计算机辅助设计AutoCAD教程第九章ppt课件.ppt

1 第9章绘制与编辑三维实体模型 教学目标本章以案例的形式学习三维实体模型的建模的方法 三维实体模型的编辑方法和操作技巧 学习重点创建三维实体命令编辑三维实体命令实体模型建模方法实体模型编辑方法 2 9 1创建三维实体实例一 基本三维实体命令及布尔运算 任务 创建图所示的实体模型 知识点 通过创建此实体模型 学习基本三维实体模型的建立方法和布尔运算方法 图形分析 这是一个一端为圆锥 另一端为圆球 中间部分为圆柱的实体 在半球与圆柱的交界处有一个环形槽 前端圆锥和圆柱被截去一部分 在建模时 应先创建出主体结构 即圆球 圆柱和圆锥 然后再用环切去环形槽 借助长方体 进行布尔运算 切去前面平台部分 3 图形绘制 1 新建图形文件 将视图方向调整到东南等轴测图方向 着色模式设置为 体着色 调出 实体 工具栏和 实体编辑工具栏 2 绘制球3 绘制圆柱4 绘制圆锥下 4 图形绘制 5 布尔 加 运算调用 并集 运算命令将球 圆柱和圆锥3个实体的合并 6 创建环形槽 1 创建环实体 2 布尔减运算 5 图形绘制 7 创建前面平台 1 创建长方体调用长方体命令 指定长方体的角点60 10 90 创建出20 50 120的长方体 2 布尔 差集 运算 6 1 长方体命令使用长方体命令创建长方体时 X轴方向表示长度 Y轴方向表示宽度 Z轴方向表示高度 在建立实体模型时 可以指定一个角点定位 也可指定长方体中心点定位 然后给出长方体的长度 宽度和高度值确定长方体的大小 也可绘制立方体 2 圆柱命令使用圆柱命令 可以创建截面为圆的圆柱和截面为椭圆的圆柱 高度方向为Z轴方向 当高度为正值时 朝Z轴正方向 当高度为负值时 朝Z轴负方向拉伸 也可通过指定圆柱另一底面中心方式确定圆柱高度 两中心点连线方向为圆柱体的轴线方向 3 圆锥命令使用圆锥命令可以创建截面为圆或椭圆的圆锥 可以通过给定高度创建圆锥 也可以给定圆锥顶点方式确定圆锥高度和圆锥的朝向 圆锥体顶点与底面的中心连线方向为圆锥体的轴线方向 扩展知识 7 4 环命令在绘制环时 如果给定环半径大于圆管半径 则绘制的是正常的环 如果给定环的半径为负值 并且圆管半径大于环半径的绝对值 则绘制的是橄榄形 如绘制图9 5所示的橄榄球 调用环命令 在屏幕上指定一点为圆心 指定圆环体半径 30 指定圆管半径60 则绘制出图所示的橄榄球 扩展知识 8 5 线框密度ISOLINES是一个系统变量 在不同的实体着色模式下显示实体时 尤其是在以二维线框 三维线框模式下显示实体时 给出不同的线框密度值 显示的实体效果不同 线框密度值越大 以线框形式显示的实体立体感越强 但线框密度越大 占用内存和磁盘空间越大 6 布尔运算在AutoCAD中 可以通过并集 差集和交集等布尔运算 创建复杂三维实体 1 并集运算 将多个实体合成一个新的实体 2 差集运算 从第一个选择集中的对象减去第二个选择集中的对象 然后创建一个新的实体 3 交集运算 从两个或多个实体的交集创建复合实体并删除交集以外的部分 如图所示的餐具叉就是由两个实体交集运算获得的 扩展知识 9 7 圆角命令圆角命令即可以用于平面图形 也可用于实体编辑 为实体圆角时 如果实体要圆角的棱边是由多段曲线构成的 可以使用 链选 选项 如图所示 将左图所示的实体编辑成右图所示的形式 调用圆角命令 在实体的上面外棱边上单击 给出圆角半径2 选择链选项 在实体的上面外棱边另一段曲线上单击 整个外棱边被选择上 在实体的上面内棱边上单击 在实体的内部底面棱边上单击 整个外棱边被选择上 结束选择 扩展知识 10 9 2创建三维实体实例二 拉伸 拉伸面及压印 清除命令 任务 按左图轴承座平面图建立右图所示的轴承座模型 知识点 通过创建此轴承座的实体模型 学习拉伸命令 拉伸面命令的使用方法 创建面域命令的使用方法 压印命令 清除命令的使用方法和使用场合 图形分析 该实体结构中间为一个空心圆柱 两侧各一个小空心圆柱 底板将三部分连接在一起 此件为铸件 有铸造圆角和拨模斜度 11 图形绘制过程 1 创建底板 1 绘制底板外廓 2 创建面域 3 拉伸实体指定拉伸高度10 指定拉伸的倾斜角度1 12 图形绘制过程 2 在底板上表面上绘制三个圆3 拉伸创建中间大圆柱 1 选择中间的大圆 给出拉伸高度30 拉伸倾角1 拉伸中间大圆柱 2 调用 并集 命令 将底板与大圆柱和并成一个实体模型 13 图形绘制过程 4 创建两端小圆柱凸台 1 压印两端圆 2 拉伸压印面 14 图形绘制过程 5 创建中间大圆孔 1 绘制半径22 高度 40 与组合体平齐的圆柱 2 调用 差集 命令 裁减大圆孔6 创建两端小圆柱孔 15 1 拉伸命令可以拉伸的对象有 圆 椭圆 正多边形 用矩形命令绘制的矩形 封闭的样条曲线 封闭的多段线 面域等 拉伸对象时 可以按给定的高度拉伸 也可选择命令选项 路径 P 按给定路径拉伸 扩展知识 拉伸路径 16 2 拉伸面命令拉伸面只能拉伸实体上的表面 这一命令使用方法同 拉伸 命令 3 压印通过压印圆弧 圆 直线 二维和三维多段线 椭圆 样条曲线 面域和三维实体来创建三维实体的新面 可以删除原始压印对象 也可以保留下来原始对象 以供将来编辑使用 压印对象必须与选定实体上的面相交 这样才能压印成功 压印的线条已经与实体对象合成一个对象 若想去除压印的痕迹 不能使用删除命令 只能使用清除命令 4 清除命令用于删除所有多余的边和顶点 压印的以及不使用的几何图形 如图中上表面的压印圆需要删除 调用 清除 命令 扩展知识 17 9 3创建三维实体实例三 旋转 剖切 截面和着色面命令 任务 按图示的尺寸创建三维实体模型知识点 通过创建此三维实体 学习用旋转的方法创建三维实体 和用剖切和切割的方法创建剖切实体和切割断面的方法 图形分析该底座是一个断面尺寸不变的回转体 因此我们可以先绘制出二分之一断面 然后绕轴线回转 获得完整的实体 再通过剖切实体 观察实体的内部结构 18 图形绘制 1 按尺寸绘制出图所示的二分之一截面形状 并绘制出辅助直线AB 2 选择截面封闭图形 创建面域 3 调用 旋转 命令 生成实体 19 图形绘制 4 剖切实体将底座实体复制一个用二剖切 调用 剖切 命令确定出不在同一直线上前后分界面上的三点 在要保留的一侧指定点 底座实体被剖切 留下后半个实体对象 20 图形绘制 5 着色断面剖切后的实体断面与当前的实体颜色是相同的 若想突出显示某一表面 可改变其颜色 我们可以使用AutoCAD提供的 着色面 命令 21 图形绘制 6 调用 截面 命令 截切底座实体 获得截面形状 22 9 4创建三维实体实例四 移动面 删除面命令 任务 修改图所给出的心轴结构尺寸 轴颈长度由25mm缩短到17mm 而轴的总长不变 键槽定位尺寸由6mm改为1mm 键槽长度不变 轴端倒角尺寸修改成1 45 知识点 通过修改心轴实体模型 学习移动面 删除面等实体的面编辑命令 同时学习面的选择方法 图形分析 轴的实体模型已经存在 如果再由平面图创建将花费很长时间 如果在现有的实体上修改可节省建模时间 轴颈长度缩短 可利用 移动面 命令将轴的左端面向右移动8mm 键槽的定位尺寸改变 可使用 移动面 命令 将键槽的内表面整体向右移动5mm 键槽长度倒角尺寸发生改变 可使用 删除面 命令先将倒角删除 再重新倒角 如果先移动端面 端面会缩至键槽的内部 键槽将会不完整 无法再移动 因此 应先移动键槽 再移动端面 23 图形绘制 1 移动键槽打开附盘文件 将视图方向调整到合适位置 将着色模式设置为二维线框 调用 移动面 命令 在键槽的棱边上单击 选择键槽的所有面 捕捉键槽的一个圆心点做为基点 指定位移的第二点为 5 0 0 完成键槽面和移动 24 图形绘制 2 移动端面调用 移动面 命令 选择左侧圆环面 捕捉端面圆心点为基点 指定位移 8 25 3 编辑倒角 1 调用 删除面 命令 删除倒角 2 调用 倒角 命令再次倒角 图形绘制 26 1 移动面命令移动面命令可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 用户指定的两点定义了位移矢量 此矢量指示选定面的移动距离和移动方向 通常以相对坐标的形式给出移动的距离和方向 也可给定距离值 则沿选择面的法线方向移动选择面 给定正值 则实体的体积增加 给定负值 则体积减小 2 删除面命令运用 删除面 命令可删除的面有圆角和倒角形成的面及其他一些表面 这些表面被删除后应有实体的 料 对其填充 如心轴上的键槽 如果选择所有的内表面 则可以删除 扩展知识 27 9 5创建三维实体实例五 三维镜像 偏移面 旋转面 编辑边命令 任务 按左图的示的连杆平面图形创建实体模型 再将连杆的内孔尺寸由 12mm调整至 14mm 键槽顶部尺寸不变 再将键槽位置调整90 至连杆的中心线上 如右图所示 知识点 通过创建此实体模型 学习创建边界命令 三维镜像命令 通过修改实体模型 学习偏移面 旋转面等面编辑命令和复制边 着色边等边编辑命令 同时进一步学习建模的方法 图形分析 该图形所表达的实体是由两端的空心圆柱和中间连接板组成 连接板厚度6mm 两圆筒高度为18mm和12mm 连杆的上下结构是对称分布的 创建实体时 我们可以将绘图平面建立在中间的对称平面上 先创建出上侧 再镜像出下侧 28 图形绘制 1 创建实体模型 1 按平面图形中所给出的尺寸 绘制平面图 2 创建 面域 将所绘制的平面图创建成面域 系统提示创建4个面域 利用布尔 差集 运算 建立两端环形面域 29 图形绘制 3 建立 边界 在平面图形中 表示中间连接板的区域没有建立出面域 不能创建实体 我们可利用创建 边界 的方法生成可拉伸的边界区域 调用 边界 命令 下拉菜单 绘图 边界 则弹出图所示的 边界创建 对话框 点取 拾取点 按钮 在图形的两斜线内部区域单击 回车 返回到 边界创建 对话框 点击 确定 按钮 完成边界的创建 系统提示 BOUNDARY已创建1个多段线 即将连接板的四段线做为一条多段线 30 图形绘制 4 调用 拉伸 命令 选择两端的面域 以高度6mm和8mm拉伸出圆筒 选择中间的多段线 以高度3mm拉伸出中间的连接板 再 并集 合并成一个实体 5 调用 三维镜像 命令镜像实体 再合并成一体 31 图形绘制 2 挖切连接板中间孔 1 复制边 2 将坐标系移动到ABCD表面 偏移4mm复制A B C D边 编辑图形 3 将所编辑的平面图形利用面域命令创建成面域 将面域对象压印到实体上 32 图形绘制 5 拉伸面 将压印的面以 6mm的高度拉伸 得到中间孔 6 以圆角半径1mm 为连杆的连接部分创建铸造圆角 33 图形绘制 3 调整内孔尺寸 由 12调整至 14 若将内孔尺寸由 12调整至 14 应使内表面向外偏移1mm 调用 偏移面 命令 选择 12内孔面 指定偏移距离 1 向实体内部移动1mm 34 图形绘制 4 调整键槽位置调用 旋转面 命令 选择内孔的所有面 指定旋转角度 90 35 9 6创建三维实体实例六 复制面 干涉 对齐 三维旋转命令 任务 按9 4中心轴上键槽的尺寸 制作一个键 键高为5mm 将例四绘制的心轴和例五中创建的两个连杆零件分别装配在一起 并检查是否干涉 装配完成后生成爆炸图 如图所示 知识点 通过建立装配实体 学习复制面命令 对齐命令的使用方法 学习装配实体的方法和干涉检查的方法 图形分析 连杆和轴用键连接 键的底面形状应与键槽的形状相同 装配时 键的底面与键槽底面对齐 连杆的端面与轴肩端面平齐 产生轴向定位关系 36 图形绘制 建立一个新的图形文件 调入心轴 1 创建键实体模型 1 调用 复制面 命令 复制键底面形状 2 调用 拉伸 命令 建立键实体模型 37 图形绘制 2 装配键因为键的方向与键槽的方向相同 因此可以采用移动键的方法装配到一起 38 图形绘制 3 装配连杆打开连杆文件 选择 编辑 菜单下的 带基复制 将内孔为 12的连杆复制到装配文件中 39 图形绘制 利用对齐命令装配连杆 40 图形绘制 4 干涉检查将当前图层颜色设置为与三个实体的颜色不同的颜色 着色模式设置为线框模式 其目的在于如果干涉 则建立的干涉实体可看得明显 调用 干涉 命令 窗口选择装配实体 互相比较3个实体 给出干涉提示 41 图形绘制 创建装配爆炸图因为生成的爆炸图零件是沿轴的轴向分布的 因此零件是沿轴向移动的 如果把坐标系移动到轴线上 并且让轴线与X轴或Y轴重合 正交打开 移动将非常方便 将坐标系调整到图所示的位置 调用 移动 命令 选择连杆 移动到合适的位置 再选择键 移动到合适的位置 完成爆炸图的建立 42 9 7创建三维实体实例七 倾斜面 抽壳及三维阵列命令 任务 建立图所示箱体的实体模型知识点 通过建立箱体的模型 学习倾斜面命令 抽壳命令及三维阵列命令的使用方法 图形分析 图示的箱体上表面相对下表面有8度的倾斜角度 箱体的壁厚相同 匀为5mm 箱体边缘上分布8个直径为 10的光孔 前后边缘上两列孔的距离相同 为70mm 43 图形绘制过程 1 建立中心的主体部分 44 图形绘制过程 2 调用 抽壳 命令 创建壳体 45 图形绘制过程 3 建立箱体边缘 1 复制边 2 制作外边缘线 3 建立面域 拉伸面域 4 调用 并集 命令 合并实体 46 完成图效果 4 建立边缘孔 47 1 倾斜面按一个角度将面进行倾斜 可以倾斜的面可以是平面 也可以是曲面 一次可以选择一个面 也可以选择多个面 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 指定倾斜角度在 90到 90度之间 给定正的角度实体的体积减小 负的角度实体体积增大 2 抽壳抽壳是用指定的厚度创建一个空的薄层 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 一个三维实体只能有一个壳 AutoCAD通过将现有的面偏移出它们原来的位置来创建新面 如果指定正值从实体外向实体内开始抽壳 指定负值从实体内开始向外抽壳 如图所示 扩展知识 48 3 三维阵列三维阵列分为矩形阵列和环形阵列 矩形阵列Y方向表示行方向 X方向表示列方向 Z方向表示层方向 如图所示 环形阵列是绕旋转轴复制对象 指定的角度确定AutoCAD围绕旋转轴旋转阵列元素的间距 正数值表示沿逆时针方向旋转 负数值表示沿顺时针方向旋转 如图所示的图形是将叶片绕中心轴阵列复制所得到的实体 扩展知识 49 9 8创建三维实体实例八 分割 检查命令 任务 创建图所示的鼠标盖 知识点 通过创建鼠标盖 学习分割命令和建模的方法 图形分析 此鼠标盖外观上是一椭圆形的球面 鼠标中间的滚轮孔也是椭圆形的 整个鼠标盖分为两部分 在创建此鼠标盖时 可按盖的断面形状制作一个椭圆立柱 将其与球壳相交 获得整体形状 再分割出内部的滚轮孔盖 50 图形绘制 1 调用 圆柱 命令 建立椭圆柱 51 图形绘制 2 建立球壳 1 绘制球调用 球 命令 指定球体球心 0 0 80 指定球体半径 130 2 抽壳调用 抽壳 命令 给定厚度2mm 抽壳球 3 并集运算建立鼠标器盖 52 图形绘制 4 建立分割体 1 建立分割裁剪体在图所示的位置绘制图示的椭圆分割轮廓线 将轮廓线向外偏移0 5mm复制 然后创建环形面域 再以50mm的高度拉伸 53 图形绘制 2 分离鼠标器盖调用 差集 命令 用鼠标器盖减去建立的裁剪体 如左图所示 3 分割鼠标器盖虽然鼠标器盖现在看似分开的两部分 但实际为一体 应使用 分割 命令将其分开 各自成独立的部分 调用 分割 命令分割 54 图形绘制 5 创建内部圆孔 55 1 分割 将一个不相连的三维实体对象分割为几个独立的三维实体对象2 检查 验证三维实体对象是否为有效的ShapeManager实体 在默认的情况下 用户不需要检查实体错误 因为每一次实体编辑和编制过程中 都有实体有效性的检查 除非用户将系统变量SOLIDCHECK的值设置为0 在实体编辑和绘制过程中将关闭实体有效性的检查 此时用户在绘制完实体后检查实体是否为有效实体 扩展知识 56 9 9创建三维实体综合实例 任务 按照图泵体零件图创建泵体实体模型 如图所示 知识点 通过建立泵体的模型 综合训练建模方法 图形分析 图示的泵体主体部分是壳体 前面是平面 后面有两个凸起部分 可单独制作 再与主体部分合并在一起 内部的中空部分可使用差集方法 底座的宽度比主体前后都宽5mm 泵体后面的输出口外表面有螺纹 57 图形绘制 1 建立主体部分模型 1 建立新文件 名称为 图9 60泵体模型 2 打开光盘下 第九章 DWG 图9 60泵体平面图 关闭尺寸层 复制左视图到剪刀贴