CAD繪制三維實(shí)體教程+例題

1、CAD繪制三維實(shí)體基礎(chǔ)1、三維模型的分類(lèi)及三維坐標(biāo)系;、三維圖形的觀察方法；、創(chuàng)建基本三維實(shí)體；、由二維對(duì)象生成三維實(shí)體；、編輯實(shí)體、實(shí)體的面和邊；1、建立用戶(hù)坐標(biāo)系；、編輯出版三維實(shí)體。講授8學(xué)時(shí)上機(jī)8學(xué)時(shí)總計(jì)16學(xué)時(shí)AutoCAD除具有強(qiáng)大的二維繪圖功能外，還具備基本的三維造型能力。若物體并無(wú)復(fù)雜的外表曲面及多變的空間結(jié)構(gòu)關(guān)系，則使用AutoCAD可以很方便地建立物體的三維模型。本章我們將介紹AutoCAD三維繪圖的基本知識(shí)。三維幾何模型分類(lèi)在AutoCAD中，用戶(hù)可以創(chuàng)建3種類(lèi)型的三維模型：線框模型、表面模型及實(shí)體模型。這3種模型在計(jì)算機(jī)上的顯示方式是相同的，即以線架結(jié)構(gòu)顯示出來(lái)，但用戶(hù)

2、可用特定命令使表面模型及實(shí)體模型的真實(shí)性表現(xiàn)出來(lái)。線框模型(WireframeModel)線框模型是一種輪廓模型，它是用線(3D空間的直線及曲線)表達(dá)三維立體，不包含面及體的信息。不能使該模型消隱或著色。又由于其不含有體的數(shù)據(jù)，用戶(hù)也不能得到對(duì)象的質(zhì)量、重心、體積、慣性矩等物理特性，不能進(jìn)行布爾運(yùn)算。圖11-1顯示了立體的線框模型，在消隱模式下也看到后面的線。但線框模型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于繪制。表面模型(SurfaceModel)表面模型是用物體的表面表示物體。表面模型具有面及三維立體邊界信息。表面不透明，能遮擋光線，因而表面模型可以被渲染及消隱。對(duì)于計(jì)算機(jī)輔助加工，用戶(hù)還可以根據(jù)零件的表面模型形成

3、完整的加工信息。但是不能進(jìn)行布爾運(yùn)算。如圖11-2所示是兩個(gè)表面模型的消隱效果，前面的薄片圓筒遮住了后面長(zhǎng)方體的一部分。圖11-1線框模型圖11-2表面模型實(shí)體模型實(shí)體模型具有線、表面、體的全部信息。對(duì)于此類(lèi)模型，可以區(qū)分對(duì)象的內(nèi)部及外部，可以對(duì)它進(jìn)行打孔、切槽和添加材料等布爾運(yùn)算，對(duì)實(shí)體裝配進(jìn)行干涉檢查，分析模型的質(zhì)量特性，如質(zhì)心、體積和慣性矩。對(duì)于計(jì)算機(jī)輔助加工，用戶(hù)還可利用實(shí)體模型的數(shù)據(jù)生成數(shù)控加工代碼，進(jìn)行數(shù)控刀具軌跡仿真加工等。如圖11-3所示是實(shí)體模型。圖11-3實(shí)體模型11.2三維坐標(biāo)系實(shí)例一一三維坐標(biāo)系、長(zhǎng)方體、倒角、刪除面AutoCAD的坐標(biāo)系統(tǒng)是三維笛卡兒直角坐標(biāo)系，分為世

4、界坐標(biāo)系（WC$和用戶(hù)坐標(biāo)系（UCS。圖11-4表示的是兩種坐標(biāo)系下的圖標(biāo)。圖中“X”或“Y”的剪頭方向表示當(dāng)前坐標(biāo)軸X軸或Y軸的正方向，Z軸正方向用右手定則判定。圖11-4表示坐標(biāo)系的圖標(biāo)缺省狀態(tài)時(shí)，AutoCAD的坐標(biāo)系是世界坐標(biāo)系。世界坐標(biāo)系是唯一的，固定不變的，對(duì)于二維繪圖，在大多數(shù)情況下，世界坐標(biāo)系就能滿足作圖需要，但若是創(chuàng)建三維模型，就不太方便了，因?yàn)橛脩?hù)常常要在不同平面或是沿某個(gè)方向繪制結(jié)構(gòu)。如繪制圖11-5所示的圖形，在世界坐標(biāo)系下是不能完成的。此時(shí)需要以繪圖的平面為XY坐標(biāo)平面，創(chuàng)建新的坐標(biāo)系，然后再調(diào)用繪圖命令繪制圖形。圖11-5在用戶(hù)坐標(biāo)系下繪圖任務(wù)：繪制如圖11-5所示

5、的實(shí)體。目的：通過(guò)繪制此圖形，學(xué)習(xí)長(zhǎng)方體命令、實(shí)體倒角、刪除面命令和用戶(hù)坐標(biāo)系的建立方法。知識(shí)的儲(chǔ)備：基本繪圖命令和對(duì)象捕捉、對(duì)象追蹤的應(yīng)用。繪圖步驟分解：1.繪制長(zhǎng)方體調(diào)用長(zhǎng)方體命令：實(shí)體工具欄：下拉菜單：繪圖實(shí)體長(zhǎng)方體命令窗口：BOX?AutoCAD提示：指定長(zhǎng)方體的角點(diǎn)或中心點(diǎn)(CE)<0,0,0>:在屏幕上任意點(diǎn)單擊指定角點(diǎn)或立方體(C)/長(zhǎng)度(L):L?角用于二維圖形的倒角、圓角編輯命令在三維圖中仍然可用。單擊“編輯”工具欄上的倒角按鈕，調(diào)用倒角命令：命令:_chamfer(“修剪”模式)當(dāng)前倒角距離1=，距離2=選擇第一條直線或多段線(P)/距離(D)/角度(A)/修剪

6、(T)/方式(M)/多個(gè)(U):在AB直線上單擊基面選擇.輸入曲面選擇選項(xiàng)下一個(gè)(N)/當(dāng)前(OK)<當(dāng)前>:?圖11-6繪制長(zhǎng)方體圖11-7長(zhǎng)方體瀕驅(qū)標(biāo)系，繪制上表面圓因?yàn)锳utoCAD只可以在XY平面上畫(huà)圖，要繪制上表面上的圖形，則需要建立用戶(hù)坐標(biāo)系。由于世界坐標(biāo)系的XY面與CDEFW平行，且X軸、Y軸又分別與四邊形CDEF勺邊平行，因此只要把世界坐標(biāo)系移到CDEFW上即可。移動(dòng)坐標(biāo)系，只改變坐標(biāo)原點(diǎn)的位置，不改變X、Y軸的方向。如圖11-8所示。(1)移動(dòng)坐標(biāo)系在命令窗口輸入命令動(dòng)詞“UCS,AutoCAD提示：命令:ucs當(dāng)前UCS名稱(chēng):*世界*輸入選項(xiàng)新建(N)/移動(dòng)(M

7、)/正交(G)/上一個(gè)(P)/恢復(fù)(R)/保存(S)/刪除(D)/應(yīng)用(A)/世界(W)世界>:M?L點(diǎn)法建立坐標(biāo)系，繪制斜面上圓(1)三點(diǎn)法建立用戶(hù)坐標(biāo)系命令窗口輸入命令動(dòng)詞“UCS命令:ucs當(dāng)前UCS名稱(chēng):*沒(méi)有名稱(chēng)*輸入選項(xiàng)新建也形物漩M)/正交(G)/上一個(gè)(P)/，購(gòu)(R)/緝剿牛倒倒刪除(D)/應(yīng)用(A)/世界在側(cè)面上畫(huà)圓(1)選擇實(shí)體表面建立UCS在命令窗口輸入U(xiǎn)CS調(diào)用用戶(hù)坐標(biāo)系命令:命令:ucs當(dāng)前UCS名稱(chēng):*世界*輸入選項(xiàng)新建(N)/移動(dòng)(M)/正交(G)/上一個(gè)(P)/恢復(fù)(R)/保存(S)/刪除(D)/應(yīng)用(A)/世界(W)世界:N指定UCS的原點(diǎn)或Z軸(ZA

8、)/三點(diǎn)(3)/對(duì)象(OB)/面(F)/視圖(V)/X/Y/Z0,0,0:F?選擇實(shí)體對(duì)象的面：在側(cè)面上接近底邊處拾取實(shí)體表面接受:?輸入選項(xiàng)下一個(gè)(N)/X軸反向(X)/Y軸反向(Y)許多選項(xiàng)：圖ii例命坐標(biāo)系常用的三種方法,ucst令中有新建(N)/移動(dòng)(M)/正交(G)/上一個(gè)(P)/恢復(fù)(R)/保存(S)/刪除(D)/應(yīng)用(A)/世界(W),各選項(xiàng)功能如下：(1)新建(N):創(chuàng)建一個(gè)新的坐標(biāo)系，選擇該選項(xiàng)后，AutoCAD繼續(xù)提示：指定新UCS的原點(diǎn)或Z軸(ZA)/三點(diǎn)(3)/對(duì)象(OB)/面(F)/視圖(V)/X/Y/Z<0,0,0>:指定新UCS的原點(diǎn)：將原坐標(biāo)系平移到

9、指定原點(diǎn)處，新坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸與原坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸方向相同。Z軸(ZA):通過(guò)指定新坐標(biāo)系的原點(diǎn)及Z軸正方向上的一點(diǎn)來(lái)建立坐標(biāo)系。三點(diǎn)(3):用三點(diǎn)來(lái)建立坐標(biāo)系，第一點(diǎn)為新坐標(biāo)系的原點(diǎn)，第二點(diǎn)為X軸正方向上的一點(diǎn)，第三點(diǎn)為Y軸正方向上的一點(diǎn)。對(duì)象(OB):根據(jù)選定三維對(duì)象定義新的坐標(biāo)系。此選項(xiàng)不能用于下列對(duì)象：三維實(shí)體、三維多段線、三維網(wǎng)格、視口、多線、面域、樣條曲線、橢圓、射線、構(gòu)造線、引線、多行文字。對(duì)于非三維面的對(duì)象，新UCS的XY平面與繪制該對(duì)象時(shí)生效的XY平面平行，但X軸和Y軸可作不同的旋轉(zhuǎn)。如選擇圓為對(duì)象，則圓的圓心成為新UCS的原點(diǎn)。X軸通過(guò)選擇點(diǎn)。面(F):將UCS與實(shí)體對(duì)象的選定

10、面對(duì)齊。在選擇面的邊界內(nèi)或面的邊上單擊，被選中的面將亮顯，UCS的X軸將與找到的第一個(gè)面上的最近的邊對(duì)齊。視圖(V):以垂直于觀察方向的平面為XY平面，建立新的坐標(biāo)系。UCS原點(diǎn)保持不變。X/Y/Z:將當(dāng)前UCS繞指定軸旋轉(zhuǎn)一定的角度。移動(dòng)(M):通過(guò)平移當(dāng)前UCS的原點(diǎn)重新定義UCS,但保留其XY平面的方向不變。(3) 正交(G):指定AutoCAD提供的六個(gè)正交UCS之一。這些UCS設(shè)置通常用于查看和編輯三維模型。如圖11-11所示。(4) 圖11-11繪制側(cè)面上圓上一個(gè)(P):恢復(fù)上一個(gè)UCSAutoCAD保存創(chuàng)建的最后10個(gè)坐標(biāo)系。重復(fù)“上一個(gè)”選項(xiàng)逐步返回上一個(gè)坐標(biāo)系。(5) 恢復(fù)(

11、R):恢復(fù)已保存的UCS使它成為當(dāng)前UCS;恢復(fù)已保存的UCS并不重新建立在保存UCS時(shí)生效的觀察方向。保存(S):把當(dāng)前UCS按指定名稱(chēng)保存。(7)刪除(D):從已保存的用戶(hù)坐標(biāo)系列表中刪除指定的UCS(8)應(yīng)用(A):其他視口保存有不同的UCS時(shí)；將當(dāng)前UCS設(shè)置應(yīng)用到指定的視口或所有活動(dòng)視口。：列出用戶(hù)定義坐標(biāo)系的名稱(chēng)，并列出每個(gè)保存的UCS相對(duì)于當(dāng)前UCS的原點(diǎn)以及X、Y和Z軸。(10)世界(W):將當(dāng)前用戶(hù)坐標(biāo)系設(shè)置為世界坐標(biāo)系。2.如果倒角或圓角所創(chuàng)建的面不合適，可使用“刪除面”命令刪除，調(diào)用刪除面命令方法：實(shí)體編輯工具欄：下拉菜單：修改實(shí)體編輯刪除面觀察三維圖形一一繪制球、視圖、

12、三維動(dòng)態(tài)觀察器、布爾運(yùn)算在繪制三維圖形過(guò)程中，常常要從不同方向觀察圖形，AutoCAD默認(rèn)視圖是XY平面，方向?yàn)閆軸的正方向，看不到物體的高度。AutoCAD提供了多種創(chuàng)建3D視圖的方法沿不同的方向觀察模型，比較常用的是用標(biāo)準(zhǔn)視點(diǎn)觀察模型和三維動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)方法。我們這里只介紹這兩種常用方法。標(biāo)準(zhǔn)視點(diǎn)觀察實(shí)體工具欄如圖11-12所示。后視E主視圖右視圖左視圖仰視圖調(diào)視西化等輔測(cè)視圖東北等輔測(cè)諷圖0f9i業(yè)，(8并圖11-12視圖工具欄任務(wù)：繪制如圖11-13所示的物體圖11-13股子目的：通過(guò)繪制此物體，掌握用標(biāo)準(zhǔn)視點(diǎn)和用三維動(dòng)態(tài)觀察器旋轉(zhuǎn)方法觀察模型，使用圓角命令、布爾運(yùn)算等編輯三維實(shí)體的方法。知

13、識(shí)的儲(chǔ)備：基本繪圖命令、使用對(duì)象捕捉、建立用戶(hù)坐標(biāo)系繪圖步驟分解：1.繪制正方體(1)新建兩個(gè)圖層：層名顏色線型線寬實(shí)體層白色Continues默認(rèn)輔助層黃色Continues默認(rèn)并將實(shí)體層作為當(dāng)前層。單擊“視圖”工具欄上“西南等軸測(cè)”按鈕，將視點(diǎn)設(shè)置為西南方向。(2)繪制正方體在“實(shí)體”工具欄上單擊“長(zhǎng)方體”按鈕，調(diào)用長(zhǎng)方體命令：命令:_box指定長(zhǎng)方體的角點(diǎn)或中心點(diǎn)(CE)<0,0,0>:在屏幕上任意一點(diǎn)單擊指定角點(diǎn)或立方體(C)/長(zhǎng)度(L):C?八H.選擇對(duì)象：在立方體上單擊找到1個(gè)選擇對(duì)象：？選擇對(duì)象：在球體上單擊找到1個(gè)選圖11-14立稱(chēng)M11#75才納眠航段)圖11-1

14、6挖坑圖11-20挖六點(diǎn)坑圖11-21挖坑完成ISOLINES=4ISOLINES=12圖11-24ISOLINES對(duì)圖形顯示的影響圖11-26電視塔圖11-34旋轉(zhuǎn)實(shí)體圖11-36180和270圖11-44半剖的實(shí)體圖11-49移動(dòng)面圖11-53抽殼、復(fù)制邊圖11-54制作抽屜面圖11-56環(huán)形孔板2?指定行間距(-):100?指定列間距(|)：100?指定層間距(.):-110?結(jié)果如圖11-59所示。壓印調(diào)用壓印命令:實(shí)體編輯工具欄：S1下拉菜單：修改實(shí)體編輯壓印AutoCAD命令:_solidedit實(shí)體編輯自動(dòng)檢查：SOLIDCHECK=1輸入實(shí)體編輯選項(xiàng)面(F)/邊(E)/體(B)

15、/放棄(U)/退出(X)<退出>:_body輸入體編輯選項(xiàng)壓印/分割實(shí)體(P)/抽殼(S)/清除(L)/檢查(C)/放棄(U)/退出(X)<退出>:_imprint選擇三維實(shí)體：選擇實(shí)體選擇要壓印的對(duì)象：選擇一個(gè)圓是否刪除源對(duì)象是(Y)/否(N)<N>:Y?選擇要壓印的對(duì)象：選擇另一個(gè)圓是否刪除源對(duì)象是(Y)/否(N)<N>:?逐個(gè)選擇各個(gè)圓，完成8個(gè)圓的壓印。壓印結(jié)果同上步，如圖11-59所示。3. 拉伸面調(diào)用“實(shí)體編輯”工具欄上的“拉伸面”命令，選擇各個(gè)圓內(nèi)的表面，以-10的高度拉伸表面,得到8個(gè)通孔。結(jié)果如圖11-56(a)所示。4. 3D

16、鏡像調(diào)用三維鏡像命令：下拉菜單：修改三維操作三維鏡像AutoCAD提示：命令:_mirror3d選擇對(duì)象：選擇實(shí)體找到1個(gè)選擇對(duì)象：？指定鏡像平面(三點(diǎn))的第一個(gè)點(diǎn)或?qū)ο?O)/最近的(L)/Z軸(Z)/視圖(V)/XY平面(XY)/YZ平面(YZ)/ZX平面(ZX)/三點(diǎn)(3)<三點(diǎn)>:選擇端面點(diǎn)A在鏡像平面上指定第二點(diǎn)：選擇端面點(diǎn)B在鏡像平面上指定第三點(diǎn)：選擇端面點(diǎn)C是否刪除源對(duì)朋伐2分割I(lǐng)是(Y)/否(N)<否>:?(1) 剖切實(shí)體成前后兩部分調(diào)用“剖切”命令：命令：_slice選擇對(duì)象：找到1個(gè)選擇對(duì)象：？指定切面上的第一個(gè)點(diǎn)，依照對(duì)象(O)/Z軸(Z)/視圖(V)/XY平面(XY)/YZ平面(YZ)/ZX平面(ZX)/三點(diǎn)(3)<三點(diǎn)>:選擇中點(diǎn)A指定平面上的第二個(gè)點(diǎn)：選擇中點(diǎn)B指定平面上的第三個(gè)點(diǎn)：選擇中點(diǎn)C在要保留的一側(cè)指定點(diǎn)或保留兩側(cè)(B):B?結(jié)果如圖11-74(