察和操縱系統(tǒng)生成的虛擬世界。成的虛擬世界。 管路設(shè)計管路設(shè)計強度分析強度分析結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析數(shù)字預(yù)裝配數(shù)字預(yù)裝配CAMCAM裝配過程仿真裝配過程仿真裝配過程仿真裝配過程仿真二維CAD當(dāng)代二維CAD軟件二維編輯針對性應(yīng)用(建筑,機械)AutoCAD實體造型曲面特征技術(shù)參數(shù)化技術(shù)變量化技術(shù)現(xiàn)代工程類三維CAD并行工程工程理論知識工程自由造型類三維CAD材質(zhì)動畫渲染效果圖3DS MAXMAYASoftImage 3D工程特征設(shè)計系列控制加工分析CATIA/UG/I-DEAS/PRO-E /solidworks /solidEdgeCATIA系統(tǒng)應(yīng)用I-DEAS開發(fā)的

8、打印機PT公司的Pro/Engineer系統(tǒng)CAD的應(yīng)用概況的應(yīng)用概況vCAD的設(shè)計對象： 機械、電氣、電子、輕工和紡織產(chǎn)品 工程設(shè)計產(chǎn)品：工程建筑AEC （Architecture Engineering and Construction) 延伸到DCC（Digital Content Creation)機械CAD雪佛萊敞篷轎車曲面造型利用計算機輔助建筑設(shè)計(Computer Aided Architecture Design)完成的建筑及室內(nèi)設(shè)計方案泰坦尼克號劇照 v 交互AutoCAD概述概述30v 美國Autodesk公司的產(chǎn)品 v 世界上用戶量最多的數(shù)字化設(shè)計軟件 世界500強 10

9、0%是它的用戶 全球注冊用戶裝機量已超過700萬套 在我國制造業(yè) 70% 建筑業(yè) 90%v 廣泛應(yīng)用在機械、建筑、設(shè)計、電子、化工、室內(nèi)裝修、影視制作等方面v 其數(shù)據(jù)格式已成為行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)vAutoCAD自1982年問世以來，版本不斷升級，功能不斷增強。從R1.0R2.6，R92000版，從DOS到Windows，從純粹的二維到三維。AutoCAD的基本功能的基本功能vAutoCAD自1982年問世以來，已經(jīng)經(jīng)歷了十余次升級，其每一次升級，在功能上都得到了逐步增強，且日趨完善。也正因為AutoCAD具有強大的輔助繪圖功能，因此，它已成為工程設(shè)計領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的計算機輔助繪圖與設(shè)計軟件之一。

10、主要由以下功能： 繪制與編輯圖形 標(biāo)注圖形尺寸 渲染三維圖形 輸出與打印圖形 繪制與編輯圖形繪制與編輯圖形v使用AutoCAD繪制的二維圖形和三維圖形 標(biāo)注圖形尺寸標(biāo)注圖形尺寸v使用AutoCAD標(biāo)注的二維圖形和三維圖形 渲染三維圖形渲染三維圖形v使用AutoCAD進行的照片級光線跟蹤渲染的效果 輸出與打印圖形輸出與打印圖形 vAutoCAD不僅允許將所繪圖形以不同樣式通過繪圖儀或打印機輸出，還能夠?qū)⒉煌袷降膱D形導(dǎo)入AutoCAD或?qū)utoCAD圖形以其他格式輸出，增強了靈活性。因此，當(dāng)圖形繪制完成之后可以使用多種方法將其輸出。例如，可以將圖形打印在圖紙上，或創(chuàng)建成文件以供其他應(yīng)用程序使用

11、。 在在ANSYS中導(dǎo)入中導(dǎo)入AutoCAD模型模型 傳統(tǒng)工程設(shè)計傳統(tǒng)工程設(shè)計工作主要包括繪制零部件圖形及各零部工作主要包括繪制零部件圖形及各零部件尺寸和基準(zhǔn)點的計算。件尺寸和基準(zhǔn)點的計算。手工：v繪圖精度差v速度較慢v圖紙易損，不易長期保存v產(chǎn)品圖修改比較困難Auto CAD軟件：v 繪圖精度好v 速度較快v 圖形可保存在硬盤或移動存儲器，方便管理v 修改圖形容易、快速v Internet功能方便了企業(yè)內(nèi)部管理和對外聯(lián)系v 易于建立標(biāo)準(zhǔn)圖和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計庫手工繪圖與計算機繪圖手工繪圖與計算機繪圖 對比對比 v1按比例繪圖按比例繪圖 使用AutoCAD軟件繪圖時，按所選單位以 1:1 的比例繪制對象

12、。布局和打印圖形時，可以指定任何比例。v2布置圖形布置圖形 在圖紙上，布局受所用圖紙大小的限制。使用 AutoCAD，則先在模型空間的工作環(huán)境中繪制設(shè)計或模型。然后在圖紙空間的環(huán)境中為該模型創(chuàng)建布局。v3組織圖紙信息組織圖紙信息 使用 AutoCAD時，圖層即相當(dāng)于透明圖紙。使用透明圖紙，用戶可以單獨或組合顯示、編輯和打印圖層。v4建立繪圖標(biāo)準(zhǔn)建立繪圖標(biāo)準(zhǔn) 繪圖時必須建立標(biāo)準(zhǔn)以進行有效的交流。圖形的線型、線寬、文字、標(biāo)注等方面要求始終遵守相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。使用 AutoCAD，可以通過創(chuàng)建可持續(xù)應(yīng)用的樣式（包括文字樣式、標(biāo)注樣式和線型樣式等），來確保符合國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)、公司的標(biāo)準(zhǔn)。v5高效繪圖高效

13、繪圖 更省力地繪圖，更快速地修改：這是用戶使用 CAD 的兩個主要原因。AutoCAD提供了一整套繪圖和編輯工具，可以消除重復(fù)勞動，使繪圖不再是一件費時的工作。刪刪 除除鏡鏡 像像陣陣 列列旋旋 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)拉拉 伸伸修修 剪剪單點打斷單點打斷倒倒 角角分分 解解復(fù)復(fù) 制制偏偏 移移移移 動動縮縮 放放拉拉 長長延延 伸伸折折 斷斷倒倒 圓圓直直 線線多多 線線正多邊形正多邊形圓圓 弧弧樣條曲線樣條曲線插入塊插入塊點點面面 域域構(gòu)造線構(gòu)造線多義線多義線矩矩 形形圓圓橢橢 圓圓創(chuàng)建塊創(chuàng)建塊圖案填充圖案填充文字文字v6查看圖形查看圖形 CAD 的強大功能使用戶可以方便地以不同的縮放比例快速查看設(shè)計的不同部

14、分，以創(chuàng)造最佳工作條件。 Auto CAD的工作流程的工作流程 利用利用AutoCAD繪繪圖的一般操作流程圖的一般操作流程啟動啟動AutoCAD，設(shè)置繪圖環(huán)境，設(shè)置繪圖環(huán)境繪制基本圖形編輯修改圖形添加標(biāo)注添加標(biāo)注添加文字添加文字控制顯示圖形控制顯示圖形存儲文件輸出圖形效果圖形效果命令行文本窗口工具欄菜單欄繪圖窗口狀態(tài)欄坐標(biāo)系模版選項卡和布局選項卡十字光標(biāo)垂直滾動條水平滾動條掛輪架繪制示例掛輪架繪制示例平面圖形的繪制平面圖形的繪制v圖形分析 線段分析 已知線段 中間線段 連接線段步驟步驟1vAutoCAD中繪圖環(huán)境設(shè)置 建立圖層 建立輪廓線層、尺寸線層和中心線層，選擇對應(yīng)的建立輪廓線層、尺寸線層和中心線層，選擇對應(yīng)的線型和顏色。線型和顏色。v繪圖環(huán)境的準(zhǔn)備 打開繪制、編輯、尺寸標(biāo)注等常用工具條。打開繪制、編輯、尺寸標(biāo)注等常用工具條。 根據(jù)圖樣，打開端點、交點、圓心等根據(jù)圖樣，打開端點、交點、圓