三维实体建模详解

1、三维实体建模三维实体建模的方法主要有以下几种方式如：三维线架建模、叠加法建模、混合建模法等。在三维实体建模中，具体运用何种建模法，应根据模型的具体情况而定。三维线架法建模：三维线架建模法是指在空间各坐标平面内绘制相应的平面图，由这些平面图图形搭建起空间的三维线架图。然后，用生成三维实体的命令，创建三维实体模型。叠加建模法：叠加法建模是指在创建的基本实体的基础上，通过加、减实体进行实体模型的创建。混合法建模：混合法是综合以上的建模方法。【实训任务1】运用“线架结构建模法”绘制如图1所示的支架三维实体模型。图1支架三维实体模型应用线架结构建模方法创建三维模型的操作步骤：在前视平面上绘制草图（1）在

2、前视平面中绘制平面图形。单击【视图】工具栏上的【前视】白工具按钮，将【前视平面】设置为当前的绘图面。绘制如图1-1所示的图形，并将图形2、5生成【面域】。在前视平面上，绘制6个独立的图形,图1-2在前视平面绘制平面图其中：二个同心圆（3、4）：其中心高度为50,圆直径大小分别为“70”和“38”（将生成圆筒造型）；二个矩形（1、5）:下面的矩形其大小为:70X5（该矩形将生成支架底坐标底部的通槽）上面的矩形大小为：8X48（该矩形将生成上面的“开口通槽”）。草图（2）：用于创建圆筒两端的支撑。长度为70,高度为35,垂直高度为50,其圆弧半径比R35略小一点。直线（6）：该直线用于定位直径分别

3、为26和16的圆。直线的长度为85,垂直高度为90。在左视平面上绘制草图（2）在左视平面上绘制草图。单击【视图】工具栏上的【左视】工具按钮，将【左视平面】设置为当前的绘图面。绘制如图1-3所示的图形，并将各图其生成【面域】。在左视平面上绘制4个独立的图形。其中：底座草图（7）：如图中“红色”图形所坚固座草图（8）：宽度为40,顶端圆弧半径为R20,圆弧中心高度为90。两个同心圆（9、10）：用于创建紧固座两端的沉孔造型。在轴测视图中:（3）将两同心孔（9、10）与直线（6）两端对齐。如图1-4所示。单击【视图】工具栏上的【西南轴测】工具按钮，将【左视】转换到【西南等轴】测视图。选择两个同心圆，

4、利用【M】（移动）命令，将同心圆的圆心捕捉至直线的左端点处。然后，选择直径为26的圆复制到直线的右端点处。结果如图1-4所示。（5）图1-4移动和复制圆创建支架实体模型体各图形编号示意图如图1-5所示。创建支架底座和固定架实体。（4）选择对象7,将其拉伸长度为85；选择对象8,将其拉伸长度为42.5。拉伸后的实体如图1-6所示。图1-7镜像与合并实体图1-6拉伸生成实体（5）转换至前视平面，将生成的实体镜像。然后，合并实体，结果如图1-7所示。创建圆筒与支撑实体选择对象2,拉伸长度为30,然后，在俯视平面内镜像至另一侧，如图1-8所示。支撑图1-8拉伸生成支撑实体图1-9创建圆筒实体(7)8)

5、尹图1-10镜像拉伸的实体图1-11合并对象2、3、7、8选择对象3、4,将其拉伸长度为40，如图1-9所示。转换至俯视图。将生成的圆筒()实体中的3个实体镜像至另一侧，如图1-10所示。合并实体。选择对象2、3、7、8生成的实体，将其合并，结果如图1-11所示。拉伸对象1,其拉伸长度为30；拉伸对象10,其拉伸长度为85；分别拉伸对象9,拉伸长度为8,并注意拉伸的方向应朝向实体内侧。结果如图1-12所示。图1-12拉伸对象1、9、10镜像对象1至另一侧。（12）实体求差，完成实体模型的创建，如图1-13所示。创建两侧的键槽孔造型（13）将视图转换至俯视图。以俯视图为绘制草图平面，绘制如图1-

6、14所示。（14）再将视图转换至前视图。绘制的键槽图形现底座顶面距离为10,现需将绘制的键槽向上移动10,将绘制的图形移动至底座的顶面。（15）将视图转换至轴测视图。选择绘制的键槽平面图向下拉伸高度为20,如图1-16所示。（16）用布尔差集运算将拉伸后的实体减去，生成键槽孔造型如图1-17所示。图1-18在俯视图中标注尺寸三维尺寸标注对模型进行三维尺寸标注，需要用【UCS】（用户坐标系）在不同的坐标平面进行坐标原点的设置来进行尺寸的标注，具体三维的尺寸标注如下。（17）在前视图中标注尺寸。将视图转换至前视平面，标注尺寸如图1-18所示。（18）再将视图转换至轴测视图。在西南轴测视图中将各尺寸

7、移动至所需的位置如图1-19所示。in图1-20在俯视平面上标注尺寸(21)将视图再转换至轴测视图。然后，将尺寸移动至合适的位置上，如图1-21所示。图1-21移动尺寸至所需的位置(22)将视图转换至左视图。在左视平面上标注尺寸如图1-22所示。图1-22在左视图上标注尺寸图1-23完成三维尺寸标注(23)将视图转换至轴测视图。移动尺寸至所需的位置上，完成三维尺寸的标注。注意：以上尺寸标注是采用在不同的视图平面上标注尺寸，然后，在轴测视图上移动尺寸的尺寸标注方法。也可运用建立用户坐标的方法进行三维尺寸的标注。【实训任务2】运用“叠加法”创建固定座零件模型。固定座实体模型如图2所示。图2-固定座

8、立体模型应用叠加法创建三维固定座模型的操作步骤：（1）在左视平面绘制草图1。在命令行输入：PL（多段线命令），回车；绘制如图2-1所示的草图1。图2-1绘制草图1图2-2创建拉伸基本实体提示：草图1用【多段线】绘制后，图形闭合可直接进行【拉伸】命令生成立体。如果采用一般的线段绘制闭合的草图1,则必须先创建【面域】或者应用【编辑多段线】（PE）线命令将一般线段转换合并为【多段线】后，才能应用【拉伸】命令使其生成立体。（2）【拉伸】草图1生成基本实体。在命令行输入：EXT（拉伸），回车；选择草图1后按回车，在命令行输入：50（拉伸值），回车，创建的基本拉伸实体如图2-2所示。（4）建立【用户坐标系

9、】。在命令行输入：UCS（用户坐标系），回车；再输入：N（新建），回车；再输入：3（3点确定原点），回车。鼠标在基本实体底部的左上角点单击，以该点作为坐标原点（0点）。然后，鼠标右移动捕捉基本实体底部的右下角点（B点），接着移动鼠标至右上角点(C点)，设置的用户坐标系如图2-3所示。图2-3建立用户坐标系绘制草图2。按【F8】打开【正交】功能，绘制的草图2如图2-4所示，并创建面域。【拉伸】创建左边的支耳造型。在命令行输入：EXT，按回车键；选择草图2,接着在命令行输入：10(拉伸高度)，按回车键，创建的支耳实体造型如图2-5所示。图2-5拉伸创建支耳实体图2-6镜像实体【求差】生成支耳的孔造

10、型。在命令行输入：SU(差集运算)，回车；先选择R10的实体，回车后再选择圆柱体，再次按回车键完成差集运算，创建孔造型。【镜像】支耳实体。在命令行输入：MI(镜像)，回车；选择支耳实体后，再按回车键。用鼠标捕捉基本实体底部上下两条边线的中间点，以此作为镜像轴线，将支耳镜像至右边，结果如图2-6所示。【求和】运算将两支耳与拉伸实体成为整体。在命令行输入：UNI(并集运算)，回车;选择所有的实体后，再按回车键，完成求和运算。重新建立【用户坐标系】在命令行输入：UCS，回车；再输入：N,回车；再输入:3回车。用前述的方法，将坐标原点设置到如图2-7所示的位置。图2-7设置用户坐标系图2-8绘制草图3

11、绘制草图3。在命令行输入：C(圆命令)，回车后，绘制两个直径分别为“030”和“020”的同心圆，然后，修改直径为“030”的圆，绘制的草图3如图2-8所示。拉伸草图3生成实体。在命令行输入：EXT,回车；选择草图3中的二个图形，输入:-40(即向下拉伸)，回车后创建的二个实体如图2-9所示。图2-9拉伸创建二个实体图2-10创建中间圆柱体与孔造型先求和后求差。在命令行输入：UNI，回车后，选择前面合并的实体和直径“030”生成的实体，回车完成求和运算。在命令行输入：SU，回车；选择前面合并的实体，回车后，再选择“020”生成的圆柱体，再回车完成求差运算，结果如图2-10所示。绘制草图4。在顶

12、部绘制一个20X30矩形，然后，再创建成面域，如图2-11所示。图2-11绘制草图4图2-12创建拉伸实体（14）向下拉伸求差创建一个缺口。在命令行输入：EXT。回车；选择草图4,回车；输入:-5,回车后向下创建一个实体，如图2-12所示。（15）求差创建缺口。在命令行输入：SU,回车，先选择全并实体，回车后再选择拉伸实图2-13创建圆柱与孔造型图2-14绘制草图5（16）绘制草图5。重新建立用户坐标系。然后，用【多段线】绘制如图2-14所示的草图5。（17）镜像草图5。将草图5镜像右边。（18）向上拉伸20,求差创建前端斜角造型，完成的固定座零件实体模型如图2-15所示。三维尺寸标注在标注三

13、维模型尺寸时，可按照高度上的层次进行标注，在标注尺寸前，应先建立用户标系，然后，再进行标注。标注的尺寸的位置应力求位置合适，适于查看不要遗漏。(19)建立用户坐标系，标注最底层的线性尺寸5、10、30、40、70如图2-16所示。图2-16标注最底层尺寸图2-17标注直径与半径尺寸(20)重新建立用户坐标系，标注支耳上的直径与半径尺寸010、R10如图2-17所示。(21)重新建立用户坐标系，标注缺口层上的13、020、030尺寸如图2-18所示。图2-18标注直径尺寸图2-19标注顶层的尺寸10、50重新建立用户坐标系，标注顶层上的尺寸10、50如图2-19所示。重新建立用户坐标系，标注(左

14、视平面上的)高度尺寸10、40如图2-20所示。图2-20标注高度尺寸10、40图2-21标注高度尺寸5重新建立用户坐标系，标注高度尺寸5,如图2-21所示。至此，尺寸标注结束，固定座立体模型与尺寸标注结果如图2-22所示。图2-22固定座模型保存文件。【实训任务3】根据给出的立体模型图创建该立体模型并标注尺寸，模型图如图3所示。图3零件立体模型【建立实体模型】操作创建底板实体造型在俯视平面绘制草图1,如图3-1所示。R7087D图3-1绘制草图1图3-2拉伸基本体拉伸创建基本实体。在命令行输入：EXT，回车选择草图1,再回车输入：9,回车完成拉伸创建的拉伸基本体如图3-2所示。拉伸求差创建底

15、板上的4X08的圆柱孔造型。在命令行输入：SU,回车后先选择拉伸创建的基本体，回车后再选择4个圆柱体，回车完成圆柱孔造型如图3-3所示。创建圆管造型建立用户坐标系。在命令行输入：UCS，回车后输入：N,再回车后输入：3,回车后确定坐标原点，建立的用户坐标系如图3-4所示。图3-4建立用户坐标系图3-5绘制草图2（5）绘制草图2。在命令行输入：PL,回车；线的起点放置在底板的中心点上，绘制如图3-5所示的草图2（矩形）。（6）旋转创建中间和圆柱体。在命令行输入：REV（旋转命令），回车后选择草图2,再回车用鼠标捕捉矩形在中心处直线的上下A、B两点，以此作为旋转轴，回车创建旋转体如图3-6所示。Z

16、图3-6创建旋转体造型图3-7建立用户坐标系（7）求和运算。在命令行输入：UNI，回车后选择底板和圆柱体，再回车完成求和运算。（8）重新建立用户坐标系。重新建立的用户坐标系如图3-7所示。（9）绘制草图3。在命令行输入：C（圆命令），回车后鼠标捕捉圆柱体的圆心为圆点,输入：10，回车完成草图3的绘制，如图3-8所示。图3-8绘制草图3图3-9完成圆管的创建拉伸求差创建圆柱孔造型。在命令行输入：EXT,回车选择草图3,再回车输入：-44,回车创建圆柱体造型。差集运算。在命令行输入：SU,回车选择合并的实体，再回车选择草图3的拉伸体,回车创建出一个圆柱孔造型如图3-9所示。创建两侧加强筋造型转换视

17、图平面至主视平面。单击【视图】工具栏上的【主视】冋工具按钮，如图3-10所示。绘制草图4。在命令行输入：PL,回车，绘制草图3,然后，镜像至另一侧，如图3-11所示。提示：绘制筋板截面图形时，如果将筋板的高度所在的边直接与圆柱体正投影边相切，由于筋板具有一定的宽度，在连接部则会导致如图3-11-1所示的缝隙。并且筋的宽度越宽，则缝隙越大。相切点图3-11-1筋与圆柱体间产生缝隙在主视平面内绘制筋截面图形容易绘制，为了不导致“缝隙”的产生，应将筋的垂直边往圆柱体的边缘线内侧偏一定距离绘制，如图3-11所示。（14）在轴测视图中，检查筋截面草图位置。单击【视图】工具栏上的【西南等轴】工具按钮，如果

18、位置不对，用捕捉工具和移动的方式，将绘制的草图4,移动到底板宽度的中间点处，结果如图3-12所示。图3-12筋截面图形（15）拉伸草图4。拉伸操作同前，在此不再重复。拉伸的宽度值为“3.5”。然后，转换至俯视平面，以圆柱体的水平中心轴线为镜像轴，将拉伸的实体镜像至另一侧，生成筋板的宽度“7”。再对前面创建的所有实体进行合并，成为一个整体，结果如图3-13所示。创建竖板造型（16）将视图转换至俯视平面。单击【视图】工具栏上的【俯视】巨工具按钮，将视图转换至俯视平面，如图3-14所示。图3-19绘制草图6图3-20拉伸生成圆柱体图3-14建立用户坐标系图3-15转换至俯视平面(17)绘制草图5。绘

19、制如图3-16所示的草图5。西南等轴测视图草图5的正确位置拉伸生成竖板造型。向上拉伸草图5,高度为38,生成的竖板如图3-17所示。图3-17创建竖板造型图3-18建立用户坐标系求和运算。运用UNI命令，选择所有的实体，回车后将其结合成一个整体。重新建立用户坐标系。将用户坐标系的原点设置在竖板的左下角点处，如图3-18所/示O(21)绘制草图6o以竖板的中心点为圆心，画一个直径为012的圆，如图3-19所示。拉伸草图6。用【拉伸】命令，选择草图6向实体内部的方向拉伸，拉伸值为15,回车后创建一个圆柱孔造型，如图3-20所示。求差创建圆柱孔。应用【差集运算】命令，选择合并实体，回车后再选择拉伸的

20、圆柱体，再回车创建圆柱孔造型如图3-21所示。图3-21完成零件的三维实体建模【三维尺寸标注】操作建立用户坐标系。在西南轴测图状态下，将坐标原点放置到模型底层的左上角点上,如图3-22所示。图3-22设置用户坐标系图3-23标注底层尺寸标注底层尺寸22、36，如图3-23所示。重建用户坐标系。将坐标原点放置在如图3-24所示的位置上。(27)标注上一层尺寸7、22、56、70、R7和08,如图3-25所示。图3-24建立用户坐标系图3-25标注上一层的尺寸(28)重建用户坐标系。将坐标原点放置在如图3-26所示的位置上。(29)标注顶层的尺寸020、034如图3-27所示。图3-26重建用户坐

21、标系图3-27标注顶层尺寸(30)重建用户坐标系。将坐标原点设置在如图3-28所示的位置。图3-28重建用户坐标系图3-29标注高度尺寸19、38和44标注高度尺寸19、22、38和44。重建用户坐标系。将坐标原点设置在如图3-30所示的位置。(33)标注筋板的高度尺寸29,如图3-31所示。图3-30重建用户坐标系图3-31标注筋板高度尺寸重建用户坐标系。将坐标原点设置在如图3-32所示的位置。标注底板咼度尺寸为“9,如图3-33所示。图3-32坐标原点放置的位置图3-33标注底板的高度尺寸重建用户坐标系。将坐标原点设置在如图3-34所示的位置。(37)图3-34坐标原点旋转的位置标注竖板上

22、孔的直径尺寸“12,图3-35标注竖板上孔的直径尺寸(38)保存文件。【实训I任务4】根据给出的连接座立体模型图创建该立体模型并标注尺寸，连接座模型如图4所示。形体分析该零件由中间呈C形，顶部有一沉头孔造型，底部有一圆柱孔。两侧为半圆形支耳造型，支耳上有一圆柱孔。对于该零件的结构构特点，先在右视图中绘制“C型”截面草图，图4连接座三维实体模型拉伸创建零件的中间造型；然后，在俯视平面上绘制支耳的截面草图，向上拉伸创建支耳造型，合并实体后，再创建沉头孔和其他圆柱孔造型。操作步骤设置绘图面。单击【视图】工具栏上的【左视】工具按钮，将【左视图】设置为绘图面。绘制草图1。在命令行输入：PL(多段线)，回

23、车，用多段线绘制草图1,如图4-1所/示O创建拉伸实体1o在命令行输入：EXT,/娄U11-45-瓦Lfll?j1=1寸11.-图4-1绘制草图1创建的拉伸实体如图4-2所示。建立用户坐标系。将坐标原点设置在拉伸实体的左下角点处，如图4-3所示。绘制草图2。绘制的草图2如图4-4所示。图4-4绘制草图2创建拉伸实体2。在命令行输入：EXT,回车；选择草图2回车；再输入：32,回车创建拉伸实体2如图4-5所示。图4-5创建拉伸实体2图4-6支耳镜像求差运算创建支耳造型。在命令行输入：SU,回车；选择拉伸实体2中半径为R44的实体，回车；再选择圆柱体，回车创建支耳上圆柱孔造型。镜像支耳至另一侧。在

24、命令行输入：Ml,回车；选择支耳再回车；鼠标捕捉拉伸实体1底面上长度的两端中点为镜像轴，完成支耳镜像如图4-6所示。求和运算。在命令行输入：UNI(求和运算)，回车后选择所有的拉伸实体，生成一个合并实体。重建用户坐标。将坐标原点设置在顶面，如图4-7所示。图4-7重建用尸坐标系图4-8绘制草图3（11）绘制草图3。草图3为两个直径分别为054、032的同心圆，如图4-8所示。（12）拉伸草图3。在命令行输入：EXT，回车后选择054的圆，输入：-8，回车创建一个圆柱体（注意：拉伸方向应朝向实体内）。再次按回车键（继续执行拉伸命令），选择032的圆，输入：-135,回车创建第二个圆柱体，结果如图

25、4-9所示。图4-11绘制草图4并镜像图4-9创建二个拉伸实体图4-10创建沉头孔与通孔造型（13）求差创建沉头孔与通孔造型。在命令行输入：SU,回车；选择合并实体，回车再选择二个圆柱体，回车后完成沉头孔与通孔的创建，如图4-10所示。（14）绘制草图4。用【PL】（多段线）命令，绘制如图4-11所示的草图4。然后，镜像至另一侧。（15）拉伸草图4。向下拉伸深度值为“-35”，创建拉伸实体如图4-12所示。图4-12创建拉伸实体图4-13完成连接座实体模型创建求差运算。在命令行输入：SU,回车；先选择合并的实体，回车后再选择二个拉伸实体，再次回车创建倒斜角造型如图4-13所示。【实体模型尺寸标

26、注】操作标注底层的尺寸建立用户坐标系。将坐标原点设置到如图4-14所示的位置。标注底层的尺寸：30、110、164，如图4-15所示。标注支耳的尺寸(19)重建用户坐标系。将坐标原点设置到如图4-16所示的位置。(20)标注两孔中心距210、R44和042的尺寸，如图4-17所示。图4-16建立用户坐标系图4-17标注210、R44和042的尺寸标注通孔的尺寸重建用户坐标系。将坐标原点设置到如图4-18所示的位置。（22）标注40、45、032尺寸，如图4-19所示。图4-18新建用户坐标系图4-19标注尺寸45、55和032标注顶层的尺寸（23）重建用户坐标系。将坐标原点设置到如图4-20所

27、示的位置。（24）标注20、32、45、110、144、032和054尺寸，如图4-212所示。图4-20建立用户坐标系图4-21标注顶层的尺寸标注高度方向的尺寸（25）重建用户坐标系。将坐标原点设置到如图4-22所示的位置。（26）标注20、32、45、110、144、032和054尺寸，如图4-23所示。图4-22建立用户坐标系(27)保存文件。【实训任务5】形体分析创建如图5所示的滑动轴承座模型。该零件为滑动轴承座，左侧为倒角R8长62高30的矩形板件，圆角中心处有一直径为09的孔。中间部位为一个截面R=15和R=10，长度为34的半圆管状体。其两侧和上方三角形筋板造型。采用叠加的方法创

28、建模型，具体可先在不同的平面绘制草图。拉伸创建为实体，再进行合并实体，如求和或求差组合完成模型的创建。图5滑动轴承座模型操作步骤设置正等轴测视图。单击【视图】工具栏上的【西南轴测】工具按钮，将绘图面转换至【西南轴测】视图面。此时，系统坐标系图标和原十字光标自动转换成如图5-2所示。光标符号系统坐标系图5-1等轴测视图的坐标系与光标绘制三条相互垂直的中心线。在命令行输入：L，回车；绘制三条相互垂直的中心线,并将坐标原点放置在垂直线的交点处，如图5-2所示。图5-2绘制三条相互垂直的中心线图5-3绘制两个矩形绘制两个矩形和一条辅助中心线。在命令行输入：REC，回车；绘制两个矩形如图5-3所示。重建

29、用户坐标系。将坐标原点设置在辅助线与中心线的交点处，如图5-4所示。图5-4重建用户坐标系图5-5绘制两个半圆绘制两个半圆图形。在命令行输入：E(圆弧命令)，回车；再输入：C(以圆心画弧),捕捉原点为圆心，画一个半径为R15的圆弧(起点至终点为180度)。再次回车输入：C,回车后捕捉原点为圆心，画一个半径为R10的圆弧(也可以用【0命令】设置偏移距离为5”，选择画的圆弧，向内偏移复制一个圆弧)然后，用画二条直线连接圆弧，成为两个半圆形。如图5-5所示。创建两个面域。在命令行输入：REG(面域命令)，回车将两个半圆选择，回车完成面域的创建。(7)创建拉伸实体1、2。在命令行输入：EXT，回车；选

30、择8X62的矩形，回车后输入:30,再回车创建拉伸实体1。再按回车键，选择18X46的矩形，回车输入：6,回车创建拉伸实体2,创建的两个拉伸实体如图5-6所示。图5-7创建两个圆柱体Z图5-6创建二个拉伸实体(8)拉伸创建两个半圆柱体。用拉伸命令，将两个半圆形创建成为两个半圆柱体，如图5-7所示。(9)合并实体。在命令行输入：UNI，回车；选择除由半径R10拉伸创建的圆柱体外的其它实体，回车完成实体的合并。（10）求差创建半圆柱孔造型。在命令行输入：SU,回车；选择合并体后回车，再选择半（11）实体倒圆角造型。在命令行输入：F（圆角命令），回车；选择实体的左上边线，回车；输入：8（圆角半径值），回车；再次选择实体上面的左右两条边线，回车后完成的圆角造型如图5-9所示。图5