AutoCAD3D建模教程.ppt

September 30, 2007,A-1,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,Autocad Modeling 三维造型基础,September 30, 2007,A-2,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,内容提要,三维基本知识 用户坐标系 三维视图 三维坐标点的确定 基本三维实体 拉伸体 回转体 三维编辑 三维阵列 / 旋转 / 镜像 / 对齐 倒角 / 圆角 布尔操作 （并、差、交） 编辑实体的边、面、体,September 30, 2007,A-3,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,实体效果： 消隐：消除模型中的隐藏线，使实体更具立体感，实质是去除 看不见的棱 线。针对的是线框模型 着色：给实体涂上颜色 渲染：原是绘画术语，指用水墨或颜色烘染物象，分出阴阳向 背，增加质感和立体感，加强艺术效果。 CAD系统的渲染也是为了增加质感（立体感），通常是 为实体添加材质、光源、背景、场境等。 不过这个功能Autodesk公司的另一个产品3Dmax是强项。 2007版这个功能也正在增强。,September 30, 2007,A-4,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,三维造型（3D Modeling）,说明: 尽管AutoCAD支持线框模型、表面模型、实体模型，但由于其表面模型不只是NURBS，导致其功能与其他产品相差太远，所以我们对此并不涉及。我们将把重点放在实体模型上面。 三维造型，实际上是构型法的延伸，是把我们设计好的形体在计算机里“制造”出来。在了解方法之余还必须了解形体的几何特征和组合关系，以及这些特征之间的约束。 形体的组合方式可分为叠加和挖切，一种是增加材料，一种是减少材料，所以布尔运算是三维造型的基本编辑方法。 实体效果： 消隐：消除模型中的隐藏线，使实体更具立体感，实质是去除看不见的棱线和 边。针对的是线框模型 着色：给实体涂上颜色 渲染：原是绘画术语，指用水墨或颜色烘染物象，分出阴阳向背，增加质感和 立体感，加强艺术效果。 CAD系统的渲染也是为了增加质感（立体感），通常是为实体 添加材质、光源、背景、场境等。 不过这个功能Autodesk公司的另一个产品3Dmax是强项。 2006版之后这个功能也正在逐渐增强,September 30, 2007,A-5,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,用户坐标系,在二维绘图中，系统缺省的坐标系 （World Coordiante Sysytem，WCS）就可以满足要求。而三维绘图中，通常需要用户在实体的面上操作，所以有必要建立用户坐标系（UCS） UCS工具在下拉菜单工具之下，或命令：ucs 创建新用户坐标系有很多种方法： 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 : 原点 在新的原点建立坐标系，X、Y、Z坐标方向不变 Z轴 指定一条线作为Z轴的正方向，建立坐标系 三点 依次指定三个点，分别为原点、X轴正方向一点、Y轴正方向一点 X/Y/Z 以当前原点绕X（或Y或Z）旋转一定角度形成新坐标系 视图 以垂直于观察方向（平行于屏幕）的平面为 XY 平面，建立新的 坐标系。UCS 原点保持不变。多用于输入注释文字 ,September 30, 2007,A-6,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,视图,三维视图 正交视图：俯视(T)/仰视(B)/主视(F)/后视(BA)/左视(L)/右视(R) 等轴测图：西南等轴测 / 东南等轴测 / 东北等轴测 / 西北等轴测 这里的视图是第三角投影法获得的。 东南等轴测较常用。 三维动态观察器 设置视点（略）,September 30, 2007,A-7,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,三维空间的点,捕捉点： 由于是处在三维空间，任意拾取点的方式结果将不可预 见！所以拾取特征点一定要用对象捕捉功能，并且保证结果 可以预见。 通过键盘输入点的坐标 直角坐标 当前坐标系下的X、Y、Z 坐标如：40,55,40 球坐标 804540 点与原点的距离 点与原点连线在XY面上的投影与X轴的夹角 该连线与XY面的夹角 柱坐标 8045,90 点在XY面上的投影与原点的距离 点与原点连线在XY面上的投影与X轴的夹角，该点的Z坐标值（该点到XY面的距离）,September 30, 2007,A-8,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,直角坐标 球坐标,柱坐标,September 30, 2007,A-9,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,基本几何体（1）,长方体（_box） 指定长方体的角点或 中心点(CE) : 指定角点 指定角点或 立方体(C)/长度(L): 1、指定长方体的两个角点后，再指定高度 2、C 立方体，输入边长 3、L 长度，指定X、Y、Z三个方向的边长 CE 中心点 指定长方体的中心点 : 指定角点或 立方体(C)/长度(L): 1、再指定一个角点和高度 2、C 立方体，输入边长 3、L 长度，指定X、Y、Z三个方向的边长,September 30, 2007,A-10,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,基本几何体（2）,楔体（_wedge） 指定楔体的第一个角点或 中心点(CE) : 指定角点 指定角点或 立方体(C)/长度(L): 1、指定角点（及高度） 如果指定的两个角点Z坐标不同，以Z差表示楔体高度 2、C 立方体 输入长度创建等边楔体 3、L 长度 以长、宽、高创建楔体 CE 指定中心点 指定楔体的中心点 : 指定对角点或 立方体(C)/长度(L): 1、指定角点（及高度） 2、 C 立方体 3、 L 长度,September 30, 2007,A-11,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,基本几何体（3）,球（_sphere ） 当前线框密度: ISOLINES=8 指定球体球心 : 指定球体半径或 直径(D): 球要指定球心和半径（直径） 球的显示涉及到线框密度： ISOLINES，系统的缺省值=4，该系统变量可以更改。该参数太大将影响系统的性能。,Isolines=4 Isolines=32,September 30, 2007,A-12,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,基本几何体（4）,圆柱体（_cylinder） 当前线框密度:ISOLINES=4 指定圆柱体底面的圆心或 椭圆(E) : 需要指定圆心、半径（直径）及圆柱高度 圆柱高度可输入数值，或由另一圆心确定 E 椭圆 可以画椭圆柱 椭圆柱的底面椭圆可由长轴短轴及中心确定,September 30, 2007,A-13,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,基本几何体（5）,圆锥体（cone） 圆锥可由底面圆及高度或锥顶确定 也可画底面是椭圆的锥体 圆环（torus） 由圆环体中心、圆环体半径（直径）和圆管半径确定,September 30, 2007,A-14,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,拉伸体,拉伸形成的是一种柱体（或台体） 命令：_extrude 拉伸对象可以是矩形、多边形、圆、椭圆、圆环、封闭多段线、封闭样条曲线，或者是面域、三维面。 不能拉伸包含在块中的对象,也不能拉伸具有相交或自交线段的多段线 。 拉伸路径可以是与拉伸对象不共面的直线、圆、圆弧、椭圆、椭圆弧、多段线或样条曲线。 也可以直接指定拉伸高度垂直拉伸，如倾斜角度（与拉伸面的法线方向的夹角）不为0，则拉伸成锥体。不过指定一个较大的斜角或较长的拉伸高度,将导致对象或对象的一部分在到达拉伸高度之前就已经汇聚到一点。倾斜角度在+90到-90之间 较复杂的拉伸对象可由面域构造；而复杂的拉伸对象则可以通过多段线构造；或把多个线段、圆弧由PEDIT转换成多线。,September 30, 2007,A-15,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,几种拉伸体,圆沿圆弧路径拉伸 三维线框 体着色,由直线、圆弧、样条曲线、椭圆弧、多段线形成的面域 拉伸后的拉伸体 体着色效果,正五边形沿高度和角度拉伸 拉伸后的拉伸体 消隐效果,September 30, 2007,A-16,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,回转体,命令：revolve 回转对象与拉伸对象的数据类型类似，可以是矩形、多边形、圆、椭圆、圆环、封闭多段线、封闭样条曲线，或者是面域、三维面。 可以沿指定的两点确定的直线旋转，也可沿X、Y、Z坐标轴旋转，旋转角度可以是360，也可以指定任意角度。,三维面绕直线旋转形成的回转体 面域绕直线旋转60 ,September 30, 2007,A-17,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,剖切,使用 SLICE 命令可以切开现有实体并移去指定部分，从而创建新的实体。 可以保留剖切实体的一半或两边（两个实体）。 剖切实体保留原实体的图层和颜色特性。 剖切实体的默认方法是：先指定三点定义剪切平面，然后选择要保留的部分。 也可以通过其他对象、当前视图、Z 轴或 XY、YZ 或 ZX 平面来定义剪切平面。 通过UCS（用户坐标系）功能可以沿坐标平面作剖切。 其他剖切面确定 对象（O）：可选择圆、圆弧、椭圆、二维样条曲线或二维多段线 Z轴（Z） ： 用指定直线的法面作为切平面。 视图（V） ：用当前视图平面的平行平面。执行该选项，要输入一点确定位置,以ZX坐标面 或以三个孔心 确定剖切面,September 30, 2007,A-18,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,截面,使用 SECTION 命令可以创建由面域或无名块等对象形成的截面。 默认方法是指定三个点定义一个面。 也可以通过其他对象、当前视图、Z 轴或 XY、YZ 或 ZX 平面来定义相交截面平面。设置方法同剖切。 AutoCAD 在当前图层上放置截面。,实体 作截面 移走实体后的截面,September 30, 2007,A-19,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,干涉,命令为interfere。 Interfere 执行的操作与 Intersect （求交集）相同，但interfere 在创建交集对象的同时，保留两个原始对象。 选择实体的第一集合: 使用对象选择方法 选择实体的第二集合: 使用对象选择方法或按 ENTER 键 是否创建干涉实体？是(Y)/否(N) : 输入 y 或 n，或者按 ENTER 键,Interfere执行结果 新对象和原始对象,September 30, 2007,A-20,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,三维实体查询,查询面域/质量特性 命令行： massprop 选择对象后会在文本窗口给出实体的质量、体积、质心、惯性矩等信息 询问是否将分析结果写入文件？是(Y)/否(N) :，输入y将提示输入文本文件名。,September 30, 2007,A-21,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,三维编辑（一）,删除、移动、复制、缩放等一样可以用到三维操作。操作时有时需要输入三维坐标点。 三维阵列_3DARRAY 三维镜像_MIRROR3D 三维旋转_ROTATE3D 对齐_ALIGN 倒角_CHAMFER 圆角_FILLET,September 30, 2007,A-22,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,三维阵列_3DARRAY,三维阵列也可使用Array命令及其按钮，但缺少Z方向的阵列。 三维阵列有环形（P）和矩形（R）两种。 矩形阵列沿X（列）、Y（行）、Z（层）三个方向阵列。 环形阵列是以某一直线为回转轴作圆周阵列,边长为5的正方体以3行、4列、5层阵列 球沿回转轴阵列,September 30, 2007,A-23,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,三维镜像_MIRROR3D,三维镜像是将对象在三维空间沿某一面镜像 镜像面的定义 三点(3) ：指定空间的三个点确定镜像面 对象(O)：指定平面如圆、圆弧、多边形或二维多段线 Z 轴(Z) ：镜像面为指定两点的直线的法面（通过第一点） 视图(V)：镜像面与当前视口中通过指定点的视图平面对齐 坐标面 ：XY 平面(XY)/YZ 平面(YZ)/ZX平面(ZX),Mirror3D以Z轴三维镜像，先红色的点，后分色的点 也是以这两点作Mirror,September 30, 2007,A-24,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,三维旋转_ ROTATE3D,将指定对象绕空间轴旋转指定的角度 定义旋转轴： 两点(2) ： 指定两点 对象(O) ： 指定一条直线或圆弧（以圆弧的轴线为旋转轴） 视图(V) ： 过指定点与当前视图平面垂直的轴 坐标轴 ： X 轴(X)/Y 轴(Y)/Z 轴(Z),September 30, 2007,A-25,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,对齐_ALIGN（1）,指定一对、两对或三对点，将选定对象对齐 命令：Align 提示：选择对象:,指定第一个源点: 指定点 (1) 指定第一个目标点: 指定点 (2) 指定第二个源点: 按 ENTER 键 当只选择一对源点和目标点时， 选定对象将在二维或三维空间从 源点 (1) 移动到目标点 (2)。,指定第一个源点: 指定点 (1) 指定第一个目标点: 指定点 (2) 指定第二个源点: 指定点 (3) 指定第二个目标点: 指定点 (4) 指定第三个源点: 按 ENTER 键 是否基于对齐点缩放对象？是(Y)/否(N) :输入 y 或按 ENTER 键,September 30, 2007,A-26,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,对齐_ALIGN（2）,指定第一个源点: 指定点 (1) 指定第一个目标点: 指定点 (2) 指定第二个源点: 指定点 (3) 指定第二个目标点: 指定点 (4) 指定第三个源点: 指定点 (5) 指定第三个目标点: 指定点 (6),September 30, 2007,A-27,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,倒角_ CHAMFER,执行Chamfer命令，提示： 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): 选择实体上要倒角的边，然后提示： 基面选择. 输入曲面选择选项 下一个(N)/当前(OK) : 当前基面以虚线表示，按N则切换到相邻的那个，回车默认当前 指定基面的倒角距离: 3 输入基面上的倒角距离 指定其他曲面的倒角距离 : 6 输入与基面相邻面上的倒角距离 选择边或 环(L): 选择各边，则对基面上所选择的边进行倒角 输入L 选择边环或 边(E): 再选择一个边，即可对基面上的所有边倒角。 下面是两个操作录像：,September 30, 2007,A-28,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,倒角录像1,September 30, 2007,A-29,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,倒角录像2,September 30, 2007,A-30,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,圆角_FILLET,目前AutoCAD不支持变半径圆角 要选择实体上要创建圆角的边 输入圆角半径，同一位置的圆角半径应相同 两个选项：选择边或链（C） 链是指多条边首尾相连，选择一条边，其余的也被选中,图中红色的两条边不能直接圆角。 应该先把其两端的，由于圆角而出现的圆弧边圆角，再圆角整条边,September 30, 2007,A-31,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,布尔操作 并 Union / 差 Subtract / 交 Intersect,并 将多个实体合并成一个新实体 差 从一些实体中减去另外一些实体，形成新的实体 交 以各个实体的公共部分创建新实体 布尔操作也可用于面域,September 30, 2007,A-32,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,三维编辑（二）编辑实体的边、面、体,命令： SolidEDIT 实体编辑自动检查:SOLIDCHECK=当前 输入实体编辑选项 面(F)/边(E)/体(B)/放弃(U)/退出(X) : 通过这个命令可以对实体的形状、特性等进行修改,编辑实体的面： 拉伸E 移动M 偏移O 删除D 旋转R 倾斜T 复制C 着色L 编辑实体的边：复制（C）、着色（L） 编辑实体的体特征： 压印（I） 分割（P） 抽壳（S） 清除（L） 检查（C）,September 30, 2007,A-33,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,拉伸面,编辑实体的面 输入面编辑选项 拉伸(E)/移动(M)/旋转(R)/偏移(O)/倾斜(T)/删除(D)/复制(C)/着色(L)/放弃(U)/退出(X) : 拉伸面 将选定的三维实体对象的面拉伸到指定的高度或沿一路径拉伸。一次可以选择多个面。 选择面或 放弃(U)/删除(R)/全部(ALL): 构造拉伸面的选择集 指定拉伸高度和倾斜角度或者沿某一对象给定的路径拉伸,选定红色的面 指定拉伸高度后的结果,September 30, 2007,A-34,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,移动面,移动粉色的面(全选上),直线是移动路径 结果,沿指定的高度或距离移动选定的三维实体对象的面。 一次可以选择多个面。 选择面或 放弃(U)/删除(R): 选择一个或多个面，或输入选项 以上构造用于移动的面选择集,选择不合适可能造成不能移动或者 移动结果不可预见 指定基点或位移: 指定基点 (1) 指定位移的第二点: 指定点 (2) 或按 ENTER 键,September 30, 2007,A-35,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,偏移面,按指定的距离或通过指定的点，将面均匀地偏移。正值增大实体尺寸或体积，负值减小实体尺寸或体积。 选择面或 放弃(U)/删除(R): 选择一个或多个面，或输入选项 (1) 构造选择集。R，从选择集中删除不想选择的对象，或A向选择集中增加对象 指定偏移距离: 指定距离 提示：选择对象时，体着色模式下较便于选择,选择粉色面输入负值的拉伸效果,September 30, 2007,A-36,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,旋转面,绕指定的轴旋转一个面、多个面或实体的某些部分。 选择面或 放弃(U)/删除(R): 选择一个或多个面，或输入选项 构造选择集，删除或增加对象 指定轴点或 经过对象的轴(A)/视图(V)/X 轴(X)/Y 轴(Y)/Z 轴(Z) : 输入选项、指定点或按 ENTER 键 按指定方式定义旋转轴，一般指定两点。其他方式参看帮助！ 指定旋转角度或 参照(R):,September 30, 2007,A-37,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,倾斜面,按一个角度将面进行倾斜。倾斜角度的旋转方向由选择基点和第二点（沿选定矢量）的顺序决定。两个点决定了倾斜的基轴。 一般用来构造锥面 选择面或 放弃(U)/删除(R): 选择一个或多个面，或输入选项 构造选择集，删除或增加对象 指定基点: 指定点 (1) 指定沿倾斜轴的另一个点: 指定点 (2) 指定倾斜角度: 指定一个 -90 到 +90 度之间的角度,September 30, 2007,A-38,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,删除面,一般用于删除圆角和倒角，或者选择的面。 选择面或 放弃(U)/删除(R): 选择一个或多个面。构造选择集 下面中间的图是删除倒角和删除中间斜坡孔的结果,September 30, 2007,A-39,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,复制面和面着色,将面复制为面域或体。 选择面或 放弃(U)/删除(R): 选择一个或多个面 ，构造选择集 定基点或位移: 指定基点 指定位移的第二点: 指定点 如果指定两个点，AutoCAD 使用第一个点作为基点，并相对于基点放置一个对象。如果只指定一个点（通常作为坐标输入），然后按 ENTER 键，AutoCAD 将使用此坐标作为新位置。 修改面的颜色。 选择面或 放弃(U)/删除(R): 选择一个或多个面 构造选择集 AutoCAD 显示“选择颜色”对话框，以指定新颜色。,September 30, 2007,A-40,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,编辑实体的边,修改边的颜色或复制边为独立的二维对象如直线、圆弧、圆、椭圆或样条曲线 选择边或 放弃(U)/删除(R): 选择一或多条边或输入选项 ，构造选择集 指定位移的基点: 指定基点 (2) 指定位移的第二点: 指定点 (3) 修改边的颜色，选择边后，会出现颜色对话框，以指定新颜色,September 30, 2007,A-41,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,编辑实体的体特征,编辑整个实体对象，方法是在实体上压印其他几何图形，将实体分割为独立实体对象，以及抽壳、清除或检查选定的实体。 命令提示：输入体编辑选项 压印(I)/分割实体(P)/抽壳(S)/清理(L)/检查(C)/放弃(U)/退出(X) : 输入选项或按 ENTER 键 1、分割实体 用不相连的体将一个三维实体对象分割为几个独立的三维实体对象。 注意： 分割实体并不分割形成单一体积的 Boolean 对象。 作用不详？,September 30, 2007,A-42,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,编辑实体的体特征,2、压印 在选定的对象上压印一个对象。为了使压印操作成功，被压印的对象必须与选定对象的一个或多个面相交。压印操作仅限于下列对象：圆弧、圆、直线、二维和三维多段线、椭圆、样条曲线、面域、体及三维实体。 选择三维实体: 选择对象 (1) 选择要压印的对象: 选择对象 (2) 是否删除源对象 是(Y)/否(N) : 输入 y 或按 ENTER 键 选择要压印的对象: 选择对象或按 ENTER 键,September 30, 2007,A-43,3D modeling of AutoCAD - Release 16.X,编辑实体的体特征,3、抽壳 - 将实体对象按指定的壁厚创建成中空的薄壁实体 - 可以为所有面指定一个固定的薄层厚度。通过选择面可以将这些面排除在壳外。 - 一个三维实体