cad中二維與三維的快速轉(zhuǎn)換.doc

AutoCAD中機(jī)械工程圖與三維模型間的轉(zhuǎn)換 指 導(dǎo) 教 師職稱論文完成日期2009-11-28論文答辯日期2009-12大學(xué)生優(yōu)秀科技論文原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：本論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下,獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，撰寫成學(xué)術(shù)論文 “ ” 。除論文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，對(duì)論文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本論文中不包含任何未加明確注明的其他個(gè)人或集體已經(jīng)公開發(fā)表或未公開發(fā)表的成果。本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。 日期： 年 月 日摘 要AutoCAD功能強(qiáng)大，廣泛應(yīng)用于各種工程設(shè)計(jì)中。本文運(yùn)用AutoCAD軟件，利用二維工程圖紙創(chuàng)建三維零件模型，通過對(duì)零件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行形體分析，將復(fù)雜零件分解為幾個(gè)組成部分，選擇最佳的建模方案，建立構(gòu)成模型的各個(gè)簡單實(shí)體，然后對(duì)三維實(shí)體進(jìn)行編輯、渲染、布爾運(yùn)算等操作，以快速構(gòu)成復(fù)雜的實(shí)體模型。同時(shí)，本文還充分利用 AutoCAD 二維與三維可相互轉(zhuǎn)換的優(yōu)勢(shì)，在產(chǎn)品或零件的設(shè)計(jì)中，由三維模型生成二維工程視圖，不僅可提高設(shè)計(jì)繪圖效率，同時(shí)還可提高設(shè)計(jì)繪圖的準(zhǔn)確性。特別是繪制復(fù)雜機(jī)件的工程圖時(shí)，這種方法具有明顯的優(yōu)勢(shì)。AbstractAutoCAD is powerful , applies to various engineering design middle broadly. The model wielding the AutoCAD software , making use of the two-dimensional project drawing sheet to establish the three-dimensional part, analyses the main body of a book by carrying out a shape on the part structure , break up complicated part for several ingredients, the model scheme choosing optimum building, builds the entity composing each model simplicities.At the same time , the main body of a book return AutoCAD two thinking and Sanweike mutual change advantage back to make full use of, in the product or the part design, generate two-dimensional project view from 3-D model, not only may improve the efficiency designing plotting, may improve the accuracy designing plottings at the same time. When the engineering drawing drawing complicated work especially, this method has clear superiority.關(guān)鍵詞：AutoCAD；二維工程圖；三維模型Key words:AutoCAD;2D engineering drawings;3D model引 言AutoCAD是由美國AutoDesk公司于二十世紀(jì)八十年代初為微機(jī)上應(yīng)用CAD技術(shù)而開發(fā)的繪圖程序軟件包，經(jīng)過不斷的完善，現(xiàn)已經(jīng)成為國際上廣為流行的繪圖工具。該軟件功能強(qiáng)大，具有良好的操作界面和規(guī)范的繪圖標(biāo)準(zhǔn)，而且易學(xué)易用，并且廣泛應(yīng)用于工程、機(jī)械、航空、航天、電子、兵器、輕工等領(lǐng)域的設(shè)計(jì)，擁有巨大的用戶群體，其設(shè)計(jì)成果已成為業(yè)界豐富的設(shè)計(jì)資源。隨著三維設(shè)計(jì)在生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用，AutoCAD三維設(shè)計(jì)功能越來越受到設(shè)計(jì)人員的青睞。雖然它在三維實(shí)體創(chuàng)建中的曲面造型方面比不上ProE、UG、MasterCAM 等軟件，但其已具備三維實(shí)體創(chuàng)建中的大部分功能，也能創(chuàng)建結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的三維實(shí)體模型。有時(shí)，為更形象直觀地表達(dá)物體，既要用視圖、剖視、斷面等二維平面圖形，又要用到物體的軸測(cè)圖。若先創(chuàng)建三維實(shí)體模型，再將三維實(shí)體模型按需要生成視圖、剖視、斷面等二維圖形和軸測(cè)圖，將使我們的繪圖工作事半功倍。繪制物體的三維模型我們可以從AutoCAD的基本體的建模命令開始，也可以由二維工程圖生成具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的三維實(shí)體模型。對(duì)此，相關(guān)科技文獻(xiàn)已作出一些論述，本文總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)，從實(shí)際出發(fā)對(duì)AutoCAD中三維實(shí)體與二維工程圖之間相互轉(zhuǎn)換的一些實(shí)用方法和操作技巧進(jìn)行了詳述。一、由二維工程圖快速生成三維實(shí)體模型（一）創(chuàng)建三維模型的基本方法在AutoCAD中創(chuàng)建三維模型時(shí)，首先要看懂其零件圖或三視圖，充分利用現(xiàn)有的圖形資源，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行形體分析，將復(fù)雜零件分解為幾個(gè)組成部分，從而選擇最佳的建模方案，建立構(gòu)成模型的各個(gè)簡單實(shí)體(如創(chuàng)建長方體、球體、圓柱體等基本實(shí)體)或通過圖形拉伸(EXTRUDE)和旋轉(zhuǎn)(REVOLVE)創(chuàng)建實(shí)心體，然后對(duì)三維實(shí)體進(jìn)行編輯、渲染、布爾運(yùn)算等操作，從而構(gòu)成復(fù)雜的實(shí)體模型。其中，“按住并拖動(dòng)”命令使用簡單方便，可通過二維工程圖快捷生成三維實(shí)體模型。（二）利用二維工程圖紙三維建模應(yīng)用實(shí)例現(xiàn)以以下三視圖（圖1.1）為例，詳述在AutoCAD中由二維工程圖創(chuàng)建三維零件模型的操作方法與基本步驟。圖1.1（1）建立三維圖層，創(chuàng)建西南等軸測(cè)環(huán)境。調(diào)整UCS并復(fù)制主視圖實(shí)線輪廓到三維環(huán)境中，如圖1.2所示。圖1.2（2）單擊菜單欄“工具”中的“面板”按鈕，調(diào)用“按住并拖動(dòng)（CTRL+ALT）”命令按住以下四個(gè)區(qū)域各自拖動(dòng)60 mm、54 mm、18 mm、22 mm。上述調(diào)整過程如圖1.3所示。圖1.3（3）刪除復(fù)制的主視圖輪廓，使用“并集”命令合并所有實(shí)體以使其成為一個(gè)整體。（4）復(fù)制俯視圖，使之與底座上端面重合（注意調(diào)整UCS），重復(fù)使用“按住并拖動(dòng)”命令向下拖動(dòng)17 mm（或大于17 mm）以生成兩槽，而后刪除復(fù)制的俯視圖。通過上述調(diào)整后的圖形如圖1.4所示。圖1.4（5）在棱臺(tái)上按要求畫出一個(gè)半徑為10 mm的圓，使用“按住并拖動(dòng)”命令向下拖出圓孔，得到完整的三維實(shí)體圖如圖1.5所示。 圖1.5（三）小結(jié)以上三維實(shí)體制作方法主要使用了“按住并拖動(dòng)（CTRL+ALT）”命令，此命令在使用中避免了創(chuàng)建面域的麻煩，同時(shí)在做孔或槽時(shí)也避免了使用差集命令，節(jié)省了大量的時(shí)間。而使用拉伸命令創(chuàng)建三維實(shí)體沒有這個(gè)優(yōu)點(diǎn)，故在今后在AutoCAD中創(chuàng)建三維實(shí)體時(shí)可充分利用“按住并拖動(dòng)”命令快速生成三維實(shí)體模型。二、由三維模型生成二維工程圖（一）通過三維模型生成二維工程圖的基本方法在AutoCAD中模型空間用于二維或者三維建模，而布局主要用于三維模型輸出或二維圖形打印。二維繪圖也可以在模型空間中直接打印出圖，不必使用布局功能，而要打印三維模型的多個(gè)二維視圖，就必須使用布局功能。3D向2D的轉(zhuǎn)化，也是利用布局的一些功能完成的。三維圖形轉(zhuǎn)化為二維圖形主要運(yùn)用 SOLVIEW、SOLDREW 和 SOLPROF等命令，正確運(yùn)用這些命令，即可通過三維模型快速生成設(shè)計(jì)需要的二維視圖和剖視圖。（二）利用三維模型生成二維工程圖應(yīng)用實(shí)例現(xiàn)以以下三維模型圖（圖2.1）為例，敘述在AutoCAD中由三維模型生成二維工程圖的操作方法與基本步驟。圖2.1(1)調(diào)出已創(chuàng)建好的三維實(shí)體模型，單擊繪圖區(qū)下方的“布局1”標(biāo)簽 ，進(jìn)入圖紙空間，并進(jìn)行頁面設(shè)置。如布局名、打印機(jī)類型、打印樣式表、圖紙尺寸及打印比例等。設(shè)置完成后按“確定”按鈕退出并刪除圖紙空間視口。 (2)選擇“視圖”下的“四個(gè)視口”選項(xiàng)，在該布局的空白區(qū)域插入四個(gè)視口，并直接點(diǎn)擊回車鍵，讓四個(gè)視口布滿該布局的空白區(qū)域。(3)生成水平投影、側(cè)面投影和軸測(cè)投影。調(diào)整每個(gè)視口的視圖方向，分別設(shè)定左下視口的視角為俯視以生成水平投影，右上視口的視角為左視以生成側(cè)面投影，右下視口的視角為西南等軸側(cè)以生成軸測(cè)圖，并將左上視口刪除以方便通過浮動(dòng)視口生成正面投影的剖視圖。(4)生成正面投影(剖面圖)。單擊菜單“繪圖”/“建?！?“設(shè)置”/“視圖”，啟動(dòng)SOLVIEW命令，輸入“截面”選項(xiàng)并回車，在水平投影上選擇水平對(duì)稱中心線上的兩點(diǎn)以確定剖切平面位置，在水平投影下方單擊左鍵確定投影方向?yàn)椤皬那巴笸队啊?。輸入視圖比例1，在水平投影上方指定視圖中心并開視口，輸入視圖名稱“正面投影”。通過上述調(diào)整后的圖形如圖2.2所示。 圖2.2(5)建立水平投影和側(cè)面投影的輪廓圖以及軸測(cè)圖。單擊菜單“繪圖”/“建?！?“設(shè)置”/“輪廓”，啟動(dòng)SOLPROF命令，選擇水平投影視口內(nèi)的圖形后，連續(xù)四個(gè)回車，將水平投影視口中的模型生成二維投影圖。重復(fù)上述操作，依次將側(cè)面投影和軸測(cè)投影視口中的模型生成二維投影圖。(7)建立正面投影的剖面圖。通過改變系統(tǒng)變量HPNAME、HPSCALE和HPANG的值 ，設(shè)置填充的圖案、比例、角度，對(duì)填充圖案進(jìn)行編輯。單擊菜單“繪圖”/“建?！?“設(shè)置”/“圖形”，啟動(dòng)SOLDRAW命令，選擇正面投影視口邊框后回車，將正面投影視口中的模型生成二維剖視圖。(8)調(diào)整視圖比例，對(duì)齊圖形。如各投影圖比例不統(tǒng)一或未滿足投影規(guī)律“高平齊，長對(duì)正，寬相等”時(shí)須進(jìn)行視圖比例及位置的調(diào)整。啟動(dòng)MVSETUP命令，選擇“縮放視口”選項(xiàng)調(diào)整各視圖為統(tǒng)一比例，選擇“對(duì)齊”選項(xiàng)下的“水平”選項(xiàng)使正面投影與側(cè)面投影高平齊，選擇“對(duì)齊”選項(xiàng)下的“垂直對(duì)齊”選項(xiàng)使正面投影與水平投影長對(duì)正。當(dāng)各視圖比例、位置確定后，選擇各視圖的視口邊框單擊鼠標(biāo)右鍵，從彈出菜單中選擇“顯示鎖定”選項(xiàng)下的“是 ”選項(xiàng)鎖定各視口，以免進(jìn)入浮動(dòng)模型空間后采用縮放顯示等命令時(shí)改變視圖比例。通過上述調(diào)整后的圖形如圖2.3所示。圖2.3(9) 進(jìn)行圖層設(shè)置。執(zhí)行SOLPROF命令后 ，系統(tǒng)將自動(dòng)建立各視圖的可見線和隱藏線的圖層（PV可見線層，PH隱藏線層）；執(zhí)行SOLVIEW命令后，系統(tǒng)將自動(dòng)建立放置視口邊框的VPORTS圖層及各視圖的可見線、隱藏線、標(biāo)注和剖面圖案的圖層（視圖名由用戶輸入）（VIS可見線層，HID隱藏線層，DIM尺寸標(biāo)注層，HAT圖案填充（用于剖面圖）。創(chuàng)建中心線層、粗實(shí)線層、細(xì)實(shí)線層和尺寸標(biāo)注層，并設(shè)置圖層的顏色、線型、線寬。關(guān)閉軸測(cè)圖的PH圖層及VPORTS圖層，以隱藏軸測(cè)圖中的虛線，關(guān)閉各投影圖視口邊框。(10)中心線繪制。將當(dāng)前層設(shè)為中心線層，在圖紙空間繪制各投影圖中心線。(11)標(biāo)注尺寸。打開標(biāo)注樣式管理器對(duì)話框，設(shè)置尺寸標(biāo)注樣式，將當(dāng)前圖層設(shè)為尺寸標(biāo)注層在圖紙空間標(biāo)注各投影圖尺寸。(12)圖紙空間中最后的調(diào)整。在粗實(shí)線圖層上繪制剖切符號(hào)，調(diào)整線型比例，通過線型管理器對(duì)話框調(diào)整線型全局比例因子，使虛線、點(diǎn)劃線在圖上顯示比較合理。通過上述調(diào)整后的最終圖形如圖2.4所示。圖2.4（三）小結(jié)以上操作方法主要運(yùn)用了 SOLVIEW、SOLDREW 和 SOLPROF等命令，此方法在使用中可以大大提高設(shè)計(jì)工作效率，最大限度避免圖中的錯(cuò)誤，使繪圖快捷方便。而且通過這種方法，除了得到基本視圖外，還可以運(yùn)用SOLVIEW命令里的“輔助”和“剖面”等選項(xiàng)得到其它輔助視圖。這樣，結(jié)合 SOLVIEW、SOLDRAW、SOLPROF命令就可以使三維圖形比較方便地轉(zhuǎn)化為二維圖。結(jié)論AutoCAD軟件功能強(qiáng)大，在工程設(shè)計(jì)中利用AutoCAD不僅可以繪制二維視圖，還可以建立復(fù)雜形體的三維模型，并且可以快速實(shí)現(xiàn)三維圖和二維工程圖的相互轉(zhuǎn)換，其中特別是利用了一些技巧使在二維圖轉(zhuǎn)換為三維圖時(shí)更加簡便快捷。同時(shí)，AutoCAD三維設(shè)計(jì)的廣泛應(yīng)用，提高了機(jī)械設(shè)計(jì)中工程圖的繪制效率，給設(shè)計(jì)人員帶來了極大的方便。參考文獻(xiàn)1柴永生，周玉蘭，李延勝.聚焦AutoCAD2008之3D造型設(shè)計(jì)M.