CAD三维实体绘制详细教程+例题

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1、CAD绘制三维实体基础1、三维模型的分类及三维坐标系;2、三维图形的观察方法；3、创建基本三维实体；4、由二维对象生成三维实体；(5、编辑实体、实体的面和边；&1、建立用户坐标系；2、编辑出版三维实体。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

2、结构显示出来，但用户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

3、，用户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线框模型实体模型图11-2表面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。图11-3实体模型/11. 2三维坐标系实例一一三维坐标系、长方体、倒角、删除AutoCA

4、D的坐标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。世界坐标图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，然后再调用绘图命令绘

5、 制图形。用户坐标系任务：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) 0,0,0: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:_chamfer(“修剪”模式)当前倒角距离1 =，距离2 =选择第一条直

6、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.输入曲面选择选项 下一个(N)/当前(OK)当前:图11-6绘制长方体图11-7长方体动坐标系，绘制上表面圆因为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：命令:ucs当前UCS名称:

7、*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) 世界:M口点法建立坐标系，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*输入选项新建(N)/移动(M)/正交(G)/上一个(P)/恢复图)/保存绘脱删表应用(A)/世界(W) 世所选实体表面建立UCS，在侧面上画圆(1)选择实体表面建立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

8、(D)/应用(A)/世界(W) 世界:N指定UCS的原点或Z轴(ZA)/三点(3)/对象(OB)/面(F)/视图(V)/X/Y/Z0,0,0: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) 接受:图扑-1介绍了侧面上用户坐标系常用的三种方法，在UCS命令中有许多选项：、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)，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)

9、/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

10、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UCS绕指定轴旋转一定的角度。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。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

11、后10个坐标系。重复上一个选项逐步返 回上一个坐标系。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)：把当前UCS按指定名称保存。删除(D)：从已保存的用户坐标系列表中删除指定的UCS。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

12、编辑工具栏：伺下拉菜单：修改实体编辑删除面观察三维图形一一绘制球、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。西北等辅测视图 东北等辅删视图 东南等轴测视图 西南等轴测视图 后视图主视图右视图左视图仰视图倜视图图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

13、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):Cg.选择对象:在立方体上单击 找到1个选择对象：选

14、择对象:在球体上单击 找到1个选择对象IS0LINES=4IS0LINES=12图11-24 ISOLINES对图形显示的影响图11-30拱形体图11-26 电视塔3绘制截面图11-34旋转实体B图 11-36 180 和 270Sit图11-55对齐面图11-54制作抽屉面9 .): 2指定行间距(-):100指定列间距(|): 100指定层间距(.):-110结果如图11-59所示。3. 压印调用压印命令： 实体编辑工具栏：四下拉菜单：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

15、(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。5. 3D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

16、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)/YZ平面(YZ)/ZX平面(ZX)/三点(3) 三点: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 对囱象底是 (Y)/ 否 (N):图11-62分割图11-59阵列圆图11-61环形阵列图11-60镜像(a)(b)(a)图11-7图倒1圆角创i图11-72创建凸台(b) 创.建顶面方孔(b)(a)(b)(c)1(1) 剖切实体成前后两部分调用“剖切”命令：命令:_slice

17、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) 三点: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C在要保留的一侧指定点或保留两侧(B):B结果如图11-74(a)所示。(2) 剖切前半个实体调用剖切命令：命令:_slice选择对象：选择前半个箱体找到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) 三点:选择中点D指定平面上的第二个点：选择中点F指定平面上的第三个点：选择中点E在要保留的一侧指定点或保留两侧(B):在右侧单击结果如图11-74(b)所示。图11-74倒圆角(3) 合并实体调用“并集”命令，将剖切后的实体合并成一个，结果如图11-64(b)所示。