电脑基础知识计算机绘图.docx
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电脑基础知识计算机绘图
[电脑基础知识]计算机绘图
第十章计算机绘图
计算机绘图（ComputerGraphics，简称CG）是应用计算机软件及计算机硬件来处理图形信息，从而实现图形的生成、显示及输出的计算机应用技术，是工程技术人员必须掌握的基本技能之一。
在新产品设计时，除了必要的计算外，绘图就占用了大量时间，计算机绘图缩短了产品开发周期，促进了产品设计的标准化、系列化，是计算机辅助设计（ComputerAidedDesign，简称CAD）的最重要组成部分。
AutoCAD是美国Autodesk公司1982年推出的微机绘图软件，它是一个通用的交互式绘图软件包，不仅具有完善的二维功能，而且其三维造型功能亦很强，并支持Internet功能。
目前，AutoCAD在全世界的应用已相当广泛，是当前工程设计中最流行的绘图软件。
本章主要介绍AutoCAD2011的基本功能以及运用AutoCAD绘制机械图的方法和步骤。
10.1AutoCAD绘图基础
一、AutoCAD2011的启动
安装AutoCAD2011后会在桌面上出现一个图标
，双击该图标，或者从Windos桌面左下角选择“开始”/“所有程序”/“AutoCADdesk”/“AutoCAD2011-SimplifiedChinese”/“AutoCAD2011”，或者双击已有的任意一个图形文件（*.dwg），均可以启动AutoCAD。
二、用户界面
AutoCAD2011为用户提供了“二维草图与注释”、“AutoCAD经典”、“三维基础”、“三维建模”四种工作空间模式，其中“二维草图与注释”是默认工作空间。
这4种工作空间可以自由切换和设置，只需单击屏幕左上角的“工作空间”选择器
，在其下拉列表中选择相应的选项，或在屏幕右下角单击状态栏中的“切换工作空间”按钮
，在弹出的菜单中选择相应的选项即可实现工作空间的切换。
默认状态下的“二维草图与注释”空间如图10.1所示，在该空间中用户可以很方便的绘制二维图形；“AutoCAD经典”空间如图10.2所示，该界面保留以往各个版本的AutoCAD界面风格。
命令行及文本
状态栏
十字光标
工作区
应用程序按钮
工作空间选择器
快速访问工具栏
图形名称
功能区
图10.1“二维草图与注释”空间
菜单栏
工具条
图10.2“AutoCAD经典”空间
AutoCAD的各个工作空间都包含“应用程序”按钮、“工作空间”选择器、快速访问工具栏、图形名称、命令行窗口、绘图窗口、状态栏和功能选项板（AutoCAD经典空间为：
菜单与工具条）。
1、“应用程序”按钮
“应用程序”按钮位于界面左上角，单击该按钮，将出现一下拉菜单，其中集成了AutoCAD2011的一些通用操作命令，包括：
新建、打开、保存、另存为、输出、打印、发布、图形实用工具、关闭。
2、“工作空间”选择器
“工作空间”选择器位于界面左上角，单击“工作空间”选择器，在出现的下拉菜单中选择需要的选项。
如：
要从默认的“二维草图与注释”空间切换到“AutoCAD经典”空间，只需从菜单中选择“AutoCAD经典”即可。
3、快速访问工具栏
快速访问工具栏位于工作空间的顶部，它提供了系统最常用的操作命令。
默认的快速访问工具有“新建”、“打开”、“保存”、“另存为”、“放弃”、“重做”和“打印”。
用户可以根据需要在快速访问工具栏上添加、删除和重新定位命令。
具体方法是：
单击快速访问工具栏最右侧的“扩展”按钮
，从出现的菜单中选择“更多命令”选项，打开“自定义用户界面”对话框，从“命令”列表中选择要添加到快速访问工具栏上的命令，然后将其拖放到快速访问工具栏上即可。
也可右击快速访问工具栏进行操作。
4、图形名称
图形名称位于界面的顶部，用于显示当前所编辑的图形文件名。
如果未重新命名，系统默认的图形文件名依次为Drawing1.dwg、Drawing2.dwg、Drawing3.dwg……。
5、功能区
如图10.1所示，“功能区”用于显示与工作空间关联的一些按钮和控件。
“功能区”提供了：
常用、插入、注释、参数化、视图、管理和输出七个按任务分类的选项卡，各个选项卡中又包含了许多面板。
比如，在“常用”选项卡中就提供了：
绘图、修改、图层、注释、块、特性、实用工具和剪贴板八个面板，可以在这些面板中找到需要的功能图标。
6、菜单栏
如图10.2所示，菜单栏包括：
文件（F）、编辑（E）、视图（V）、格式（O）、工具（T）、绘图（D）、标注（N）、修改（M）、参数（P）、窗口（W）、帮助（H）12个菜单项。
菜单栏中集成了AutoCAD的大多数命令，单击某个菜单项，即可出现相应的下拉菜单。
“二维草图与注释”空间的默认情况下，不显示菜单栏，可单击“快速访问工具栏”右侧的扩展按钮
，从出现的菜单中选择“显示菜单栏”选项。
7、工具栏
如图10.2所示，工具栏主要包括：
标准、样式、工作空间、图层、对象特性、绘图和修改工具栏。
工具栏是一组命令图标的集合，把光标移动到某个图标上稍停片刻，即在该图标的一侧显示相应的命令名称。
单击工具栏上的某一图标，即可执行相应的命令。
“二维草图与注释”空间的默认情况下，也不显示工具栏，可单击功能区“视图”选项卡的“窗口”面板上按钮
，从出现的菜单中选择所需工具栏。
8、绘图窗口
绘图窗口是用户进行绘图的区域，所有的绘图结果都反映在这个窗口中。
绘图窗口中鼠标位置用十字光标
显示，光标主要用于进行绘图、选择对象等操作。
窗口左下角还显示当前使用的坐标系、坐标原点和X轴、Y轴、Z轴的正方向。
默认状态下，坐标系为世界坐标系（WCS）。
9、命令行与文本窗口
命令行窗口位于绘图窗口的下方，主要用于接收用户输入的命令，并显示AutoCAD的相关提示信息。
按下“Ctrl+9”可实现命令窗口的打开与关闭。
文本窗口用于详细记录AutoCAD已经执行的命令，也可以用来输入新命令。
按下“F2”键即显示文本窗口。
10、状态栏
状态栏位于AutoCAD界面的底部。
它用于显示当前十字光标所处位置的三维坐标和一些辅助绘图工具按钮的开关状态，如捕捉、栅格、正交、极轴、对象捕捉、对象追踪、DUCS、DYN、线宽和快捷特性等，单击这些按钮，可以进行开关状态切换。
三、AutoCAD命令的调用与终止
1、键盘：
直接从键盘输入AutoCAD命令（简称键入），然后按空格键或回车键。
输入的命令可以大写或小写，也可输入命令的快捷键，如line命令的快捷键是L。
2、菜单：
单击菜单名，在出现的下拉式菜单中，单击所选择的命令。
3、工具栏：
单击工具栏图标，即可输入相应的命令。
4、功能区：
单击功能区选项板上图标，即可输入相应的命令。
此外，在命令行出现提示符“命令：
”时，按回车键或空格键，可重复执行上一个命令；还可右击鼠标输入命令。
5、命令的终止、放弃（Undo）与重做（Redo）
按下“Esc”键可终止或退出当前命令。
“放弃（Undo）”即撤消上一个命令的动作，单击“快速访问工具栏”上的放弃图标
即可撤消上一个命令的动作。
如：
用户可以用放弃命令将误删除的图形进行恢复。
“重做（Redo）”即恢复上一个用“放弃（Undo）”命令放弃的动作，单击“快速访问工具栏”上的重做图标
即可恢复所放弃的动作。
四、命令行中特定符号的含义
如：
绘制直径为20的圆时，命令行显示的操作步骤如下：
命令:
c
CIRCLE指定圆的圆心或[三点（3P）/两点（2P）/切点、切点、半径（T）]:
指定圆的半径或[直径（D）]<15.0000>:
d
指定圆的直径<30.0000>:
20
其中特定符号的含义如下：
“[]”：
方括号中的内容表示选项，如“三点（3P）”,表示三点画圆。
“/”：
分隔命令中各个不同的选项。
“（）”：
选择圆括号前的选项时，只需输入圆括号内的字母或数字，即可选择该选项。
“<>”：
尖括号中的的内容为默认选项（数值）或当前选项（数值），系统将按括号内的选项（数值）进行操作。
五、图形的显示控制
计算机显示屏幕的大小是有限的。
AutoCAD提供的显示控制命令可以平移和缩放图形。
缩放命令Zoom的作用是放大或缩小对象的显示；平移命令Pan的作用则是移动图形，不改变图形显示的大小。
具体的应用方法如下。
（1）单击功能区“视图”选项卡的“导航”面板上图标
。
（2）单击“标准”工具栏上的图标
。
（3）在绘图区域右击鼠标，在弹出的快捷菜单中选择“平移（A）”或“缩放（Z）”。
（4）利用鼠标滚轮：
滚动鼠标滚轮，直接执行实时缩放的功能；双击滚轮按钮，可以缩放到图形范围，即只显示有图形的区域；按住滚轮按钮并拖动鼠标，则直接平移视图。
（5）从键盘输入Zoom、Pan命令。
六、图形文件的基本操作
1、新建图形文件
AutoCAD2011提供了多种创建新图形文件的主法，主要有以下两种：
（1）自动新建图形文件
启动AutoCAD时，系统自动按默认参数创建一个暂名为drawing1.dwg的空白图形文件。
（2）用“选择样板”对话框新建图形文件
启动AutoCAD后，单击快速访问工具栏中的“新建”图标
，或单击“应用程序”按钮
/“新建”,将出现图10.3所示的“选择样板”对话框。
选择“acadiso.dwg”样板后单击“打开”按钮，即可以进入新图形的工作界面。
2、打开已有图形文件
对于已经保存的“*.dwg”格式的图形文件，可以在AutoCAD工作环境中将其打开，然后进行查看或编辑处理。
（1）用“选择文件”对话框打开图形文件
单击快速访问工具栏中的“打开”图标
，或单击
/“打开”，将出现图10.3所示的“选择文件”对话框。
选择一个或多个文件后单击“打开”按钮，即可打开指定的图形文件。
图10.3“选择样板”对话框图10.4“选择文件”对话框
（2）双击“*.dwg”格式的图形文件，可以自动启动AutoCAD2011并打开图形文件。
3、保存图形文件
单击快速访问工具栏中的“保存”图标
，或单击
/“保存”，系统会自动将当前编辑的已命名的图形文件以原文件名存入磁盘，扩展名为“.dwg”。
在AutoCAD2011中绘制的图形文件，通过系统设置，可以自动保存为较低版本的图形文件格式。
系统设置方法：
/“选项”按钮/【选项】对话框/“打开和保存”选项卡/“文件保存”/“另存为（S）”/“AutoCAD2004/LT2004图形（*.dwg）”。
4、关闭图形文件
AutoCAD2011可以同时打开多个图形文件，不需要对某个图形文件进行编辑处理时，可以单击绘图窗口右上角按钮
关闭该文件。
七、绘图环境的基本设置
1、更改绘图窗口背景
在图10.5所示对话框中设置绘图窗口背景颜色。
打开对话框的方法：
①“应用程序”按钮
/“选项”；②“工具（V）”菜单/“选项（N）…”。
窗口背景的设置方法：
【选项】对话框/“显示”选项卡/“颜色”按钮/【图形窗口颜色】对话框/“二维模型空间”/“统一背景”/“黑”或其它，如图10.5所示。
（a）“选项”对话框（b）“选择背景颜色”对话框
图10.5绘图窗口背景设置
2、工具栏的打开与关闭
利用鼠标可打开或关闭某一工具栏。
将鼠标置于已弹出的工具栏上，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单上选择所需要打开（或关闭）的工具栏。
由于工具栏要占用屏幕空间，所以大部分工具栏只有在需要时才打开。
3、设置绘图单位（Units）
绘图单位命令指定用户所需的测量单位的类型，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），而且精度范围选择很大。
命令调用方法：
①键入“Units”并回车；②
/“图形实用工具”/“单位”；③“格式（O）”菜单/“单位（U）…”。
执行命令后，在打开的“图形单位”对话框中设置所需的长度类型、角度类型及其精度。
4、设置绘图界限
绘图界限是AutoCAD绘图空间中的一个假想区域，相当于用户选择的图纸图幅的大小。
利用图形界限命令“Limits”设置绘图范围。
命令调用方法：
①键入“Limits”并回车；②“格式（O）”菜单/“图形界限（I）”。
【例10.1】设置“A2”绘图界限。
操作步骤如下：
命令:
limits（键入limits并回车）
重新设置模型空间界限:
指定左下角点或[开（ON）/关（OFF）]<0.0000,0.0000>:
指定右上角点<420.0000,297.0000>:
594,420（键入图纸右上角坐标）
命令:
（回车）
LIMITS
重新设置模型空间界限:
指定左下角点或[开（ON）/关（OFF）]<0.0000,0.0000>:
on（键入on并回车）
以上虽然设置了新的绘图区，但屏幕上显示的仍然是原来的绘图区的大小，此时还要用缩放命令（Zoom）观察全图。
操作步骤如下：
命令:
z（键入z并回车）
ZOOM
指定窗口的角点，输入比例因子（nX或nXP），或者
[全部（A）/中心（C）/动态（D）/范围（E）/上一个（P）/比例（S）/窗口（W）/对象（O）]<实时>:
a
正在重生成模型。
单击状态栏上栅格图标
，打开栅格显示，至此，一张A2图幅的界限就建立了。
5、退出AutoCAD
退出AutoCAD的方法：
①界面右上角按钮
；②
/“退出AutoCAD”；③“文件（F）”菜单/“退出（X）”；④键入“Quit”命令并回车。
10.2基本绘图命令
一、AutoCAD坐标输入
用AutoCAD绘制工程图样大多要求精确定点，利用键盘输入点的坐标是实现精确定点的重要方法之一。
坐标定点分为绝对坐标和相对坐标两种。
（1）绝对直角坐标的输入：
绘制平面图形时，只需输入X、Y两个坐标值，每个坐标值之间用逗号相隔，如“30，20”。
（2）绝对极坐标的输入：
极坐标包括距离和角度两个坐标值。
其中距离值在前，角度值在后，两数值之间用小于符号“<”隔开，如“35<45”。
（3）相对直角坐标的输入：
在绝对直角坐标表达式前加@符号，如“@30，20”。
（4）相对极坐标的输入：
在绝对极坐标表达式前加@符号，如“@30<20”。
【例10.2】绘制如图10.6所示的图形。
（a）（b）
图10.6坐标定点
绘制图10.6a的操作步骤如下：
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）]:
（在屏幕上拾取点A）
指定另一个角点或[面积（A）/尺寸（D）/旋转（R）]:
@30,20（输入相对直角坐标，定位点C）
绘制图10.6b的操作步骤如下：
命令:
_line指定第一点（在屏幕上拾取点E）
指定下一点或[放弃（U）]:
@20,-10（输入相对直角坐标，定位点F）
指定下一点或[放弃（U）]:
@35<45（输入相对极坐标，定位点G）
指定下一点或[闭合（C）/放弃（U）]（按空格键退出）
二、基本绘图命令
任何复杂的图形都是由基本图元，如线段、圆弧、矩形和多边形等组成的，这些图元在AutoCAD中称为对象。
基本绘图命令的调用方法：
①功能区/“常用”选项卡/“绘图”面板；②“绘图”工具栏；③“绘图（D）”菜单；④键入命令。
表10.1中列出了常用绘图命令及其功能。
表10.1常用绘图命令
图标
命令/快捷键
功能
Line/L
绘制直线
Xline/XL
绘制两端无限长的构造线，用作作图辅助线
Pline/PL
绘制由直线、圆弧组成的多段线
Polygon/POL
绘制正多边形
Rectang/REC
绘制矩形
Arc/A
绘制圆弧
Circle/C
绘制整圆
Spline/SPL
绘制样条曲线
Ellipse/EL
绘制椭圆
Ellipse/EL
绘制椭圆弧
Point/PO
绘制点
Bhatch/Hatch/BH/H
图案填充
Region/REG
面域
1、直线命令（Line）
使用“Line”命令绘制直线时，既可绘制单条直线，也可绘制一系列的连续直线。
在连续画两条以上的直线时，可在“指定下一点：
”提示符下输入“C”（闭合）形成闭合折线；输入“U”（放弃），删除直线序列中最近绘制的线段。
【例10.3】用“Line”命令绘制如图10.6a所示矩形。
操作步骤如下：
命令:
_line指定第一点:
（拾取点A）
指定下一点或[放弃（U）]:
@30,0（拾取点B）
指定下一点或[放弃（U）]:
@0,20（拾取点C）
指定下一点或[闭合（C）/放弃（U）]:
@-30,0（拾取点D）
指定下一点或[闭合（C）/放弃（U）]:
c（键入C）
2、矩形命令（Rectang）
使用“Rectang”命令可以绘制如图10.7所示的直角矩形、倒角矩形、圆角矩形等。
（a）直角矩形（b）倒角矩形（c）圆角矩形
图10.7矩形的绘制
【例10.4】用“Rectang”命令绘制如图10.7c所示矩形。
操作步骤如下：
命令:
_rectang当前矩形模式:
圆角=2.00
指定第一个角点或[倒角（C）/标高（E）/圆角（F）/厚度（T）/宽度（W）]:
f（键入F）
指定矩形的圆角半径<2.00>:
4（键入圆角半径4）
指定第一个角点或[倒角（C）/标高（E）/圆角（F）/厚度（T）/宽度（W）]:
（在屏幕上拾取矩形的左下角点）
指定另一个角点或[面积（A）/尺寸（D）/旋转（R）]:
@30,20（键入矩形右上角点的相对坐标并回车）
3、正多边形命令（Polygon）
使用“Polygon”命令，可以绘制由3到1024条边组成的正多边形。
正多边形的画法有如下三种：
①根据边长画正多边形；②指定圆的半径，画内接于圆的正多边形；③指定圆的半径，画外切于圆的正多边形，如图10.8所示。
（a）边长法（b）内接法（c）外切法
图10.8正多边形画法
【例10.5】绘制如图10.8b所示的内接于圆的正六边形。
操作步骤如下：
命令:
_polygon输入侧面数<4>:
6（键入六边形的边数6）
指定正多边形的中心点或[边（E）]:
（在屏幕上拾取任一点作为六边形的中心）
输入选项[内接于圆（I）/外切于圆（C）]:
i（键入I并回车）
指定圆的半径:
10（键入圆的半径10并回车）
4、圆命令（Circle）
圆命令用于创建一个完整的圆，共包含6种绘制圆的方法。
①指定圆心和半径画圆；②指定圆心和直径画圆；③“两点”画圆，即通过指定圆周上直径的两个端点画圆；④“三点”画圆，即通过指定圆周上的三点画圆；⑤“相切、相切、半径”画圆，即通过指定与圆相切的两个对象（直线、圆弧或圆），然后给出圆的半径画圆。
⑥“相切、相切、相切”画圆，即通过指定与圆相切的三个对象画圆。
【例10.6】作一个与三条已知线（直线或圆）相切的圆，如图10.9所示。
图10.9“相切、相切、相切”模式画圆
单击“绘图”面板上圆形图标旁的小三角
，选择
，则命令行显示绘制圆的步骤如下：
命令:
_circle指定圆的圆心或[三点（3P）/两点（2P）/切点、切点、半径（T）]:
_3p指定圆上的第一个点:
_tan到（在A点所在线上捕捉切点A）
指定圆上的第二个点:
_tan到（在B点所在线上捕捉切点B）
指定圆上的第三个点:
_tan到（在C点所在线上捕捉切点C）
5、椭圆命令（Ellipse）
“Ellipse”命令用来绘制椭圆、椭圆弧和正等轴测图中的圆。
可以通过定义椭圆轴的两端点以及指定中心点两种方式绘制椭圆。
【例10.7】绘制图10.10所示的椭圆。
操作步骤如下：
命令:
_ellipse
指定椭圆的轴端点或[圆弧（A）/中心点（C）]:
（在屏幕上拾取A点）
指定轴的另一个端点:
30（启动正交，键入30并回车）
指定另一条半轴长度或[旋转（R）]:
10（键入半轴长度10）
6、图案填充（Bhatch或Hatch）
使用“Bhatch或Hatch”命令，可以绘制如图10.11所示的剖面线。
具体操作时需选择图案填充类型，设置“角度和比例”，确定封闭的填充边界。
图10.10椭圆的绘制图10.11图案填充
10.3精确绘图辅助工具
一、“状态栏”按钮
AutoCAD为精确绘图提供了很多工具。
如图10.12所示的“状态栏”按钮大多是精确绘图工具。
AutoCAD默认状态下显示图10.12a所示的图标按钮。
通过右击状态栏上的任意按钮，在弹出的快捷菜单中选择“√使用图标（U）”，则显示图10.12b所示的文字按钮。
（a）图标按钮
（b）文字按钮
图10.12“状态栏”按钮
二、“草图设置”对话框
在应用精确绘图工具之前，通常需要使用如图10.13所示的“草图设置”对话框进行设置。
打开对话框的方法：
①状态栏：
右击“对象捕捉”按钮/“设置（S）…”；②“工具（T）”菜单/“草图设置（F...）”；③“对象捕捉”工具栏/
。
图10.13“草图设置”对话框
三、栅格捕捉
栅格是覆盖在绘图区域上的一系列排列规则的点阵图案。
单击状态栏“栅格显示”按钮
，或按下F7键，可实现栅格显示的打开或关闭。
单击“栅格捕捉”按钮
，开启栅格捕捉功能后，可精确地捕捉到特定的坐标点。
栅格捕捉的设置：
【草图设置】对话框/“捕捉和栅格”选项卡。
四、正交模式
在进行绘图或编辑修改操作时，经常需要在水平或垂直方向指定下一点的位置。
打开“正交”模式，可以将光标限制在水平或垂直方向移动，从键盘输入两点间的距离并回车，即可实现点的精确定位。
单击状态栏“正交模式”按钮
，或按下F8键，可打开或关闭正交模式。
【例10.8】用“Line”命令和“正交模式”绘制图10.6a。
操作步骤如下：
命令:
_line指定第一点:
（启动正交，在屏幕上拾取点A）
指定下一点或[放弃（U）]:
30（向右移动鼠标，键入30，确定B点）
指定下一点或[放弃（U）]:
20（向上移动鼠标，键入20，确定C点）
指定下一点或[闭合（C）/放弃（U）]:
30（向左移动鼠标，键入30，确定D点）
指定下一点或[闭合（C）/放弃（U）]:
c（键入C并回车）
五、极轴追踪
极轴追踪是指按预先设定的角度增量来追踪坐标点。
单击状态栏“极轴追踪”按钮
，或按下F10键，可打开或关闭“极轴追踪”。
极轴追踪的设置：
【草图设置】对话框/“极轴追踪”选项卡/增量角（I）/15°。
【例10.9】用line命令以及“极轴追踪”绘制如图10.14所示的直线AB。
操作步骤如下：
命令:
_line指定第一点:
（在屏幕上拾取A点）
指定下一点或[放弃（U）]:
35（向右上角移动鼠标，当出现参考线和极坐标时，键入30，确定B点）
指定下一点或[放弃（U）]:
（回车退出命令）
图10.14极轴追踪
六、对象捕捉
对象捕捉是指将需要输入的点定位在现有对象的特定位置上（即特征点），如端点、中点、圆心、切点、节点、交点等，而无须计算这些点的精确坐标。
指定对象捕捉时，光标将变为对象捕捉靶框，单击鼠标即可捕捉到对象的特征点。
1、临时对象捕捉
在命令行出现“指定点”提示时，在如图10.15所示的对象捕捉工具栏中插入临时命令来打开捕捉模式。
图10.15对象捕捉工具栏
【例10.10】利用
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