第一章 AutoCad基础知识 、 AutoCad概述 在人类的社会与科技发展史上,图画和图形占据重要的地位,人们往往习 惯于用图来描述生活和表达思想。随着人类社会生产规模的扩大和科学技术的进 步,图形作为一种重要的工具和信息载体,其绘制的精度和数度要求也不断提高, 图形的种类也日趋繁多和复杂。为了对各种图形进行更为深入的研究和应用,人们 运用数学方法来描述他们的性质和规律,即所谓的形数结合。通常任何一个图形都 可以由数学方程式来表示或逼近:反之,很多数学问题也可用图形来形象的表达 随着形数理论的研究逐步深入,有些图形的数学表达式十分复杂(例如曲面 等),用人工计算是非常困难的,或者需要很长时间,这就直接影响到对复杂图形 的研究。计算机出现之后,人们想到了用计算机来完成形数结合的工作,即不仅用 计算机来计算图形,同时也用它来绘制图形。20世纪50年代美国的哥勃( Gerber) 公司和卡尔康( Calcomp)公司先后研制成功平板式和滚筒式自动绘图机,成为电 子计算机的新型外部设备 由计算机控制的自动绘图机的出现,使图学工作进入一个崭新的阶段。在计算 机科学、应用数学、图学等学科的基础上,综合发展成一门新的学科一计算机图学 ( Computer Graphics)。计算机图学的研究对象是运用计算机的先进技术,对图 形进行数学处理,进而研究图学领域中的各种理论和实践问题。它既不同于单纯用 数学方式研究图形和几何学,也不同于用一般数学计算来研究各种图形的纯数学方 法,而用计算机处理各种图学问题,并将结果输出到显示器绘图机或图形数据文件 在工程设计中人们不仅需要绘图,而且要进行结构设计计算,即所谓的计算机 辅助设计( CAD-Computer Aided Design),就是利用计算机帮助人们进行工程设 计,然后用计算机控制的自动绘图及绘制出符合工程需要的图样或输出到数据文 件 20世纪60年代末至70年代中期逐渐形成专门的CAD工业,代表性的公司如 tergraph和 Calcomp等。早期的CAD仅运行在大中型计算机上,主要是大企业和 大公司应用,普及性很差。80年代以后,随着微型计算机的普及和发展,CAD技术 才得到了广泛的普及和发展。至今CAD的应用已经遍及工业、农业、国防和科学研 究的各个方面,用途及其广泛。在飞机、造船、汽车工业中可以绘制高精度的理论 外形模线和结构模线;在电子工业中可以绘制精密的印刷电路图、逻辑图、电路图 布线图和大规模集成电路的掩膜图;在机械工业中绘制装配图、零件工作图等 在土木建筑中绘制透视效果图、建筑施工图、结构施工图和设备施工图等;在地质 测量、勘探领域中绘制各种地图、地质构造图;在气象领域绘制气象分析图、预 报图:在医疗卫生领域绘制人体解剖图、B超、CT图像;在服装领域绘制服装设 计图:在艺术领域绘制动画片美术片等。 AutocaD绘图软件包是美国 Autodesk公 司于1982年首次推出的用于微机的计算机辅助设计与绘图的通用软件包。由于该软 件具有简单易学、功能齐全、应用广泛、兼容性和二次开发性强等很多优点,所以
第 一 章 AutoCAD 基 础 知 识 一、 AutoCAD 概述 在人类的社会与科技发展史上，图画和图形占据重要的地位，人们往往习 惯于用图来描述生活和表达思想。 随着人类社会生产规模的扩大和科学技术的进 步，图形作为一种重要的工具和信息载体，其绘制的精度和数度要求也不断提高， 图形的种类也日趋繁多和复杂。为了对各种图形进行更为深入的研究和应用，人们 运用数学方法来描述他们的性质和规律，即所谓的形数结合。通常任何一个图形都 可以由数学方程式来表示或逼近；反之，很多数学问题也可用图形来形象的表达。 随着形数理论的研究逐步深入，有些图形的数学表达式十分复杂（例如曲面 等），用人工计算是非常困难的，或者需要很长时间，这就直接影响到对复杂图形 的研究。计算机出现之后，人们想到了用计算机来完成形数结合的工作，即不仅用 计算机来计算图形，同时也用它来绘制图形。20世纪50年代美国的哥勃（ Gerber ） 公司和卡尔康（ Calcomp ）公司先后研制成功平板式和滚筒式自动绘图机，成为电 子计算机的新型外部设备。 由计算机控制的自动绘图机的出现，使图学工作进入一个崭新的阶段。在计算 机科学﹑应用数学 ､ 图学等学科的基础上，综合发展成一门新的学科—计算机图学 （ Computer Graphics ）。计算机图学的研究对象是运用计算机的先进技术，对图 形进行数学处理，进而研究图学领域中的各种理论和实践问题。它既不同于单纯用 数学方式研究图形和几何学，也不同于用一般数学计算来研究各种图形的纯数学方 法，而用计算机处理各种图学问题，并将结果输出到显示器绘图机或图形数据文件 等。 在工程设计中人们不仅需要绘图，而且要进行结构设计计算，即所谓的计算机 辅助设计（ CAD—Computer Aided Design ），就是利用计算机帮助人们进行工程设 计，然后用计算机控制的自动绘图及绘制出符合工程需要的图样或输出到数据文 件。 20 世纪60年代末至70年代中期逐渐形成专门的 CAD 工业，代表性的公司如 Intergraph 和 Calcomp 等。早期的 CAD 仅运行在大中型计算机上，主要是大企业和 大公司应用，普及性很差。80年代以后，随着微型计算机的普及和发展， CAD 技术 才得到了广泛的普及和发展。至今 CAD 的应用已经遍及工业﹑农业﹑国防和科学研 究的各个方面，用途及其广泛。在飞机﹑造船﹑汽车工业中可以绘制高精度的理论 外形模线和结构模线；在电子工业中可以绘制精密的印刷电路图﹑逻辑图﹑电路图 ﹑布线图和大规模集成电路的掩膜图；在机械工业中绘制装配图﹑零件工作图等； 在土木建筑中绘制透视效果图﹑建筑施工图﹑结构施工图和设备施工图等；在地质 ﹑测量﹑勘探领域中绘制各种地图﹑地质构造图；在气象领域绘制气象分析图﹑预 报图；在医疗卫生领域绘制人体解剖图﹑ B超﹑ CT 图像；在服装领域绘制服装设 计图；在艺术领域绘制动画片美术片等。 AutoCAD 绘图软件包是美国 Autodesk 公 司于1982年首次推出的用于微机的计算机辅助设计与绘图的通用软件包。由于该软 件具有简单易学﹑功能齐全﹑应用广泛﹑兼容性和二次开发性强等很多优点，所以
很受广大设计人员的欢迎。 AutoCAD2002是该公司目前发布的最新版本,相对于以 前的版本,它进一步改进了使用的便捷性,提供了新颖的效率工具,增强了性能以 及与其它CAD数据的兼容性。与传统的手工绘图相比,计算机绘图有以下优点: 1.复杂数据的处理能力,极大的提高了绘图的精度及速度; 2.强大的图形处理能力,能够很好的完成工程设计中二维及三维图形处理,并能够 随意控制图形的显 示、平移、旋转和复制全部或部分图形 3.良好的文字处理能力,可方便的添加文字符号 4.快捷的尺寸自动测量标注自动导航捕捉等功能 5.具有曲面造型、实体造型等功能,可实现渲染、真实感、虚拟现实等效果 6.友好的用户界面、方便的人机交互、准确自动的全作图过程纪录; 7.有效的图形数据管理、查询及系统标准化; 8.良好的系统兼容性,软件本身的向上兼容性以及与其它CAD系统共享数据接口 9.强大的二次开发能力,用户可根据自己的需求,用软件自带的开发工具或软件提 供的高级语言接口,对软件进行二次开发 10.先进的网络技术,包括局域网、企业内联网和 Internet互联网上的数据共享 实现远程设计 1.2计算机绘图系统的构成 计算机绘图系统主要包括两部分,硬件系统和软件系统,硬件包括主机和外围 设备等,软件包括操作系统、CAD软件和编程语言等。计算机绘图系统的硬件有三 大组成:输入设备中心处理设备输出设备。图1-1是硬件设备系统的构成图。 计算机绘图系统的主要硬件设备包括计算机(主机、显示器和鼠标),绘图机 或打印机。计算机是整个系统的核心,其余是外围设备。绘图机按纸张放置的形式 分为平板式和滚筒式,按“笔”的形式分为笔试、喷墨式和静电光栅式。应用广泛 的喷墨或激光打印机,其出图效果也很好,在所绘图样不是很大的情况下,可以作 为首选方案 运行 AutoCad2002的基本配置如下: Pentium450以上的处理器,64M以上的内存,1024X768SVGA显卡,1GB硬盘, 20XCD-RAM,56 K Modem及打印机。 Windows98 Windows2000、MT XP操作系 统,IE5.0浏览器。 二、 AutoCaD常规设计流程 1.启动 AutoCAD2.绘图环境设置 3.图层设置4.文字样式设定 5.标注样式设定 6.绘制图形 7.设置图纸布局 8.输入文字,图案填充,尺寸标注。 9.保存绘图文件、输出
很受广大设计人员的欢迎。 AutoCAD2002 是该公司目前发布的最新版本，相对于以 前的版本，它进一步改进了使用的便捷性，提供了新颖的效率工具，增强了性能以 及与其它 CAD 数据的兼容性。与传统的手工绘图相比，计算机绘图有以下优点： 1.复杂数据的处理能力，极大的提高了绘图的精度及速度； 2.强大的图形处理能力，能够很好的完成工程设计中二维及三维图形处理，并能够 随意控制图形的显 示﹑平移﹑旋转和复制全部或部分图形； 3.良好的文字处理能力，可方便的添加文字符号； 4.快捷的尺寸自动测量标注自动导航捕捉等功能； 5.具有曲面造型﹑实体造型等功能，可实现渲染﹑真实感﹑虚拟现实等效果。 6.友好的用户界面﹑方便的人机交互﹑准确自动的全作图过程纪录； 7.有效的图形数据管理﹑查询及系统标准化； 8.良好的系统兼容性，软件本身的向上兼容性以及与其它 CAD 系统共享数据接口； 9.强大的二次开发能力 , 用户可根据自己的需求，用软件自带的开发工具或软件提 供的高级语言接口，对软件进行二次开发 ; 10. 先进的网络技术，包括局域网﹑企业内联网和 Internet 互联网上的数据共享， 实现远程设计。 1.2 计算机绘图系统的构成 计算机绘图系统主要包括两部分，硬件系统和软件系统，硬件包括主机和外围 设备等，软件包括操作系统﹑ CAD 软件和编程语言等。计算机绘图系统的硬件有三 大组成：输入设备中心处理设备输出设备。图 1-1 是硬件设备系统的构成图。 计算机绘图系统的主要硬件设备包括计算机（主机﹑显示器和鼠标 ）， 绘图机 或打印机。计算机是整个系统的核心，其余是外围设备。绘图机按纸张放置的形式 分为平板式和滚筒式，按“笔”的形式分为笔试﹑喷墨式和静电光栅式。应用广泛 的喷墨或激光打印机，其出图效果也很好，在所绘图样不是很大的情况下，可以作 为首选方案。 运行 AutoCAD2002 的基本配置如下： Pentium450 以上的处理器， 64M 以上的内存，1024X768 SVGA显卡， 1GB 硬盘， 20XCD-RAM ， 56K Modem 及打印机。 Windows98 Windows2000 ﹑ NT ﹑ XP 操作系 统， IE5.0 浏览器。 二、 AutoCAD 常规设计流程 1.启动 AutoCAD 2. 绘图环境设置 3.图层设置 4.文字样式设定 5.标注样式设定 6.绘制图形 7.设置图纸布局 8.输入文字，图案填充，尺寸标注。 9.保存绘图文件、输出
三、 AutoCAD2002的工作界面 AutoCaD的主界面如图1-2所示,其中包括标题栏、菜单区、工具条、绘图区 命令区及状态行。 像的)口助② →日画受 日6如动+乙回音对名Q器? 1 B9040 MH校型和工人布取了 些正交极轴对象韩捉对象追踪线建模烈 1.标题栏 般基于 windows环境下的应用程序都有标题栏,标题栏在界面的最上方,显示 当前正在工作的软件名及文件名 2.主菜单 autocaD2002主界面的第二行为菜单区,主菜单包括文件(File)、编辑 (Edit)、视图(view)、插入( Insert)、格式( Format)、工具 Tools 绘制(Draw)、标注( Dimension) 窗口( Window)和帮 助(Help)等十一个菜单项,每个菜单项下都有下拉菜单项, AutoCAD的主要命令 均放置在下拉菜单中,用鼠标点选菜单项,即展开该项下拉菜单, 3.图标菜单 ?X 命令工具栏|特性|键盘 工具栏① 菜单组 新津0 重命名①) 厂大图标0) 口参照编辑 v显示工具栏提示() 在工具栏提示中显示快捷键 □对象捕捉 象特性 关闭c)」帮助0 图1-3工具条对话框
三、 AutoCAD2002 的工作界面 AutoCAD 的主界面如图 1-2 所示，其中包括标题栏﹑菜单区﹑工具条﹑绘图区 ﹑命令区及状态行。 1.标题栏 一般基于 windows 环境下的应用程序都有标题栏，标题栏在界面的最上方，显示 当前正在工作的软件名及文件名。 2.主菜单 AutoCAD2002 主界面的第二行为菜单区，主菜单包括文件（File） ﹑编辑 （Edit） ﹑视图（View） ﹑插入（ Insert） ﹑格式（ Format ） ﹑工具 （ Tools ） ﹑ 绘制（Draw） ﹑标注（ Dimension ） ﹑窗口（ Window ）和帮 助（Help）等十一个菜单项，每个菜单项下都有下拉菜单项， AutoCAD 的主要命令 均放置在下拉菜单中，用鼠标点选菜单项，即展开该项下拉菜单。 3.图标菜单
打开主菜单视图(view)中的最后一项命令工具条( toolbars)的对话框,通 过自选,可随时打开或关闭各类工具条。 AutoCaD的常用命令在工具条中均有形象 化的位置。 4.绘图区 屏幕中间部分是绘图区,在 AutoCAD的系统配置中,用户可根据喜好选择 绘图区的背景色 5.命令区 命令窗口如图1-4,其作用是输入命令和参数。 图1-4命令窗口 AutoCAD-命令行- caring1.drg 命令 命令:_口tins 命令:1ne 6.状态行 状态行在界面的下面,如图1-5,包括坐标提示捕捉正交等功能的打开和 关闭 N<卜N\模型局希局了 图15状态方糖捉格正交极轴对象插对象追踪线模型 20.6645,296.7171.0.0000 四、 AutocaD2002的基本操作 1.下拉菜单 用鼠标点击菜单区,每一项下对应一条下拉菜单,用鼠标点击即可进入该 命令。教材表1-1列出 AutoCaD2002下拉菜单的中英文命令。在下拉菜单中,凡命 令后有“…” 即有下一级对话框;凡命令有“·”的,即表示有下一级子菜 单 2.图标菜单(工具条) 在 AutoCAD系统默认状态下有四个工具条:标准工具条、物体特性工具条 绘图工具条和修改工具条。此外,还可根据需要打开其他工具条,每个工具条有 组图标,用鼠标点取即可进入该命令 工具条与对应的下拉菜单不完全相同,其具体内容将在后面各章介绍 3.键入命令 所有命令均可通过键盘在命令区输入。无论是工具条还是下拉菜单,都不 包含所有命令,特别是一些系统变量,必须从命令区输入。 4.重复命令 任何一个刚用过的命令,均可按回车键(或鼠标右键)重复该命令 5.快捷键
打开主菜单视图 (View ）中的最后一项命令工具条（ toolbars ）的对话框，通 过自选，可随时打开或关闭各类工具条。 AutoCAD 的常用命令在工具条中均有形象 化的位置。 4.绘图区 屏幕中间部分是绘图区，在 AutoCAD 的系统配置中，用户可根据喜好选择 绘图区的背景色。 5.命令区 命令窗口如图 1-4 ，其作用是输入命令和参数。 图 1-4 命令窗口 6.状态行 状态行在界面的下面，如图 1-5 ，包括坐标提示捕捉正交等功能的打开和 关闭。 图 1-5 状态行 四、 AutoCAD2002 的基本操作 1.下拉菜单 用鼠标点击菜单区，每一项下对应一条下拉菜单，用鼠标点击即可进入该 命令。教材表 1-1 列出 AutoCAD2002 下拉菜单的中英文命令。在下拉菜单中，凡命 令后有 “…” 的，即有下一级对话框；凡命令有“ ► ”的，即表示有下一级子菜 单。 2.图标菜单（工具条） 在 AutoCAD 系统默认状态下有四个工具条：标准工具条﹑物体特性工具条 ﹑绘图工具条和修改工具条。此外，还可根据需要打开其他工具条，每个工具条有 一组图标，用鼠标点取即可进入该命令。 工具条与对应的下拉菜单不完全相同，其具体内容将在后面各章介绍。 3.键入命令 所有命令均可通过键盘在命令区输入。无论是工具条还是下拉菜单，都不 包含所有命令，特别是一些系统变量，必须从命令区输入。 4.重复命令 任何一个刚用过的命令，均可按回车键（或鼠标右键）重复该命令。 5.快捷键
快捷键用来代替一些常用命令的操作,只需键入命令的第一个字母或前 个字母即可。常用的快捷键见教材表1-2。 在 AutoCaD中当命令区出现“命令:”或“ Command:”时(如图 1-6),表示进入命令等待状态,可用以上介绍的几种方式输入命令 1.5 AutoCAD绘图系统中的坐标输入方式 autoCaD在绘图中可使用多种坐标系统来定义空间点的位置。 autocaD初始默 认的坐标系叫世界通用坐标系(WCS),在绘图中是不可改变的,但用户可以自己 定义用户坐标系(UCS),用户坐标系(UCS)将在三维部分介绍。 AutoCAD绘图 系统中坐标点的输入方式有以下几种 1.绝对坐标 输入一个点的绝对坐标的格式为(X,Y,Z),在系统默认的状态下,绘图区 左下角有一个图标,若仅输入X,Y则系统默认z值为零。 2.相对坐标 输入一个点的相对坐标的格式为(@△X,ΔY,ΔZ),即输入X,Y,Z 三个方向相对于前一点的坐标增量。 3.极坐标 输入一个点的极坐标的格式为(R<0<中),R为线长,0为相对X轴 的角度,φ为相对XY平面的角度。 4.相对极坐标 输入一个点相对极坐标的格式为(@Rθ<中) 长度和方向 当打开状态行的正交或极轴开关时,用鼠标确定方向,输入一个长度即 可,格式为(R),R为线长 图1-7位几种坐标的图例 1.6 AutocAD绘图系统中选取图素的方式 在 AutoCaD中,所有的编辑及修改命令均要选择已绘制好的图素,常用的选 择方式有以下几种: 1.点选 当需要选取图素时(命令区出现“选择对象:”或“ Select Object:”), 鼠标变成一个小方块,用鼠标直接点取被选目标,图素变虚则表示被选中 2.窗选 在“选择对象 后键入“W”,或用鼠标在图素对角点击,打开一个窗 口,一次可以选取多个图素。 3.其它常用方式 在出现“选择对象:”后键入“L(Last)”,表示所选的是最近一次绘制的 图素:键入“Cp”,可选取多边形窗口:键入“All”,表示所选取是全部(冻结 层除外):键入“R( Remove)”,再用鼠标直接点取相应图素,将其移出选择;键入 “U(Undo)”,取消选择
快捷键用来代替一些常用命令的操作，只需键入命令的第一个字母或前三 个字母即可。常用的快捷键见教材表 1-2 。 在 AutoCAD 中当命令区出现“命令：”或 “Command ：”时（如图 1-6 ），表示进入命令等待状态，可用以上介绍的几种方式输入命令。 1.5 AutoCAD 绘图系统中的坐标输入方式 AutoCAD在绘图中可使用多种坐标系统来定义空间点的位置。 AutoCAD 初始默 认的坐标系叫世界通用坐标系（ WCS ），在绘图中是不可改变的，但用户可以自己 定义用户坐标系（ UCS ），用户坐标系（ UCS ）将在三维部分介绍。 AutoCAD 绘图 系统中坐标点的输入方式有以下几种： 1.绝对坐标 输入一个点的绝对坐标的格式为（ X,Y,Z)，在系统默认的状态下，绘图区 左下角有一个图标，若仅输入 X,Y 则系统默认 z 值为零。 2. 相对坐标 输入一个点的相对坐标的格式为（ @ Δ X, Δ Y, Δ Z ），即输入 X,Y,Z 三个方向相对于前一点的坐标增量。 3.极坐标 输入一个点的极坐标的格式为（R<θ < φ）， R 为线长， θ为相对 X 轴 的角度， φ为相对XY平面的角度。 4.相对极坐标 输入一个点相对极坐标的格式为（ @R< θ < φ）。 5.长度和方向 当打开状态行的正交或极轴开关时，用鼠标确定方向，输入一个长度即 可，格式为（ R ）， R 为线长。 图 1-7 位几种坐标的图例。 1.6 AutoCAD 绘图系统中选取图素的方式 在 AutoCAD 中，所有的编辑及修改命令均要选择已绘制好的图素，常用的选 择方式有以下几种： 1.点选 当需要选取图素时（命令区出现“选择对象：”或 “Select Object:” ）， 鼠标变成一个小方块，用鼠标直接点取被选目标，图素变虚则表示被选中。 2.窗选 在“选择对象： ” 后键入 “W” ，或用鼠标在图素对角点击，打开一个窗 口，一次可以选取多个图素。 3.其它常用方式 在出现“选择对象：”后键入 “L(Last)”, 表示所选的是最近一次绘制的 图素；键入 “Cp” ，可选取多边形窗口；键入 “All” ，表示所选取是全部（冻结 层除外）；键入“R(Remove)”，再用鼠标直接点取相应图素，将其移出选择；键入 “U(Undo)” ，取消选择