机械CAD技术:AutoCAD实例与考级(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2021-04-01 11:09:25

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作者:陈冲锋、叶年锁 主编

出版社:化学工业出版社

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机械CAD技术:AutoCAD实例与考级

机械CAD技术:AutoCAD实例与考级试读:

前言

前 言

本书是根据最新的教学要求,并参照相关的国家职业标准和行业的职业技能鉴定规范及中级技术人员等级考核标准编写的。

本书全面介绍了目前在计算机辅助绘图与设计领域中的各种CAD/CAM软件,针对计算机辅助设计制图员(机械)中级考试,以AutoCAD 2012中文版为基础,系统介绍了AutoCAD的二维图形绘制、三维实体造型、图形的输出与打印等基本知识,加强了绘图实用技巧的介绍。书中突出了“教学做合一”的教学模式,在编排上,按照学习规律,经过精心组织,由浅入深,由易到难,力求做到循序渐进,通俗易懂。每个章节通过典型实例分析、上机操作训练、课后习题巩固等环节,解决理论和实践脱节的教学难题。建议教学和上机实践操作按照1∶1学时分配。

本书将AutoCAD绘图知识与培训考证有机结合,适合AutoCAD机械制图入门学习和计算机辅助设计机械类中级绘图员的培训考证,可作为各职业技术院校和培训机构的AutoCAD教材,同时可作为AutoCAD爱好者的自学教材。

本书由芜湖市首席技师陈冲锋和芜湖市学科带头人叶年锁担任主编,黄斌斌、续健担任副主编。全书由陈冲锋、叶年锁、王全、左平、戴晶、汤莉、陈孝和、汤永璐、童家凤、王晶、钱成龙、文晓丽、李鹏、严子春、杨成功、周燕峰编写,韩殿担任全书的主审。曹凤鸣老师负责本书中图片的处理。在本书编写过程中,得到了相关单位领导和同事的关心与大力支持,在此一并表示衷心的感谢!

编者在本书的编写过程中,虽精益求精,力求完美,但由于编者水平有限,书中不足之处在所难免,恳请读者批评指正。编 者第1章 绪论1.1 机械CAD的基本概念

CAD是英文Computer Aided Design的缩写,意思为计算机辅助设计。CAD其实就是一种工业产品设计软件,是工程技术人员利用计算机及其图形设备进行产品设计与开发的重要工具。

CAD是一门技术,而且是一项综合性的技术,涉及计算机图形学、数据库、网络通信等学科知识,是先进制造技术的主要组成部分,是提高设计水平、缩短产品开发周期、增强行业竞争力的一项关键技术。

CAD软件一般分为二维CAD和三维CAD两大类。二维CAD软件侧重于工程图制作,三维CAD软件侧重于建模、模具设计、NC加工等。

本书介绍的是AutoCAD软件,它是美国Autodesk公司的重要产品之一,应用领域非常广泛,它几乎应用于所有跟绘图有关的行业,如建筑、机械、电子、天文、物理、化工等。1.2 机械CAD技术的应用

CAD技术首先应用在发达国家的航空军事工业中。随着CAD技术的发展与普及, CAD技术应用从军事工业向民用工业扩展,由大型企业向中小型企业推广,由高技术领域向日用家电、轻工业产品的设计和制造中普及。另外CAD技术也逐步从发达国家“流向”发展中国家。

CAD在机械制造行业应用较早,也最为广泛。采用CAD技术进行产品设计不但可以使设计人员“甩掉图标”,更新传统的设计思想,实现设计自动化,降低产品成本,提高企业及其产品在市场上的竞争能力;还可以使企业由原来的串行式作业转变为并行作业,建立一种全新的设计和生产技术管理体制,缩短产品的开发周期,提高劳动生产率。如今世界各大航空、航天及汽车制造业巨头不但广泛采用CAD技术进行产品设计,而且投入大量人力物力及资金进行CAD软件的开发,以保证自己技术生产的领先地位和国际市场上的优势。

CAD技术在建筑行业也得到广泛应用。CAD建筑设计(Computer Aided Architecture Design,简称CAAD)为建筑设计带来了一场真正的革命。随着CAAD软件从最初的二维通用软件发展到三维建筑模型软件,CAAD技术被广泛采用,这不但可以提高设计质量,缩短工程周期,还可以节约2%~5%的建设投资。

CAD技术还应用于轻纺及服装行业中。以前我国纺织品及服装的花样设计、色彩的变化、图案的分色、描稿及配色等均由人工完成,速度慢、效率低,而且国际市场上对纺织品及服装要求是批量小、花色多、质量高、交货快,这使得我国纺织品在国际市场上的竞争力不强。采用了CAD技术以后,大大加快了我国纺织品及服装走向国际市场的步伐。

如今,CAD技术已进入到人们的日常生活中,在电影、动画、广告和娱乐等领域大显身手。美国好莱坞电影公司主要利用CAD技术构建布景,还可以利用虚拟现实的手法设计出人工不可能做到的布景。

我国CAD技术的研究始于20世纪70年代,当时主要集中在少数高校及航空领域等极小范围。80年代初,开始成套引进CAD系统,并在此基础上进行开发和应用;同时国家在CAD技术研究方面重点投资,支持对国民经济有影响的重点机械产品CAD进行开发和研制,为我国CAD技术的发展奠定了基础。20世纪90年代初,原国家科委将CAD应用与先进制造技术、先进信息、CIMS一起作为重点发展的四大工程;“十五”期间,CAD应用工程与CIMS工程合并实施制造业信息化工程,极大地促进了CAD技术在我国制造工程领域的推广和普及。科技部在CAD应用工程2000年规划纲要中指出:“到2000年,在国民经济主要部门的科研、设计单位和企业中全面普及推广CAD技术,实现‘甩掉图板’(指传统设计中的描图板),提高智能劳动效率,推广我国CAD市场,扶持发展以CAD为突破口的我国自主创新的软件产业,建立起我国的CAD产业”。

通过多年坚持不懈的努力,我国CAD技术在理论与算法研究、硬件设备生产、支撑软件的开发与商品化、专业应用软件的研制与应用,以及在人才培养与技术普及等方面均取得了丰硕的成果。近年来,我国CAD技术发展迅速,应用日趋成熟,范围不断拓宽,水平不断提高,应用领域几乎渗透到所有制造工程领域,尤其是机械、电子、建筑、造船、轻工等行业在CAD技术开发应用上有了一定规模,取得了显著的成效。我国已自行开发了大量实用的CAD软件,国内计算机生产厂家已能够为CAD系统提供性能良好的计算机和工程工作站。少数大型企业已经建立起较完整的CAD系统并取得较好的效益,中小企业也开始使用CAD技术并初见成效;一些企业已着手建立以实现制造过程信息集成为目标的企业级CIMS系统,以实现系统集成、信息共享。1.3 机械CAD的发展概况及发展趋势1.3.1 机械CAD的发展概况

20世纪50~60年代初,CAD技术处于图形处理阶段。60年代,科学家们提出了计算机图形学、交互技术、分层存储符号的数据结构等新思想,从而为CAD技术发展和应用打下了理论基础。60年代中期,出现了许多商品化的CAD系统。到了60年代末,美国安装的CAD工作站已达到200多台,可供几百人使用。

进入70年代,CAD技术投入广泛使用阶段。1970年,美国Application公司推出完整的CAD系统,由此出现了面向中小型企业的CAD商品化系统;70年代末,美国CAD工作站安装数量超过1200台,使用人数超过2.5万。

80年代,CAD进入突飞猛进的发展时期,图形系统和CAD工作站的销售量与日俱增,CAD技术从大中企业向小企业扩展,从发达国家向发展中国家扩展,从用于产品设计发展到用于工程设计和工艺设计。

90年代后,CAD技术向着开放式、标准化、集成化和智能化方向发展,CAD/CAM/CAE技术集成已成为现代制造技术的重要标志,由此派生出:计算机集成制造系统(CIMS)、敏捷制造系统(AMS)、智能制作系统(IMS)、精良生产(LP)、并行工程(CE)、柔性制造系统(FMS)、产品数据管理(PDM)等先进制造技术。1.3.2 机械CAD的发展趋势

随着各种先进设计理论和先进制造模式的发展以及计算机技术的迅速发展,CAD技术经历着前所未有的发展机遇与挑战,正在向集成化、网络化、智能化和标准化方向发展。(1)集成化

为了适应CIMS的需求,各种应用计算机辅助技术的系统已从简单、单一、相对独立的功能发展成为复杂、综合、紧密联系的功能集成的系统。集成的目的是为用户进行研究、设计、试制等各项工作提供一体化支撑环境,实现在整个产品生命周期中各个分系统间信息流的畅通和综合。集成涉及功能集成、信息集成、过程集成与动态联盟中的企业集成。为提高CAD系统集成的水平,处于产品生命周期中信息链源头的CAD技术需要在数字化建模、产品数据管理、产品数据交换及各种CAX(CAD、CAE、CAM等计算机辅助技术的总称)工具的开发与集成等方面加以提高。(2)网络化

网络技术的飞速发展和广泛应用,改变了传统的设计模式,将产品设计及其相关过程集成并行地进行,人们可以突破地域的限制,在广域区间和全球范围内实现协同工作和资源共享。网络技术使CAD系统实现异地、异构系统在企业间的集成成为现实。网络化CAD技术可以实现资源的取长补短和优化配置,极大地提高了企业的快速响应能力和市场竞争力,“虚拟企业”“全球制造”等先进制造模式由此应运而生。目前基于网络化的CAD技术,需要在能够提供基于网络的完善的协同设计环境和提供网上多种CAD应用服务等方面提高水平。(3)智能化

设计是含有高度智能的人类创造性活动。智能化CAD技术不仅是简单地将现有的人工智能技术与CAD技术相结合,更要深入研究人类认识和思维的模型,并用信息技术来表达和模拟这种模型。智能化CAD技术涉及新的设计理论与方法(如并行设计理论、大规模定制设计理论、概念设计理论、创新设计理论等)和设计型专家系统的基本理论与技术(如设计知识模型的表示与建模、知识利用中的各种搜索与推理方法、知识获取、工具系统的技术……)等方面。智能化是CAD技术发展的必然趋势,将对信息科学的发展产生深刻的影响。(4)标准化

随着CAD技术的发展和应用,工业标准化问题越来越显得重要。目前已制订了一系列相关标准,如面向图形设备的标准计算机图形接口(CGI)、面向图形应用软件的标准GKS和PHIGS、面向不同CAD系统的产品数据交换标准IGES和STEP,此外还有窗口标准等。随着技术的进步,新标准还会出现。这些标准规范了CAD技术的应用与发展,更为重要的是有些标准还指明了进一步发展的道路,如STEP既是标准,又是方法学,由此构成的STEP技术深刻影响着产品建模、数据管理及接口技术。CAD系统的集成一般建立在异构的工作平台之上,为了支持异构跨平台的环境,要求CAD系统必须是开放的系统,必须采用标准化技术。完善的标准化体系是我国CAD软件开发及技术应用与世界接轨的必由之路。

未来的CAD技术将为新产品开发提供一个综合性的网络环境支持系统,全面支持异地的、数字化的、采用不同设计哲理与方法的并行设计工作。思考与练习

1.什么是计算机辅助技术CAD? AutoCAD是哪个公司的产品?

2.我国CAD技术始于哪一年?目前应用状况如何?

3.机械CAD今后发展趋势主要表现在哪些方面?第2章 主流CAD软件系统介绍2.1 AutoCAD系统介绍

AutoCAD是美国Autodesk公司的主导产品。Autodesk公司是世界第四大PC软件公司。目前在CAD/CAE/CAM工业领域内,该公司是拥有全球用户量最多的软件供应商,也是全球规模最大的基于PC平台的CAD和动画及可视化软件企业。其操作界面如图2-1所示。图2-1 AutoCAD软件操作界面

AutoCAD自1982年问世以来,已经进行了几十次升级,其功能逐渐强大并日趋完善。如今,AutoCAD已广泛应用于机械、建筑、电子、航天、造船、土木工程、农业、气象及纺织等领域。在中国,AutoCAD已成为工程设计领域中广泛应用的计算机绘图软件之一。

1982年12月,美国Autodesk公司推出AutoCAD的第一个版本—— AutoCAD 1.0。在此后的几年里,Autodesk公司几乎每年都推出AutoCAD的升级版本,从而使AutoCAD快速完善,并赢得了广大用户的信任。

1990年和1992年,Autodesk公司分别推出AutoCAD 11.0版和12.0版,其绘图功能进一步增强。特别是在12.0版中,Autodesk公司推出了Windows版本,该版本采用了图形用户接口(GUI)和对话框功能,提供了访问标准数据库管理系统的ASE模块,并提高了绘图速度。

1994年,Autodesk公司推出了AutoCAD 13.0版。新版本的命令达到了288个。

1997年6月,Autodesk公司推出AutoCAD R14版,该版本全面支持Microsoft Windows 95/NT,不再支持DOS平台,它在工作界面、操作风格等方面更加符合Microsoft Windows 95/NT的风格,运行速度更快,而且在功能和稳定性等方面有了很大改进。从AutoCAD R14版开始,Autodesk公司对AutoCAD的每一个新版本均同步推出对应的简体中文版,为中文版用户提供了方便。

1999年3月,Autodesk公司推出了AutoCAD 2000版。同AutoCAD R14版相比,AutoCAD 2000版增加和改进了数百个功能,提供了多文档设计环境、设计中心及一体化绘图输出体系等。基于面向对象结构的AutoCAD 2000是款一体化的、功能丰富的CAD设计软件,它使用户真正置身于一种轻松的设计环境中,专注于所设计的对象和设计过程。

随着Internet的迅速发展,人们的工作和设计思维与网络的联系也越来越密切。同样,工程设计人员也希望能借助Internet提高工作效率与操作的灵活性。为满足此类市场需求,Autodesk公司于2000年7月推出AutoCAD 2000i版。该版本在2000版的基础上重点加强了Internet功能。通过Internet,AutoCAD 2000i将设计者、同事、合作者以及设计信息等有机地联系起来。该版本具有多种访问Web站点并获取网上资源的功能,使用户能够方便地建立和维护用于发布设计内容的Web页,同时可以实现跨平台设计资料共享,使用户在AutoCAD设计环境中能够通过Internet提高工作效率。

2001年5月,Autodesk公司推出了AutoCAD 2002版。该版本精益求精,在运行速度、图形处理和网络功能等方面都达到了一个崭新的水平。

2003年初,Autodesk公司推出了AutoCAD 2004版。AutoCAD 2004增加了许多新功能,可以帮助用户更快、更轻松地创建并共享设计数据。

2004年,Autodesk公司推出了AutoCAD 2005版。AutoCAD 2005增加了图纸集管理器,增强了图形的打印和发布功能,增加和改进了众多绘图工具,使AutoCAD的使用更加便捷。

2005年,Autodesk公司推出了AutoCAD 2006版。与之前版本相比,该版本在输入方式、绘图、编辑、图案填充、尺寸标注、文字标注、块操作以及表格等方面的功能均进一步得以完善,使其操作更加合理、便捷和高效。

2006年,Autodesk公司推出了AutoCAD 2007版。该版本的三维功能有了很大提高,除增加了多段体、扫掠和放样等功能外,还提供了用于三维建模的界面、模板以及众多三维建模工具。

2007年,Autodesk公司推出了AutoCAD 2008版。该版本提高了文字与尺寸标注、表格处理、图层管理以及绘图等方面的性能。

2008年,Autodesk公司推出了AutoCAD 2009版。该版本在用户界面、使用方便性以及软件综合性能等方面均有所改进。

2009年,Autodesk公司推出了AutoCAD 2010版。该版本除在图形处理等方面的功能有所增强外,另一个最显著的特征是增加了参数化绘图功能。用户可以对图形对象建立几何约束,以保证图形对象之间的位置关系准确无误,如平行、垂直、相切、同心、对称等关系;可以建立尺寸约束,通过该约束,既可以锁定对象,使其大小保持固定,也可以通过修改尺寸值来改变所约束对象的大小。

2010年,Autodesk公司又推出了AutoCAD 2011版。新版本在三维处理、参数化绘图等方面的功能得到进一步增强,更加方便了用户的操作。

2011年,Autodesk公司推出AutoCAD 2012版。AutoCAD 2012系列产品还新增了更多强而有力的3D建模工具,提升曲面和概念设计功能。

2012年,Autodesk公司又推出了AutoCAD 2013版。新增功能如下:用户交互命令行增强、点云支持(增强功能)、阵列增强功能、画布内特性预览、快速查看图形及图案填充编辑器、光栅图像及外部参照。

2013年,Autodesk公司又推出了AutoCAD 2014版,新增功能如下:社会化合作设计、支持Windows8以及触屏操作、实景地图,现实场景中建模、文件选项卡,方便文件间的切换。

AutoCAD 2018,该版本除了保留空间管理、图层管理、选项板的使用、图形管理、块的使用、外部参照文件的使用等优点外,还增加了很多更为人性化的设计,如PDF文件导入功能、合并文字功能、强化外部文件参考路径修复功能、对象选择功能,以及支持Autodesk移动应用程序进行查看、编辑共享等功能。2.2 Pro/Engineer系统介绍

Pro/ENGINEER是美国科技参数公司PTC(Parameters Technology Corporation)推出的产品。其操作界面如图2-2所示。图2-2 Pro/ENGINEER软件操作界面

1985年,PTC公司成立于美国波士顿,开始参数化建模软件的研究。1988年PTC公司推出第一代产品Pro/ENGINEER 2000,此后又推出2000i、2001。

2002年,PTC公司推出有世界影响力第二代产品——野火版Pro/ENGINEER Wildfire,随后分别推出Wildfire 2.0、Wildfire 3.0、Wildfire 4.0等版本,2009年07月又推出Pro/ENGINEER Wildfire 5.0版本,这是Pro/ENGINEER Wildfire系列的终极版。

PTC公司推出的第三代产品是Creo系列软件。2010年10月由PTC公司推出全新CAD设计软件包Creo1.0,它是整合了PTC公司三个软件Pro/Engineer的参数化技术、CoCreate的直接建模技术和ProductView的三维可视化技术的新型CAD设计软件包。之后,PTC公司推出了Creo 2.0、Creo 3.0、Creo 4.0、Creo 5.0。

PTC公司始终在不断发展和完善Pro/ENGINEER,使其成为一个集零件设计、产品装配、模具开发、NC加工、钣金件设计、铸造件设计、造型设计、逆向工程、自动测量、机构模拟、压力分析、产品数据管理等功能于一体,广泛应用于电子、机械、模具、工业设计、汽车、航空航天、家电、玩具等行业的一个全方位的3D产品开发软件,成为世界上最为普及的CAD/CAM/CAE软件之一。2.3 Unigraphics系统介绍

UG是Unigraphics Solutions公司的拳头产品。该公司首次突破传统CAD模式,为用户提供一个全面的产品建模系统。1976年麦道公司收购了UGS公司,并致力于对其产品的不断完善,UG软件雏形问世。其操作界面如图2-3所示。图2-3 UG软件操作界面

2001年,UGS公司并入美国EDS公司,并于2001年6月推出UG NX1.0;2003年,推出了UG NX2.0;2004年,推出UG NX3.0;2005年,推出了具有里程碑式的UG NX4.0;2007年04月,又推出NX5.0。

2006年,德国SIEMENS公司收购UGS公司,并于2008年6月,SIEMENS公司推出了NX6.0;2009年10月,推出NX 7.0;2010年10月,推出NX 7.5;2011年4月推出版本NX8.0;2012年11月8日, 发布NX8.5; 2013年10月14日,发布NX9.0软件,之后又推出NX10.0、NX11.0、NX12.0版本。

UG 软件集CAD/CAM/CAE于一体,模块多、功能强,可以轻松实现工业设计、虚拟装配、辅助制造与工业分析等方面的工业设计。广泛应用在航空航天、汽车制造等领域,是目前国内外公认为世界一流、应用最为广泛的大型多功能的软件之一。2.4 CATIA系统介绍

CATIA(Computer Aided Tri-Dimensional Interface Application)是法国Dassault System公司旗下的CAD/CAM/CAE一体化软件,Dassault System 成立于1981年。在20世纪70年代,Dassault Aviation成为此软件的第一个用户,它是世界著名的航空航天企业,其产品以幻影2000和阵风战斗机最为著名。其操作界面如图2-4所示。图2-4 CATIA软件操作界面

1982~1988年,CATIA 相继发布了V1版本、V2版本和V3版本,并于1993年发布了功能强大的V4版本,CATIA 软件分为V4版本和 V5版本两个系列。V4版本应用于UNIX平台,V5版本应用于UNIX和Windows两种平台。

CATIA在CAD/CAM/CAE以及PDM领域内的领导地位,已得到世界范围内的广泛认可。CATIA已广泛应用于航空航天、汽车制造、造船、机械制造、电子电器和消费品行业,它的集成解决方案覆盖了所有的产品设计与制造领域,其特有的DMU电子样机模块功能以及混合建模技术更是直接推动企业竞争力和生产力的提高。

CATIA 提供的解决方案,可以满足所有工业领域的大、中、小型企业的需要。包括从大型的波音747飞机、火箭发动机到化妆品的包装盒,几乎涵盖了所有的制造业产品。CATIA 源于航空航天业,但其强大的功能已得到各行业的认可,在欧洲汽车业已成为事实上的标准。CATIA比较广泛地用于汽车、航空航天、轮船、军工、仪器仪表、建筑工程、电气管道、通信等方方面面。最大的客户有通用(同时使用UG)、波音麦道、空客、福特、大众、戴克、宝马、沃尔沃、标致雪铁龙、丰田、本田、雷诺、达索飞机、菲亚特、三菱汽车、西门子、博世、现代和起亚。使用CATIA的中国公司有上汽、一汽、东风等大公司。欧盟及其成员国军方和美国军方都是CATIA的忠实用户。其用户群体在世界制造业中具有举足轻重的地位。波音飞机公司使用CATIA完成了整个波音777的电子装配,创造了业界的一个奇迹,从而也确定了CATIA在CAD/CAM/CAE行业内的领先地位。

CATIA V5版本的开发始于1994年,CATIA V5版本是IBM和达索系统公司长期以来在为数字化企业服务过程中不断探索的结晶。CATIA V5版本主要围绕数字化产品和电子商务集成概念进行系统结构的设计,可为数字化企业建立一个针对产品整个开发过程的工作环境。在这个环境中,可以对产品开发过程的各个方面进行仿真,并能够实现工程人员和非工程人员之间的电子通信。产品整个开发过程包括概念设计、详细设计、工程分析、成品定义和制造乃至成品在整个生命周期中的使用和维护。2.5 SolidWorks系统介绍

SolidWorks公司成立于1993年,由PTC公司的技术副总裁与CV公司的副总裁发起,总部设在美国马萨诸塞州康科德城,当初所赋予软件的任务是希望在每一个工程师的桌面上提供一套具有生产力的实体模型设计系统。1997年被总部位于法国 Suresnes的Dassault Systemes S.A.(法国达索系统)收购,成为达索众多子公司中最为出众的一家子公司。达索公司提供涵盖整个产品生命周期的系统,包括设计、工程、制造和产品数据管理等各个领域中的最佳软件系统,著名的CATIA 就出自该公司,目前达索的CAD产品市场占有率居世界前列。SolidWorks软件操作界面如图2-5所示。图2-5 SolidWorks软件操作界面

从1995年推出第一套SolidWorks三维机械设计软件至今,良好的财务状况和用户支持使得SolidWorks每年都有数十乃至数百项的技术创新,公司也获得了很多荣誉。

SolidWorks在各行业的应用十分广泛,主要有机械、医疗、汽车、模具、消费品、电子、航空航天、重型设备和建筑等。在教育界,SolidWorks同样也被广泛应用于教学和研究。在美国,包括麻省理工学院(MIT)、斯坦福大学等在内的著名大学都已经把SolidWorks列为制造专业的必修课。国内的一些大学和教育机构也在应用SolidWorks进行教学。相信在未来不长时间内,SolidWorks将会与的AutoCAD一样,成为3D普及型主流软件乃至于CAD的行业标准。

SolidWorks公司为企业提供并非单一的三维CAD系统,而是从产品开发到产品数据管理和产品数据发布等一系列完整的CAD/CAE/PDM解决方案。SolidWorks公司的产品主要包括三维CAD工具、二维设计工具、产品的设计验证和分析仿真工具、产品的数据管理工具,以及产品数据发布工具等。

与其他流行的三维CAD软件相比,SolidWorks以功能强大、技术创新、易学易用、价格适中而成为设计行业主流的三维CAD软件。功能强大是指SolidWorks已经能够满足一般企业的需求,可以很好地解决产品设计中的实际问题;技术创新是指SolidWorks是全球第一个Windows原创实体建模系统,拥有27项全球领先的创新技术,推出的新版本中90%以上新增功能都来自于用户的建议;易学易用是指SolidWorks是操作环境完全汉化的国际知名CAD系统,亲切友好的Windows界面、动态反馈提示使大多数人可以在较短的时间内掌握软件的应用,有效避免了在学习过程中半途而废,也避免了人才流动所造成的软件系统瘫痪的尴尬局面;价格适中是指SolidWorks具有优秀的性能价格比。与高端三维CAD软件相比,SolidWorks运行时对计算机硬件的要求较低,也是SolidWorks有望得到推广的重要因素之一。2.6 CAXA系统介绍

CAXA(Computer Aided X Alliance - Always a step Ahead的缩写),其含义是“领先一步的计算机辅助技术和服务”。 CAXA是北航和海尔联合开发的软件,是国产自主品牌的CAD软件。其操作界面如图2-6所示。图2-6 CAXA软件操作界面

CAXA软件集成度不高,产品系列较多且分散,概括起来主要有以下几个方面。(1)CAXA设计类软件

①二维设计软件:CAXA电子图版,该软件是我国自主知识产权软件的杰出代表。以其优异的性能、合理的价格、周到的服务得到广大企业用户和设计人员的广泛好评。

②三维设计软件:CAXA实体设计,专注于产品创新工程,为用户提供三维创新设计的CAD平台,支持各种功能设计、总体设计、分析仿真等应用需求。(2)CAXA工艺类软件

①CAXA工艺图表:是高效快捷的工艺卡片编制软件,它可以方便地引用设计的图形和数据,同时为生产制造准备各种需求的管理信息。

②CAXA工艺汇总表:它是一套专门对电子化的设计数据和工艺数据进行汇总,并生成各种产品明细表和管理用工艺表格的软件系统。(3)CAXA制造类软件

①CAXA制造工程师:它是面向2~5轴的数控铣床与加工中心机床,具有卓越性能的铣、钻削加工数控编程软件,是CAXA制造解决方案的重要构件之一,具有精、稳、易、快四大特点。

②CAXA线切割、数控车:线切割是一个面向线切割机床的软件系统,可以为各种线切割机床提供快速、高效率、高品质的数控编程代码;数控车具有CAD软件的强大功能和完善的外部数据接口,可以绘制任意复杂的图形,可以通过DXF/IGES等数据接口与其他系统交换数据。数控车具有功能强大、使用简单的轨迹生成手段,可按照加工要求生成价格轨迹与NC代码,并可以对生成的代码进行校验与加工仿真。(4)CAXA管理类软件

CAXA图文档管理:是面向研发和制造型企业或部门的电子文档管理解决方案。它以产品为核心,组织和管理设计、工艺和生产过程中生产的大量电子文档,解决文档的共享、查阅、安全控制及版本管理问题。思考与练习

1.简要介绍AutoCAD软件系统及其发展历程。

2. CAXA软件具有什么含义?该软件是如何分类的?

3.分别介绍一下Unigraphics、Pro/Engineer、CATIA和SolidWorks软件。第3章 AutoCAD绘图技术3.1 机械工程CAD制图规则(GB/T 14665)(1)范围

机械工程CAD制图规则标准GB/T 14665规定了机械工程中用计算机辅助设计(以下简称CAD)时的制图规则。

机械工程CAD制图规则标准GB/T 14665适用于在计算机及其外围设备中进行显示、绘制、打印的机械工程图样及有关技术文件。

机械工程CAD制图规则标准GB/T 14665是GB/T 18229在机械CAD制图中的补充。(2)机械工程CAD制图规则规范性引用文件

下列文件对于本规则文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件

GB/T 4457.4 机械制图 图样画法 图线

GB/T 4458.4 机械制图 尺寸注法

GB/T 15834 标点符号用法

GB/T 17450 技术制图 图线

GB/T 18229 CAD工程制图规则(3)基本原则

①凡在计算机及其外围设备中绘制机械工程图样时,如涉及本标准中未规定的内容,应符合有关标准和规定。

②在机械工程制图中用CAD绘制的机械工程图样,首先应考虑表达准确,看图方便。在完整、清晰、准确地表达机件各部分形状的前提下,力求制图简便。

③用CAD绘制机械图样时,尽量采用CAD新技术。(4)图线

在机械工程的CAD制图中,所用图线,除按照以下的规定外,还应遵守GB/T 17450和GB/T 4457.4中的规定。

①图线组别。

为了便于机械工程的CAD制图需要,将GB/T 4457.4中所规定的线型分为5组,见表3-1。表3-1 线型组别

②重合图线的优先顺序。

当两个以上不同类型的图线重合时,应遵守以下的优先顺序:(a)可见轮廓线和棱线(粗实线);(b)不可见轮廓线和棱线(细虚线);(c)剖切线(细点画线);(d)轴线和对称中心线(细点画线);(e)假想轮廓线(细双点画线);(f)尺寸界线和分界线(细实线)。

③非连续线的画法。

图线应尽量相交在画上。绘制圆时,应画出圆心符号,图线在接触与连接或转弯时应尽可能在画上相连。

④图线颜色。

屏幕上显示图线,一般应按表3-2中提供的颜色显示,并要求相同类型的图线应采用同样的颜色。表3-2 图线颜色(5)字体

机械工程的CAD制图所使用的字体,应做到字体端正、笔画清楚,排列整齐、间隔均匀。

①数字。

一般应以正体输出。

②小数点。

小数点进行输出时,应占一个字位,并位于中间靠下处。

③字母。

除表示变量外,一般应以正体输出。

④汉字。

汉字在输出时一般采用正体,并采用国家正式公布和推行的简化字。

⑤标点符号。

标点符号应按GB/T 15834的规定正确使用,除省略号和破折号为两个字位外,其余均为一个符号一个字位。

⑥字体与图纸幅面之间的选用关系,参见表3-3。表3-3 字体与图纸幅面注:h=汉字、字母和数字的高度。

⑦字体的最小字(词)距、行距以及间隔线或基准线与书写字体的最小距离见表3-4。表3-4 最小距离注:当汉字与字母、数字混合使用时,字体的最小字距、行距等应根据汉字的规定使用。(6)尺寸线的终端形式

机械工程的CAD制图中所使用的尺寸线的终端形式(箭头)有如下几种供选用,其具体尺寸比例一般参照GB 4458.4中的有关规定,样式如图3-1所示。图3-1 尺寸线的终端形式(一)

①在图样中一般按实心箭头、开口箭头、空心箭头、斜线的顺序选用。

②当尺寸线的终端采用斜线时,尺寸线与尺寸界线必须互相垂直。

③同一张图样中一般只采用一种尺寸线终端的形式。当采用箭头位置不够时,允许用圆点或斜线代替箭头,标注样式如图3-2所示。图3-2 尺寸线终端的形式(二)(7)图形符号的表示

在机械工程的CAD制图中,所用到的图形符号,应严格遵守有关标准或规定的要求。

①第一角画法和第三角画法的识别图形符号表示,见表3-5。表3-5 识别图形符号

②圆心符号用细实线绘制,其长短一般在12d左右选用(d为细实线宽度),样式如图3-3所示。图3-3 圆心符号(8)图样中各种线型在计算机中的分层

图样中的各种线型在计算机中的分层标识可参照表3-6的要求。表3-6 分层标识3.2 图形单位及图形界限的设置3.2.1 确定绘图单位

利用 “Units”命令或在下拉菜单“格式”中选择“图形单位”选项进行重新设置,激活命令后将出现“图形单位”对话框,利用它可进行单位制设置。操作界面如图3-4、图3-5所示。图3-4 “图形单位”对话框(一)图3-5 “图形单位”对话框(二)3.2.2 确定图幅(图纸大小)(1)图形界限

在下拉菜单“格式”中选择“图形界限”,或者直接在命令行输入“Limits”命令,操作界面如图3-6所示。图3-6 “图形界限” 对话框(一)

AutoCAD 在命令行提示:

指定左下角点<0.0000,0.0000>:(直接回车或在此处输入绘图极限的左下角点的坐标),操作界面如图3-7所示。图3-7 “图形界限” 对话框(二)

指定右上角点 <420.0000,297.0000>:(在此处输入绘图极限的右上角点的坐标)。420,297,回车,但绘图区不显示图幅大小。操作界面如图3-8所示。图3-8 “图形界限” 对话框(三)(2)绘制外层细实线框

增设细实线层。单击图层管理器,操作界面如图3-9所示。图3-9 “图层管理器”对话框(一)

新增图层,名称改为实线层,并将该层设为当前,单击左上角关闭按钮,操作界面如图3-10所示。图3-10 “图层管理器”对话框(二)

调用“画矩形”命令,从工具条中单击“矩形”图标,或从下拉菜单选取“绘图”“矩形(R)”或从命令行键入REC,操作界面如图3-11所示。

指定第一个角点或 [倒角(C)/标高(E)/圆角(F)/厚度(T)/宽度(W)]:(指定对角线一个端点)0,0,回车,操作界面如图3-12所示。图3-11 “画矩形”命令图3-12 指定角点

指定另一个角点或 [尺寸(D)]:(指定对角线另一个端点)420,297 ↙,操作界面如图3-13所示。图3-13 完成的矩形(3)绘制内层粗实线框

增设粗实线层。单击图层管理器,操作界面如图3-14所示。图3-14 “图层管理器”对话框(三)

新增图层,名称改为粗实线层,并将该层设为当前,单击左上角关闭按钮,操作界面如图3-15所示。图3-15 “图层管理器”对话框(四)

调用“画矩形”命令,从工具条中单击“矩形”图标,或从下拉菜单选取“绘图”“矩形(R)”或从命令行键入REC,操作界面如图3-16所示。图3-16 矩形命令操作界面(一)

指定第一个角点或 [倒角(C)/标高(E)/圆角(F)/厚度(T)/宽度(W)]:(指定对角线一个端点)5,5 ↙,操作界面如图3-17所示。图3-17 矩形命令操作界面(二)

指定另一个角点或 [尺寸(D)]:(指定对角线另一个端点)420,297 ↙,操作界面如图3-18所示。图3-18 矩形命令操作界面(三)

指定另一个角点或 [尺寸(D)]:(指定对角线另一个端点)415,292 ↙(比420,297得各减5),操作界面如图3-19所示。图3-19 矩形命令操作界面(四)(4)图形全屏显示

为了将制作的图形全屏显示,需要按以下步骤进行。

在命令行中输入 “Zoom”命令 ,操作界面如图3-20所示。图3-20 图形全屏显示(一)

选择“全部(A)”选项,以使所示图幅在窗口内全屏显示。操作界面如图3-21所示。图3-21 图形全屏显示(二)3.3 图层的创建、管理及使用

同一图形中有大量的层时,可以根据层的特征或特性对层进行查找,将具有某种共同特点的层过滤出来。过滤的途径分为通过状态过滤、用层名过滤、用颜色和线型过滤。过滤功能的设置是通过图层过滤器特性对话框(Set Layer Filters)来实现的。

图层特性管理器可以添加、删除和重命名图层,更改图层特性。可控制将在列表中显示的图层,也可以用于同时更改多个图层。

图层特性管理器操作步骤如下(1)打开图层特性管理器

①执行“格式,图层”菜单命令,快捷键Alt+O+L,或者在命令行中输入:LAYER。操作界面如图3-22所示。图3-22 “格式,图层”对话框

②弹出“图层特性管理器”对话框。操作界面如图3-23所示。

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