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by André Pascual <apascual(at)club-internet.fr> 关于作者: 原为工业设计者，现为制造学教师，教授CAD. 电脑绘图，特别是三维图像，是他的专长 之一。 目录: 概述 QCad 的安装 一点理论知识 实体 层 状态栏 绘制方法 应用范例 页面格式的设置 层的管理 定义一个竖直的参照 建立一个60平行线 建立其他直线 建立图标的左半部份 编辑结果 调整耳部的基础 建立镜像 绘制眼睛 添加尺寸 分节的视图(剪切)：准备 起草分节的视图 交叉分节视图的绘制和影线绘制 最终结束 结论 对这篇文章发表评论

 

QCAD: 用Linux 进行机械制图

摘要:

QCad 是一个二维的CAD系统，你可以方便地用它来 绘制和修改计划。

 

概述

一项“计划”是任意一个对为生产或研究目的服务的物件的平面表述。不论用何种标尺 图形中包含的每个元素(实体)的尺寸必须精确。这就从矢量绘图工具(例如Sketch, Illustrator 或者Corel Draw)中衍生出了对实体表述更准确的CAD程序。CAD中的计划首先必须精确。 相对而言，插图或者绘画更加看重美感。

 

QCad 的安装

本文中提到的qcad-1.4x可以在Redhat 和Mandrake发布版本的成品软件包的应用程序光盘 中找到。类似的软件包也应可在其他的发行途径中找到。你可以在以下地址下载最新版本 http://www.qcad.org/. Qcad 需要QT 2.2 作为 GUI library.

 

一点理论知识

在我们开始第一部份之前，你应该先了解一些CAD的概念和定义。

 

实体

所谓实体是指程序已经“知晓”的形态(线段，弧线等)上的布局，同时包 括几何位置属性(垂直，相切等)，决定它尺寸的初始和末了位置(由交 点，坐标，中心等决定)，它的属性(颜色，厚度，其他各种属性)，以及 它在某层中的地位(its membership to a layer)如蓝图。总的说来，建立 一个实体，必须：

• 定义你在工作层上的视图
• 定义所有属性
• 选择特性：直线，线段，圆，椭圆，点，曲线，影线,文本等。
• 标示结构的几何框架：水平，倾斜，同心，竖直等。
• 标示规范

这样就可以构建一个可视同时精确的语句，例如： “以中心为圆心，x为半径的圆过一个点击右键即会出现的实体的终点” ，诸如此类。 由鼠标右键激活的点必须被标示在构想中的点的附近(在由系统给出的点 中选取)。必须注意的是固定的概念是在"snap"菜单下的.例如语句“交 某实体的轮廓的水平直线”是用如下菜单和子菜单编辑的：

注意：第一个开始菜单是通过在“纸面”上点击鼠标器右键获得的。

 

层

在别的地方往往也被叫做层次，计划，蓝图。层事实上可以被描述为层叠的底 片，每个底片包括图案的一部份，由于它们具有透明度，俯视时可以看到全图。 每层在可以被移动，删除(只会影响它所包含的部份图形)，冻结和隐藏。你当 前工作的层是唯一的活动层，你所做的操作只对它有效。当你指定色彩，线形， 线条粗细属性时，这些设置将会成为你绘制所有实体的默认值。不过你也可以 通过修改属性给一个在一个红色的层上的实体指定蓝色。对于一个复杂的图形， 你需要分多层工作，这样就可以设置某子集可视或不可视，只印出一个部份， 并集中修改这个部份。

 

状态栏

状态栏位于主窗口的下部。这对于CAD来说并不特别，但是必不可少。一条 命令由几条按照一定顺序的操作组成。程序会在状态栏中显示必须遵的操作 以及建议操作直至结束。因此阅读这些提示是很必要的，除非你想冒险，并 最终总结这是一个+-@-#!!的程序。对于CAD只要能够准确系统的操作，程序 必然能给出精确的结果。

 

绘制方法

绘制方法有很多，起码有两种非常杰出。这两种方法都通过绘制没有尺寸但 相对位置精确，由(很长的)直线构成的草稿实现。这些水平和竖直的直线在 DTM中被叫做构造线，在TSCadDraw中被叫做平面图和立体图。

第一种方法包括定义一个基于这些直线的作为支撑点的轮廓。我们将要在 篇文章中讨论的一个实例将说明这一点。

第二种方法包括利用交点调整直线，定义一个轮廓。在QCAD中进行这个操 作你必须点击鼠标器右键回到主菜单，选择<Edit><Trim 2 Objects>然后在你想 修正的线上点击，之后再在前一条线应当终止的线上点击。以下是3个修改物 件的例子：

, 在这个以及下面的图形中，黄色的3部份显示被选的功能?(不是被 QCad本身黄色标记的部份。蓝色的叉标出了可以点击的角落。可以利 用<Trim Objects>功能建立相搭配的元素。重要的是要先点击(1)你想匹配 的部份，然后(2) 点击贯穿前者的实体。对于<Bevel>这个功能，重要 的是要先确定边缘的x和y值，不论它是否被修正过，最后点击要斜截的实体。 在操作相交线和<Round>功能时，使用同样的步骤。还需要注意的是，QCad试图 帮助你做出决策，事实上，当一个功能被激活后(需要再选择一个实体以继续操 作)，QCad会修改此光标附近实体的颜色，并提示你可以通过点击左键 修改。这同样适用于上图中红色的“固定点”。点击右键可以取消操作，并让 你回到主菜单。下面的图形显示出各种操作的结果：

 

应用范例

了解一个程序最好的方法就是实际操作。我们现在尝试绘制一个受到“SEV Marchal"图标启发的图案，我常用它作为数字控制入门课程的例子。利用 Mecasoft的DMT，我们可以在五分钟之内绘出它，并注释。

 

页面格式的设置

这对于本练习并不特别重要，但一项技术制图必须遵循定义格式外观(帧和数据块) 的标准。我这里使用的格式源于DMT10并被转换到DXF,这是QCad 可以识别和生 成的唯一格式，这也保证了可以和所有其他的CAD程序做双向的兼容。当格式被载如后 你可以在绘制区看见一个中央区域带有零附注的关闭的标记。建议你删除不必要的层， 修改含有格式框架的层的名称，添加下面图表中描述的层。

 

层的管理

通过点击标有堆积起来页面的那个图标，你可以打一个叫做“层列表” 的窗口。被选的蓝图会被激活，并显得更加明亮。在名称旁的眼睛可 用来决定层可视与否。打开最层列表右侧的眼睛即让所有层可视，反之 不可视。加号可用来在列表中添加层，减号去除被选的层。REN这个符号 可用于修改被选层的名称，垃圾桶删除所有空白层。现在我们想获得一个 包含框架的层<Format A4>，一个包含正视图的层<Trait>以及一个包含 注释的层<Annotation>。

 

定义一个竖直的参照

这条直线穿过原点(零点)并使平行线建立在X轴上。我们的图案必须以它为对称轴 首先激活<Trait>层；然后选择一个持续的宽度，一号厚度，红色(5号点)，然 后建立语句<straight line><vertical(1)><passing through absolute coordinates(2)><enter 0,0(3)><click left(4)>

 

建立一个60平行线

如果必要，你可以通过几次点击右键删除菜单。创建如下语句：<straight line>< Create parallels><enter 60> 并接近参照直线 的位置标记。它会根据光标位置依次变灰。QCad 建议在参照物左 边或者右边建立平行线。将光标略微放置在左侧，然后点击左键。一条篮 绿色的直线便被建立了。

 

建立其他直线

QCad 的大部份功能都是反复性的, 这意味着除非你进行替换否则他们 将一直保持活动状态。因此<straight line><Create parallel> <Distance of > 仍然处于活动状态。我们完全可以把60替换成50 (Vertical 2) 然后点击，再把50换成25 (Vertical 3)再点击. 继续下去， 对根据在零点的参照物设立的水平直线做同样的工作(Horizontal 4)。以距离60 绘制水平线(5) 和 (5')，然后以距离30绘制 (6) 最后以距离40绘制 (7)。

 

建立图标的左半部份

现在的工作我们主要依靠刚才建立的直线。你必须通过点击右键回到主菜单 然后选择<lines><multiple lines (button:creat lines)> < passing through the intersection (Snap automatically to..)>。 此后我们将光标放置在直线交点附近。它会被红色圆圈标记。当交点适于作为 特性段落的起始的时候，点击左键，移动到下一个交点并再次点击左键。于是 这个段落便完成了。但这个交点将成为下个段落的起点。这使我们可以绘制封 闭的轮廓。如果你不需要继续，一次点击右键将会中断这个功能但不会取消它。 因此对于这一半，选择如同下图中的点1连续的线形，2号粗，蓝色。然后在2， 3，4，5，6，7，8，9上点击左键并最终点击右键，之后这一半便完成了。简 单！

 

编辑结果

编辑是对已存在的做出修改。添加一个调整或者斜截，或是删除一个段落，这 便是修改。不论做什么样的修改，有一条基本规律。首先选择<Edit (1)> 功能，打开一个包含所有可能的1修改的子菜单。选择想要的功能，如： <delete objects(2)>，这又打开了一个子菜单：轮廓，所有实体，标记 单独元素等等。这帮助你选择修改的范围。例如你选择<Tag single element(3) > 设计元素(4) ，然后通过在箭头图表(5)上点击左键接受这个动作，被选的 元素就会被删除。请注意<(un-)tag single element;> 功能是一个插栓， 如果你点击一个元素，它就是被选状态，再次点击就恢复到未被选状态。这使你 可以在一个全局选择中删除特定元素。

 

调整耳部的基础

回到主菜单，删除下图中的直线1并选择<Edit><Round> <Radius 10> <trimming> 决定要修正的实体，然后把光标移动 到需要进行的修正/连接附近。Qcad 会建议可行的方案(radius 10). 如果它建议一个修正点，点击一次左键可以保持修正/连接并修正此线。

 

建立镜像

既然我们有了一半，没有必要再去绘制另一半，因此需要对称地复制前一半 以形成完整的图形。可以选择<Edit><mirror objects> <Tag Range><Point (Snap to nothing)> 并框取那一半图形 (QCad13 中的黄色框)。图形被选定后会变红。点击右键，回到选定的子菜单。 点击箭头图标，回到装置子菜单：选择<Extremity (Snap to endpoints)> 决定QCad13中的点1和2。会出现对话框"Mirror"。如果你键 入0，这一半图形会被移动，键入1，便被复制。因此你必须键入1，并点击 <Ok>。这就完成了。

 

绘制眼睛

和刚才一样，我们利用垂直和水平构造线(point 1)绘制左眼.然后在这条直线 上建立一个多线型。将它修正至一个半径为5(绿色叉) 一个为25 (紫红色叉， 点2，3)；最终删除构造线并镜像左眼(点4)。所有操作如前所述。

 

添加尺寸

注释并非QCad的强项：除了在线条中间标示尺寸没有别的地方可以注 明公差或者别的什么。这就导致了字符大小会随线间的距离改变。这就使得整 个图案显得有些奇怪。不论如何，要做注释，你必须：定位到注释层，选择一 个恰当的线属性，例如1号粗的线和与其他颜色不同的线，尽可能独特。但 这并非必须，选择<Annotation (Sub-menu dimensions)><Type of annotation horizontal or vertical or radius...><Endpoints to determine the position of the construction lines or certain intersection (Snap manually to..)>< Point (Snap to nothing) for positioning the dimension> 你可以用快捷键改变组装模式：F是 <point> E是<Extremity>, X 是< automatic intersections> 等等。点A, B 和C (下图)难以标示尺寸。

 

分节的视图(剪切)：准备

三维物件用二维重现需要利用一些符合绘图标准的视图。我们要绘制一个20mm 厚5mm深的物件。仅仅这样表述还不够确切，因此一个交叉的分节的视图就变得 必要了。要实现，必须：双击睁开的眼睛的图标让<Annotation>层不可视 利用管理菜单中的选择项+添加<cross section> 层。根据标准，一个交叉 分节的剪切是由点划线表示的。把它作为风格属性激活，并在眼睛之间绘制一条 1号宽的线(<straight line><Polyline><snap to grid points>)。

 

起草分节的视图

在工业绘图中，不论用纸和笔还是用CAD，都必须在视图间建立一致。交叉分 节视图沿表示交叉分结剪切的线条的投影。

 

交叉分节视图的绘制和影线绘制

我们再次使用直构造线绘制带多线型的交叉分节图形(QCad18, 下图)。修改 影线(2)的属性。选择<Create hatchings(3)> <Tag range> <Passing through the Point (Snap to nothing)> 并在交叉分节区域外 绘制一个方型以选定区域(4)。确定(5). 对话框"Create hatchings" 出现。选择 一个合适的阴影路径(6)。选OK (7) 阴影覆盖的视图(8)就完成了。

 

最终结束

这里显示的交叉分节视图是符合工业绘图标准的，是投影图。由于我们实际上是 通过在眼睛的高度上切割图形产生的，我们必须描述眼睛的深度。你需要添加如 下语<Straight polyline line (button line)><create lines> 现在图形终于完成了只有我们纸的帧(数据块)必须由文本填满。你可以自己研究 一下< text function>。

 

结论

Linux GPL 下的CAD程序并不多见。因此我们应该向QCad的作者表示 敬意并感谢他们贡献出如此实用的程序。仅管它没有Cadkey, AutoCad或者DMT 一类工业程序。这仍然是一个好的教育工具和处理不太复杂任务的工具。有人 会置疑它在注释功能上的弱点，覆盖/衬套/外框功能(排行，几何公差，分节视 图)的缺少，以及很多几何外框状况的限制。但你应该为了他的易用，方便简洁 的界面，连接/装配/阴影功能的强大，可选的DXF格式，不通用的格式以及其他 我尚未发现的优点祝贺软件作者。QCad 拥有一个英文的帮助系统， 有些这让我找不到北。不过这也证明了它的易用。我仅仅随便尝试就学会了 所有功能。
如同我提到的，CAD的功能近年来戏剧性的改进了。通过二维图形表现三维 物件不再是那么大的问题。但将三维模型通过形态和尺寸完全表现出来需要 强大的工具和体积建模器。程序会产生并自动计划，注释，列举数控机 械的列表。这些程序包括ProEngineer, SoldConcept，Catia, Solid Edge 和Think3D等等。这些程序什么时候才会有Linux版本呢？目前我们有 QCad 和 CAM Expert，他的商业化兄弟，装备有二维CAD且是 Ms-dos平台的产品例如在Linux的dos模拟器下能完美工作的Mecsoft的DMT10。 在下面的截图中可以看到。

 

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