CAXA CAD電子圖板2020繪圖教程 課件 第1章 概述

CAXACAD電子圖板

2020繪圖教程主

編

郭朝勇副主編呂玉濤曹洪娜CAD/CAM軟件精品教程系列第1章PARTONE概述第1章概述

1.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ComputerAidedDesign，以下簡稱CAD）是從20世紀(jì)50年代開始，隨著計(jì)算機(jī)及外部設(shè)備的發(fā)展而形成的一門新技術(shù)。廣義上講，CAD就是設(shè)計(jì)人員根據(jù)設(shè)計(jì)構(gòu)思，在計(jì)算機(jī)的輔助下建立模型，進(jìn)行分析計(jì)算，在完成設(shè)計(jì)后輸出結(jié)果（通常是圖紙、技術(shù)文件或磁盤文件）的過程。

CAD是一種現(xiàn)代先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，是人的智慧與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)功能的巧妙結(jié)合。CAD技術(shù)能夠提供一個(gè)形象化的設(shè)計(jì)手段，有助于發(fā)揮設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)造性，提高工作效率，縮短新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期，把設(shè)計(jì)人員從繁重的設(shè)計(jì)工作中解脫出來。同時(shí)，在產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫、程序庫和圖形庫的支持下，應(yīng)用人員用交互的方式對產(chǎn)品進(jìn)行精確的計(jì)算分析，使產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和功能更加完善，最終提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。不僅如此，CAD技術(shù)還有助于促進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化，而規(guī)范的設(shè)計(jì)方法可促進(jìn)設(shè)計(jì)成果方便、快捷的推廣和交流。目前，CAD不僅成為工程設(shè)計(jì)行業(yè)在新技術(shù)背景下參與產(chǎn)品競爭的必備工具，還成為衡量一個(gè)國家和地區(qū)科技與工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志之一。CAD正朝著標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化方向蓬勃發(fā)展。第1章概述1.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

CAD技術(shù)的應(yīng)用也改變了人們的思維方式、工作方式和生產(chǎn)管理方式，這是因?yàn)槠漭d體發(fā)生了變化，已不再是圖紙。CAD工作方式主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）并行設(shè)計(jì)。進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各個(gè)部門（如總體設(shè)計(jì)部門、各部件設(shè)計(jì)部門、分析計(jì)算部門及試驗(yàn)測試部門）不僅能并行地進(jìn)行各自的工作，還能共享他人的信息，從網(wǎng)絡(luò)上獲得產(chǎn)品總體結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸，以及各部門的設(shè)計(jì)結(jié)果、分析計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)測試數(shù)據(jù)，并能對共同感興趣的問題進(jìn)行討論和協(xié)調(diào)。在設(shè)計(jì)中，這種協(xié)調(diào)是必不可少的。

（2）在設(shè)計(jì)階段可以模擬零件加工和裝配，便于及早發(fā)現(xiàn)加工工藝性方面的問題，甚至運(yùn)動(dòng)部件的相碰、相干涉等問題。

（3）在設(shè)計(jì)階段可以進(jìn)行性能仿真，從而大幅度減少試驗(yàn)工作量和費(fèi)用。第1章概述

1.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

作為CAD技術(shù)主要組成部分的CAD軟件源自20世紀(jì)60年代的計(jì)算機(jī)輔助幾何設(shè)計(jì)，當(dāng)時(shí)主要用于解決圖形在計(jì)算機(jī)上的顯示與描述問題，之后逐漸提出線框、實(shí)體、曲面等幾何形體描述模型。

發(fā)展至今，CAD軟件共經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段。

（1）計(jì)算機(jī)繪圖階段：重點(diǎn)解決計(jì)算機(jī)圖形的生成、顯示、曲面表達(dá)方式等基礎(chǔ)問題。

（2）參數(shù)化與特征技術(shù)階段：解決CAD數(shù)據(jù)的控制與修改問題。

（3）智能設(shè)計(jì)階段：在設(shè)計(jì)中融入更多的工程知識和規(guī)則，實(shí)現(xiàn)更高層次的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。第1章概述1.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

目前，國外大型設(shè)計(jì)和制造類企業(yè)中，三維設(shè)計(jì)軟件已得到了廣泛的應(yīng)用。例如，美國波音公司利用三維設(shè)計(jì)及相關(guān)軟件，在兩年半的時(shí)間里實(shí)現(xiàn)了波音777的無圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，而按照傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作方式，整個(gè)過程至少需要4年。并且，美國波音公司在工程實(shí)施中，廣泛采用了并行工程技術(shù)，在CAD環(huán)境下進(jìn)行了總體產(chǎn)品的虛擬裝配，糾正了多處設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，從而保證了設(shè)計(jì)過程的短周期、設(shè)計(jì)結(jié)果的高質(zhì)量，以及制造過程的流暢性。相對于二維設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助繪圖），三維設(shè)計(jì)的最大特點(diǎn)就是采用了特征建模技術(shù)、參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)，以及設(shè)計(jì)過程的全相關(guān)技術(shù)。三維設(shè)計(jì)軟件不僅具有強(qiáng)大的造型功能，還提供了廣泛的工程支持，包括設(shè)計(jì)意圖的描述、設(shè)計(jì)重用和設(shè)計(jì)系列化等。常用的三維設(shè)計(jì)軟件主要有Pro/Engineer（Creo）、UG、SolidWorks、Inventor等。第1章概述1.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

三維設(shè)計(jì)分為零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)和工程圖生成三個(gè)階段。設(shè)計(jì)過程的全相關(guān)技術(shù)使得任何一個(gè)階段的修改設(shè)計(jì)，都會影響其他階段的設(shè)計(jì)結(jié)果，并以此保持模型在各種設(shè)計(jì)環(huán)境中的一致性，提高了設(shè)計(jì)效率。圖1-1所示為用三維設(shè)計(jì)軟件建立的“裝載機(jī)”三維裝配模型；圖1-2所示為典型工程機(jī)械“裝載機(jī)”中的主要零件之一——“鏟斗”的三維零件模型；圖1-3所示為由軟件自動(dòng)生成的對應(yīng)圖1-2“鏟斗”的零件工程圖。圖1-1～圖1-3三者之間是完全關(guān)聯(lián)和協(xié)調(diào)一致的，即在任意一個(gè)環(huán)境下對模型做的修改都會自動(dòng)地反映在另外兩個(gè)環(huán)境中，并自動(dòng)更新。第1章概述1.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

圖1-1“裝載機(jī)”三維裝配模型第1章概述

1.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

從總體水平上看，我國的CAD技術(shù)與發(fā)達(dá)國家相比還存在一定的差距。我國CAD技術(shù)的研究及應(yīng)用始于20世紀(jì)70年代初，主要研究單位是為數(shù)不多的航空和造船工業(yè)中的幾個(gè)大型企業(yè)和高等院校。到20世紀(jì)80年代后期，CAD技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)開始為人們所認(rèn)識，我國的CAD技術(shù)有了較大的發(fā)展，并推動(dòng)了幾乎一切領(lǐng)域的設(shè)計(jì)革命。

目前，作為CAD應(yīng)用初級階段的計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)在我國的工程設(shè)計(jì)和生產(chǎn)部門已全部實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。三維CAD技術(shù)和應(yīng)用正得到迅猛發(fā)展和普及，并產(chǎn)生了巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。第1章概述1.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)圖1-2“鏟斗”的三維零件模型圖1-3“鏟斗”的零件工程圖第1章概述1.2計(jì)算機(jī)繪圖

1.2.1計(jì)算機(jī)繪圖的概念

計(jì)算機(jī)繪圖就是利用計(jì)算機(jī)硬件和軟件來生成、顯示、存儲及輸出圖形的一種方法和技術(shù)。它建立在工程圖學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)及計(jì)算機(jī)科學(xué)三者結(jié)合的基礎(chǔ)上，是CAD的主要組成部分。

計(jì)算機(jī)繪圖系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分組成。其中，硬件是指計(jì)算機(jī)主機(jī)、圖形輸入設(shè)備、圖形輸出設(shè)備等外圍設(shè)備，軟件是指專門進(jìn)行圖形顯示、繪圖及圖數(shù)轉(zhuǎn)換等處理的程序。第1章概述1.2計(jì)算機(jī)繪圖

1.2.2計(jì)算機(jī)繪圖系統(tǒng)的硬件

計(jì)算機(jī)繪圖系統(tǒng)的硬件主要由計(jì)算機(jī)主機(jī)、圖形輸入設(shè)備及圖形輸出設(shè)備組成。

1．圖形輸入設(shè)備

從邏輯功能上劃分，圖形輸入設(shè)備可分為定位、選擇、拾取和輸入4種類型，但實(shí)際的圖形輸入設(shè)備往往是多種功能的組合。常用的圖形輸入設(shè)備中除了最基本的輸入設(shè)備——鍵盤、鼠標(biāo)，還有圖形數(shù)字化儀和掃描儀。

（1）圖形數(shù)字化儀。

圖形數(shù)字化儀也被稱為圖形輸入板，是一種圖形輸入設(shè)備。它主要由一塊平板和一個(gè)可以在平板上移動(dòng)的定位游標(biāo)（有4鍵和16鍵兩種）組成，如圖1-4所示。第1章概述1.2計(jì)算機(jī)繪圖

1.2.2計(jì)算機(jī)繪圖系統(tǒng)的硬件

計(jì)算機(jī)繪圖系統(tǒng)的硬件主要由計(jì)算機(jī)主機(jī)、圖形輸入設(shè)備及圖形輸出設(shè)備組成。

1．圖形輸入設(shè)備

（1）圖形數(shù)字化儀。

當(dāng)游標(biāo)在平板上移動(dòng)時(shí)，它能向計(jì)算機(jī)發(fā)送游標(biāo)中心的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。圖形數(shù)字化儀主要用于把線條圖形數(shù)字化。用戶可以在一個(gè)粗略的草圖或大的設(shè)計(jì)圖中輸入數(shù)據(jù)，并對圖形進(jìn)行編輯，以便修改為需要的精度。圖形數(shù)字化儀也可以用于徒手做一個(gè)新的設(shè)計(jì)，隨后進(jìn)行編輯，以得到最后的圖形。圖1-4圖形數(shù)字化儀第1章概述1.2計(jì)算機(jī)繪圖

1.2.2計(jì)算機(jī)繪圖系統(tǒng)的硬件

計(jì)算機(jī)繪圖系統(tǒng)的硬件主要由計(jì)算機(jī)主機(jī)、圖形輸入設(shè)備及圖形輸出設(shè)備組成。

1．圖形輸入設(shè)備

（1）圖形數(shù)字化儀。

圖形數(shù)字化儀的主要技術(shù)指標(biāo)如下。

有效幅面：能夠有效地進(jìn)行數(shù)字化操作的區(qū)域。一般按工程圖紙的規(guī)格來劃分有效幅面，如A4、A3、A1、A0等。

分辨率：相鄰兩個(gè)采樣點(diǎn)之間的最小距離。

精度：測定位置的準(zhǔn)確度。第1章概述1.2計(jì)算機(jī)繪圖

1.2.2計(jì)算機(jī)繪圖系統(tǒng)的硬件

計(jì)算機(jī)繪圖系統(tǒng)的硬件主要由計(jì)算機(jī)主機(jī)、圖形輸入設(shè)備及圖形輸出設(shè)備組成。

1．圖形輸入設(shè)備

（2）掃描儀。

掃描儀是一種直接把圖形（如工程圖）和圖像（如照片、廣告畫等）以像素信息形式掃描輸入到計(jì)算機(jī)中的設(shè)備，其外觀如圖1-5所示。將掃描儀與圖像矢量化軟件相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)圖形的掃描輸入。這種輸入方式在利用已有圖紙建立圖形庫，或者局部修改圖紙等方面有重要意義。平板式掃描儀滾動(dòng)式掃描儀圖1-5掃描儀的外觀第1章概述1.2計(jì)算機(jī)繪圖

1.2.2計(jì)算機(jī)繪圖系統(tǒng)的硬件

計(jì)算機(jī)繪圖系統(tǒng)的硬件主要由計(jì)算機(jī)主機(jī)、圖形輸入設(shè)備及圖形輸出設(shè)備組成。

1．圖形輸入設(shè)備

（2）掃描儀。

掃描儀按其支持的顏色，可分為黑白和彩色兩種；按掃描寬度和操作方式，可分為大型掃描儀、臺式掃描儀和手持式掃描儀。掃描儀的主要技術(shù)指標(biāo)如下。

掃描幅面：常用的幅面有A0、A1、A4三種。

分辨率：在原稿的單位長度上取樣的點(diǎn)數(shù)（常用的單位為dpi，即每英寸內(nèi)的取樣點(diǎn)數(shù)）。一般來說，掃描時(shí)所用分辨率越高，則所需存儲空間越大。

支持的顏色和灰度等級：目前有4位、8位和24位顏色與灰度等級的掃描儀。在一般情況下，掃描儀支持的顏色、灰度等級越多，圖像的數(shù)字化表示就越精確，但也意味著占用的存儲空間越大。第1章概述1.2計(jì)算機(jī)繪圖

1.2.2計(jì)算機(jī)繪圖系統(tǒng)的硬件

計(jì)算機(jī)繪圖系統(tǒng)的硬件主要由計(jì)算機(jī)主機(jī)、圖形輸入設(shè)備及圖形輸出設(shè)備組成。

2．圖形輸出設(shè)備

圖形顯示器是計(jì)算機(jī)繪圖系統(tǒng)中最基本的圖形輸出設(shè)備，但屏幕上的圖形不可能長久保存下來，要想將最終的圖形變成圖紙，就必須為系統(tǒng)配置繪圖機(jī)、打印機(jī)等圖形輸出設(shè)備，以便永久記錄圖形。下面對常用的圖形輸出設(shè)備——繪圖機(jī)進(jìn)行簡單介紹。繪圖機(jī)按成圖方式來劃分有筆式、噴墨、靜電和激光等類型；按運(yùn)動(dòng)方式來劃分有滾筒式和平板式兩種類型。噴墨滾筒繪圖機(jī)既能繪制工程圖紙，也能輸出高分辨率的圖像及具有彩色真實(shí)感的效果圖，且對所繪圖紙的幅面限制較小，因而目前得到了廣泛的應(yīng)用。圖1-6所示為兩種滾筒繪圖機(jī)的外觀。圖1-6滾筒繪圖機(jī)的外觀筆式滾筒繪圖機(jī)噴墨滾筒繪圖機(jī)第1章概述

1.2計(jì)算機(jī)繪圖

1.2.3計(jì)算機(jī)繪圖系統(tǒng)的軟件

在軟件方面，為了實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)繪圖，除可通過編程以參數(shù)化等方式自動(dòng)生成圖形外，更多采用的是利用繪圖軟件以交互方式繪圖。繪圖軟件一般應(yīng)具備以下功能。

繪圖功能：繪制多種基本圖形。

編輯功能：對已繪制的圖形進(jìn)行修改等編輯操作。

計(jì)算功能：進(jìn)行各種幾何計(jì)算。

存儲功能：將設(shè)計(jì)結(jié)果以圖形文件的形式進(jìn)行存儲。

輸出功能：輸出計(jì)算結(jié)果和圖形。

目前應(yīng)用的交互式計(jì)算機(jī)繪圖軟件有多種，具有代表性的有美國Autodesk公司開發(fā)的AutoCAD，以及我國北京數(shù)碼大方科技有限公司開發(fā)的CAXACAD電子圖板。第1章概述1.3CAXACAD電子圖板概述

CAXACAD電子圖板是一個(gè)功能齊全的通用計(jì)算機(jī)輔助繪圖軟件。它以圖形交互的方式，對幾何模型進(jìn)行實(shí)時(shí)的構(gòu)造、編輯和修改。CAXACAD電子圖板提供形象化的設(shè)計(jì)手段，幫助設(shè)計(jì)人員發(fā)揮其創(chuàng)造性、提高工作效率、縮短新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期，把設(shè)計(jì)人員從繁重的設(shè)計(jì)繪圖工作中解脫出來，并且有助于促進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，使得整個(gè)設(shè)計(jì)規(guī)范化。CAXACAD電子圖板（2015版之前名稱為CAXA電子圖板）由北京數(shù)碼大方科技股份有限公司自1997年起開發(fā)，經(jīng)過98、2000、V2、XP、2007、2013、2015、2018等多次版本更新，目前已發(fā)展到2020版本。第1章概述1.3CAXACAD電子圖板概述

CAXACAD電子圖板適用于所有需要二維繪圖的場合。利用它可以進(jìn)行零件圖設(shè)計(jì)、裝配圖設(shè)計(jì)、零件圖組裝裝配圖、裝配圖分解零件圖、工藝圖表設(shè)計(jì)、平面包裝設(shè)計(jì)、電氣圖紙?jiān)O(shè)計(jì)等工作。它已經(jīng)在機(jī)械、電子、航空、航天、汽車、船舶、輕工、紡織、建筑及工程建設(shè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。圖1-7～圖1-9所示分別為用CAXACAD電子圖板繪制的機(jī)械裝配圖、建筑工程圖及電氣工程圖圖例。第1章概述1.3CAXACAD電子圖板概述

圖1-7用CAXACAD電子圖板繪制的機(jī)械裝配圖圖例第1章概述1.3CAXACAD電子圖板概述

電子圖板具有“開放的體系結(jié)構(gòu)”，允許用戶根據(jù)自己的需求在電子圖板開發(fā)平臺上進(jìn)行二次開發(fā)，以便擴(kuò)充電子圖板的功能，實(shí)現(xiàn)用戶化、專業(yè)化，使電子圖板成為既通用于各個(gè)領(lǐng)域，也適用于特殊專業(yè)的軟件。第1章概述1.3CAXACAD電子圖板概述

圖1-8用CAXACAD電子圖板繪制的建筑工程圖圖例第1章概述1.3CAXACAD電子圖板概述

圖1-9用CAXACAD電子圖板繪制的電氣工程圖圖例第1章概述1.3CAXACAD電子圖板概述

1.3.1系統(tǒng)特點(diǎn)1．智能設(shè)計(jì)、操作簡便系統(tǒng)提供了強(qiáng)大的智能化工程標(biāo)注方式，包括尺寸標(biāo)注、坐標(biāo)標(biāo)注、文字標(biāo)注、尺寸公差標(biāo)注、幾何公差標(biāo)注和表面粗糙度標(biāo)注等。標(biāo)注過程智能化使設(shè)計(jì)人員只需選擇需要標(biāo)注的方式，就能被系統(tǒng)自動(dòng)捕捉其設(shè)計(jì)意圖。系統(tǒng)提供了強(qiáng)大的智能化圖形繪制和編輯功能、文字和尺寸的修改功能等，使繪制和編輯過程實(shí)現(xiàn)“所見即所得”。系統(tǒng)采用全面的動(dòng)態(tài)可視設(shè)計(jì)，支持動(dòng)態(tài)導(dǎo)航、自動(dòng)捕捉特征點(diǎn)、自動(dòng)消隱等功能。第1章概述1.3CAXACAD電子圖板概述

1.3.1系統(tǒng)特點(diǎn)

2．體系開放、符合標(biāo)準(zhǔn)

系統(tǒng)全面支持最新的國家標(biāo)準(zhǔn)，提供了圖框、標(biāo)題欄等樣式。在繪制裝配圖的零件序號、明細(xì)表時(shí)，系統(tǒng)會自動(dòng)實(shí)現(xiàn)零件序號與明細(xì)表的聯(lián)動(dòng)。明細(xì)表支持Access和FoxPro數(shù)據(jù)庫接口。系統(tǒng)與國際化繪圖軟件AutoCAD數(shù)據(jù)兼容，可方便實(shí)現(xiàn)企業(yè)設(shè)計(jì)平臺的轉(zhuǎn)換和雙向數(shù)據(jù)交流。

3．參量設(shè)計(jì)、方便實(shí)用

系統(tǒng)提供了方便、高效的參量化圖庫，使設(shè)計(jì)人員可以方便地調(diào)出預(yù)先定義的標(biāo)準(zhǔn)圖形或相似圖形進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)。

系統(tǒng)提供了大量的國標(biāo)圖庫，覆蓋了機(jī)械設(shè)計(jì)、電氣設(shè)計(jì)等所有類型。系統(tǒng)提供的局部參數(shù)化設(shè)計(jì)可以使設(shè)計(jì)人員對復(fù)雜的零件圖或裝配圖進(jìn)行編輯與修改，即使在欠約束和過約束的情況下，也能給出合理的結(jié)果。

第1章概述1.4CAXACAD電子圖板2020的安裝與啟動(dòng)

在使用CAXACAD電子圖板2020繪圖之前，首先應(yīng)將其正確地安裝到用戶的計(jì)算機(jī)中。CAXACAD電子圖板2020的安裝程序本身具有文件復(fù)制、系統(tǒng)更新、系統(tǒng)注冊等功能，并采用了智能化的安裝向?qū)?，操作非常簡單，用戶只需逐步按照屏幕提示進(jìn)行操作，即可完成整個(gè)安裝過程。第1章概述1.3CAXACAD電子圖板概述

1.3.1系統(tǒng)特點(diǎn)

電子圖板具有“開放的體系結(jié)構(gòu)”，允許用戶根據(jù)自己的需求在電子圖板開發(fā)平臺上進(jìn)行二次開發(fā)，以便擴(kuò)充電子圖板的功能，實(shí)現(xiàn)用戶化、專業(yè)化，使電子圖板成為既通用于各個(gè)領(lǐng)域，也適用于特殊專業(yè)的軟