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文档简介

AutoCAD高级培训 田辉 学习纲要 AutoCAD三维实体设计中 首先要保证作图环境为模型空间而不是图纸空间 否则无法生成三维模型 在AutoCAD中规定了最基本的元素 体素 通过这些不同尺寸实体元素的布尔运算 相加 Union 相减 Subtract 相交 Intersect 等运算可以得到我们所需要的实体模型 对于形状较为复杂的实体虽然也可以通过各种运算由体素形成 却较为繁琐 一般使用拉伸 Extrude 和旋转 Revolve 命令 再用相加 相减 相交等命令得到所需要的实体 必须注意的是拉伸和旋转命令作用的对象一定要是在同一平面内的封闭多义线 还可以用编辑多义线 Pedit 命令将由单线条组成的图形编辑成多义线 三维造型中最重要的一句话 当用鼠标在绘图区直接绘图时 总是绘制在XY平面上 三维造型中最重要的技巧 不停旋转UCS坐标 学习内容 三维坐标系的设置三维图形的观察三维线框与表面模型的建模与编辑三维实体模型的建模与编辑 坐标系的基本概念 坐标系符合右手定则坐标系分为世界坐标系统和用户坐标系世界坐标系统 WCS 世界坐标系统 WCS 是AutoCAD的基本坐标系统 它由三个相互垂直的坐标轴组成 在绘图和编辑图形的过程中 它的坐标原点和坐标轴的方向是不变的 用户坐标系统 UCS 用户根据自己的需要建立的自己专用坐标系 坐标的输入 直角坐标 x y z或 x y z或点过滤 x y z柱面坐标 D A ZD为该点在XY平面上的投影到原点的距离 A为该点在XY平面上与X轴的角度 Z为该点到XY平面的距离 球面坐标 球面坐标用一个距离和两个角度来指定点的位置 其格式为 D HA VAD为该点到原点的距离 HA为该点在XY平面的投影同坐标系原点连线与X轴正方向的夹角 VA为该点与XY平面的垂直角度 在三维中使用世界坐标系和用户坐标系 AutoCAD提供了两个坐标系 一个称为世界坐标系 WCS 的固定坐标系和一个称为用户坐标系 UCS 的可移动坐标系 UCS对于输入坐标 定义图形平面和设置视图非常有用 改变UCS并不改变视点 只改变坐标系的方向和倾斜度 创建三维对象时 可以重定位UCS来简化工作 应用右手定则 在三维坐标系中 如果已知X和Y轴的方向 可以使用右手定则确定Z轴的正方向 将右手手背靠近屏幕放置 大拇指指向X轴的正方向 如图所示 伸出食指和中指 食指指向Y轴的正方向 中指所指示的方向即Z轴的正方向 通过旋转手 可以看到X Y和Z轴如何随着UCS的改变而旋转 还可以使用右手定则确定三维空间中绕坐标轴旋转的正方向 将右手拇指指向轴的正方向 卷曲其余四指 右手四指所指示的方向即轴的正旋转方向 右手定则 右手定则 三维坐标系的建立 用户通过UCS命令建立用户坐标系 建立坐标系的方式主要有 指定新的原点 新的XY平面 通过移动当前UCS的原点 保持其X Y和Z轴方向不变 从而定义新的UCS 通过给定新的Z轴方向来给定新的坐标 用特定的Z轴正半轴定义UCS 通过旋转UCS坐标形成新的坐标 三维坐标系的建立2 将新建的UCS与当前的视线方向对齐 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原点保持不变通过选择一个平面来应用UCS坐标系 将UCS与实体对象的选定面对齐 要选择一个面 请在此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 三维坐标系的建立3对象对齐 将新建的UCS坐标与图形中的已有的对象对齐 根据选定三维对象定义新的坐标系 新UCS的拉伸方向 Z轴正方向 与选定对象的一样 通过选择对象来定义UCS如下表所示定义新UCS UCS坐标的显示 视图 显示 UCS坐标UCSIcon 三维图形的观察 视点 对于一个对象 站在不同的角度观察 因为角度不同 观察的结果也不同 也就是说观察图形的方向不同 观察的结果就不同 视点 就是指用户的观察方向 注意 只有方向没有距离限制 系统定义了常用的视点得到平面视图和正等测视图 三维图形的观察 在三维图形中 用户可以通过视点预置命令设置视点 Ddvpoint 视图 三维视图 视点预置 或用罗盘 Vpoint 视图 三维视图 视点 确定视点 或直接选择系统设定的标准视图 可以用动态观察 Dview最常用 三维动态观察器3DOrbit 三维动态观察器 三维动态观察时可以进行平移 缩放 窗口缩放 范围缩放和调整相机距离等操作 三维动态显示时可以进行消隐和着色 着色形式 有线框图 用线或曲线显示图形对象的三维边界 消隐 用线或曲线显示图形对象的三维边界 且隐去后面不可见的面 平面着色 给图形对象按照多边形的面方式着色 产生不够光滑的外观 体着色 给图形对象着色并且平滑多边形的边 产生较为光滑和真实的外观 带边框平面着色 平面着色 线框图 带边框体着色 线框图 体着色 设置UCS平面视图 可以通过平面视图的方式来观察图形 命令 plan 模型概述 AutoCAD支持三种类型的三维建模 线框模型 曲面模型和实体模型 线框模型 以物体的轮廓线架来表示立体的 没有体和面的信息 不能进行消隐 着色等 曲面模型 是计算机图学中一种重要的三维描述形式 如工业造型 服装款式 飞机轮廓设计等三维造型中用处广泛 可以进行消隐 着色等 单没有实体的信息 模型概述 线框模型描绘的是三维对象的骨架 在线框模型中没有平面 只是描绘了对象边界的点 直线和曲线 表面模型比线框建模更为复杂 不仅定义了三维对象的边 还定义了三维对象的面 使用多边形网格定义镶嵌面 假如不需要表示实体有关的物理性质 重量 表面积 重心等 但又需要线框所不能的消隐 着色和渲染能力 就使用表面网格模型 比如 山峰的三维地形模型 实体对象表示整个对象的体积 在三维模型的类型中 实体的对象信息最为完整 可以得到实体的重量 表面积等各种信息 CAD提供了三种创建实体的方法 使用基本体创建实体 沿路径拉伸二维对象 绕轴旋转二维对象 线框和表面模型 3DPLOY 三维多段线 3DFACE 三维面 3D 基本体表面 REVSURF 回转曲面 TABSURF 平移曲面 RULESURF 直纹曲面 EDGESURF 边界曲面 3DMESH 三维多边形网格 三维多段线 点 Point 三维坐标 线 Line 三维坐标 多段线 3dpoly 三维多段线 方法 绘图 三维多段线 3dpoly特点 线型为实线 类型只有直线没有圆弧 是空间图形 建立三维面 建立三维面的命令是3Dface 用户通过该命令可以构造空间的任意三边形或四边形平面起动方法 命令行 3DFACE绘图菜单 曲面 三维面曲面工具栏三维面图标 基本体表面 AutoCAD中规定了一些基本的体表面 如长方体 球体 楔体 棱锥 圆环等 起动方法 曲面工具栏对应的图标绘图 曲面 三维曲面 对应命令 ai box等 基本体表面 在环形体表面中 一般要求用户输入构成体表面的线段数 经线 纬线数等 当该数目设置越大 网格表面就越平滑 复杂曲面的创建 直纹曲面 直纹曲面是指由两条指定的直线或曲线为相对的两边而生成的一个三维曲面 绘制直纹曲面的命令是RULESURF 注意 可以用来做边界的对象 线 点 弧 圆 椭圆 椭圆弧 样条曲线或其组合 如果一条曲线为闭合线 另一条也为闭合线或者是成为一点直纹曲线面的网格密度由系统变量SURFTAB1确定 它的默认值6 系统变量SURFTAB1的值越大 则网格密度越大曲面越光滑 复杂曲面的创建 平移曲面 平移曲面由给定的路径曲线和方向矢量定义 其中 路径曲线可以是直线 圆弧 圆 椭圆 椭圆弧 二维多段线 三维多段线或样条曲线 方向矢量是直线或非闭合的二维或三维多段线平移曲面就是系统将选取的路径曲线沿指定的方向矢量形成曲面 起动方式 命令行 Tabsurf工具栏 平移曲面菜单 绘图 曲面 平移曲面 复杂曲面的创建 旋转曲面 旋转曲面是指在AutoCAD中 由一条轨迹曲线绕某一个轴旋转生成一个用三维网格表示的回转面 若旋转360 则生成一个封闭的回转面 轨迹曲线可以是直线 圆弧 圆 椭圆 椭圆弧 二维多段线 三维多段线或样条曲线 回转轴是直线或非闭合的二维或三维多段线 同平移曲面 起动方式 命令行 Revsurf工具栏 旋转曲面菜单 绘图 曲面 旋转曲面旋转曲面的光滑程度取决于系统变量Surftab1和Surftab2 越大越光滑 复杂曲面的创建 边界曲面 边界曲面是指以4条首尾相连的空间直线或曲线为边界创建得到的空间曲面 起动方式 命令行 Edgesurf工具栏 边界曲面菜单 绘图 曲面 边界曲面注意 边界必须事先给出各边为单个对象 且首尾相连光滑程度决定于Surftab1和Surftab2 复杂曲面的创建 三维网格 通过指定点形成三维空间多边形网格 行数及列数最小值为2 最大值为256起动方式 命令行 3dmesh工具栏 三维网格菜单 绘图 曲面 三维网格 标高和厚度 标高和厚度是AutoCAD模拟网格的一种方法 通过将普通二维对象加上厚度的概念形成 命令 Elev对象的标高是对应绘制对象基点的XY平面的Z轴坐标值 0坐标表示当前UCS的基本XY平面 对象的厚度是指对象向上或向下被拉伸标高的距离 正厚度表示向上拉伸 负厚度表示向下拉伸 ELEV只控制新对象 而不影响现有对象 三维线框 面框模型的编辑 三维线框 面框模型对象的修改包括三维空间的移动 旋转 阵列和镜像 三维移动命令采用MOVE 与二维相同三维旋转 阵列和镜像命令在二维命令前或后加3D标识三维线框模型也可以通过夹点进行编辑 三维实体造型 三位线框和表面网格生成的形状只是线框和表面模型 模型的内部并不具有实际的物质 对于工程应用 往往需要的是三维实心体模型 只有三维实体模型才具有内部形状 重量 质心等特点 才可以进行工程分析 AutoCAD提供了三种创建实体的方法 使用基本体创建长方体 圆锥体 圆柱体 球体 圆环体和楔形实体沿路径拉伸二维对象从而形成拉伸的三维实体绕轴旋转二维对象从而形成回转的三维实体 创建实体后 可以通过布尔运算对实体进行并 差 交运算 从而创建更为复杂的实体 基本体素造型 基本体素包括长方体 BOX 实心球体 SPHERE 实心圆柱体 CYLINDER 实心锥体 CONE 楔形实体 WEDGE 圆环实体 TORUS 线框密度ISOLINES控制了实体的平滑程度 可以用SETVAR命令更改此变量的值 线框造型中的线框密度值由变量SURFTAB1和SURFTAB2控制 也可以由SETVAR命令更改 复杂实体造型 复杂实体造型包括拉伸实体 旋转实体和组合实体 拉伸实体命令 Extrude 可以通过拉伸所选的二维对象创建拉伸的实体 可拉伸的对象包括 多段线 多边形 矩形 圆 椭圆 闭合的样条曲线 圆环和面域 不能拉伸的三维对象包括 包含在块内的对象 有交叉或横断部分的多段线以及非闭合的多段线 并且可以沿指定的路径或高度值和斜角拉伸对象 复杂实体造型 旋转实体可以将一个闭合对象绕指定轴并按一定的角度旋转成实体 REVOLVE命令可以旋转的闭合对象有多段线 多边形 矩形 圆 椭圆和面域 对于使用直线和圆弧创建的面 可以先使用PEDIT命令将其连接并闭合 再使用命令使其旋转 复杂实体造型 三维实体可以进行相加 减和相交运算 从而形成组合实体 实体相加命令 UNION 可以合并实体 在本命令中 合并实体的特性 图层 线性等 取决于第一个选择的实体对象 实体相减命令 Subtract 可以从一个实体中删除与另一个实体相交的公共部分 特性服从第一个选取对象实体相交命令 Intersect 可以用两个或多个重叠的实体公共部分创建组合实体 同时删除非公共部分的实体 三维实体的编辑 AutoCAD提供了比较丰富的三维实体编辑功能 用户可以使用和三维平面造型相同的MOVE Rotate3D Mirror3D 3DArray命令对三维实体进行操作 同时在SolidEdit命令中也集成了大量的对实体编辑的功能 包括 拉伸面 移动面 偏移实体对象 删除面 旋转面 倾斜面 将面复制为实体或面域 修改颜色 复制边 修改边的颜色 压印 删除实体对象上的所有的冗余边和顶点 抽壳等等 实体倒角 Chamfer 不仅可以对二维对象倒角 也可以对三维对象倒角Fillet 对实体 二维或三维 倒圆角 截面实体 使用切割命令可以创建面域或实体的相交截面 可以得到零件的任意截面形状 切割命令 Section提示 要对截面图进行填充 必须将UCS的XY平面设置在截面中 剖切实体 利用剖切实体命令可以切开现有的实体 然后移去指定的一半生成的实体 用户也可以保留剖切实体的两半 剖切后的实体保留原实体的图层和颜色特性 剖切实体命令 Slice SolidEdit相关编辑 拉伸实体表面 用户可以沿指定的路径或高度拉伸实体表面 从而修改实体 SolidEdit相关编辑 将表面进行移动 SolidEdit相关编辑 旋转实体表面可以对选定面进行旋转 SolidEdit相关编辑 等距平移实体表面 SolidEdit相关编辑 删除实体表面 SolidEdit相关编辑 倾斜实体表面 SolidEdit相关编辑 面拷贝 SolidEdit相关编辑 压印 通过给三维实体添加印记 用户可以创造出新的表面和三维实体 可以作为标记的有 圆弧线 圆 多段线 椭圆 样条曲线 面域和三维实

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