關于CAD技能一級考試（工業產品類）的操作命令與技巧總結

許偉長

（廈門城市職業學院，福建 廈門 361008）

0 引言

中國圖學學會、國際幾何與圖學學會自2008年開始舉辦全國CAD技能等級考試，一年舉辦兩期，時間分別定于6月份與12月份。隨著國家對高等學校應用型人才技能培養的不斷重視，該類考試已成為機械類專業學生畢業前被極力推薦的考試之一。其中一級考查應試者在Auto CAD 20XX（XX 代表 06、07、08、10 等）版本軟件環境下，根據國家標準有關規定設置圖層顏色、線型、線寬、線型比例、文字樣式，綜合運用繪圖、編輯、尺寸標注、生成表格、創建文字、創建內部塊、多重引線等命令的能力。每一期考題的類型基本上是固定的，一共4道題。第一題是抄畫一幅平面圖形；第二題是抄畫一個組合體的兩個視圖，然后繪制第三視圖（即用軟件解決機械制圖中組合體的“知二求三”問題）；第三題是完整抄畫一幅零件圖，包括圖形、基本尺寸標注、尺寸公差標注、表面結構圖形符號的標注、標題欄、技術要求等；第四題是根據裝配示意圖用給定的若干個零件圖拼畫一個部件或簡單裝置的裝配圖，然后標注尺寸、繪制零件指引線、繪制并填寫標題欄及零件明細表等。

考慮到現有的Auto CAD教材介紹的繪圖技能過于全面，對CAD一級考試的針對性不突出，本文基于深入分析CAD技能一級試題的要點，概括地總結出必備的CAD軟件繪圖技能及技巧，以方便將來的CAD技能一級考試應試者或指導教師備考使用。系統接受過CAD一級課程培訓的應試者掌握了本文提出的CAD參數設置、畫圖技能與技巧訓練，對于規范、快速、高質量地完成CAD技能一級考試是大有裨益的。

1 CAD技能一級考試的考查要點及應試技巧

下文中的實例均來自CAD技能一級（工業產品類）考試試題。下文提到的軟件均指AutoCAD軟件。凡屬于該軟件中的命令、菜單項、選項在下文中用【】標出。CAD技能一級（工業產品類）考試第一期至第八期試題可參考教材［1］。

1.1 基本設置

第一步：畫圖前，根據CAD技能一級考試的要求［1］與CAD繪圖國家標準［2-3］進行圖層、線型、線寬等基本設置，具體設置見表1。如果軟件的繪圖背景被修改為白色，則粗實線相應地顯示為黑色。對于非連續的線型如點劃線、虛線，如果線型比例不適當，修改的方式是：用鼠標左鍵點擊要修改的線段，然后點擊鼠標右鍵菜單從【特性】項進入，修改【線型比例】欄的數值。國家標準對粗、細線的線寬規定了5個組別，表1中根據顯示與記憶的方便選擇了其中一種。

表1 圖層名、線型、線寬設置

第二步：設置兩類文字樣式，一類是用于尺寸標注的文字，一類是用于填寫標題欄、明細表、技術要求等的文字。根據國家標準規定，對于A2、A3圖紙（CAD技能一級考試主要用到這兩種圖紙），這兩類文字的字體高度分別為3.5、5。首先從主菜單的【格式】項下拉菜單的【文字樣式】項進入，通過【新建】創建這兩種文字樣式，【樣式名】欄中自行定義名稱。本文將這兩種樣式名分別定義為“尺寸文字”與“工程文字”。【文字樣式】界面下的參數設置如圖1所示，圖中【高度】項中所填數值即相應的字體高度。這里gbeitc.shx與gbcbig.shx是符合國家標準的字體文件，gbcbig.shx文件中已經包含有國家標準規定的長仿宋體字［4］。單獨的長仿宋體這種類型的字體文件在軟件中是不存在的。漢字使用直體，字母與數字可以使用直體或斜體，【寬度因子】設為1。斜體情況下，【傾斜角度】設置為15，即字體與水平線成75°，如果使用直體，則按照圖1設置。

第三步：設置符合國家標準規定的尺寸樣式。具體操作是：從主菜單的【標注】項下拉菜單的【標注樣式】項進入【標注樣式管理器】界面，單擊【新建】進入【創建新標注樣式】界面，在【新樣式名】欄中自行定義名稱，例如本文中選用“尺寸標注”命名，接著點擊【繼續】進入【新建標注樣式：尺寸標注】界面。然后對選項卡上各項根據國家標準規定及教材上推薦設置依次進行如下設置［5-6］。

圖1 文字樣式設置

1）進入【線】選項卡，在【基線間距】、【超出尺寸線】和【起點偏移量】各欄分別設置為7、2、0。

2）進入【符號與箭頭】選項卡，箭頭類型全部選擇【實心閉合】（這個通常是默認狀態），【箭頭大小】設置為3.5。

3）進入【文字】選項卡，點擊【文字樣式】選擇之前設置好的“尺寸文字”。【從尺寸線偏移】項設置為1?！疚淖謱R】選擇【ISO標準】。顯然僅僅設置一種【文字對齊】格式是無法滿足圖紙上面所有的尺寸樣式的。例如，選擇【ISO標準】項，則無法實現圖2（a）中圓弧R60的尺寸樣式，該尺寸樣式只能在【與尺寸線對齊】格式下實現。因此，對于少數【ISO標準】項下無法實現的尺寸樣式，可以通過【標注樣式管理器】界面下【替代】項進入選擇【與尺寸線對齊】項，再進行標注。

4）進入【調整】選項卡中，選中【文字或箭頭（最佳效果）】、【尺寸線旁邊】、【使用全局比例：】（該項數值默認是1）；勾選【優化】子項中的【在延伸線之間繪制尺寸線】。

5）進入【主單位】選項卡中，在【線性標注】分組框中的【單位格式】、【精度】、【小數點分隔符】下拉表中分別選擇“小數”、“0.00”、“句點”，在【消零】子項中勾選【后續】。

對于以上各選項卡未提到的選項設置，均保持默認狀態。

1.2 第一題：抄畫平面圖形

本題考查的內容包括直線、圓、圓弧、橢圓、橢圓弧、多邊形、波浪線等線型元素的繪制與圖形編輯命令的綜合應用。主要考查直線與圓弧的繪制，難點在于如何準確地繪制出兩個圖形元素之間的連接圓弧。?？嫉碾y點包括：1）【直線】命令下使用相對坐標格式繪制直線；2）【圓】命令下面的【相切、相切、半徑】選項；3）根據圖形的關系，先確定圓心位置再畫圓弧。要想圓滿地完成第一題，必須解決這3個難點。

圖2（a）的平面圖形是第十二期試題的第一題，本題完全融合了以上3個難點，該圖形是體現第一題考查要點的典型圖例。圖2（a）中與水平線夾角成30°的圓弧R12的切線、圓弧R50、圓弧R60這3處圖元（圖形元素）是這一題的難點。第一處，需要在【直線】命令下，首先在圓上捕捉切點（【捕捉】命令的快捷鍵是Shift鍵+鼠標中鍵），然后按照相對極坐標格式在命令欄中欄輸入@100＜30（此處數值100是為了使繪出的切線足夠長，以和圓弧R50相切）繪制直線。第二處，需要用到【圓】命令下面的【相切、相切、半徑】選項，首先選取剛才繪制的切線作為第一相切對象，然后選取圓弧R8作為第二相切對象，最后半徑值輸入50。該命令考查的頻率很高，至今每一期考試都考到這個點。對于該命令，應注意的是，相切的第一、第二對象可以是圓弧也可以是直線。第三處比較特殊，不能通過命令直接繪出圖形，必須首先找到圓弧R60的圓心，才能畫出該圓弧。具體作圖過程如圖2（b）所示，以圓弧R8的圓心為圓心，68為半徑（因為R8與R60是明顯的外切關系，所以用“R8與R60的半徑和”）繪制圓弧，再以A點為圓心，60為半徑畫圓弧，前后兩圓弧的交點之一B點，即為要找的圓心。在第三處這類問題中，求解圓心的方法是根據中學平面解析幾何中求兩軌跡線的交點。

1.3 第二題：繪制組合體三視圖

本題考查組合體三視圖的繪圖技能，先抄畫兩個視圖，然后“知二求三”畫出第三個視圖（可能是全剖、半剖或者是不剖的投影表達）。主要考查將三視圖中的投影基本規律—“長對正、高平齊、寬相等”正確地應用于軟件環境下抄圖與繪圖的能力。本題難點在于獨立繪制第三個視圖。?？嫉闹R點主要是圓柱挖孔、切除后相貫線、轉向輪廓線的畫法與全剖或半剖的視圖表達。自第六期開始本題增加了形體的軸測圖，以降低應試者因為空間想象能力不足而影響繪圖技能的發揮。要想較好地完成該題，必須具備扎實的組合體三視圖讀圖能力。為了提高繪圖效率，可參考以下作圖經驗。

圖2 典型平面圖形及圖中圓弧R60作圖過程

1）在已知視圖中，用【構造線】命令繪制水平或垂直輔助線用于對照上下、左右視圖的投影，所繪制的構造線如圖3中所示。為了高效率、方便地使用輔助線，可新建一個國家標準規定之外的圖層用于存放輔助線。例如，創建一個叫“輔助線”的新圖層，圖層顏色為藍色，線型為細實線。繪圖結束后，關閉輔助線圖層，不用刪除，留下作圖過程以方便后期的檢查。

2）繪制第三視圖。圖3（a）為按照傳統45°線作圖法在軟件環境下繪制左視圖的例子（本題為第十二期考試試題），圖中主視圖、俯視圖為已知，半剖左視圖是作圖的最終結果。顯然，這種繪圖方法不直接且產生大量的輔助線，繪圖效率低。在軟件環境下繪圖，不論圖形多么復雜，實現復制、旋轉圖形這些操作都是輕而易舉的。基于此，介紹一種快捷作圖的方法。如果要求繪制左視圖，則先復制俯視圖，水平向右移動到適當的位置上，然后逆時針旋轉 90°，繪制豎直的輔助線。再結合主視圖繪制的水平輔助線，用【直線】命令快速連線畫出左視圖。具體的作圖例子如圖3（b）所示。這種作圖新方法的原理是將傳統機械制圖中通過“45°線作圖”實現俯視圖與左視圖中相應尺寸“寬相等”的過程轉化為直觀的上下視圖“長對正”的過程。顯然在這種作圖方法非常直接且顯著地減少了輔助線。

同理，如果要求作圖的是俯視圖，則需要復制左視圖并向下移動到合適的位置上再順時針轉動90°，然后繪制輔助線。但是如果要求作圖的是主視圖，則沒有技巧，直接作出俯視圖與左視圖的輔助線。

3）采用“三點簡化法”繪制兩圓柱體軸線正交情況下的相貫線?！叭c”即相貫線上處于轉向輪廓線位置上的3個特殊點。圖 4（第八期第 2題）給出了 3處（I、II、III）由3個特殊點繪制相貫線的過程，對于每一處，主要是找到3個特殊點里面的關鍵點，即點1、點2、點3。明確3個特殊點之后，通過【圓弧】命令依次連接三點繪出相貫線。

圖3 三視圖作圖方法

圖4 三點簡化法繪制兩軸線正交圓柱體的相貫線

1.4 第三題：抄畫零件圖

本題主要考查使用軟件抄畫零件圖的各個步驟，包括繪制圖框、抄畫視圖、標注基本尺寸、標注表面結構圖形符號、抄畫標題欄、抄寫技術要求等，難點在于規范且快速地畫完圖紙。本文推薦如下的繪圖經驗。

1）使用【矩形】命令繪制圖框后，注意外框（圖紙邊緣）是細實線，內框（圖紙圖幅邊緣）是粗實線。

2）抄畫視圖。方法、技巧與1.3節介紹的一致。在抄圖過程中有必要特別提出的是繪制倒角方法。圖5為三種倒角的繪制方法。圖5（a）為需要繪制倒角、圓角的圖例，圖中僅標注了與倒角、圓角相關的尺寸。圖5（b）與（c）分別為外部倒角與內部倒角的情況。進入【倒角】命令后，首先通過下設選項【距離】設置好倒角的尺寸，接著選取需要倒角的兩條邊。對于圖5（b）的外部倒角，兩條邊的選擇位置無嚴格要求。但是繪制圖5（c）的內部倒角時，選取邊時光標箭頭所處的位置將決定倒角的方向，必須在1、2箭頭所指處點選兩直線（先后順序無要求），才能生成圖5（a）中所示倒角C1；如果在1、3箭頭所指處點選兩直線，則生成錯誤位置的內部倒角。圖5（d）中的120°工藝內倒角在繪制上不易聯想到使用【倒角】命令。但是若采用【倒角】命令則非常快捷。具體操作是：進入【倒角】命令后，選擇【角度】項，然后指定第一條直線的距離為4，指定第一條直線的倒角角度為30，然后必須在1、2箭頭所指處點依次點選兩直線。為了提高繪圖速度，內、外部倒角選取邊之前可以先選擇【修剪】確定修剪操作。關于圓角的繪制，可參照倒角的做法。

3）標注尺寸。

在軟件繪圖環境下，零件圖中對于非圓投影圖形的直徑標注，符號φ必須在標注尺寸數值前通過添加%%C的格式來實現。軟件為此提供了三種方法。

1）進入標注類型的命令后，放棄系統自動生成的尺寸，選擇【文字】項，然后手動輸入“%%C+數值”的形式。例如，輸入%%C50，生成 φ50。

2）專門創建一種標注樣式，在【主單位】選項卡中【前綴】欄中輸入%%C。在標注非圓投影圖形直徑時，在【標注樣式管理器】界面下將該標注樣式置為當前，則執行標注類型命令后，標注的尺寸數值前面會自動生成φ。

3）執行【文字編輯】命令，即DDEDIT命令（系統默認的快捷鍵為ED），選擇要修改的尺寸，進入【文字格式】界面，然后從【符號】下拉列表中選擇φ。

三種方法中【文字編輯】命令對于批量化執行尺寸前面添加φ的操作，效率最高。該命令可對所有文字格式進行編輯，包括標注尺寸類、【單行文字】、【多行文字】等命令生成的文字，而且在執行該命令時，如果不退出命令，可一直對包含文字屬性的對象進行編輯。這樣可以一次性對零件圖中所有的非圓投影圖形直徑的尺寸添加φ。

圖5 倒角繪制

4）標注表面結構符號（即舊教材中的表面粗糙度符號［7］）?？刹捎弥苯臃ɑ颉皦K”相關命令兩種方法。兩者首先都要先繪制表面結構符號作為一個模板。表面結構符號中等邊三角形的邊長為4 mm或5 mm，最長斜邊的長度是三角形邊長的2倍。

a.直接法即連續用【復制】命令將從模版復制的表面結構符號移到指定位置，如果需要改變符號的方向，還要使用【旋轉】命令。在直接法中，如果表面結構符號帶有數值，則需要用【多行文字】命令在表面結構符號附近輸入數值，然后調整其位置。如果零件圖中的表面結構符號帶有多種數值，可用【文字編輯】命令對復制的表面結構符號數值進行快速修改。

b.采用塊相關命令，即使用“內部塊”創建的常用方法，即【定義屬性】、【創建塊】、【插入塊】3個命令，創建的表面結構符號。用這種方法創建的表面結構符號在執行【插入塊】命令后，通過設置參數改變表面結構符號的大小、方向及其數值。對于表面結構符號存在方位多、數值多的情況時，通過塊相關命令來繪制效率較高。

5）創建標題欄。創建標題欄有兩種方法。

a.直接用【直線】、【偏移】等命令繪制表格，然后用【多行文字】命令往表格里面填寫文字，再手動調整漢字使其在表格中處于“居中”位置。

b.使用【表格】命令，先創建固定行高與列寬的M×N表格（M代表行數，N代表列數），然后修改行高、列寬，再編輯表格（包括合并單元、刪除多余的行或列、插入缺少的行或列），使表格達到圖示標題欄的尺寸與格式。該過程類似于Microsoft Office-Word軟件里面的表格編輯。使用【表格】命令創建的標題欄，表格中文字的對齊可由選項自動完成，無需手動移動文字。進入【文字樣式】界面，選擇1.1節設置好的“工程文字”樣式用于填寫標題欄。

6）抄寫技術要求。使用【多行文字】命令，在【文字格式】界面下選用之前設置的“工程文字”樣式。

7）特殊情況處理。如果零件圖中的比例不是1：1，例如第六期第三題，比例是2：1，則首先應按照零件圖的標注尺寸進行抄圖，在抄圖完成后使用【縮放】命令，輸入比例因子的值為2（由圖紙比例決定），使圖形的顯示尺寸變成圖紙尺寸的2倍。此時不能沿用上面介紹的尺寸設置，否則標注尺寸的顯示值將是圖紙尺寸的2倍。只有在【修改標注樣式】界面的【主單位】選項卡中，將【測量單位比例】中的【比例因子】設置為0.5（即圖紙比例的倒數），才能在標注尺寸時仍然顯示零件圖中的尺寸。

1.5 第四題拼畫裝配圖

本題考查由給定的若干零件圖用軟件拼畫出一幅完整的1部件或簡單機器的裝配圖的能力。該裝配圖應包括一組視圖、尺寸標注、零件標號、標題欄和技術要求等方面。本題的難點在于涉及較多的裝配圖相關的理論知識，只有具備了足夠的該方面知識，才能將以上各方面準確地完成。本題進行的步驟是：

1）選擇合適的視圖表達。在三維裝配示意圖的提示下，使所采用的視圖能盡可能全面、簡潔地表示部件或機器的內部與外部結構形狀、各組成零件之間的裝配關系與連接方式及主要零件的結構形狀。

2）拼畫裝配圖。繪制裝配圖必須要熟悉裝配圖的規定畫法及特殊表達方式。本文不展開這部分內容，請讀者根據需要參照教材［6］系統學習。首先復制主體零件圖，然后在讀懂各零件之間裝配關系后，依次復制粘貼各個零件，根據零件之間在投影方向上的遮擋關系刪除被遮擋的線。圖6以第十二期滑動軸承裝配圖為例，指出了CAD技能一級考試裝配圖中?？嫉囊c。圖中指出：a.內、外螺紋連接部分按照外螺紋的畫法，未連接部分按照各自的規定畫法繪制。螺紋處剖面線應畫到粗實線終止。b.同一個零件在不同視圖中的剖面線方向必須一致且疏密相同，相鄰兩零件的剖面線方向相反。c.根據裝配圖簡化畫法的規定［6］，零件的工藝結構，如倒角、圓角、退刀槽、滾花等可以省略不畫。熟知該規定，將顯著提高繪圖效率。

3）標注尺寸。裝配圖所使用的尺寸樣式與零件圖中的一致，但是尺寸類型與零件圖不同，裝配圖的尺寸應包括規格尺寸、外形尺寸、裝配尺寸、安裝尺寸及其他重要尺寸。因此必須弄清各類尺寸的概念。本文以圖6為例簡單介紹各類尺寸的標注。圖6中φ25H7為規格尺寸，它是軸承類零件的主要性能參數。100～110、130、49為外形尺寸，顯示了該軸承的外形輪廓。通常外形尺寸主要指裝配體的總長、總寬、總高。M30×1.5-7H/6g、M14×1.5-7H/6g、φ32H7/k6為裝配尺寸。在零件圖中標有尺寸公差代號的尺寸，在裝配圖中通常就應該有對應的裝配尺寸。圖6中裝配尺寸包括螺紋裝配與光滑圓柱形孔軸裝配兩類。40、100、2×φ11為安裝尺寸。安裝尺寸是指裝配體安裝在地基或與其他部件相連接所需要的尺寸。其他重要尺寸指除以上四種尺寸外，裝配體中被認為重要的尺寸，如圖6中軸承底座的寬度尺寸32。

4）標注零件序號。主要用到多重引線的相關命令。首先從主菜單的【格式】項下拉菜單的【多重引線樣式】項進入【多重引線項目管理器】界面，單擊【新建】，自行命名，例如“工程引線”，進入【修改多重引線：工程引線】界面，在【引線格式】選項卡中【箭頭符號】選擇【小點】，在【內容】選項卡中【文字樣式】選擇之前設置好的“工程文字”，其余項保持默認設置。然后用【多重引線】命令，按照順時針或逆時針順序給裝配圖中的零件標號。最后再使用【多重引線對齊】命令將這些零件序號以其中某一個零件號為參照進行水平或豎直對齊的設置。

5）填寫標題欄、明細表與技術要求。表格的創建方法與1.4節介紹的一樣。顯然，當裝配體由較多零件組成時，用【表格】命令完成標題欄與明細表將會十分方便快捷。另外，應注意明細欄中零件的序號應與裝配圖中標示的序號一致。使用【多行文字】命令輸入技術要求文字。

圖6 滑動軸承裝配圖及裝配圖繪圖要點

2 結語

本文針對中國圖學學會、國際幾何與圖學學會聯合舉辦的全國CAD技能一級考試（工業產品類），系統全面地總結了兩方面。一方面是根據CAD國家標準有關規定，總結了對圖層、線型、線寬、線型比例、文字樣式、尺寸樣式進行的設置。另一方面是根據考試的四類試題的特點，即抄畫平面圖形、繪制組合體三視圖、抄畫零件圖、拼畫裝配圖，分析了各類題的考查要點，有針對性地提出了應試所必需的CAD技能及技巧。

［1］ 孫鳳翔.工程制圖與CAD考證題解［M］.北京：化學工業出版社，2013：278-325.

［2］ CAD工程制圖規則：GB/T 18229-2000［S］.

［3］ 機械工程CAD制圖規則：GB/T 14665-2012［S］.

［4］ 隋榮娟，何偉.AutoCAD 2010中文版機械制圖基礎教程［M］.2版.北京：人民郵電出版社，2012：22.

［5］ 張佑林.機械工程圖學基礎教程［M］.北京：人民郵電出版社，2011：11-16，228-250.

［6］ 江洪，孫青云，孫志武，等.AutoCAD 2008工程制圖［M］.北京：機械工業出版社，2008：40-42.

［7］ 喬世民.機械制造基礎［M］.2版.北京：高等教育出版社，2008：242-248.