ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ОРЛОВСКИЙ ГОДУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ФАКУЛЬТЕТ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА

	Кафедра «Инженерная графика и САПР» А.В. Сытин КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА. РАБОТА В AUTOCAD. Лабораторный практикум Модуль 2 Дисциплина – «Компьютерная графика» Для всех технических специальностей Печатается по решению редакционно- издательского совета ОрелГТУ Орел 2010
Автор:		канд. техн. наук, доц. каф. ИГ и САПР	А.В. Сытин
Рецензент:		канд. техн. наук, доц. каф. ИГ и САПР	Н.Г. Калашникова
Лабораторный практикум включает в себя методические указания по выполнению пяти лабораторных работ по дисциплине «Компьютерная графика». Охватывает основные разделы двухмерной и трехмерной инженерной компьютерной графики, начиная от создания простых примитивов и заканчивая построением полноценных чертежей и сложных трехмерных моделей. Содержит краткие теоретические сведения по каждой теме, подробный алгоритм выполнения лабораторной работы и двенадцать вариантов индивидуальных заданий. Может быть использован в качестве основной литературы при формировании учебно-методических комплексов по смежным дисциплинам. Предназначен студентам технических специальностей. Может быть полезно ИТР в качестве базового курса при самостоятельном изучении инженерной компьютерной графики.

Редактор А.И. Абдурашитов

Технический редактор Д.И. Козырев

Орловский государственный технический университет

Лицензия ИД № 00670 от 05.01.2000 г.

Подписано к печати 08.10.2008 г. Формат 60x84 1/16.

Печать офсетная. Уч. изд. л. 5,5. Усл. печ. л. 5,4. Тираж 20 экз.

Заказ №_______

Отпечатано с готового оригинал-макета

в ООО «СтройИндустрияИнвест»,

302020, Г. Орел, Наугорское шоссе, 29

© ОрелГТУ, 2010

Содержание

Лабораторная работа №1. Настройка параметров системы AutoCAD.

Создание шаблона пользователя 4

Краткие сведения о пользовательском интерфейсе AutoCAD 4

Настройка параметров и интерфейса программы 6

Создание шаблона для чертежа А3 13

Отчет по лабораторной работе 25

Лабораторная работа №2. Геометрические построения. Режимы черчения. Простановка размеров на чертеже 26

Геометрические построения и простановка размеров 26

Отчет по лабораторной работе 34

Лабораторная работа №3. Построение и редактирование элементов чертежа в AutoCAD 36

Редактирование шаблона 36

Построение чертежа детали с использованием команд редактирования примитивов 43

Индивидуальное задание 59

Отчет по лабораторной работе 59

Лабораторная работа №4. Сложные примитивы. Векторизация растрового чертежа 60

Общие сведения о векторизации 60

Последовательность выполнения задания 61

Примеры использования некоторых команд рисования и редактирования при векторизации растровых изображений 66

Индивидуальное задание 78

Отчет по лабораторной работе 78

Список литературы 79

Приложения 80

Лабораторная работа №1. Настройка параметров системы AutoCad. Создание шаблона формата а3. Применение графических примитивов.

Цель работы: Научиться настраивать параметры и интерфейс программы. Освоить основные приемы построения и редактирования простых примитивов. Создать собственный шаблон формата А3.

Краткие сведения о пользовательском интерфейсе AutoCAD

После загрузки AutoCAD Вы увидите на экране окно программы, которое будет выглядеть примерно так, как показано на рисунке 1.

Рисунок 1 – Пользовательский интерфейс AutoCAD

В самой верхней части экрана расположена, стандартная для Windows, строка заголовков с названием программы и именем открытого файла. Также на ней находятся кнопки – «свернуть», «восстановить», «закрыть» окно программы (верхний ряд) или окно данного листа (нижний ряд).

Под строкой заголовков располагается Главное меню программы (Строка падающих меню), предоставляющая доступ ко всем функциям и командам программы. Раскрыть любое меню можно, щелкнув левой кнопкой мыши на его названии (рисунок 2).

Рисунок 2 – Строки падающих меню AutoCAD

Под строкой главного меню располагаются функциональные панели общего назначения, данные панели служат для облегчения работы со слоями и линиями (рисунок 3-5):

«Стандартная панель инструментов» (Standard Toolbar),

Рисунок 3 – Стандартная панель инструментов AutoCAD

панель «Свойства объектов» (Object Properties),

Рисунок 4 – Панель свойств объектов AutoCAD

панель «Слои» (Layers).

Рисунок 5 – Панель слоев AutoCAD

В нижней части окна программы располагается Строка режимов, в которой размещен счетчик текущих координат курсора мыши и кнопки управления режимами черчения. (ШАГ (SNAP), СЕТКА (GRID), ОРТО (ORTHO) и т.д.). Счетчик координат служит для ориентировки на поле чертежа — он изменяет свое трехкоординатное значение при движении указателя мыши по графическому экрану. Над Строкой режимов располагается окно командных строк, в котором производится ввод команд и вывод подсказок и сообщений программы AutoCAD (рисунок 6).

Рисунок 6 – Строка режимов и командная строка AutoCAD

Центральная часть экрана (Графический экран) – основная рабочая зона, в которой находится видимая часть рисунка. В левом нижнем углу графического экрана располагается пиктограмма мировой системы координат (рисунок 7). Направление стрелочек показывает положительное направление осей X и Y декартовой системы координат. Положительное направление оси Z направлено на пользователя. Также в нижней части графического экрана располагаются закладки Модель (Model), Лист1 (Layout1) и Лист2 (Layout2). По умолчанию активной является закладка Модель (Model). На ней создается чертеж объекта или его трехмерная модель. Закладка Лист используется для вывода чертежа или его части на печать.

Рисунок 7 – Элемент пользовательского интерфейса AutoCAD

Слева от графической зоны, как правило, располагаются панели Рисование (Draw), Редактирование (Modify), Размеры (Dimension), позволяющие создавать, редактировать объекты и проставлять размеры в двухмерном пространстве. Данные панели представлены на рисунке 8 в развернутом виде.

Рисунок 8 – Панели пользовательского интерфейса AutoCAD

Настройка параметров и интерфейса программы

Для настройки параметров разместите курсор в центральной части экрана и щелкните правой клавишей мыши . Появиться контекстное меню, в котором следует выбрать пункт Настройка… (Options…) (рисунок 9).

З агрузится одноименное диалоговое окно. Перейдите на закладку Экран (Display) и нажмите кнопку Цвета…(Colors…). Откроется еще одно диалоговое окно Установка цветов (Color Options). Выберите подходящий для Вас цвет и нажмите кнопку Принять(Apply & Close) (рисунок 10).

Рисунок 9 – Контекстное меню AutoCAD

Рисунок 10 – Диалоговое окно Настройка (закладка Экран).

Далее, для повышения скорости работы и удобства подтверждения команд, перейдите на закладку Пользовательские (Users) и нажмите кнопку Правая кнопка мыши… (Right Mouse Button…). Настройте параметры правой копки мыши как показано на рисунке 11.

Далее настройте режимы черчения. Начните с объектных привязок, которые будут работать «по умолчанию». Для этого щелкните правой клавишей мыши на кнопке Привязки (ОSNAP) в Строке режимов и в раскрывшемся контекстном меню щелкните на пункте Настройка…(Settings…) (рисунок 12). В загрузившемся диалоговом окне перейдите на закладку Объектная привязка и выберите необходимые привязки. Для этого надо поставить галочки в белых прямоугольниках, или нажать кнопку Выбрать все (Select All) как показано на рисунке 13.

Рисунок 11 – Диалоговое окно Настройка (закладка Пользовательские).

Рисунок 12 – Контекстное меню Строки режимов
	Рисунок 13 – Диалоговое окно Режимы рисования, (закладка Объектная привязка)

Теперь настройте стиль текста используемого по умолчанию. Выберите в падающем меню Формат пункт Стиль текста (Format > Text Style) (рисунок 14.а). В открывшемся окне (рисунок 14.б) в области Имя шрифта (Font name) выберите шрифт GOST 2.304-81 ¹, в области Высота (Height) назначьте высоту шрифта - 5, в области Угол наклона (Oblique Angle) – угол в 15 градусов (рисунок 14.в).

а	б
в
Рисунок 14 – Задание стиля текста, используемого по умолчанию

С ледующий шаг настройки - конфигурация размерного стиля. Выберите в падающем меню Формат пункт Размерные стили (Format > Dimension Style) (рисунок 15.а). В открывшемся окне (рисунок 15.б) щелкните левой клавишей мыши по кнопке Редактировать (Modifi) и в следующем открывшемся окне, в каждой закладке назначьте такие же параметры, как показано на рисунке 16.

а

б

Рисунок 15 – Выбор размерного стиля, используемого по умолчанию

а

б

Рисунок 16 – Задание параметров конфигурации размерного стиля

в

г

Рисунок 16 (продолжение) – Задание параметров конфигурации размерного стиля

д

Рисунок 16 (окончание) – Задание параметров конфигурации размерного стиля,

Далее настройте единицы измерения. Выберите в падающем меню Формат пункт Единицы (Format > Units) (рисунок 17).

В открывшемся окне Единицы рисунка (Drawing Units) (рисунок 18) выбираем тип и точность для линейных и угловых размеров, а также выбираем тип исчисления.

Рисунок 17 – Задание единиц измерения

Рисунок 18 – Диалоговое окно Единицы рисунка	Рисунок 19 – Вызов команды Лимиты

Следующий шаг- настройка лимитов чертежа Выберите в падающем меню Формат пункт Лимиты чертежа (Format > Drawing Limits) (рисунок 19). Тем самым Вы запустите команду AutoCAD ЛИМИТЫ (LIMITS). Нажмите Enter – этим Вы подтвердите предлагаемую по умолчанию в командной строке установку левого нижнего угла поля чертежа в точку 0,0. Затем введите с клавиатуры 420, 297 и нажмите Enter.

Создание шаблона для чертежа А3

При загрузке AutoCAD или сразу создает новый файл по простейшему шаблону acad.dwt (acadiso.dwt), или предлагает Вам создать новый файл, но опять же по простейшему шаблону. Таким образом, Вам предоставляется безразмерный чистый лист с одним слоем и настройками по умолчанию. В то же время, файл шаблона хранит в себе информацию о конфигурации интерфейса, о пользовательских настройках, может уже содержать в себе какие-то элементы чертежа, например, рамку и угловой штамп. Поэтому, с целью экономии времени на создание чертежа, пользователю целесообразно иметь набор собственных шаблонов.

Одним из традиционных для AutoCAD способов черчения является использование зоны командных строк, которая расположена в нижней части окна программы. Пользователь вводит с клавиатуры команды, опции и численные значения параметров, которые отрабатываются системой после нажатия на клавишу Enter. До тех пор, пока клавиша Enter не нажата, команду можно редактировать с помощью стандартных клавиш редактирования текста. Чтобы прервать действие команды необходимо нажать на клавишу Esc.

Если Вы работаете с русифицированной версией AutoCAD, то наберите на клавиатуре команду Прямоугольник, или нажмите на соответствующую иконку . В английской версии команды вводятся исключительно на английском языке и соответственно необходимо ввести Rectang. При вводе команды с клавиатуры нажмите на клавишу Enter. В командной строке появиться сообщение:

Первый угол или [Фаска/Уровень/Сопряжение/Высота/Ширина]:

(Specify first corner point or [Chamfer/ Elevation/ Fillet/ Thickness/ Width]:)

Это означает, что необходимо указать на чертеже положение, например, левого нижнего угла прямоугольника. Наберите на клавиатуре: 0,0 и нажмите Enter (рисунок 20). Данная запись означает, что координата X и координата Y для этой точки равны нулю.

Рисунок 20 – Ввод координат первого угла прямоугольника

Обратите внимание, что координаты отделяются друг от друга запятой, пробелы не ставятся. Целая часть числа отделяется от дробной части точкой.

Существует несколько способов ввода координат точки. Сейчас Вы задали положение точки в абсолютных декартовых координатах. Положительное направление осей X и Y показывает пиктограмма в левой части графического экрана (рисунок 1). Ось Z направлена на пользователя.

После того как введены координаты левого нижнего угла прямоугольника и начата клавиша Enter, в командной строке появится следующий запрос :

Второй угол или [Размеры]:

(Specify other corner point or [Dimensions]:)

Введите с клавиатуры 420,297 и нажмите Enter (рисунок 21), после чего система нарисует прямоугольник размером 420х297, что соответствует чертежному листу формата А3.

Рисунок 21 – Ввод координат второго угла прямоугольника

Если весь рисунок не отображается на экране, то необходимо воспользоваться командами зумирования и панорамирования изображения.

Выберите в падающем меню Вид пункт Зумирование, подпункт Все (View > Zoom > All) (рисунок 22.а) или нажмите на групповую кнопку зумирования (рисунок 22.б) и, не отпуская ее, переместите курсор мыши на пиктограмму , соответствующую команде Показать все (Zoom All). И в том и в другом случае на экране отобразиться все, что было начерчено Вами на этом листе. Можно также воспользоваться скролом (колесиком) мышки. Поместите курсор мыши в центральной части экрана и прокрутите колесико в одном (приближая изображение) и в другом направлении (отдаляя его). Масштаб отображения чертежа будет плавно изменяться. Данная операция дублирует команду зумирования в реальном времени (View > Zoom > Realtime).

а	б
Рисунок 22 – Доступ к командам панорамирования и зумирования через меню Вид (а) и через групповую кнопку (б)

Если хотите просто подвинуть изображение, не меняя масштаба отображения, то можете воспользоваться традиционными для приложений Windows бегунками справа и снизу от графической части экрана. Возможно также, поместив курсор мыши в центральной части экрана, нажать на скрол и не отпуская его переместить мышь или использовать кнопку . Рисунок переместиться вместе с курсором мыши.

Начертите еще один прямоугольник, определяющий границы чертежа. Для этого снова введите команду Прямоугольник (Rectang) или нажмите на соответствующую иконку и последовательно задайте координаты двух его противоположных углов: 20,5 и 415,292 (рисунок 23).

Рисунок 23 – Построение границ чертежа

Теперь постройте границы углового штампа. Для этого введите с клавиатуры команду Отрезок (Line) или нажмите на соответствующую иконку . Последует запрос:

Первая точка:

(Specify first point:)

Укажите координаты: 275,5 и нажмите Enter. На второй запрос:

Следующая точка или [Отменить]:

Specify next point or [Undo]:

В активном поле около курсора введите координаты: 0,30 (относительный способ задания координат) или в поле командной строки введите 275,35 (абсолютный способ задания координат) или покажите направление отрезка и введите с клавиатуры его длину, в данном случае 30мм и нажмите Enter.

Обратите внимание, что для вычерчивания горизонтальных или вертикальных отрезков должен быть включен режим ОРТО (ORTHO).

Система нарисует отрезок и предложит начертить следующий, причем его начальная точка уже будет совпадать с последней точкой предыдущего отрезка. Поэтому просто введите с клавиатуры: 140,0 (относительный способ задания координат) или в поле командной строки введите 415,35 (абсолютный способ задания координат) или указав направление введите расстояние 140. Нажмите Enter, а затем Esc, чтобы прервать действие команды. Ваш чертеж должен выглядеть так же, как на рисунке 24.

Рисунок 24 – Вид чертежа перед первым сохранением файла

Теперь сохраните Ваш рисунок. Для этого в падающем меню Файл выберите пункт Сохранить как… (File > Save As…). Откроется стандартное для Windows окно сохранения файлов (рисунок 25.а). По умолчанию AutoCAD предлагает сохранить файл под именем Drawing1.dwg в одной из своих директорий (рисунок 25.б). Так как Вы, скорее всего, не являетесь единственным пользователем компьютера в учебной аудитории и чтобы в дальнейшем Вы могли без труда находить свои личные файлы, Вам необходимо создать персональную папку. Для этого, во-первых, узнайте у преподавателя на каком диске и в какой директории Вам можно создать свою папку. Во-вторых, откройте указанную директорию и нажмите пиктограмму (Создать папку). Будет создана папка с именем «Новая папка» («New Folder»). Переименуйте ее в папку с именем «Шифр группы».

а	б
Рисунок 25 – Доступ к командам панорамирования и зумирования через меню Вид (а) и через групповую кнопку (б)

Откройте персональную папку и введите имя файла. Оригинальное имя файла должно содержать фамилию или фамилии студентов, выполняющих лабораторную работу и номер лабораторной работы. Например, Иванов_Петров_ЛР№1.

Далее начертите угловой штамп по размерам, указанным на рисунке 26. Для его построения используйте команду Отрезок (Line) или нажмите на соответствующую иконку . Для того, чтобы каждый раз не рассчитывать абсолютные координаты точек начала и конца отрезка можно воспользоваться относительным способом задания декартовых координат, а именно указывая направление и длину каждого нового отрезка.

Рисунок 26 – Размеры углового штампа

Если Вы начертили отрезок или какой-либо другой примитив неправильно, то его можно удалить. Для этого щелкните на объекте левой клавишей мыши и нажмите на клавиатуре кнопку Delete. Если случайно выделили не тот объект, то просто нажмите Esc и выделение снимется.

После того как угловой штамп будет Вами начерчен, задайте толщину основных и вспомогательных линий. Для этого используйте панель инструментов Свойства (Object Properties) (рисунок 27).

Рисунок 27 – Панель инструментов Свойства

Выберите линию, которая должна быть основной и откройте в панели свойств список толщин линий (рисунок 28). Выберите из списка необходимую величину и щелкните по ней левой клавишей мыши – толщина линии измениться. Чтобы толщина линии наглядно отображалась на экране, необходимо, чтобы в строке режимов была нажата кнопка ВЕС (LWT).

Рисунок 28 – Задание толщины линии с помощью панели Свойства

При выполнении этой операции можно выделять сразу несколько объектов и менять их свойства совместно.

Обратите внимание, что для выделения сразу нескольких объектов существует 2 противоположных способа: метод охватывающей и секущей рамок:

- при выделении объектов охватывающей рамкой (движением слева – направо) - доступными для редактирования становятся объекты, попавшие целиком в поле рамки, остальные объекты игнорируются (рисунок 29),

- при выделении объектов секущей рамкой (движением справа – налево)- доступными для редактирования становятся все объекты, попавшие в поле рамки (рисунок 30).

Рисунок 29 – Выделение объектов охватывающей рамкой

Рисунок 30 – Выделение объектов секущей рамкой

Далее внесите в угловой штамп текстовую информацию. Для этого введите команду Мтекст (Mtext) или нажмите на соответствующую иконку . Появится запрос:

Первый угол:

(Specify first corner:)

Укажите левый нижний угол прямоугольника, внутри которого будет располагаться надпись. Теперь укажите курсором мыши место на штампе, где должен начинаться текст (рисунок 31). В углу ячейки высветится маркер (цветной квадратик). Это означает, что система предлагает в этом месте поставить точку. Щелкните левой клавишей мыши и координаты точки автоматически запишутся в командную строку. Появиться следующий запрос:

Противоположный угол или [Высота/ вЫравнивание/ Межстрочный интервал/ Поворот/ Стиль/ Ширина]:

(Specify opposite corner or [Height/ Justify/ Line spacing/ Rotation/ Style/ Width]:)

Переместите курсор мыши в противоположный угол ячейки, пока на пересечении линий не появиться маркер в виде цветного крестика, соответствующего объектной привязке «Пересечение». Щелкните левой клавишей мыши . Координаты точки автоматически запишутся в командную строку и откроется окно редактора мультитекста (рисунок 32). Введите текст и нажмите на экране кнопку ОК.

Рисунок 31 – Задание рамки для мультитекста

Рисунок 32 – Окно редактора мультитекста

Чтобы изменить высоту, положение надписи или другие параметры, щелкните по ней два раза левой клавишей мыши . Снова откроется окно редактирования мультитекста. Выделите надпись в текстовом поле так, как это делается в любом текстовом редакторе (для выделения всего текста сразу используйте комбинацию ctrl+A), и измените положение надписи (рисунок 33). Снова нажмите ОК. Текст выровнит свое положение в ячейке.

Рисунок 33 – Изменение высоты шрифта в окне редактора мультитекста

Аналогичным образом заполните все остальные ячейки углового штампа. Обратите внимание, что в ячейке «Чертил» должна быть указана Ваша фамилия; в ячейке «Проверил» – фамилия преподавателя; в правой нижней ячейке должны стоять шифр Вашей группы и масштаб (рисунок 34).

Сохраните чертеж в Вашей персональной папке. Так как файл уже имеет имя и Вами уже определено его местоположение на жестком диске, то достаточно в падающем меню Файл выбрать пункт Сохранить (File > Save) или нажать на соответствующую пиктограмму на панели инструментов Стандартная (Standart Toolbar) - .

Рисунок 34 – Образец заполнения углового штампа

Теперь сохраните Ваш файл в виде шаблона (рисунок 35). Для этого выберите пункт Сохранить как… в падающем меня Файл. В открывшемся диалоговом окне выберите тип файла: Шаблон рисунка AutoCAD (*.dwt); укажите имя файла: например, Шаблон А3_Иванов (рисунок 36).

Рисунок 35 – Вид чертежа перед сохранением файла в виде шаблона

Рисунок 36 – Сохранение файла рисунка в формате шаблона

AutoCAD автоматически предложит сохранить файл шаблона в специальную директорию, но, в учебных целях, сохраните файл шаблона в своей персональной папке. . После того, как щелкните на кнопке Сохранить, загрузится диалоговое окно Описание шаблона (Template Description) (рисунок 37). Введите текст описания шаблона, выберите единицы измерения и нажмите ОК. Закройте AutoCAD.

Рисунок 37 – Диалоговое окно Описание шаблона

Снова запустите AutoCAD и создайте новый чертеж по Вашему шаблону. Для этого в падающем меню Файл (рисунок 38) выберите пункт Создать… (File > New…);

Рисунок 38 – Создание нового файла

откройте Вашу персональную папку, найдите в ней сохраненный ранее файл шаблона А3 и нажмите кнопку Открыть (рисунок 39). Будет создан файл чертежа с именем DrawingХ.dwg, содержащий все элементы Вашего шаблона.

Рисунок 39 – Создание нового файла, с использованием шаблона

Построение проекций детали по заданным размерам

Отчет по лабораторной работе

При отчете лабораторной работы студент должен предъявить в электронном виде два файла: файл чертежа (рисунок 13) и файл шаблона (рисунок 24). Студент должен уметь создать чертеж по своему шаблону и ответить на вопросы по теме данной работы.