cad-designer

name	cad-designer
description	CAD设计狮——融合四大IMA CAD知识库的专业设计指导skill。专注CAD制图规范(国标)、参数化设计、图层管理系统、标注标准、批量出图策略、性能优化、AI+CAD趋势与设计检查清单。cad-automation负责写代码画图，CAD设计狮负责告诉AI"怎么设计才对"。
category	engineering-cad
version	1.1.0
author	Delancy

CAD设计狮 — CAD 专业设计指导

本skill提供CAD设计的专业指导，涵盖制图规范(国标)、参数化设计、图层管理系统、标注标准、批量出图策略、性能优化、AI+CAD趋势与设计检查清单。

配合使用: cad-automation skill 负责写代码自动化画图，CAD设计狮负责告诉AI"怎么设计才对"。

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0. 2026-06-11 设计决策总则

本 skill 的职责是先给出“画什么才对”，再交给 cad-automation 生成图形。遇到机械、模具、夹具、钣金、装配图时，必须先完成以下判断：

1. 明确图纸类型：零件图、装配图、总布置图、工艺草图、校核图。
2. 明确用途：报价、评审、加工、装配、维修、教学演示。用途不同，细节深度不同。
3. 明确验证等级：草图可 L2，交付加工图至少 L3，重要装配图建议 L4 视觉复核。
4. 明确来源署名：如果参考开源项目、资料库或网络资料，在交付包中写入 ATTRIBUTION.md。

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0.1 冲压模具设计指导卡

当用户要求绘制冲压模具时，优先按“模架总图 + 工作零件 + 导向定位 + 技术要求”组织图纸。

必画内容

模块	内容	检查点
模架	上模座、下模座、凹模板、卸料板	外形尺寸、中心基准、板厚说明
工作部分	凸模、凹模刃口、冲裁轮廓、冲孔	间隙方向、闭合轮廓、孔中心距
导向	导柱、导套、中心线	四角对称、避开工作区
定位紧固	螺钉、销钉、沉孔	不干涉刃口和导向件
标注	外形、孔径、导柱距、工作轮廓	不封闭尺寸链、不重复标注
技术要求	材料、热处理、间隙、研磨、倒角	未知参数标“待复核”，不能编造精度

默认设计假设

如果用户只说“画一个冲压模具”，默认画“小型冲孔/落料模平面示意图”，而不是直接画可加工全套图。必须在输出中说明：该图用于方案表达和自动化能力测试，真实生产前需要按材料、吨位、闭合高度、压力中心、强度和安全规范复核。

禁止事项

• 不在缺少材料厚度时给出确定刃口间隙，只能写“按材料厚度 x 5%-8% 复核”。
• 不在缺少压力机参数时承诺可生产。
• 不把示意图说成完整加工图。
• 不省略导柱导套、卸料板、凹模板这类识别冲压模具的关键结构。

第一章：CAD制图规范（国标）

1.1 图纸幅面 (GB/T 14689)

幅面	尺寸(mm)	适用场景
A0	841×1189	总图、大型工程
A1	594×841	总平面、系统图
A2	420×594	平面图、装配图
A3	297×420	零件图（最常用）
A4	210×297	简单零件、明细表

装订边: A0-A3留25mm，A4留20mm；其余边距均为5-10mm。

1.2 比例选择 (GB/T 14690)

类型	推荐比例
原值	1:1（优先选用）
放大	2:1, 5:1, 10:1
缩小	1:2, 1:5, 1:10, 1:50, 1:100

原则: 优先1:1，必须在标题栏注明比例。

1.3 图线规定 (GB/T 17450)

线型	线宽	用途
粗实线	0.5-0.7mm	可见轮廓
细实线	0.18-0.25mm	尺寸线、剖面线
虚线	0.25-0.35mm	不可见轮廓
点划线	0.25-0.35mm	轴线、对称线
双点划线	0.25-0.35mm	假想轮廓

线宽比: 粗:中:细 = 4:2:1

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第二章：图层管理系统

2.1 图层命名规范

来自"AutoCAD知识库"和工程实战的最佳实践：

命名格式: 专业码_主组_次组_状态
示例:    A-WALL-PRIM-D  (建筑-墙体-承重-拆除)
         M-DUCT-SUPN-N  (暖通-风管-送风-新建)
         S-STRU-COLN-E  (结构-柱-混凝土-现有)

2.2 常用图层色号国标

图层	色号	线型	说明
粗实线(WALL)	7(白/黑)	Continuous	可见轮廓
细实线(DIM)	1(红)	Continuous	尺寸标注
中心线(CEN)	2(黄)	CENTER/CENTER2	轴线/中心线
虚线(HID)	3(绿)	HIDDEN/HIDDEN2	隐藏线
剖面线(HAT)	4(青)	Continuous	填充图案
文字(TXT)	5(蓝)	Continuous	文字注释
辅助线(AUX)	8(灰)	Continuous	构造线
图框(TB)	7(白)	Continuous	图框/标题栏

2.3 图层自动化管理最佳实践

# 一键创建国标图层模板
def create_gb_layers(acad):
    layers_cfg = {
        "WALL":  (7, "Continuous"),
        "DIM":   (1, "Continuous"),
        "CEN":   (2, "CENTER"),
        "HID":   (3, "HIDDEN"),
        "HAT":   (4, "Continuous"),
        "TXT":   (5, "Continuous"),
        "AUX":   (8, "Continuous"),
        "TB":    (7, "Continuous"),
    }
    for name, (color, ltype) in layers_cfg.items():
        if name not in [l.Name for l in acad.doc.Layers]:
            layer = acad.doc.Layers.Add(name)
            layer.Color = color
            linetypes = [lt.Name for lt in acad.doc.Linetypes]
            if ltype in linetypes:
                layer.Linetype = ltype

2.4 图层管理铁律

1. 按对象类型分层: 墙/门/窗 → 标注 → 文字 → 填充，绝不混层
2. 随层(ByLayer): 颜色、线型、线宽全部设为"随层"，禁止硬编码到对象
3. 0层禁忌: 不在0层绘制任何内容，0层仅用于创建块定义
4. Defpoints层: 自动生成，不可删除，不在上面绘图
5. 图层状态保存: 使用_LAYERSTATE保存/恢复图层状态快照

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第三章：标注标准与技巧

3.1 标注顺序（国标）

总体尺寸 → 定位尺寸 → 定型尺寸 → 公差 → 形位公差 → 粗糙度 → 技术要求

标注三不原则:

• ❌ 不封闭尺寸链（至少留一个开口环）
• ❌ 不重复标注同一尺寸
• ❌ 不将尺寸标注在虚线上

3.2 文字字高规范

幅面	尺寸字高	标题字高	技术要求字高
A0/A1	5mm	7mm	5mm
A2/A3	3.5mm	5mm	3.5mm
A4	2.5mm	3.5mm	2.5mm

3.3 公差标注

线性公差: 50±0.1       → 50%%p0.1
极限偏差: 50+0.05/-0.02 → 50%+0.05%%-0.02
基孔制:   φ50H7        → %%c50H7
基轴制:   φ50f6        → %%c50f6

3.4 形位公差符号速查

符号	名称	符号	名称
—	直线度	◎	同轴度
□	平面度	≡	对称度
○	圆度	⊕	位置度
⌒	圆柱度	↗	圆跳动
⊥	垂直度	↗↗	全跳动
∥	平行度	∠	倾斜度

3.5 粗糙度标注

Ra 3.2  →  一般加工面（最常用）
Ra 6.3  →  粗加工面
Ra 1.6  →  精加工面
Ra 0.8  →  研磨面

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第四章：块(BLOCK)设计规范

4.1 块命名规范

项目前缀_类别_名称_规格
示例: GB_BOLT_M16x50    (国标螺栓)
      PROJ_VALVE_GATE_DN100  (项目阀门)
      SYM_DOOR_SINGLE_900    (符号单开门)

4.2 块创建最佳实践

1. 0层建块: 块内对象画在0层，颜色/线型设为随层(ByLayer)，插入后与当前图层匹配
2. 基点合理: 图框→左下角，螺栓→头部中心，门→铰链中心
3. 属性>文字: 图框标题栏用属性定义(ATT)，不要用普通文字
4. 动态块: 对频繁变形的组件（门宽、螺栓长度）使用动态块参数

4.3 属性定义示例

;; 创建带属性的标题栏块
(defun c:make_titleblock ()
  (setq blk (vla-add (vla-get-Blocks *doc*) (vlax-3d-point '(0 0)) "TB_A3"))
  ;; 添加矩形边框
  (vla-AddLightWeightPolyline blk ...)
  ;; 添加属性
  (vla-AddAttribute blk 5.0 acAttributeModeVerify
    "请输入图纸名称:" (vlax-3d-point '(100 270)) "DWG_NAME" "图纸名称")
  (vla-AddAttribute blk 3.5 acAttributeModeVerify
    "请输入比例:" (vlax-3d-point '(350 270)) "SCALE" "1:1")
)

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第五章：模板系统 (DWT)

5.1 模板应包含

一个完整的DWT模板至少包含：

• 所有标准图层及线型
• 标注样式（GB_DIM_35 / GB_DIM_50）
• 文字样式（STANDARD→仿宋, GB_ROMANS→Romans）
• 页面设置（A3/A4打印配置）
• 图框+标题栏块
• 常用符号块（粗糙度、基准、剖切）
• 打印样式(.ctb)

5.2 模板加载API

# Python方式加载模板
acad.app.Documents.Add("D:/Templates/GB_A3.dwt")
# 或
acad.doc.SendCommand('_NEW "D:/Templates/GB_A3.dwt"\n')

5.3 一键模板生成LISP

来自CAD学习知识库的实战思路——将重复的模板创建过程脚本化：

(defun c:init_project (/ layers dims texts)
  ;; 创建图层
  (foreach lyr '("WALL" "DIM" "CEN" "HID" "TXT" "TB")
    (entmake (list '(0 . "LAYER") '(100 . "AcDbLayerTableRecord")
      (cons 2 lyr) '(70 . 0) '(62 . 7) '(6 . "Continuous")))
  )
  ;; 设置标注样式
  (command "_DIMSTYLE" "S" "GB_DIM" "_Y")
  ;; 加载图框
  (command "_INSERT" "TB_A3" "0,0" "1" "1" "0")
  (princ "\n项目初始化完成!")
)

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第六章：打印与出图策略

6.1 打印配置

参数	推荐值	说明
绘图仪	DWG To PDF.pc3	最通用
图纸尺寸	ISO A3 (420×297)	按实际选择
打印比例	布满图纸/1:1	生产图纸用1:1
打印范围	窗口/范围	精确控制
打印样式表	monochrome.ctb	黑白打印
图形方向	横向/纵向	按图纸

6.2 批量打印

def batch_print(folder, output_folder):
    """批量打印DWG到PDF"""
    import os
    from pyautocad import Autocad
    acad = Autocad(create_if_not_exists=True)
    for f in os.listdir(folder):
        if f.endswith('.dwg'):
            pdf = os.path.join(output_folder, f.replace('.dwg', '.pdf'))
            doc = acad.app.Documents.Open(os.path.join(folder, f))
            # 设置布局
            acad.doc.ActiveLayout.ConfigName = "DWG To PDF.pc3"
            # 打印到文件
            acad.doc.Plot.PlotToFile(pdf)
            doc.Close(False)  # 不保存

6.3 打印前检查清单

• 图层全部打开、解冻、解锁
• 所有文字使用系统字体（避免缺失）
• 标注文字大小符合图纸幅面
• 打印样式表正确（黑白→monochrome.ctb）
• 打印范围正确（窗口/范围）
• PDF预览确认无缺失

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第七章：性能优化

7.1 CAD性能瓶颈

症状	原因	解决
打开慢	过多DGN线型/字体/注册程序	PURGE清理+清理DGN
操作卡	大量填充图案	关闭填充图层或简化图案
缩放卡	过多节点(样条/多段线)	简化曲线精度
保存慢	过多未使用的图层/样式	定期PURGE
崩溃	文件过大(>50MB)	拆分为外部参照

7.2 优化命令

_PURGE All * N       → 清理所有未引用对象
_AUDIT Y             → 审计修复文件错误
_OVERKILL            → 删除重复/重叠对象
_-SCALELISTEDIT R Y  → 重置标注比例列表
_WBLOCK *            → 导出为纯净DWG

7.3 正则表达式清理LISP

CAD学习知识库中的实战工具——用正则批量处理文本标注：

;; 批量清理文字中的多余空格
(defun c:clean_text (/ ss i en str new)
  (setq ss (ssget '((0 . "TEXT,MTEXT"))))
  (setq i 0)
  (repeat (sslength ss)
    (setq en (ssname ss i))
    (setq str (cdr (assoc 1 (entget en))))
    ;; 替换多个空格为单个
    (while (vl-string-search "  " str)
      (setq str (vl-string-subst " " "  " str)))
    ;; 去除首尾空格
    (setq str (vl-string-trim " " str))
    ;; 更新文字
    (vla-put-TextString (vlax-ename->vla-object en) str)
    (setq i (1+ i))
  )
  (princ "\n文字清理完成!")
)

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第八章：AI+CAD工作流设计

8.1 AI在CAD中的三层角色

来自AI+CAD知识库的核心分析：

层级	功能	典型应用
L1 特征识别	AI看懂图纸	Smart Blocks, 智能标注, 图元分类
L2 辅助生成	AI辅助绘图	Text-to-CAD, 参数推荐, 自动布局
L3 自主设计	AI独立设计	MecAgent, Omega, 装配体生成

8.2 AI辅助CAD工作流

[工程师意图] → [LLM解析] → [设计方案] → [代码生成] → [CAD执行] → [验证反馈]
     ↑                                                              |
     └──────────────── 迭代优化 ←───────────────────────────────────┘

关键原则: AI生成代码→人工审查→CAD执行→结果验证→修正提示→重新生成

8.3 常用AI+CAD工具矩阵

工具	能力	成熟度
CADAM	自然语言→参数化3D模型	⭐⭐⭐
Pointer-CAD	LLM→B-Rep实体	⭐⭐⭐⭐
text-to-cad	自然语言→可编辑CAD	⭐⭐⭐
Leo AI	文本→零件+装配体	⭐⭐⭐
MecAgent	技术规格→CAD模型	⭐⭐⭐
VideoCAD	视频学习→CAD操作	⭐⭐
WHUCAD	开源CAD智能核心	⭐⭐⭐

8.4 提示词工程(CAD场景)

[角色] 你是一个AutoCAD自动化专家
[任务] 根据以下工程参数生成DWG图纸
[参数] 矩形: 500×300mm, 壁厚5mm, 圆角R10, 四角M6螺孔
[格式] 生成Python pyautocad代码
[约束] 图层: 轮廓→WALL层(白色), 中心线→CEN层(黄色), 标注→DIM层(红色)
[标注] 国标格式, 字高3.5mm, 标注样式GB_DIM

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第九章：行业模板速查

9.1 机械制图

• 零件图: 三视图+轴测图，含公差/粗糙度/形位公差
• 装配图: 明细表+序号，标配合关系
• 四类图: 轮廓图(WALL)→标注图(DIM)→中心线(CEN)→剖面图(HAT)

9.2 建筑制图

• 平面图: 轴线→墙体→门窗→标注→文字
• 图层示例: A-WALL / A-DOOR / A-WINDOW / A-DIM / A-TEXT
• 比例: 平面1:100, 立面1:100, 详图1:20

9.3 市政/公路 (CAD学习知识库重点)

• 桩位图: 轴线定位→桩位编号→坐标标注→桩表
• 道路纵横: 桩号标注→坡度→高程→填挖方
• 管网: 管径标注→流向→管底标高

9.4 电气制图

• 原理图: 元件符号→连线→端子号
• 布局图: 设备位置→线槽→标注
• 软件: EPLAN(专用)或AutoCAD Electrical(含图库)

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第十章：设计检查清单

10.1 图形内容

• 所有图层按规范创建和命名
• 对象颜色/线型/线宽均为"随层(ByLayer)"
• 0层无内容（仅用于块定义）
• 无多余图层、样式、块定义（PURGE清理）
• 所有块正确命名且基点合理

10.2 标注与文字

• 总体尺寸→定位尺寸→定型尺寸顺序正确
• 无封闭尺寸链
• 无重复标注
• 文字字高符合幅面要求
• 特殊符号正确(%%c, %%d, %%p)

10.3 打印出图

• 打印样式表正确(黑白打印=monochrome.ctb)
• 打印范围内含所有图形和图框
• 线宽比例正确（粗:中:细=4:2:1）
• Defpoints层已检查(该层不打印)
• PDF预览无误

10.4 文件管理

• 文件名格式: 项目号_图号_名称_版本.dwg
• 外部参照路径正确(相对路径优先)
• 字体文件与图形绑定或使用通用字体
• 图纸已AUDIT审计无错误
• 备份文件已生成(.bak/.sv$)

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知识来源

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配合使用: cad-automation skill — 本skill提供设计方法论，cad-automation提供代码实现。

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第十一章：设计验证层级体系（2026-06-01 从 SW 设计狮架构移植）

本章从 sw-designer v2.5.0 的 L1-L4 验证层级体系移植，针对 CAD 场景适配。 sw-designer 第十五章定义了 "返回值→特征数→实体物理测量→视觉QA" 的四级信任层。

11.1 CAD 的四级验证信任层

从最弱到最强：

层级	验证方式	CAD 等效	可信度	假阳性风险
L1	API返回值 != null	pyautocad 方法返回值	⭐	极高——AddCircle返回对象但可能画在错误图层
L2	ModelSpace.Count 增长	实体数量变化	⭐⭐	高——空文字/辅助线也算实体
L3	选择集遍历 + PURGE审计	对象类型/图层/颜色验证	⭐⭐⭐	中——能抓到类型错误，抓不到坐标错误
L4	多视口 VLM 视觉审查	截图→多模态交叉审查	⭐⭐⭐⭐⭐	极低——能发现"标高写错了"这种纯数据抓不到的错

11.2 设计验证的设计哲学

问题: "Python代码没报错 + AutoCAD执行了" ≠ "图纸画对了"

原因:
- COM 调用返回成功只表示 AutoCAD 接收了命令
- 对象可能画在错误图层/错误坐标系/错误位置
- 标注可能在图纸空间而非模型空间
- 多段线可能开口而非闭合

解决: 设计验证必须到达 L3（对象审计），L4（视觉交叉审查）是工业级的进阶要求。

11.3 从 sw-designer 移植的设计决策

SW 设计铁律	CAD 对应	说明
启动环境净化	清理孤儿选择集 + PURGE	每次运行前假设环境是"脏"的
实体数 > 特征数	有效对象数 > ModelSpace 总数	排除辅助线/空文字等"假实体"
基准面 > 实体面	WCS > UCS	永远在世界坐标系中描述几何
双向贯穿 > 特定深度	全图审计 > 局部检查	AUDIT Y + PURGE A 全图清理
三级降级	Python → SendCommand → LISP	设计时考虑实现路径的可用性

11.4 CAD 设计铁律速查（基于 SW 五大地雷模式）

#	设计铁律	违反后果
1	启动即清理：关闭孤儿文档 + 清除所有选择集	SelectionSet 同名冲突导致 COM 异常
2	WCS 锁定：每次 SendCommand 前 _UCS _W	UCS 旋转导致所有坐标错位
3	捕捉关闭：自动绘图前 _NON 关闭对象捕捉	端点吸附导致点选位置偏移
4	用完即删：选择集操作后必须 Delete()	同名选择集累积导致程序中断
5	审计验证：每次保存前 AUDIT + PURGE	垃圾实体导致文件膨胀/打开缓慢
6	英文命令：SendCommand 用 _LINE 而非 直线	中文版/英文版命令名不一致
7	0层禁忌：0层仅用于块定义，不绘图	块插入后颜色/线型失控

---

第十二章：CAD 设计-验证循环（从 SW 双环架构移植）

sw-designer 第十五章定义了 "内环编译→外环几何视觉→迭代" 的双重嵌套纠错环。 CAD 场景下无编译过程，但执行→审查→修改的迭代循环同样适用。

12.1 CAD 单环验证-迭代模型

┌──────────────────────────────────────────┐
│         CAD 设计-验证 迭代环               │
├──────────────────────────────────────────┤
│                                            │
│  [生成代码] → [COM执行] → [AUDIT审计]      │
│       ↑                        │           │
│       │              ┌─────────┴──────┐    │
│       │              ▼                ▼    │
│       │        L3对象审计通过    L3对象审计失败 │
│       │              │                │    │
│       │         L4视觉QA         错误数据     │
│       │              │                │    │
│       │      ┌───────┴───────┐        │    │
│       │      ▼               ▼        │    │
│       │  [视觉PASS]     [视觉FAIL]    │    │
│       │      │               │        │    │
│       │    ✅完成       修改意见       │    │
│       │                      │        │    │
│       └──────────────────────┘        │    │
│             合并反馈 → 修改代码          │    │
│             迭代直到全部 PASS            │    │
└──────────────────────────────────────────┘

12.2 迭代中止的设计决策

决策点	规则	设计理由
最大迭代	简单图≤3轮 / 中等图≤5轮 / 复杂图≤8轮	超出范围说明设计意图有根本性错误
同类型错误	3次 → 熔断	不是参数微调能解决的
L3优先于L4	先修对象错误再修视觉错误	对象数量/类型是"硬"标准
坐标系错误	1次即停	坐标系问题必须人工介入

12.3 设计验证融合检查清单

基于 sw-designer 第十四章的检查清单模式：

CAD 自动化出图前检查清单:
☐ 启动时清理了所有孤儿选择集
☐ UCS 已锁定为世界坐标系 (_UCS _W)
☐ 对象捕捉已临时关闭 (_NON)
☐ 所有 SendCommand 使用英文命令+下划线前缀
☐ 块定义都在 0 层创建
☐ 选择集操作后已 Delete()
☐ 保存前已执行 AUDIT + PURGE
☐ 图纸空间输出：模型空间为1:1，图纸空间为输出比例

---

知识库更新记录

版本	日期	核心变更	来源
v1.1.0	2026-06-01	新增第十一章(设计验证层级 L1-L4) + 第十二章(设计验证迭代环 + 七铁律速查)	架构优化
v1.0.0	2026-05-24	初始版本，含10大章节：制图规范/图层/标注/块/模板/打印/性能/AI+CAD/行业模板/检查清单	知识体系构建