AutoCAD课程设计.docx
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AutoCAD课程设计
AutoCAD课程设计
一、设计目的
AutoCAD是一种通用计算机辅助设计软件包，它在设计和绘图方面具有强大的功能，在机械、建筑、电子、纺织、地理、航空等领域得到了广泛的应用。
而三维绘图是AutoCAD中的精华所在，为了进一步熟悉AutoCAD的三维绘图技巧，并将所学知识联系实际运用需求，此次课程设计安排的内容以教学中涉及的知识点为基础，紧密联系实际应用，从而在考察课上平时所学知识的同时，也对使用AutoCAD进行实际需要绘图的能力进行了一次提升。
二、设计内容
按照所给平面图、立面图以及门窗表中的数据要求绘制一幅房屋的三维立体图，详细要求见图1：
图1
三、设计要求
1.形体结构分析
对图1中所给模型进行分析，发现此房屋主要由屋顶、墙体、地基、阶梯、支柱、窗户以及门七个部分组成，窗户和门都是嵌在墙体中的。
其中墙体是组合比较复杂的部分，各个墙面上窗户以及门的定位都不同。
从图1中的平面图可以看出，墙体是由7个更小的独立的墙体构成的。
在具体绘图时，将墙体分解为7个部分完成，最后再组合成墙体。
墙体上的窗户和门是嵌在墙体中的，这可以在绘制7个独立的墙体时按照要求嵌入，和各独立墙体成为一个整体，最后随着各自所在的独立墙体一同拼装。
而嵌入的完成可分为两大步骤：
第一步，在墙体上挖出窗户和门的形状空缺，这可以使用实体的差集来实现；第二步，将窗户和门嵌入墙体上的空缺中。
采用这种方法除了需要将窗户的门先绘制完成外，还各需要一个来“挖墙”的模具——一个和窗户整体同长宽厚的长方体和一个和门整体同长宽厚的长方体。
2.造型方法选取
各个独立的实体的造型方法选取：
门和窗户都可以先绘制平面图，再拉伸为三维实体；在墙上“挖”出门和窗户形状空缺的实体也是通过拉伸从二维对象成为三维实体；分解得到的7个独立墙体、地基、阶梯以及支柱也是通过拉伸从二维对象成为三维实体。
在完成各个独立的实体的绘制工作之后，进行的工作就是将各个实体按照图1中的要求进行组合，其中比较特别的是门和窗户嵌入墙体的方式：
在绘制各独立墙体的实体时先不考虑门和窗户，将各独立墙体绘制成没有门和窗户的墙体，然后再利用“挖”墙的实体与各独立墙体做差集，得到有门和窗户空缺的各独立墙体，最后再将门和窗户实体嵌入各自在墙体上的空缺处。
组合各独立实体中最主要工作的就是各独立墙体的组合，必须结合墙的厚度仔细考虑各独立墙体之间的位置关系。
地基和阶梯也可以组合为一个整体，这样整个房屋的结构更明显。
最后，将组合好的墙体、房顶、支柱、组合好的地基和阶梯进行组合，便得到最终的成果——房屋的三维立体图。
3.分步设计与实现
3.1窗户实体的绘制
3.1.1实体尺寸分析
在绘图之前我们定义长为X轴方向，宽为Y轴方向，厚为Z轴方向，单位预设为毫米。
从图1中可以知道窗户的长：
1200，宽：
1800，厚：
240。
考虑到窗子的边缘不是线条，可规定边缘的宽度为：
50，此规定同样适用于窗户内的十字框以及门的绘制。
3.1.2具体绘制步骤
（1）绘制窗户的平面外框：
由两组长方形组成，横向的长方形的长：
1200，宽：
50；纵向的长方形的长：
50，宽：
1800。
绘图命令为：
命令:
_rectang
指定第一个角点或[倒角（C）/标高（E）/圆角（F）/厚度（T）/宽度（W）]:
指定另一个角点或[面积（A）/尺寸（D）/旋转（R）]:
d
指定矩形的长度:
1200
指定矩形的宽度:
50
命令:
_rectang
指定第一个角点或[倒角（C）/标高（E）/圆角（F）/厚度（T）/宽度（W）]:
指定另一个角点或[面积（A）/尺寸（D）/旋转（R）]:
d
指定矩形的长度:
50
指定矩形的宽度:
1800；
结果如图2所示：
图2
重复以上命令一次，得到四个两组长方形；
（2）用两组长方形搭建窗户的平面外框：
右击对象捕捉按钮，选取端点，使用移动命令，选取移动对象时可选横向长方形也可选纵向长方形，影响不大，因为只要将两组四个长方形最终搭建成窗户的外框即可。
在选取移动基点时，捕捉所选取的长方形的角上的端点，将其移动到走向与之垂直的长方形的角的端点上即可。
绘图命令为:
_move；得到的结果如图3所示：
图3
（3）修建重合部分的线条：
将四个角处重合部分的线条进行修建，绘图命令为：
trim；得到的结果如图4所示：
图4
（4）绘制窗户内部的平面十字框：
由两个长方形组成，横向的长方形的长：
1200，宽：
50；纵向的长方形的长：
50，宽：
1800；绘图命令及结果均与
（1）中类似，可参见图1，在此不再赘述。
（5）搭建平面十字框：
右击对象捕捉按钮，选取中点；再使用移动命令，选取纵向的长方形为移动对象，选取移动基点时选取该长方形最上面的边的中点，选取移动目标点时选取横向长方形最上面的边的中点；同理再次使用移动命令，选取纵向长方形为移动对象，基点任意，按住shift键垂直向上移动适当的距离形成十字框的平面图形；绘图命令均与
（2）中类似，结果如图5所示：
图5
（6）修建重合部分的线条：
命令及操作与（3）类似，不再赘述，结果如图6所示：
图6
（7）将十字框移动到窗子外框内部：
使用移动命令，选取十字框为移动对象，选取十字框最上面的边的中点为移动基点，选取窗户外框的最上面的边的中点为移动目标点；绘图命令及操作步骤均与
（2）中类似，结果如图7所示：
图7
（8）修建重合部分的线条：
与（3）类似，结果如图8所示：
图8
（9）二维对象拉伸为三维实体：
窗户的厚度与墙体的厚度相同：
240选取所有平面对象为拉伸对象，拉伸的高度为240，绘图命令概括为：
_extrude
指定拉伸的高度或[方向（D）/路径（P）/倾斜角（T）]:
240
使用动态观察观看三维结果如图9所示：
图9
（10）将其保存为名为“3_1.dwg”的文件。
3.2门实体的绘制
3.2.1实体尺寸分析
对于长宽厚的定义以及单位的说明与3.1中相同，今后若无特殊说明均以此定义为标准。
从图1中可以知道门的长：
900，宽：
2700，厚：
240。
3.2.2具体绘制步骤
（1）门的平面框架图绘制：
绘制一横两纵三个长方形，横向的长方形长：
900，宽：
50；纵向长方形的长：
50，宽：
2700。
再绘制一个横向的长方形，长：
800，宽：
50。
使用移动命令将这四个长方形搭建成门的平面框架图，并对重合部分的线条进行修建，整个过程的绘图命令和操作与3.1中
（1）～（3）十分类似，在此不再赘述，只将结果显示如图10所示：
图10
（2）将二维对象拉伸为三维实体：
选取门的平面框架为拉伸对象，拉伸高度为240，绘图命令及操作过程与3.1中的（9）十分相似，不再赘述，使用动态观察观看绘图结果如图11所示：
图11
（3）将其保存为名为“M1.dwg”的文件。
3.3“挖”墙的窗体和“挖”墙的门实体绘制
3.3.1实体尺寸分析
所谓“挖”墙是指此类实体是用来与墙体进行差集操作，在墙体上得到窗户和门的形状空缺，从而使将窗户和门嵌入墙体成为可能。
“挖”墙的窗体的长：
1200，宽：
1800，厚：
240。
“挖”墙的门的长：
900，宽：
2700，厚：
240。
3.3.2具体绘图步骤
（1）绘制“挖”墙的窗体的平面对象：
使用矩形命令，矩形长为1200，宽为1800，绘图命令与3.1中
（1）类似，结果如图12所示：
图12
（2）将平面对象拉伸为三维实体：
拉伸高度为240，绘图命令与3.1中（9）类似，结果如图13所示：
图13
（3）将其保存为名为“挖墙的窗体.dwg”的文件。
（4）绘制“挖”墙的门实体：
使用矩形命令绘制平面矩形，矩形长为900，宽为2700，再将平面对象拉伸为三维实体，拉伸高度为240，整个过程基本就是在重复
（1）
（2）的步骤，所以将其合并为一步，结果如图14所示：
图14
（5）将其保存为名为“挖墙的门.dwg”的文件。
3.4后墙的绘制
3.4.1实体尺寸分析
在进行墙体的绘制之前对墙体中的长宽高进行定义，由于墙体都是拉伸得到，所以长宽都是从俯视平面图的角度而言的，长为X轴方向，宽为Y轴方向，高为Z轴方向，即拉伸高度，单位均为毫米，在墙体的绘制这部分中均以此定义为标准。
考虑将纵向的最边上的两道墙的厚度算在后墙的长度里面，这样最后在搭建组合时要记清。
后墙的长：
13840，宽：
240，高：
3600。
从图1中的平面图可知，最右边的窗户的右下角与后墙的右下角之间在主视图中的相对坐标为：
-1220，1000。
3.4.2具体绘图步骤
（1）无窗户后墙的绘制：
使用矩形命令，矩形长：
13840宽：
240，再将此平面对象拉伸为三维实体，拉伸高度为3600。
整个过程基本与3.3中的（3）类似，故不赘述，转换视图为主视并使用动态观察查看绘图结果如图15所示：
图15
（2）插入块“挖墙的窗体”：
在主视图状态下以块的形式插入先前保存的“挖墙的窗体”，插入点选在墙体附近，绘图命令为_insert，结果如图16所示：
图16
（3）将“挖”墙的窗体移动到墙体的右下角：
使用移动命令，选中“挖”墙的窗体为移动对象，移动基点选择为其右下角，目标点选为墙体的右下角，结果如图17所示：
图17
（4）将“挖”墙的窗体移动到与墙体的右下角相对坐标为-1220，1000的位置：
使用移动命令，选择“挖”墙的窗体为移动对象，移动基点选择为其右下角，在确定移动的位移时使用相对坐标@-1220，1000，结果如图18所示：
图18
（5）进入左视图看“挖”墙的窗体和墙体是否在同一个平面中：
命令:
_-view输入选项[?
/删除（D）/正交（O）/恢复（R）/保存（S）/设置（E）/窗口（W）]:
_left正在重生成模型，进入到左视图，结果如图19所示：
图19
（6）由于不在一个平面，要将两者移动到一个平面中：
使用移动命令，选取“挖”墙的窗体为移动对象，其右下角为移动基点，确定位移时使用相对坐标：
@-240，0，结果如图20所示：
图20
（7）进入主视图：
命令:
_-view输入选项[?
/删除（D）/正交（O）/恢复（R）/保存（S）/设置（E）/窗口（W）]:
_front正在重生成模型，结果与图18类似。
（8）实体差集前的准备：
确保要做差集的两个对象都是可编辑实体，如果插入是块的话必须用分解命令将其转换为可编辑的实体。
分解命令为：
_explode。
（9）做实体差集：
选择墙体为“要从中减去的实体”，窗体为“要减去的实体”，进行实体差集操作。
结果用动态观察来查看如图21所示：
图21
（10）插入第二个窗户的操作：
输入plan恢复到原视图状态，插入第二个“挖”墙的窗体，先将其右下角移动到第一个已经“挖”成功的窗户的左下角，结果如图22所示：
图22
（11）再使用移动命令，选择“挖”墙的窗体为移动对象，基点若选取为其右下角，则移动位移使用相对坐标：
@-2200，0，结果如图23所示：
图23
（12）重复（5）～（9）的操作，结果如图24所示：
图24
（13）挖取第三和第四个窗户的形状空缺的操作与第二个窗户的形状空缺的挖取操作类似，在此不再赘述，最终结果如图25所示：
图25
（14）回到主视图，插入窗户实体，如图26所示：
图26
（15）将窗户实体移动到墙体上的空缺处：
使用移动命令，移动对象选择为窗户实体，基点选择为窗户实体的右下角，目标点选为对应的空缺处的右下角，结果如图27所示：
图27
（16）转换视图为左视图，查看窗户实体和墙体是否在同一个平面中：
如图28所示：
图28
（17）如图28所示若两者不在一个平面内，则将窗户实体和墙体移入一个平面：
使用移动命令，选取窗户为移动对象，基点为其右下角，移动位移使用相对坐标@-240，0，结果如图29所示：
图29
（18）重复（14）～（17）中操作3次，将所有窗户均嵌入墙体中,结果如图30所示：
图30
（19）将其保存为名为“有窗户的后墙.dwg”的文件。
3.5纵向三个墙体的绘制
3.5.1实体尺寸分析
这三个墙体有两个为简单的长方体，上面也没有窗户和门，所以是先画出平面对象再拉伸为三维实体即可，另一个上嵌入了一扇门，其画法可参见3.7.2。
为方便描述，以图1中的平面图为参考，纵向的三个墙体从左至右依次命名为左1墙、左2墙和左3墙。
左1墙中，前后墙的墙厚不算在它的宽度中，所以左1墙的长：
240，宽：
6260，高：
3600。
左2墙中，前墙的墙厚算在它的宽度中，所以左2墙的长：
240，宽：
8000，高：
3600，门嵌入的位置离墙的一端为120。
左3墙中，前墙的墙厚算在它的宽度中，所以左3墙的长：
240，宽：
8000，高：
3600。
3.5.2具体绘图步骤
具体绘图步骤参见3.4.2中的
（1），三个墙体分别保存为名为“左1墙.dwg”、“左2墙.dwg”和“左3墙.dwg”的文件。
3.6中前墙的绘制
3.6.1实体尺寸分析
为方便描述，以图1中的平面图为参考，横向的四个墙体从上到下依次命名为后墙、中中墙、前墙、中前墙。
中前墙中不包含左2墙和左3墙的墙厚，所以中前墙的长：
3160，宽：
240，高：
3600。
中前墙中有一扇窗户嵌在其中，窗户的右下角相对中前墙的右下角的相对坐标为：
@-990，1000。
3.6.2具体绘图步骤
（1）绘制墙体：
绘图命令与3.4.2中的
（1）类似，只是长宽高分别为：
3160、240、3600。
结果如图31所示：
图31
（2）挖取窗户的形状空缺：
绘图命令及过程与3.4.2中的
（2）～（9）类似，只是窗户的右下角相对墙体的右下角的相对坐标为：
@-990，1000，结果如图32所示：
图32
（3）将窗户实体嵌入墙体：
绘图命令及过程与3.4.2中的（14）～（17）类似，结果如图33所示：
图33
（4）将其保存为名为“中前墙.dwg”的文件。
3.7中中墙的绘制
3.7.1实体尺寸分析
中中墙中不包含左2墙和左3墙的墙厚，所以中前墙的长：
3160，宽：
240，高：
3600。
嵌在墙体中的门的左下角相对墙体的左下角的相对坐标为：
@120，0。
3.7.2具体绘图步骤
（1）绘制墙体：
绘图命令与3.4.2中的
（1）类似，只是长宽高分别为：
3160、240、3600。
（2）挖取门的形状空缺：
绘图命令及过程与3.4.2中的
（2）～（9）类似，只是插入的是挖墙的门实体，还有就是门的左下角相对墙体的左下角的相对坐标为：
@120，0，最终结果如图34所示：
图34
（3）将门实体嵌入墙体：
绘图命令及过程与3.4.2中的（14）～（17）类似，只是插入的实体是门实体，最终结果如图35所示：
图35
（4）将其保存为名为“中中墙.dwg”的文件。
3.8前墙的绘制
3.8.1实体尺寸分析
前墙中，左1墙的墙厚算在它的长度中，左2墙的墙厚不算在它的长度中，所以它的长：
10200，宽：
240，高：
3600。
为了描述的方便，以图1中的平面图为参考，从左至右将窗户和门一次命名为门左1，窗中1，门右1。
门左1的左下角相对墙体的左下角的相对坐标为：
@360，0，窗中1的左下角相对墙体的左下角的相对坐标为：
@4620，1000。
门右1的右下角相对墙体的右下角的相对坐标为：
@-120，0。
3.8.2具体绘图步骤
（1）绘制墙体：
绘图命令与3.4.2中的
（1）类似，只是长宽高分别为：
10200、240、3600，结果如图36所示：
图36
（2）挖取门左1的形状空缺：
绘图命令及过程与3.4.2中的
（2）～（9）类似，只是插入的是挖墙的门实体，还有就是门的左下角相对墙体的左下角的相对坐标为：
@360，0，最终结果如图37所示：
图37
（3）将门实体嵌入墙体：
绘图命令及过程与3.4.2中的（14）～（17）类似，只是插入的实体是门实体，最终结果如图38所示：
图38
（4）挖取门右1的形状空缺：
绘图命令及过程与3.4.2中的
（2）～（9）类似，只是插入的是挖墙的门实体，还有就是门的右下角相对墙体的右下角的相对坐标为：
@-120，0，0,最终结果如图39所示：
图39
（5）将门实体嵌入墙体：
绘图命令及过程与3.4.2中的（14）～（17）类似，只是插入的实体是门实体，最终结果如图40所示：
图40
（6）挖取窗中1的形状空缺：
绘图命令及过程与3.4.2中的
（2）～（9）类似，只是窗的左下角相对墙体的左下角的相对坐标为：
@4620，1000，0,最终结果如图39所示：
图39
（7）将窗户实体嵌入墙体：
绘图命令及过程与3.4.2中的（14）～（17）类似，结果如图40所示：
图40
（8）将其保存为名为“前墙.dwg”的文件。
3.9屋顶的绘制
3.9.1实体尺寸分析
长：
14540，宽：
8940，高：
200。
3.9.2具体绘图步骤
屋顶为简单的长方体，先画出平面对象再拉伸为三维实体即可，在此只对各个墙体的尺寸加以交代，长：
14540，宽：
8940，高：
200。
绘图步骤可参见3.4.2中的
（1），结果如图41所示：
图41
3.10地基的绘制
3.10.1实体尺寸分析
不考虑阶梯部分的缺失，整体长：
13840，宽：
8240，高：
300，之后再考虑阶梯部分，绘制一个长：
10790，宽：
2090，高：
300；将这两个实体的左下角移动重合且在同一个平面再进行差集操作。
3.10.2具体绘图步骤
（1）不考虑阶梯部分的缺失，整体的绘制：
绘图命令与3.4.2中的
（1）类似，只是长宽高分别为：
13840、8240、300；再绘制一个长：
10790，宽：
2090，高：
300的长方体，准备将地基中阶梯的位置利用差集操作去除，结果如图42所示：
图42
（2）将这两个实体的左下角移动重合且在同一个平面再进行差集操作：
命令与操作与3.4.2中的（3）～（9）类似，只是在选取移动基点和目标点时选取的是左下角，最终结果如图43所示：
图43
（3）将其保存为名为“地基.dwg”的文件。
3.11支柱的绘制
3.11.1实体尺寸分析
长：
240，宽：
240，高：
3600。
3.11.2具体绘图步骤
由于是很简单的长方体，绘图步骤可参见3.4.2中的
（1），只需将长宽高分别改为：
240，240，3600。
结果如图44所示，将其保存为名为“支柱.dwg”的文件。
图44
3.12阶梯的绘制
3.12.1实体尺寸分析
为了描述的方便，以图1中①～⑤立面图为参考，将上一层阶梯命名为阶梯上，将下一层阶梯命名为阶梯下。
阶梯上的长：
10200，宽：
1500，高：
150；阶梯下的长：
10790，宽：
2090，高：
150。
3.12.2具体绘图步骤
（1）绘制阶梯上：
绘制一个长：
10200，宽：
1500，高：
150的长方体，绘图步骤可参见3.4.2中的
（1），只需将长宽高分别改为：
10200，1500，150，将其保存为名为“阶梯上.dwg”的文件，结果如图45所示：
图45
（2）绘制阶梯下：
绘制一个长：
10790，宽：
2090，高：
150的长方体，绘图步骤可参见3.4.2中的
（1），只需将长宽高分别改为：
10790，2090，150，将其保存为名为“阶梯下.dwg”的文件，结果如图46所示：
图46
3.13房子主体的组合拼装
3.13.1实体尺寸分析
以图1中的平面图为参考，将左1墙、左2墙、左3墙、后墙、中中墙、中前墙、前墙共7面墙进行组合。
3.13.2具体绘图步骤
（1）插入后墙：
插入块，选择“后墙.dwg”，如图47所示：
图47
（2）插入左1墙：
插入块，选择“左1墙.dwg”，如图48所示：
图48
（3）将左1墙移动到指定位置：
使用移动命令，启动端点捕捉，将左1墙的左上角移动到后墙的左下角如图49所示：
图49
（4）同理将左3墙移动到指定位置。
（5）插入左2墙：
插入块，选择“左2墙.dwg”，如图50所示：
图50
（6）将左2墙移动到指定位置：
选取中点捕捉，使用移动命令将左2墙的最上面的边的中点移动到后墙上离左3墙最上边中点3400处，结果如图51所示：
图51
（7）插入中中墙：
插入块，选择“中中墙.dwg”，如图52所示：
图52
（8）将中中墙移动到指定位置：
使用移动命令，选择中中墙为移动对象，将其右下角选为移动基点，左3墙的右下角选为移动目标点，结果如图53所示：
图53
再使用移动命令，选取中中墙为移动目标，捕捉其最右边的中点为移动基点，移动距离使用相对坐标@0，6000，如图54所示：
图54
（9）插入中前墙：
插入块，选择“中前墙.dwg”，如图55所示：
图55
（10）将中前墙移动到指定位置：
选择中前墙为移动对象，将其右下角选为移动基点，左3墙的右下角选为移动目标点，结果如图56所示：
图56
（11）插入前墙：
插入块，选择“前墙.dwg”，如图57所示：
图57
（12）将前墙移动到指定位置：
使用移动命令，选取前墙为移动对象，使用端点捕捉捕捉前墙最上边的左端的端点为移动基点，移动目标点为左1墙的最左边的下端点，结果如图58所示：
图58
（13）使用动态观察查看结果如图59所示，将其保存为名为“房子主体.dwg”的文件。
图59
3.14房子主体和屋顶及支柱的组合
3.14.1实体尺寸分析
将屋顶盖在房子主体上方，并按图1中平面图要求将组合支柱。
3.14.2具体绘图步骤
（1）插入屋顶：
插入块，选择“屋顶.dwg”，如图60所示：
图60
（2）将屋顶移动到指定位置：
使用移动命令控制屋顶左右后各突出350，操作过程和之前的移动命令类似，也要结果如图61所示：
图61
从左视图确定屋顶是在最上方，如果不是则使用移动命令将其移动到最上方，结果如图62所示：
图62
（3）插入支柱：
插入块，选择“支柱.dwg”，如图63所示：
图63
（4）将支柱移动到指定位置：
使用移动命令，选取支柱为移动对象，移动至距左1墙下端1500垂直位置处，以支柱的左下端为移动基点，移动至相对左1墙左下角相对坐标为@0，-1500处，结果如图64所示：
图64
（5）插入其余支柱，使用类似方法将其移动到图1中平面图指定位置，结果如图65所示：
图65
（6）将其保存为名为“有屋顶有支柱的房子.dwg”的文件。
3.15地基与阶梯的组合
3.15.1实体尺寸分析
按图1中平面图的要求将阶梯和地基组合。
3.15.2具体绘图步骤
（1）插入地基：
插入块，选择“地基.dwg”，如图66所示：
图66
（2）插入阶梯：
插入块，选择“阶梯上.dwg”和“阶梯下.dwg”，如图67所示：
图67
（3）将阶梯下移动到指定位置：
使用移动命令，选取阶梯下为移动对象，使其下端与地基最下端平齐而最左端突出左1墙350，结果如图68所示：
图68
（4）同理将阶梯上移动到图1中平面图指定位置，结果如图69所示：
图69
（5）调整视图为左视图，将阶梯下位置调整至最终位置，即下端也突出350，结果如图70所示：
图70
（6）将阶梯上、阶梯下与地基均先分解为可编辑实体，然后再将两者进行实体的并集操作，使用动态观察查看结果如图71所示：
图71
（7）将其保存为名为“地基阶梯组合.dwg”的文件。
3.16最终组合
3.16.1实体尺寸分析
将“有屋顶有支柱的房子.dwg”与“地基阶梯组合.dwg”进行组合。
3.16.2具体绘图步骤
（1）插入块，选
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