第3章 二维图形的绘制 - Auto CAD机械制图基础教程_课件
第3章二维图形的绘制本章主要介绍AutoCAD 2004常用的绘图命令、编辑命令及块操作，强调AutoCAD精确绘图的特点，并结合机械制图基本规定，举例说明各种命令的综合运用。
3.1基本绘图命令
3.2高级绘图命令
3.3块
3.4精 确 绘 图
3.5图 形 编 辑
3.6绘制机械工程图的过程
3.1基本绘图命令
任何一幅工程图都是由一些基本图形元素，如直线、圆、圆弧、组线和文字等组合而成，掌握基本图形元素的计算机绘图方法，是学习CAD软件的重要基础。
AutoCAD 2004将绝大部分二维基本绘图命令制成了工具按钮，集成在“绘图”工具条上，如图3-1所示。下面将分别介绍各种工具的使用。
3.1.1绘制直线
“直线按钮用于绘制直线或折线。
可以使用下列3种方法确定第二点坐标值。
（1）输入绝对坐标值，如直角坐标100，100；极坐标100＜45。
（2）输入相对坐标，如直角相对坐标@100，100；相对极坐标@100＜45。
（3）移动鼠标指示直线方向，输入直线长度值，如100。
图3-2所示图形就是通过第3种方法完成的。
3.1.2绘制圆
“圆”按钮用于绘制整圆。单击“圆”按钮后，AutoCAD给出下列5种画圆的方法。
（1）三点（3P）：三点决定一圆。AutoCAD提示输入三点，创建通过三个点的圆。
（2）两点（2P）：用直径的两端点决定一圆。AutoCAD提示输入直径的两端点。
（3）相切、相切、半径（T）：与两物相切配合半径决定一圆。AutoCAD提示选择两物体，并要求输入半径。
（4）圆心，半径：圆心配合半径决定一圆。AutoCAD提示给定圆心和半径。
（5）圆心，直径：圆心配合直径决定一圆。AutoCAD提示给定圆心和直径。
3.1.3绘制圆弧
“圆弧”按钮用于绘制一段圆弧，系统提供了下列10种创建圆弧的方法。
（1）三点：通过输入三个点的方式绘制圆弧。
（2）起点，圆心，终点：以起始点、圆心、终点方式画弧。
（3）起点，圆心，角度：以起始点、圆心、圆心角方式绘制圆弧。
（4）起点，圆心，弦长：以起始点、圆心、弦长方式绘制圆弧。
（5）起点，终点，角度：以起始点、终点、圆心角方式绘制圆弧。
（6）起点，终点，半径：以起始点、终点、半径方式绘制圆弧。
（7）起点，终点，方向：以起始点、终点、切线方向方式绘制圆弧。
（8）圆心，起点，终点：以圆心、起始点、终点方式绘制圆弧。
（9）圆心，起点，角度：以圆心、起始点、圆心角方式绘制圆弧。
（10）圆心，起点，弦长：以圆心、起始点、弦长方式绘制圆弧。
缺省状态下，AutoCAD以逆时针方向绘制圆弧。
3.1.4绘制点
点系统提供了多种形式的点，绘制形式有单点、多点、定数等分点和定距等分点等，如图3-3所示。
1．单点
单击“点”按钮后，AutoCAD 2004将显示当前点的模式和大小，并提示用户指定点的位置：“当前点模式:PDMODE=0PDSIZE=0.0000指定点:”这时输入坐标值或直接用鼠标定位。
若要设置点的格式，可执行下列操作。
（1）选择“格式”→“点样式”命令，得到如图3-3所示的“点样式”对话框。
（2）“点样式”对话框中提供了20种点样式，用户可根据需要来选择其中一种。
2．定数等分点
创建定数等分点命令的方法有如下几种。
（1）选择“绘图”→“点”命令，在下一级子菜单中选择“定数等分点”命令。
（2）在命令行中输入Divide命令。
在如图3-3所示的“点样式”对话框中选择X 型点，然后单击“确定”按钮，这样就会出现图3-4所示的定数等分点图形。
3．定距等分点
定距等分点是指在实体上按特定的间距排列点或块。
创建定距等分点命令的方法有如下几种。
（1）在命令行中输入Measure命令。
（2）选择“绘图”→“点”命令，在下一级子菜单中选择“定距等分点”命令。
3.1.5绘制矩形
“矩形”按钮用于绘制矩形。用本命令绘制的矩形平行于当前的用户坐标系（UCS）。单击“矩形”按钮后，命令行给出“指定第一个角点或 [倒角（C）/标高（E）/圆角（F）/厚度（T）/宽度（W）]”，各选项的意义如下。
（1）指定第一个角点：继续提示，确定矩形另一个角点来绘制矩形。
（2）倒角（C）：给出倒角距离，绘制带倒角的矩形。
（3）标高（E）：给出线的标高，绘制有标高的矩形。
（4）圆角（F）：给出圆角半径，绘制有圆角半径的矩形。
（5）厚度（T）：给出线的厚度，绘制有厚度的矩形。
（6）宽度（W）：给出线的宽度，绘制有线宽的矩形。
3.1.6绘制正多边形
“正多边形”按钮用于绘制3～1024边的正多边形。下列3种创建方法：
（1）设定圆心和外接圆半径（I），如图3-7（a）所示。
（2）设定圆心和内切圆半径（C），如图3-7（b）所示。
（3）设定正多边形的边长（Edge）和一条边的两个端点，如图3-7（c）、（d）所示。
3.1.6绘制正多边形
“正多边形”按钮用于绘制3～1024边的正多边形。单击“正多边形”按钮后，AutoCAD首先要求用户输入多边形的边数，并提供下列3种创建方法：
（1）设定圆心和外接圆半径（I），如图3-7（a）所示。
（2）设定圆心和内切圆半径（C），如图3-7（b）所示。
（3）设定正多边形的边长（Edge）和一条边的两个端点，如图3-7（c）、（d）所示。
3.1.7绘制椭圆与椭圆弧
在AutoCAD 2004中文版中绘制椭圆和椭圆弧的命令都是一样的，只是相应的内容不同。
1．绘制椭圆
单击“椭圆”按钮后，AutoCAD 2004将提示“指定椭圆的轴端点或 [圆弧（A）/中心点（C）]:”
（1）指定椭圆的轴端点：利用椭圆某一轴上的两个端点的位置以及另一轴的半长绘制椭圆。
（2）中心点（C）：利用椭圆的中心坐标及某一轴上的一个端点的位置和另一轴的半长绘椭圆。
2．绘制椭圆弧
单击“椭圆弧”按钮后，AutoCAD 2004将提示：
ellipse
指定椭圆的轴端点或 [圆弧（A）/中心点（C）]: _a
指定椭圆弧的轴端点或 [中心点（C）]:（指定椭圆弧的轴端点A）
指定轴的另一个端点:（指定椭圆弧的另一个轴端点B）
指定另一条半轴长度或 [旋转（R）]:（指定另一条半轴长度）
指定起始角度或 [参数（P）]:
（1）指定起始角度绘制椭圆弧
① 指定椭圆弧的起始角度（45o，如图3-8（a）所示的C点）, AutoCAD 2004会接着提示:
指定终止角度或 [参数（P）/包含角度（I）]:
② 指定椭圆弧的终止角度（-30 o，如图3-8（a）所示的D点）。
结果得到如图3-8（a）所示的椭圆弧。
（2）参数（P）
① 通过指定参数确定椭圆弧。执行该选项时，AutoCAD 2004将提示：
指定起始参数或 [角度（A）]:
② 指定椭圆弧的起始参数（输入-130），得到如图3-8（b）所示椭圆弧中的E点，AutoCAD 2004将继续提示:
指定终止参数或 [角度（A）/包含角度（I）]:
指定椭圆弧的终止参数（输入140），得到如图3-8（b）所示椭圆弧中的F点。
结果得到如图3.1.8（b）所示的椭圆弧。
3.2高级绘图命令
本节主要介绍操作步骤较多，或创建常用机械零件图形较少用到的绘图和图形编辑命令，主要包括“构造线”、 “多段线”、“样条曲线”、“图案填充”、“面域”、“修订云线”、“创建块”和“插入块”等绘图命令，以及“多线”、“图库”和“对象追踪”。
3.2.1构造线
本命令用于创建一条无限长的构造线，作为用户绘制等分角、等分圆等图形的辅助线。单击“构造线”按钮 。
命令启动时，给出的各选项含义如下。
（1）水平（H）：默认辅助线为水平线，单击一次创建一条水平辅助线，直到用户单击鼠标右键或回车时结束。
（2）垂直（V）：默认辅助线为垂直线，单击一次创建一条垂直辅助线，直到用户单击鼠标右键或回车时结束。
（3）角度（A）：创建一条用户指定角度的倾斜辅助线，单击一次创建一条倾斜辅助线，直到用户单击鼠标右键或回车时结束。
（4）等分（B）：让用户先指定一个角的顶点，再分别确定此角两条边的两个点，从而创建一条辅助线。该辅助线通过用户指定的角的顶点，并平分该角。注意，这个角不一定是实际存在的，可以是想象中的一个不可见的角。
（5）偏移（O）：创建平行于另一个实体的辅助线，类似于偏移编辑命令。选择的另一个实体可以是一条辅助线、直线或复合线实体。
3.2.2多段线
多段线是AutoCAD中较为重要的一种图形对象，由多个彼此首尾相连的、相同或不同宽度的直线段或圆弧段组成，并作为一个单一的整体对象使用。
单击“多段线”按钮， 各选项的功能及操作方法如下。
（1）圆弧（A）：由绘制直线转换成绘制圆弧。
（2）半宽（H）：将多段线总宽度的值减半。AutoCAD提示输入起点宽度和终点宽度。用户通过在命令行输入相应的数值，即可绘制一条宽度渐变的线段或圆弧。注意，命令行输入的数值将作为此后绘制图形的默认宽度，直到下一次修改为止。
（3）长度（L）：提示用户给出下一段多段线的长度。AutoCAD按照上一段的方向绘制这一段多段线，如果是圆弧则将绘制出与上一段圆弧相切的直线段。
（4）放弃（U）：取消刚绘制的一段多段线。
（5）宽度（W）：与半宽操作相同，只是输入的数值就是实际线段的宽度。
1．多段线示例1
利用绘制圆弧功能完成180o圆弧绘制后，在命令行中输入L，重新转换成画线方式。按下“对象捕捉”和“对象追踪”按钮，移动光标使多段线起点出现端点符号。仔细地沿垂直方向移动光标，使垂直的对象追踪指示虚线出现，如图3-9（a）所示，再单击鼠标左键，即完成与第一条直线长度相同且相互平行的直线绘制。输入A，由绘制直线转换成绘制圆弧，再在命令行输入CL，圆弧与第一条直线起点重合，多段线创建结束，如图3-9（b）所示。
3.2.3样条曲线
由一系列控制点控制，并在规定拟合公差（Fit Tolerance）之内拟合形成的光滑曲线，称为样条曲线。
样条曲线的选项不多，各项含义如下。
（1）闭合（C）：自动将最后一点定义为与第一点相同，并且在连接处相切，以此使样条曲线闭合。
（2）拟合公差（F）：修改当前样条曲线的拟合公差。选定此项并输入新的拟合公差后，将按照新的公差值拟合现有的点。
3.2.4剖面线
工程图纸表示剖面类型的剖面线，实质就是以指定的图案来充满某个指定区域，所以AutoCAD称之为图案填充。
下面以绘制如图3-12所示的键槽剖面图为例，讲述图案填充的操作方法。
单击“图案填充”按钮，系统弹出如图3-13所示的“边界图案填充”对话框。
对话框中的“类型”、“图案”和“样例”三者是联动的，因此单击“样例”图形框中的图案，系统打开如图3-14所示的“填充图案选项板”对话框。
（1）拾取点
（2）选择对象
单击“拾取点”按钮，对话框关闭，移动光标到如图3-12（a）所示的1区域，单击鼠标左键，封闭区域的边界线呈虚线状态。单击鼠标右键结束对象拾取，单击“预览”按钮，可以看到只有四分之一圆填充了图案，如图3-12（b）所示。若要一次性完成整个区域填充，需拾取4个区域。
3.2.5面域和边界
在AutoCAD中，面域（REGION）是一种比较特殊的二维对象，是由封闭边界所形成的二维封闭区域。
对于已创建的面域对象，用户可以进行填充图案和着色等操作，还可以分析面域的几何特性（如面积）和物理特性（如质心、惯性矩等）。面域对象还支持布尔运算，即可以通过差集（SUBTRACT）、并集（UNION）或交集（INTERSECT）来创建组合面域。
创建面域的方法很简单，只需单击“面域”按钮，移动光标拾取对象，再按回车键或单击鼠标右键，即可完成。
如果是对象内部相交而构成的封闭区域，就不能用“面域”命令生成面域，但可选择“绘图”→“边界”命令来创建面域。启动边界命令后，系统打开如图3-15所示的“边界创建”对话框。
下面是面域造型法的应用示例，要绘制如图3-16所示的图形，操作过程如下。
（1）绘制出如图3-17所示的图形，并将圆A、B、C和矩形D创建成面域。
（2）建立圆B、C及矩形D的环形阵列，如图3-18所示。
（3）进行布尔操作，用面域A减去面域B、C、D，完成图形绘制，如图3-19所示。
3.2.6多线
多线命令用于一次创建多条平行线。多条线的颜色、起始点和终点的形状等特征通过 “多线样式”对话框控制。
在“多线样式”选项区域中的“当前”下拉列表框中显示当前使用的样式名称，“名称”文本框用于输入新建样式名，“说明”文本框用于输入多线样式的描述性文本。
为增加新的多线样式，可单击“元素特性”按钮，在系统弹出的“元素特性”对话框中，进行多线中每条线的颜色、线型以及线段之间偏移量的设置，如图3-21所示。
单击“多线样式”对话框中的“多线特性”按钮后，弹出“多线特性”对话框，用于完成封口形式和填充颜色的设置，如图3-22所示。
在“当前”下拉列表框中可将新建的多线样式设置为当前。执行多线命令，按照与绘制直线相同的步骤进行操作，即可完成如图3-23所示的图形。
3.2.7修订云线
在检查或用红线圈阅图形时，可以使用修订云线功能来亮显标记以提高工作效率。单击 “修订云线”按钮后，命令行给出“指定起点或 [弧长（A）/对象（O）] <对象>:” 各选项的意义如下。
（1）指定起点：从头开始创建修订云线，如图3-24（a）所示的图形。
（2）弧长（A）：为修订云线的弧长设置最小值和最大值。应该注意最大弧长不能超过最小弧长的三倍。
（3）对象（O）：将闭合对象（例如圆、椭圆、闭合多段线或闭合样条曲线）转换为修订云线。将闭合对象转换为修订云线时，如果 DELOBJ 设置为1（默认值），原始对象将被删除，如图3-24（b）所示的图形。
3.3块
3.3.1块的概念及功能
块是由多个对象组合在一起，并作为一个整体来使用的图形对象，其功能如下。
（1）创建图形库
（2）节省存储空间
（3）方便图形修改
（4）增加属性
3.3.2块的创建
AutoCAD还没有将粗糙度标注作为一个特殊对象进行处理，只能利用块插入来完成粗糙度符号的标注。因此，在绘制机械工程图纸时，必须创建如图3-25所示的带属性的粗糙度块。
1．绘制粗糙度符号
参照如图2-12所示的规定，完成图3-25的绘制。
2．创建块
选择“绘图”→“块” →“创建”命令，或单击“绘图”工具条的“创建块”按钮，系统弹出如图3-26所示的“块定义”对话框。
“基点”选项区域用于确定块插入时所用的基准点，该点关系到块插入操作的方便性，用户务必仔细考虑。单击“拾取点”按钮，系统关闭对话框，返回到绘图区，拾取粗糙度符号中的三角形顶点，作为插入基准点。
“对象”选项区域用于选取组成块的几何图形对象，单击“选择对象”按钮，系统关闭对话框返回绘图区，选取组成粗糙度符号图形的三段直线。单击鼠标右键或回车，结束对象选择返回对话框，保持缺省设置“转换为块”。
单击“确定”按钮，对话框关闭，粗糙度块创建成功。
3.3.3将块保存为文件
使用“创建块”命令创建的块只能在当前图形中使用，而粗糙度是一个常用符号，还需要在其他图形中使用，则需要使用Wblock命令，将块保存为.DWG格式的图形文件。
Wblock命令是一个特殊命令，下拉菜单和工具条上都没有此项命令，只能从命令行中输入。将输入法切换成英文，输入Wblock，回车后弹出如图3-27所示的“写块”对话框。
3.3.4块的插入
选择“插入”→“块”命令，或单击“绘图”工具条中的“插入块”按钮，系统弹出“插入”对话框，如图3-28所示。
除了直接进行块插入操作外，还可以选取提示中的其他选项对块进行缩放和旋转。
3.3.5块的分解
块作为一个对象处理方便了用户的操作管理，但在少数情况下，例如需要删除块中的个别图素时，就无法完成。此时单击“分解”按钮，选取需要分解的块。单击鼠标右键结束对象选择，块就分解成为多个图形独立元素对象。
3.3.6块属性
所谓块属性就是从属于块的文本信息，是块的组成部分。
1．块属性的创建
完成如图3-25所示的粗糙度符号图形后，选择“绘图”→“块”→“定义属性”命令。在系统弹出的“属性定义”对话框中完成粗糙度属性定义，如图3-29所示。
2．创建粗糙度块
完成属性定义后，选择“绘图”→“块” →“创建”命令，或单击“绘图”工具条的“创建块”按钮。
3．属性块的插入和编辑
单击“绘图”工具条上的“插入块”按钮，确定插入点、缩放比例和旋转角度后，命令行给出“请输入粗糙度数值 <3.2>”提示。
对于如图3-30所示，具有多个属性的标题栏，逐个输入更改比较繁琐，这时需要启动“增强属性编辑器”对话框。
选择“视图”→“工具栏”命令，使“修改II”工具栏显示在界面上。单击“编辑属性”按钮，选择如图3-30所示的标题栏块，系统弹出如图3-31所示的“增强属性编辑器”对话框。
在“属性”选项卡，选中“图名”属性，在下面的“值”文本框中把“主轴”改为“减速器壳体”，然后单击“应用”按钮即完成了“（图名）”属性的修改。
在“文字选项”选项卡中，修改文字样式、对齐方式、字高、宽度比、旋转角和倾斜角等内容，以适应不同图幅的需要。
在“特性”选项卡中，修改图层、线型、颜色和线宽等内容，以适应新图纸的设置。
3.4精 确 绘 图
用光标在屏幕上指定点很难精确定位点的位置，而精确定位点是建立一幅精确图形的首要任务。
3.4.1栅格、捕捉及正交
在手工制图中，我们借助三角尺、丁字尺、圆规和方格纸等绘图工具及仪器，使作图准确，保证绘图质量，提高绘图效率。AutoCAD 也提供了类似的绘图工具，包括输入坐标值、捕捉、栅格、对象捕捉和设置正交模式。
选择“工具”→“草图设置”命令，系统弹出“草图设置”对话框，如图3-32所示。
3.4.2对象捕捉
对象捕捉是指将点自动定位到与图形中相关的关键点上，如线段端点、圆或圆弧圆心等。将“草图设置”对话框的“对象捕捉”选项卡设置为当前，选中各关键点前的复选框，即开启该点捕捉功能，如图3-33所示。
单击选项卡左下方的“选项”按钮，系统弹出“选项”对话框，“草图”选项卡置为当前，如图3-34所示。用户可以完成“自动捕捉”、“自动追踪”和“对齐点获取”方式的设置。用鼠标拖动滑块可改变“自动捕捉标记大小”和“靶框大小”。在“自动捕捉标记颜色”下拉列表框中可以选择其颜色。
AutoCAD已将各种对象捕捉工具按钮集中在对象捕捉工具条上，选择“视图”→“工具栏”命令，从系统弹出的对话框的“工具栏”选项卡中选取“对象捕捉”选项，“对象捕捉”工具条就会显示出来，如图3-35所示。
下面以图3-36为例，讲叙利用对象捕捉完成两圆公切线的操作方法。
单击“直线”按钮，给出“指定第一点”提示时，单击“对象捕捉”工具条上的“捕捉到切点”按钮。移动光标到第一圆上，出现切点指示符号时，单击确定。
提示“指定下一点或 [放弃（U）]”时，再次单击“捕捉到切点”按钮。移动光标到第二圆上，出现切点指示符号时，单击确定，即完成一条公切线。如果选取圆弧上的点的大致位置不同，可完成内公切线或外公切线（系统会自动就近找切点）。
3.4.3极轴和对象跟踪
极轴的作用与正交的作用类似，当移动光标使直线呈某一状态时，会出现一条虚线，提示用户线段长度和角度。
对象跟踪可以使用户快速地拾取指定方向上的目标点。首先在“草图设置”对话框的“对象捕捉”选项卡中选中“中心”关键点前的复选框，再按下“对象跟踪”按钮后，移动光标拾取矩形长边中心，AutoCAD将在光标接近指定的角度方向上显示一条临时的对齐路径。再移动光标短边的中心，将光标向矩形中心移动，即出现另一条虚线，交点即为矩形的中心点，如图3-37所示。
3.4.4坐标输入数据
1．坐标系
AutoCAD的缺省坐标系称为世界坐标系（WCS）。
2．坐标
（1）绝对坐标
① 笛卡尔坐标
② 极坐标
（2）相对坐标
3.5图 形 编 辑
3.5.1对象选择
AutoCAD的强大功能在于对图形的编辑，即通过对已存在的图形进行复制、移动、镜像和修剪等操作完成工程图。
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