AutoCAD核心應(yīng)用案例教程-10章

第10章三維模型

本章介紹：本章主要介紹三維模型的基礎(chǔ)知識和簡單操作，如三維圖形的觀察、三維視圖的操作、繪制三維實體模型和三維曲面，以及如何對實體模型進(jìn)行布爾運(yùn)算等知識，可幫助用戶初步認(rèn)識和了解AutoCAD的三維建模功能。學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握直角坐標(biāo)、圓柱坐標(biāo)和球坐標(biāo)掌握用戶坐標(biāo)系和新建用戶坐標(biāo)系掌握使用視點(diǎn)預(yù)置命令和視點(diǎn)命令設(shè)置視點(diǎn)的應(yīng)用掌握三維動態(tài)觀察器和多視口觀察的方法掌握繪制三維實體模型的方法掌握利用布爾運(yùn)算繪制組合體的方法掌握三維實體的陣列、鏡像、旋轉(zhuǎn)和對齊等操作掌握倒棱角、倒圓角、壓印、抽殼和清除與分割等操作方法技能目標(biāo)掌握“花瓶實體模型”的繪制方法掌握“螺母”的繪制方法10.1三維坐標(biāo)系世界坐標(biāo)系用戶坐標(biāo)系新建用戶坐標(biāo)系10.1.1世界坐標(biāo)系在三維世界坐標(biāo)系中，根據(jù)其表示方法可分為直角坐標(biāo)、圓柱坐標(biāo)和球坐標(biāo)3種形式。下面分別對這3種坐標(biāo)形式的定義及坐標(biāo)值輸入方式進(jìn)行介紹。1．直角坐標(biāo)：直角坐標(biāo)又稱笛卡爾坐標(biāo)，它是通過右手定則來確定坐標(biāo)系各方向的。2．圓柱坐標(biāo)：采用圓柱坐標(biāo)確定空間的一點(diǎn)位置時，需要用戶指定該點(diǎn)在XY平面內(nèi)的投影點(diǎn)與坐標(biāo)系原點(diǎn)的距離、投影點(diǎn)與X軸的夾角以及該點(diǎn)的Z坐標(biāo)值。3．球坐標(biāo)：采用球坐標(biāo)確定空間的一點(diǎn)位置時，需要用戶指定該點(diǎn)與坐標(biāo)系原點(diǎn)的距離、該點(diǎn)和坐標(biāo)系原點(diǎn)的連線在XY平面上的投影與X軸的夾角，該點(diǎn)和坐標(biāo)系原點(diǎn)的連線與XY平面形成的夾角。10.1.2用戶坐標(biāo)系建立用戶坐標(biāo)系，主要有兩種用途：一種是可以靈活定位XY面，以便用二維繪圖命令繪制立體截面；另一種是便于將模型尺寸轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)值。啟用命令方法如下。工具欄：“UCS”工具欄中的“UCS”按鈕，如圖9-4所示。菜單命令：“工具”菜單中有關(guān)用戶坐標(biāo)系的菜單命令。命令行：UCS。10.1.3新建用戶坐標(biāo)系通過指定新坐標(biāo)系的原點(diǎn)可以創(chuàng)建一個新的用戶坐標(biāo)系。用戶輸入新坐標(biāo)系原點(diǎn)的坐標(biāo)值后，系統(tǒng)會將當(dāng)前坐標(biāo)系的原點(diǎn)變?yōu)樾伦鴺?biāo)值所確定的點(diǎn)，但X軸、Y軸和Z軸的方向不變。啟用命令方法如下。工具欄：“UCS”工具欄中的“原點(diǎn)”按鈕。菜單命令：“工具>新建UCS>原點(diǎn)”。10.2三維視圖操作視圖觀察設(shè)置視點(diǎn)動態(tài)觀察器多視口觀察10.2.1視圖觀察AutoCAD提供了10個標(biāo)準(zhǔn)視點(diǎn)，供用戶選擇來觀察模型，其中包括6個正交投影視圖和4個等軸測視圖，它們分別為主視圖、后視圖、俯視圖、仰視圖、左視圖、右視圖以及西南等軸測視圖、東南等軸測視圖、東北等軸測視圖和西北等軸測視圖。啟用命令方法如下。工具欄：“視圖”工具欄上的命令按鈕。菜單命令：“視圖>三維視圖”子菜單下提供的菜單命令。10.2.2設(shè)置視點(diǎn)用戶也可以自定義視點(diǎn)，從任意位置查看模型。在模型空間中，可以通過啟用“視點(diǎn)預(yù)置”或“視點(diǎn)”命令來設(shè)置視點(diǎn)。啟用命令方法如下。菜單命令：“視圖>三維視圖>視點(diǎn)預(yù)設(shè)”或“視點(diǎn)”。10.2.3動態(tài)觀察器利用動態(tài)觀察器可以通過簡單的鼠標(biāo)操作對三維模型進(jìn)行多角度觀察，從而使操作更加靈活，觀察角度更加全面。動態(tài)觀察又分為受約束的動態(tài)觀察、自由動態(tài)觀察和連續(xù)動態(tài)觀察3種。（1）受約束的動態(tài)觀察：沿XY平面或Z軸約束三維動態(tài)觀察。啟用命令方法如下。工具欄：“動態(tài)觀察”工具欄中的“受約束的動態(tài)觀察”按鈕。菜單命令：“視圖>動態(tài)觀察>受約束的動態(tài)觀察”。命令行：3DORBIT。10.2.3動態(tài)觀察器（2）自由動態(tài)觀察：不參照平面，在任意方向上進(jìn)行動態(tài)觀察。沿XY平面和Z軸進(jìn)行動態(tài)觀察時，視點(diǎn)不受約束。啟用命令方法如下。工具欄：“動態(tài)觀察”工具欄中的“自由動態(tài)觀察”按鈕。菜單命令：“視圖>動態(tài)觀察>自由動態(tài)觀察”。命令行：3DFORBIT。（3）連續(xù)動態(tài)觀察：連續(xù)地進(jìn)行動態(tài)觀察。在要使連續(xù)動態(tài)觀察移動的方向上單擊并拖動，然后釋放鼠標(biāo)按鈕，軌道沿該方向繼續(xù)移動。啟用命令方法如下。工具欄：“動態(tài)觀察”工具欄中的“連續(xù)動態(tài)觀察”按鈕。菜單命令：“視圖>動態(tài)觀察>連續(xù)動態(tài)觀察”。命令行：3DCORBIT。10.2.4多視口觀察在模型空間內(nèi)，用戶可以將繪圖窗口拆分成多個視口，這樣在創(chuàng)建復(fù)雜的圖形時，可以在不同的視口從多個方向觀察模型。啟用命令方法如下。菜單命令：“視圖>視口”。命令行：vports。10.3繪制三維實體模型課堂案例——繪制花瓶實體模型拉伸實體旋轉(zhuǎn)實體長方體球體圓柱體圓錐體楔體圓環(huán)體利用剖切法繪制組合體課堂案例——繪制鉛筆圖形利用布爾運(yùn)算繪制組合體10.3.1課堂案例——繪制花瓶實體模型

使用“旋轉(zhuǎn)”菜單命令繪制花瓶實體模型。效果圖10.3.2拉伸實體通過拉伸將二維圖形繪制成三維實體時，該二維圖形必須是一個封閉的二維對象或由封閉曲線構(gòu)成的面域，并且拉伸的路徑必須是一條多段線?？勺鳛槔鞂ο蟮亩S圖形有：圓、橢圓、用正多邊形命令繪制的正多邊形、用矩形命令繪制的矩形、封閉的樣條曲線和封閉的多段線等。而利用直線、圓弧等命令繪制的一般閉合圖形則不能直接進(jìn)行拉伸，此時用戶需要將其定義為面域。啟用命令方法如下。工具欄：“建?！惫ぞ邫谥械摹袄臁卑粹o。菜單命令：“繪圖>建模>拉伸”。命令行：extrude。10.3.3旋轉(zhuǎn)實體通過旋轉(zhuǎn)將二維圖形繪制成三維實體時，該二維圖形也必須是一個封閉的二維對象或由封閉曲線構(gòu)成的面域。此外，用戶可以通過定義兩點(diǎn)來創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)軸，也可以選擇已有的對象或坐標(biāo)系的X軸、Y軸作為旋轉(zhuǎn)軸。啟用命令方法如下。工具欄：“實體”工具欄中的“旋轉(zhuǎn)”按鈕。菜單命令：“繪圖>建模>旋轉(zhuǎn)”。命令行：revolve。10.3.4長方體啟用命令方法如下。工具欄：“建?！惫ぞ邫谥械摹伴L方體”按鈕。菜單命令：“繪圖>建模>長方體”。命令行：box。10.3.5球體啟用命令方法如下。工具欄：“建?！惫ぞ邫谥械摹扒蝮w”按鈕。菜單命令：“繪圖>建模>球體”。命令行：sphere。10.3.6圓柱體啟用命令方法如下。工具欄：“建?！惫ぞ邫谥械摹皥A柱體”按鈕。菜單命令：“繪圖>建模>圓柱體”。命令行：cylinder。10.3.7圓錐體啟用命令方法如下。工具欄：“建模”工具欄中的“圓錐體”按鈕。菜單命令：“繪圖>建模>圓錐體”。命令行：cone。10.3.8楔體啟用命令方法如下。工具欄：“建?！惫ぞ邫谥械摹靶w”按鈕。菜單命令：“繪圖>建模>楔體”。命令行：wedge。10.3.9圓環(huán)體啟用命令方法如下。工具欄：“建?！惫ぞ邫谥械摹皥A環(huán)”按鈕。菜單命令：“繪圖>建模>圓環(huán)體”。命令行：tourus。10.3.10利用剖切法繪制組合體剖切實體是通過定義一個剖切平面將已有三維實體剖切為兩個部分。在剖切過程中，用戶可以選擇剖切后保留的實體部分或全部保留。啟用命令方法如下。菜單命令：“修改>三維操作>剖切”。命令行：slice。10.3.11課堂案例——繪制螺母使用“圓”工具、“面域”按鈕、“差集”按鈕、“拉伸”按鈕、“圓角”按鈕、“倒角”按鈕、“多邊形”按鈕和“交集”工具來繪制螺母。效果圖10.3.12利用布爾運(yùn)算繪制組合體AutoCAD可以對三維實體進(jìn)行布爾運(yùn)算，使其產(chǎn)生各種形狀的組合體。布爾運(yùn)算分為并、差、交3種方式。1．并運(yùn)算：可以合并兩個或多個實體（或面域），構(gòu)成一個組合對象。2．差運(yùn)算：可以刪除兩個實體間的公共部分。3．交運(yùn)算：可以用兩個或多個重疊實體的公共部分創(chuàng)建組合實體。10.4編輯三維實體三維實體陣列三維實體鏡像三維實體旋轉(zhuǎn)三維實體對齊10.4.1三維實體陣列利用“三維陣列”命令可陣列三維實體。在操作過程中，用戶需要輸入陣列的列數(shù)、行數(shù)和層數(shù)。其中，列數(shù)、行數(shù)、層數(shù)分別是指實體在X、Y、Z方向的數(shù)目。此外，根據(jù)實體的陣列特點(diǎn)，可分為矩形陣列與環(huán)形陣列。啟用命令方法如下。菜單命令：“修改>三維操作>三維陣列”。命令行：3darray。10.4.2三維實體鏡像“三維鏡像”命令通常用于繪制具有對稱結(jié)構(gòu)的三維實體。啟用命令方法如下。菜單命令：“修改>三維操作>三維鏡像”。命令行：mirror3d。10.4.3三維實體旋轉(zhuǎn)通過“三維旋轉(zhuǎn)”命令可以靈活定義旋轉(zhuǎn)軸，并對三維實體進(jìn)行任意旋轉(zhuǎn)。啟用命令方法如下。菜單命令：“修改>三維操作>三維旋轉(zhuǎn)”。命令行：rotate3d。10.4.4三維實體對齊三維對齊是指通過移動、旋轉(zhuǎn)一個實體使其與另一個實體對齊。在三維對齊的操作過程中，最關(guān)鍵的是選擇合適的源點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)。其中，源點(diǎn)是在被移動、旋轉(zhuǎn)的對象上選擇；目標(biāo)點(diǎn)是在相對不動、作為放置參照的對象上選擇。啟用命令方法如下。菜單命令：“修改>三維操作>對齊”。命令行：align。10.5壓印與抽殼壓印抽殼10.5.1壓印利用“壓印”命令可以將所選的圖形對象壓印到另一個實體模型上。啟用命令方法如下。工具欄：“實體編輯”工具欄中的“壓印”按鈕。菜單命令：“修改>實體編輯>壓印”。命令行：solidedit。10.5.2抽殼利用“抽殼”命令可以繪制壁厚相等的殼體。啟用命令方法如下。工具欄：“實體編輯”工具欄中的“抽殼”按鈕。菜單命令：“修改>實體編輯>抽殼”。命令行：solidedit。10.6清除與分割“清除”命令用于刪除所有重合的邊、頂點(diǎn)以及壓印形成的圖形等?！胺指睢泵钣糜趯Ⅲw積不連續(xù)的實體模型分割為幾個獨(dú)立的三維實體。通常，在進(jìn)行布爾運(yùn)算中的差運(yùn)算后會產(chǎn)生一個體積不相連的三維實體，此時利用“分割”命令可將其分割為幾個獨(dú)立的三維實