CAD三维实体绘制详细教程+例题

1、CAD 绘制三维实体基础1、三维模型的分类及三维坐标系； 、三维图形的观察方法； 、创建基本三维实体； 、由二维对象生成三维实体； 、编辑实体、实体的面和边；讲授 8 学时 上机 8 学时 总计 16 学时AutoCAD除具有强大的二维绘图功能外，还具备基本的三维造型能力。若物体并无复杂的外表 曲面及多变的空间结构关系，则使用AutoCAD可以很方便地建立物体的三维模型。本章我们将介绍AutoCAD三维绘图的基本知识。三维几何模型分类在 AutoCAD中，用户可以创建 3 种类型的三维模型：线框模型、表面模型及实体模型。这 3 种 模型在计算机上的显示方式是相同的，即以线架结构显示出来，但用户

2、可用特定命令使表面模型及 实体模型的真实性表现出来。线框模型 (Wireframe Model)线框模型是一种轮廓模型，它是用线( 3D空间的直线及曲线)表达三维立体，不包含面及体的 信息。不能使该模型消隐或着色。又由于其不含有体的数据，用户也不能得到对象的质量、重心、 体积、惯性矩等物理特性，不能进行布尔运算。图 11-1 显示了立体的线框模型，在消隐模式下也 看到后面的线。但线框模型结构简单，易于绘制。表面模型( Surface Model ) 表面模型是用物体的表面表示物体。表面模型具有面及三维立体边界信息。表面不透明，能遮 挡光线，因而表面模型可以被渲染及消隐。对于计算机辅助加工，用户

3、还可以根据零件的表面模型 形成完整的加工信息。但是不能进行布尔运算。如图 11-2 所示是两个表面模型的消隐效果，前面 的薄片圆筒遮住了后面长方体的一部分。图 11-1 线框模型图 11-2 表面模型实体模型实体模型具有线、表面、体的全部信息。对于此类模型，可以区分对象的内部及外部，可以对 它进行打孔、切槽和添加材料等布尔运算，对实体装配进行干涉检查，分析模型的质量特性，如质 心、体积和惯性矩。对于计算机辅助加工，用户还可利用实体模型的数据生成数控加工代码，进行 数控刀具轨迹仿真加工等。如图 11-3 所示是实体模型。11 2 三维坐标系实例三维坐标系、长方体、倒角、删除AutoCAD 的坐标

4、系统是三维笛卡儿直角坐标系，分为世界坐标系（WCS）和用户坐标系（ UCS）。图 11-4 表示的是两种坐标系下的图标。图中“ X”或“ Y”的剪头方向表示当前坐标轴 X 轴或 Y 轴的正方向， Z 轴正方向用右手定则判定。图 11-4 表示坐标系的图标缺省状态时， AutoCAD 的坐标系是世界坐标系。世界坐标系是唯一的，固定不变的，对于二维 绘图，在大多数情况下，世界坐标系就能满足作图需要，但若是创建三维模型，就不太方便了，因 为用户常常要在不同平面或是沿某个方向绘制结构。如绘制图 11-5 所示的图形，在世界坐标系下 是不能完成的。此时需要以绘图的平面为XY 坐标平面，创建新的坐标系，然

5、后再调用绘图命令绘制图形。图 11-5 在用户坐标系下绘图任务： 绘制如图 11-5 所示的实体。目的： 通过绘制此图形，学习长方体命令、实体倒角、删除面命令和用户坐标系 的建立方法。知识的储备： 基本绘图命令和对象捕捉、对象追踪的应用。绘图步骤分解：1. 绘制长方体 调用长方体命令：实体工具栏：下拉菜单： 绘图 实体 长方体 命令窗口： BOXAutoCAD提示： 指定长方体的角点或 中心点 (CE) : 在屏幕上任意点单击指定角点或 立方体 (C)/ 长度 (L): L 角 用于二维图形的倒角、 圆角编辑命令在三维图中仍然可用。 单击“编辑” 工具栏上的倒角按钮，调用倒角命令： 命令 :

6、_chamfer( “修剪”模式 ) 当前倒角距离 1 = ，距离 2 =选择第一条直线或 多段线(P)/ 距离(D)/ 角度(A)/ 修剪(T)/ 方式(M)/ 多个(U): 在AB直线上单击基面选择 .:因为 AutoCAD 只可以在 XY平面上画图，要绘制上表面上的图形，则需要建立用户坐标系。由 于世界坐标系的 XY面与 CDEF面平行， 且 X 轴、Y轴又分别与四边形 CDEF的边平行， 因此只要把世 界坐标系移到 CDEF面上即可。移动坐标系，只改变坐标原点的位置，不改变X、 Y轴的方向。如图11-8 所示。(1) 移动坐标系 在命令窗口输入命令动词“ UCS”， AutoCAD提示

7、： 命令 : ucs当前 UCS 名称: * 世界* 输入选项 新建 (N)/ 移动 (M)/ 正交 (G)/ 上一个 (P)/ 恢复 (R)/ 保存 (S)/ 删除 (D)/ 应用 (A)/?/ 世界 (W) : M 点法建立坐标系，绘制斜面上圆 (1)三点法建立用户坐标系 命令窗口输入命令动词“ UCS”命令 : ucs当前 UCS 名称: * 没有名称 *输入选项 图新1建1-8(N )改/变移坐动标系(M)/ 正交(G)/ 上一个 (P)/ 图恢复11-(9R )绘/ 制保上存表(面S)圆/ 删除(D)/ 应用 (A)/?/ 世界 (W): NUCS，在侧面上画圆( 1)选择实体表面建

8、立 UCS在命令窗口输入 UCS，调用用户坐标系命令：命令 : ucs当前 UCS 名称: * 世界*输入选项 新建(N)/移动(M)/正交(G)/上一个(P)/恢复(R)/保存(S)/删除(D)/ 应用(A)/?/ 世界(W) : N指定 UCS的原点或 Z 轴(ZA)/ 三点(3)/ 对象(OB)/ 面(F)/ 视图(V)/X/Y/Z: F 选择实体对象的面 : 在侧面上接近底边处拾取实体表面输 入 选 项 下 一 个 (N)/X 轴 反 向 (X)/Y 轴 反 向 (Y) :许多选项 : 新建 (N)/ 移动 (M)/ 正交 (G)/ 上一个 (P)/ 恢复 (R)/ 保存 (S)/ 删

9、除 (D)/ 应用 (A)/?/ 世界 (W) , 各选项功能如下：(1) 新建(N) ：创建一个新的坐标系，选择该选项后， AutoCAD继续提示：指定新 UCS 的原点或 Z 轴(ZA)/ 三点(3)/ 对象(OB)/ 面(F)/ 视图(V)/X/Y/Z :指定新 UCS 的原点：将原坐标系平移到指定原点处， 新坐标系的坐标轴与原坐标系的坐标轴方 向相同。Z 轴(ZA) ：通过指定新坐标系的原点及 Z 轴正方向上的一点来建立坐标系。三点(3) ：用三点来建立坐标系，第一点为新坐标系的原点，第二点为 X轴正方向上的一点， 第三点为 Y 轴正方向上的一点。对象 (OB) ：根据选定三维对象定义

10、新的坐标系。此选项不能用于下列对象：三维实体、三维多 段线、三维网格、视口、多线、面域、样条曲线、椭圆、射线、构造线、引线、多行文字。对 于非三维面的对象， 新 UCS 的 XY 平面与绘制该对象时生效的 XY 平面平行，但 X 轴和 Y 轴 可作不同的旋转。如选择圆为对象，则圆的圆心成为新 UCS 的原点。 X 轴通过选择点。面 (F) ：将 UCS 与实体对象的选定面对齐。在选择面的边界内或面的边上单击，被选中的面将 亮显， UCS 的 X 轴将与找到的第一个面上的最近的边对齐。视图(V) ：以垂直于观察方向的平面为 XY平面，建立新的坐标系。 UCS原点保持不变。 X/Y/Z ：将当前

11、UCS 绕指定轴旋转一定的角度。(2) 移动(M)：通过平移当前 UCS 的原点重新定义 UCS，但保留其 XY 平面的方向不变。(3) 正交(G) ：指定 AutoCAD 提供的六个正交 UCS 之一。这些 UCS 设置通常用于查看和编辑三维 模型。如图 11-11 所示。图 11-11 绘制侧面上圆(4) 上一个 (P) ：恢复上一个 UCS。AutoCAD 保存创建的最后 10 个坐标系。重复“上一个”选项逐 步返回上一个坐标系。(5) 恢复(R) ：恢复已保存的 UCS 使它成为当前 UCS；恢复已保存的 UCS 并不重新建立在保存 UCS 时生效的观察方向。(6) 保存(S) ：把当

12、前 UCS 按指定名称保存。(7) 删除(D) ：从已保存的用户坐标系列表中删除指定的UCS。(8) 应用(A) ：其他视口保存有不同的 UCS 时；将当前 UCS 设置应用到指定的视口或所有活动视口。(9) ? ：列出用户定义坐标系的名称，并列出每个保存的 UCS 相对于当前 UCS 的原点以及 X 、Y 和 Z 轴。(10) 世界 (W)：将当前用户坐标系设置为世界坐标系。2. 如果倒角或圆角所创建的面不合适，可使用 “删除面”命令删除，调用删除面命令方法： 实体编辑工具栏：下拉菜单： 修改 实体编辑 删除面 观察三维图形绘制球、视图、三维动态观察器、布尔运算在绘制三维图形过程中，常常要从

13、不同方向观察图形，AutoCAD默认视图是 XY 平面，方向为 Z轴的正方向，看不到物体的高度。 AutoCAD提供了多种创建 3D 视图的方法沿不同的方向观察模型， 比较常用的是用标准视点观察模型和三维动态旋转方法。我们这里只介绍这两种常用方法。标准视 点观察实体工具栏如图 11-12 所示。图 11-12 视图工具栏任务： 绘制如图 11-13 所示的物体图 11-13 股子目的： 通过绘制此物体，掌握用标准视点和用三维动态观察器旋转方法观察模型，使用圆角命令、 布尔运算等编辑三维实体的方法。知识的储备： 基本绘图命令、使用对象捕捉、建立用户坐标系绘图步骤分解：1绘制正方体(1)新建两个图

14、层：层名颜色线型线宽实体层白色Continues默认辅助层黄色Continues默认并将实体层作为当前层。 单击“视图”工具栏上“西南等轴测”按钮，将视点设置为西南方向。( 2)绘制正方体 在“实体”工具栏上单击“长方体”按钮，调用长方体命令： 命令 : _box 指定长方体的角点或 中心点 (CE) : 在屏幕上任意一点单击 指定角点或 立方体 (C)/ 长度 (L): C选择对象 : 在立方体上单击 选择对象 :选择对象 : 在球体上单击 找到 1 选 图 11-14 立方择体找到 1 个个图图11对1-1-175 挖绘两制点球坑) 图 11-16挖坑 :图 11-20 挖六点坑 图 11

15、-21 挖坑完成ISOLINES=4ISOLINES=12图 11-24 ISOLINES 对图形显示的影响图 11-26 电视塔图 11-31 绘制长方形和圆图 11-33 路径拉伸a)图 11-36 180 和 270图 11-43 切割成两部分的实体图 11-44 半剖的实体(a)(b)(a)(a)图 11-48 创建原图形图 11-47 垫块实体图 11-46 工字钢(b) (b)(c)图 11-51 着色面、复制面图 11-52 抽屉实体图 11-50 旋转面图 11-55 对齐面图 11-54 制作抽屉面(a)图 11-53 抽壳、复制边图 11-57 平面图形图 11-58 绘制

16、表面圆-110指定层间距 (.): 结果如图 11-59 所示。.) : 23压印 调用压印命令： 实体编辑工具栏：下拉菜单： 修改 实体编辑 压印AutoCAD提示： 命令 : _solidedit 实体编辑自动检查 : SOLIDCHECK=1输入实体编辑选项 面(F)/ 边(E)/ 体(B)/ 放弃 (U)/ 退出(X) : _body输入体编辑选项 压印 (I)/ 分割实体 (P)/ 抽壳 (S)/ 清除 (L)/ 检查 (C)/ 放弃 (U)/ 退出(X) : _imprint选择三维实体 : 选择实体 选择要压印的对象 : 选择一个圆 是否删除源对象 是(Y)/ 否(N) : Y

17、选择要压印的对象 : 选择另一个圆 是否删除源对象 是(Y)/ 否(N) : 逐个选择各个圆，完成 8 个圆的压印。压印结果同上步，如图 11-59 所示。4拉伸面 调用“实体编辑”工具栏上的“拉伸面”命令，选择各个圆内的表面，以 -10 的高度拉伸表面， 得到 8 个通孔。结果如图 11-56 ( a)所示。53D 镜像 调用三维镜像命令：下拉菜单： 修改 三维操作 三维镜像 AutoCAD提示： 命令 : _mirror3d 选择对象 : 选择实体 找到 1 个 选择对象 :指定镜像平面 ( 三点) 的第一个点或 对象(O)/ 最近的(L)/Z 轴(Z)/ 视图(V)/XY 平面(XY)/

18、YZ 平面(YZ)/ZX 平面(ZX)/ 三点(3) :选择端面点 A 在镜像平面上指定第二点 : 选择端面点 B 在镜像平面上指定第三点 : 选择端面点 C是 否 删 除 源 对 象图11？-62 分割 是 (Y)/ 否 (N) :图 11-59 阵列圆 图 11-61 环(形c )阵列图 11-60 镜像a)b)a)图 11-63 清除b)a)b)切aa)1)剖切实体成前后两部分 调用“剖切”命令：命令 : _slice选择对象 : 找到 1 个选择对象 :指定切面上的第一个点，依照 对象(O)/Z 轴(Z)/ 视图(V)/XY 平面 (XY)/YZ 平面 (YZ)/ZX 平面 (ZX)/ 三点 (3) : 选择中点 A 指定平面上的第二个点 : 选择中点 B指定平面上的第三个点 : 选择中点 Cb) 图 11-73图 1倒1圆-71角 创建顶面方孔 图 11-72 创建凸台在要保留的一侧指定点或 保留两侧 (B): B结果如图 11-74(a)