机械制图与CAD技术课件.ppt
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- 机械制图 CAD 技术 课件
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1、 21世纪高职高专规划教材 机械专业基础课系列机械制图与机械制图与CAD技术技术主编 陈竞喆中国人民大学出版社第一章第一章 CADCAD与画法几何与画法几何第一节第一节 几何图形画法概述几何图形画法概述 点、线和面是构成图形的基本几何元素,所有的图形都可以看成是由基本的点、线和面按照一定的规律集合而成。执行AutoCAD的绘图命令所绘制出的几何图形,都是使用几何图形的结构要素来实现的。掌握点、线和面的几何性质规律是研究物体几何结构的基本。如图1-1-1所示,由若干个表面(平面、曲面)围成,其表面相交之处是线,线的两端是点。因此,点、线、面是立体的基本组成部分。图1-1-1 一、几何图形中点、线
2、、面的基本画法一、几何图形中点、线、面的基本画法 1.点的绘制 AutoCAD点的绘制命令“.”(point);命令栏里输入的:100,50 所指定的点的坐标是指在平面坐标系中,X轴坐标值是100,Y轴坐标值为50 实际上缺省了一个Z轴坐标值”0”,如果我们将输入的坐标改为 100,50,70 我们所得到的点就是空间中的一点,如图1-1-3所示。图1-1-2 图1-1-3如图1-1-4中,球1所在的空间即为第一角空间,而球3所在的空间为第三角空间。而我们在使用AutoCAD时使用的空间如图1-1-5所示:图1-1-4图1-1-5 使用CAD绘出的点在CAD用户坐标系中如图1-1-6所示 绘制直
3、线段,直线段的构成要素是空间两点。在CAD绘图界面中点击绘制直线段命令图标 或在命令栏中键入直线段命令“line”,如图1-1-7所示的空间中一直线段.图1-1-6XYZXY100,120,145,170100,120,90L145,170,90图1-1-7 直线段的命令同时又是一条多段线命令,只要不选择放弃,可以继续指定下一点。在AutoCAD中还有一个和直线段命令比较相似的绘图命令即“多段线”绘制命令;多段线绘制命令:p line 图标:,如图1-1-9所示:XYZXY100,120,160,120145,170100,120,90160,120,90145,170,90图1-1-8图1-
4、1-9P line 命令比较Line 命令被赋予了更多的选项和特性。圆弧(A)选项;如图1-1-10所示:长度(L)选项;如图1-1-11所示:图1-1-10上一个图形 使用L选项的多段线图1-1-11 正多边形的构成要素是:边的数量,顶点所在同心圆的中心点和半径。例:画一个正5边形:图图 1 1-1 1-6 6 (a a)图图 1 1-1 1-6 6 (b b)图1-1-12 弧线的构成要素是圆上两点间部分。在AutoCAD中,提供了多种画圆弧的选项,见表1-1-1 表1-1-1 绘制圆弧的命令选项:图 标选项步骤顺序画 法三点连续指定三点确定一个圆弧起点、圆心、终点指定圆弧起点,指定圆心确
5、定一个圆,在圆上指定终点;起点、圆心、角度指定圆弧起点,指定圆心确定一个圆,指定圆半径转过角度;起点、圆心、长度指定圆弧起点,指定圆心确定一个圆,指定圆弧的长度;起点、终点、角度指定圆弧起点、终点,指定圆弧起点和终点所在半径的夹角;起点、终点、方向指定圆弧起点、指定终点,指定过终点的切线方向;起点、终点、半径指定圆弧的起点、终点,指定圆弧所在院的半径;圆心、起点、终点指定圆弧的圆心,指定圆弧的起点和终点;圆心、起点、角度先指定圆心,指定圆弧的起点和终点;圆心、起点、长度指定圆心,指定圆弧起点和长度;连续以一个现有的点(或前一个图形终点)为起点绘制连续的圆滑连接圆弧,只要指定终点。确定圆,确定圆
6、上两点,得到要求的圆弧;确定平面上的三个点,(确定了一个圆)两端点之间的部分就是我们要的圆弧。如图1-1-13所示:图1-1-13矩形可以由长和宽确定。在AutoCAD中提供矩形绘制的三种方式:1.矩形对角线的两个端点;2.矩形面积和一个边长;3.矩形的长与宽。选项中的 旋转(R)指的是矩形的边与坐标轴夹角,逆时针方向为正值。如图1-1-15所示:图1-1-14图1-1-15圆由圆心和半径(直径)确定,平面上三点确定一个圆。平面上到一点(圆心)距离(半径)相等的点的集合为圆。AutoCAD提供的6种绘制圆的命令选项。表1-1-2 绘制圆的命令CIRCLE选项图 标选 项 步 骤 顺 序画 法圆
7、心、半径指定圆心、指定半径圆心、直径指定圆心、指定直径两点指定直径的两个端点三点指定平面上的三点相切、相切、半径指定平面上于圆相切的两点、指定圆的半径相切、相切、相切指定平面上与圆相切的三个点椭圆由相互垂直平分的一个长轴及一个短轴确定。在AutoCAD中提供了三种关于绘制椭圆的选项方式:表1-1-3 绘制椭圆的命令选项 椭圆如图1-1-16所示:图 标选 项 步 骤 顺 序画 法圆心、一轴端点、二半轴长度点击命令图标,确定圆心、根据提示指定一个半轴的端点,指定另一半轴长度一轴端点二半轴长度指定一个轴的两个端点、指定另一个半轴长圆心、一轴端点、旋转角度确定圆心、指定一个半轴端点,指定绕一轴旋转角
8、度图1-1-16 在AutoCAD椭圆绘制命令中附加了一个椭圆弧绘制命令。图标为:如图1-1-17所示:图1-1-17 二、机械制图中的典型画法二、机械制图中的典型画法 斜度和锥度的画法斜度和锥度的画法 在机械制图中经常会遇到有些零件的表面具有一定的斜度或锥度。如图1-1-18所示:使用CAD制图解决这类问题的方法有很多,最基本的方法是先画一条斜度为1:10的样线:图1-1-18图1-1-19 等分圆的画法等分圆的画法 在机械制图时,经常会遇到等分圆的问题,如图1-1-20所示:点击阵列命令图标:或直接键入阵列命令ARRAY 调出阵列选项对话框:图1-1-20 点击菜单:格式 点样式(P)弹出
9、对话框:机械制图中的圆弧的连接问题机械制图中的圆弧的连接问题 如图1-1-22所示:作圆A和圆B的内公切圆弧和外公切圆弧,将两圆圆滑连接。使用CAD制图,点击画圆工具图标(相切、相切、半径),如图1-1-23所示。图1-1-22图1-1-23 圆滑连接两直线段圆滑连接两直线段 如图1-1-24及1-1-25所示:图1-1-24图1-1-25第二节第二节 点、线、面的投影点、线、面的投影 一、投影面体系的建立一、投影面体系的建立 在几何学中,我们一直将 xy坐标系设为第一投影面H,如图1-2-1所示。空间一点 A在投影面上的投影的坐标是(x,y)为了准确表达A 点在空间的位置,(A点距离水平面的
10、高度)我们建立了 垂直于水平面的另一个投影面 V并且规定该投影面坐标为Z,如图1-2-2所示。这就是两投影面体系。在两投影面体系中,我们导入一个与xy平面,xz平面都可以互相垂直的另一个平面W,就构成了一个完整的三投影面体系,又叫做三维坐标体系,如图1-2-3所示。图1-2-1图1-2-2图1-2-3 二、第一角投影空间二、第一角投影空间 传统的机械制图一直遵循着第一角投影法,如图1-2-3 a)所示。而CAD使用的是第三角投影法,如图1-2-3 b)所示。将图1-2-4的投影坐标系展开如图1-2-5所示,就是空间点A 的三面视图,得到A点的三面投影 在图中用细实线将点的两面投影连接起来,如
11、a a,aa 称为投影连线,a 与 a 不能直接相连,需借助于 45 斜线来实现这个联系。图1-2-3 a)图1-2-3 b)图1-2-4 图1-2-5 三、空间中特殊位置的点三、空间中特殊位置的点 在我们设置的制图空间中,有些点的特殊位置,如表1-2-1中所示:表1-2-1点的位置空间坐标图三面投影图说明在空间中在投影面上H点处于某投影面上,则对另外两投影面的投影在坐标轴上VW在投影轴上X点在某投影轴上,则对相邻两投影面的距离为零,对另外一个投影面的投影在原点上。YZ在原点上对三投影面投影均重合在原点上。四、直线段的投影四、直线段的投影 直线段的投影特性直线段的投影特性 直线段的投影一般仍为
12、直线段。当直线段与投影面处于不同位置时有如下投影特性:1.垂直于投影面的直线段在该投影面的投影积聚为一点。2.倾斜于投影面的直线段在该投影面的投影比实长短。图1-2-8图1-2-9 直线段的三面投影直线段的三面投影 两点确定一条直线。求作直线的投影,只需确定该直线上两个点的投影,将这两个点的同面投影连接起来,就是该直线段的投影。如图 1-2-8直线段上的点.1.直线段上的点,其投影具有从属性和定比性。直线段上的点分割直线段之比,投影后保持其比例关系不变。2.空间连直线段的相对位置 3.空间两直线段的相对位置有三种情况:两直线段平行、两直线段相交和两直线段交叉。1)两直线段平行 2)两直线段相交
13、 3 3)两直线交叉 五、平面的投影五、平面的投影 平面的投影特性平面的投影特性 立体表面上的平面都是有边界的封闭有限的平面(如三角形、矩形、圆等),称平面图形,平面形边界线的投影就是平面投影轮廓线。如图1-2-13 图1-2-13 投影面垂直面的投影特征投影面垂直面的投影特征 当图形平面垂直于H 面时,如图1-2-14 当图形平面垂直于V 面时,如图1-2-15 当图形平面垂直于W 面时,如图1-2-16图1-2-14图1-2-15图1-2-16第三节第三节 基本几何形体基本几何形体一、常见基本几何体一、常见基本几何体 基本几何体可分为平面立体和曲面立体两大类,平面立体有棱柱、棱锥等;曲面立
14、体有圆柱、圆锥、圆球和圆环等。这些基本几何形体都具有独立的几何特征和结构几何元素。绘制圆锥体绘制圆锥体图1-3-2(a)(b)(c)绘制矩形立方体绘制矩形立方体 绘制圆环绘制圆环 绘制楔体绘制楔体图1-3-3环的中心轴线是一个圆图1-3-4 图1-3-6第四节第四节 几何体的投影几何体的投影一、棱柱、棱台的投影一、棱柱、棱台的投影 棱住的投影棱住的投影如图 1-4-2 a)中的六棱柱投影的可见性分析见表1-4-1。图1-4-2 a)图1-4-2 b)基本投影面正立投影面水平投影面侧立投影面可见表面前方三棱面上底面左方两棱面不可见表面后方三棱面下底面右方两棱面 三棱锥的投影三棱锥的投影 如图1-
15、4-3所示:三棱锥分别在投影面V-W-H的投影视图,这个视图是根据第一角投影的三等规律得到的(见图1-4-4所示)V VWWH Hs ss ss sn nn nn nc cc cc ca aa aa aV VWWH Hs ss ss sn nn nn nc cc cc ca aa aa a 图1-4-3 图1-4-4 二、几何形体的类型二、几何形体的类型 平面几何体 又被称为平面立体;为了避免概念上的混淆,我们把由一些表面为一些封闭平面的几何体称为平面几何体,如我们上面分析的棱锥,棱柱,棱台以及一些矩形的立方体等等。回转体 回转体的特征是,它一定有一个中心轴,回转体表面上的任何一点都有一个关于
16、这个对称轴的对称点,回转体可以看作是一个与对称轴平行的平面绕对称轴一周所构成的几何体,如图1-4-7所示.。拉伸前拉伸后图1-4-9图1-4-8图1-4-71.和集命令图标 2.差集命令图标3.交集命令图标第二章第二章机械工程制图国家标准机械工程制图国家标准第一节第一节 图纸幅面及格式图纸幅面及格式一、图纸幅面尺寸(一、图纸幅面尺寸(GB/T 14689_2008GB/T 14689_2008)国家标准规定机械工程图纸使用幅面尺寸如图211所示A3A4A2A3x3A3x4A4x3A4x4A1A0A4x5图211 二、图框及标题栏格式二、图框及标题栏格式 1.图框格式(GB/T 10609.1_
17、2008)图纸上必须用粗实线画出图框,其格式分为不留装订边和留有装订边两种,同一产品的图样只能采用一种格式。图图 框框图图 框框L LB B标标 题题 栏栏标标 题题 栏栏对对 中中 符符 号号对对 中中 符符 号号图图 纸纸 边边 界界c ca ac ca a图纸幅面代号AOA1A2A3A4B L8411189594841420594297420210297e2010c105a25表 2-1-1 基本图纸幅面与图框尺寸 图2-1-2 2.标题栏格式(GB/T 10609.1_2008)(1)标题栏的方位和看图方向 (2)标题栏的格式和尺寸图图 框框标标 题题 栏栏对对 中中 符符 号号方方
18、向向 符符 号号(单单 位位 名名 称称)(图图 样样 名名 称称)(图图 样样 代代 号号)(材材 料料 标标 记记)阶 段 标 记重 量比 例共 张 第 张审 核工 艺批 准审 核签 名日 期标 准 化审 核日 期签 名更 改 文 件 号分 区处 数标 记签 名图2-1-3图 2-1-4 三、关于图纸的其他规定三、关于图纸的其他规定 1.图纸的剪切符号等 2.图纸的图幅分区 对图形复杂的CAD 装配图一般应设置图幅分区如图2-1-6所示。3.图纸模板 使用CAD制图可以使用图纸模板,就不必为每张图绘制图框。图2-1-5图2-1-6第二节第二节 制图比例制图比例 图样的比例是指图样中图形与其
19、实物相应要素的线性尺寸之比。一、绘图比例一、绘图比例 图样的比例是指图样中图形与其实物相应要素的线性尺寸之比。图样比例分原值比例、放大比例、缩小比例三种。表 1-2规 定 比 例(一)种 类 比 例原 值 比 例 1:1放 大 比 例 5:1 2:1 5 10:1 2 10:1 1 10:1nnn缩 小 比 例 1:2 1:5 1:10 1:1 10 1:2 10 1:5 10nnn二、出图比例二、出图比例 AutoCAD中,可以用指定或默认单位类型(十进制)绘图。屏幕上每个单位都可表示所需的单位制:英寸、毫米、千米。因此,如果绘制器部件,一个单位相当于一毫米。国家标准规定机件的大小与结构不同
20、,绘图时可根据情况放大或缩小。出图时,无论采用哪种比例值,图形上所标注的尺寸数值必须是机件的实际大小尺寸,与图形的比例无关。表 1-3规 定 比 例(二)种 类 比 例放 大 比 例 4:1 2.5:1 4 10:1 2.5 10:1 nnn缩 小 比 例 1:1.5 1:2.5 1:3 1:4 1:6 1:1.5 10nnn1:2.5 10 1:3 10 1:4 10 1:6 10第三节第三节 字体字体 国家标准规定中用字体高度(用h表示)代表字体的号数,其公称尺寸系列分为:1.8,2.5,3.5,5,7,10.,14,20mm等8种。如果要书写更大的字,其字体高度应按照(根号2)的比率递增
21、。如图2-3-1所示:字 体 工 整 笔 画 清 楚 排 列 整 齐 间 隔 均 匀中 人 技 校 机 械 制 图横 平 竖 直 注 意 起 落 结 构 均 匀GB 10#GB 7#GB5#制hh/1.4图2-3-1 一、汉字一、汉字 图样中的汉字应写成长仿宋体,并采用国家正式公布推行的的简化字,汉字的字高h不应小于3.5mm 二、字母和数字二、字母和数字 字母和数字分A型和B型两类,同时又有斜体和直体之分,斜体字字头向右倾斜,与水平基准线成75度。三、综合应用规定三、综合应用规定 汉字字型 国家标准号 字体文件名 应 用 范 围长仿宋体GB/T 13362.413362.51992 HZOF
22、.*图中标注及说明的汉字、标题栏、明细栏等。单线宋体GB/T 138441992 HZDX.*大标题、小标题、图册封面、目录清单、标题栏中设计单位名称、图样名称、工程名称、地形图等。宋体GB/T 138451992HZST.*仿宋体GB/T 138461992 HZFS.*楷体GB/T 138471992 HZKT.*黑体GB/T 138481992HZHT.*四、四、CADCAD制图的字体字形设置制图的字体字形设置 AutoCAD图形默认的字型为Standard(标准)。AutoCAD所提供的图形模板中的字型都没有设置好中文字体,所以,我们必须设置好中文语言字体才能用于实际制图中中文的输入。
23、第四节第四节 图线应用图线应用 一、图线的型式及其应用一、图线的型式及其应用 国家标准GB/T 17450-1998技术制图中,规定了15种基本线型。考虑到机械设计制图的需要,在国家标准GB/T 4457.4-2002 机械制图中规定了机械制图所用的9种线型,表2-4-1:图 线 类 型屏 幕 上 的 颜 色粗实线白色(注)细实线绿 色波浪线折断线粗虚线黄 色细虚线细点划线红 色粗点划线棕 色双点划线粉红色表2-4-1 机械工程图样中常用图线的名称、型式、代号、宽度及其应用见表2-4-1所示,表中表示断裂处边界的双折线的画法如下图2-4-1图线的应用实例所示。图2-4-1 二、图线线宽二、图线
24、线宽 在规定使用的线型时,还必须使用规定的线宽。图线线宽分为粗细两种,其中粗线的宽度d可以按图幅的大小以及图纸整体内容复杂程度,在0.5mm2mm之间选择。而细线的宽度则采用粗线d的二分之一宽。三、点划线的方法三、点划线的方法 在CAD制图时由于线型自动生成,尤其要注意这一点。不能在长划部分相交的应予以移动;起始和终了部分不足长划3/4部分应予以截除或补画。向向 下下 移移 动动延延 长长 到到 C CC C截截 除除 非非 长长 划划 部部 分分S S图2-4-3 图2-4-4 四、图线的管理四、图线的管理 在同一图样中,同类图线的宽度应一致。虚线、点画线、双点画线的线段长度和间隔应该使用统
25、一比例。下图是图层管理工具 1.进行颜色设置:2.图线设置 图线设置包括线型设置和线宽设置。3.图层的命名 CAD 工程制图国家标准根据数据文件交流的需要对各种线型管理乃至存放的图层均作了相应的规定:如表2-4-3所示。图层号描述图例1粗实线剖切面的粗剖切线2细实线细波浪线细折断线3粗虚线4细虚线5细点划线6粗点划线7细双点划线8尺寸线尺寸界限9参考圆,包括引出线和终端 10剖面线11文本细实线 工程制图12尺寸值和公差80113文本粗实线 工程制图工程制图14,15,16用户自选表2-4-3第五节第五节 尺寸标注尺寸标注 一、尺寸标注样式一、尺寸标注样式 国家标GB 4458.4-2003
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