第7章+创建三维模型.ppt

1,第7章创建三维模型,一般情况下，绘制的二维图形难以全面表现出设计者理念中零部件的材料、形状和尺寸，不能完全表达设计意图。即使通过创建若干个二维零件图来描述一个零件的三维构造，对于一些空间想象力不够强的人，并不能凭借几个零件图想象出零件的三维结构。此时便需要在AutoCAD中直接创建出零件的三维曲面或模型，以三维方式来形象逼真地表达零件的结构造型。,2,本章学习要点:,了解三维绘图的基础知识掌握UCS坐标系的创建方法掌握绘制各种三维线段的方法掌握创建网格曲面的方法掌握创建各种基本实体的方法掌握由二维图形创建实体的方法,3,7.1三维绘图基础,传统的二维绘图设计需要通过投影图来想象其立体形状，这样给实际的交流和生产带来了极大的不便。从平面到三维造型技术，是一个质的飞跃，可以使用户在模拟的三维空间随心所欲地直接创建立体模型，更加形象逼真地传达用户的设计意图。,7.1.1三维模型的分类,三维模型是二维投影图立体形状的间接表达。利用计算机绘制的三维图形称为三维几何模型，它比二维模型更加接近真实的对象。1线框模型2曲面模型3实体模型,4,7.1.2三维建模的专业术语,在三维操作环境中创建的实体模型往往是在平面上进行的，所不同的是可以在任意方向和位置对应的平面创建三维对象，因此必须在平面的基础上深刻了解并认识立体对象。在绘制三维图形时，首先需要了解几个非常重要的基本概念，如视点、高度、厚度和Z轴等。,5,7.2三维视图,创建三维模型时，常常需要从不同的方向观察模型。当用户设定某个查看方向后，AutoCAD将显示出对应的3D视图，具有立体感的3D视图将有助于正确理解模型的空间结构。,6,7.2.1设置正交和等轴测视图,在三维操作环境中，可以通过指定正交和轴测视点观测当前模型。其中正交视图是从坐标系统的正交方向观测所得到的视图；而轴测视图是从坐标系统的轴测方向观测所获得的视图。指定这两类视图的方法主要有以下两种。1利用选项板工具设置视图2利用三维导航器设置视图,7,7.2.2平面视图,利用PLAN命令可以创建坐标系的XY平面视图，即视点位于坐标系的Z轴上。该命令在三维建模过程中非常有用。当用户需要在三维空间中的某个面上绘图时，可以先以该平面为XY坐标面创建坐标系，然后利用该命令使坐标系的XY平面显示在屏幕上，即可在三维空间的该面上绘图。,8,7.3三维坐标系,在构造三维模型时，经常需要使用指定的坐标系作为参照，以便精确地绘制或定位某个对象，或者通过调整坐标系到不同的方位来完成特定的任务。此外在AutoCAD中，大多数的三维编辑命令都依赖于坐标系的位置和方向进行操作，因此可以说三维建模离不开三维坐标系。,9,7.3.1三维坐标系基础知识,三维空间内的所有几何物体，无论其形状多么复杂，归根到底，都是许多空间点的集合。有了三维空间的坐标系统，三维造型就成为可能。因此三维坐标系统是确定三维对象位置的基本手段，是研究三维空间的基础。1三维坐标系类型2三维坐标系形式,10,7.3.2定制UCS,AutoCAD的大多数2D命令只能在当前坐标系的XY平面或与XY平面平行的平面中执行，因此如果用户要在空间的某一平面内使用2D命令，则应沿该平面位置创建新的UCS。在三维建模过程中需要不断地调整当前坐标系。,11,7.3.3控制UCS,在创建三维模型时，当前坐标系图标的可见性是可以进行设置的，用户可以任意地显示或隐藏坐标系。此外，坐标系图标的大小也可以随意进行设置。1显示或隐藏UCS2修改UCS图标大小,12,7.4绘制三维曲线,在三维空间中，线是构成模型的基本元素，它同二维对象的直线类似，主要用来辅助创建三维模型。在AutoCAD中，三维线段主要包括直线、射线、构造线、多段线、螺旋线和样条曲线等类型。,13,14,7.4.1绘制空间基本直线,在AutoCAD中绘制线框模型或部分实体模型时，往往需要用到空间直线。该类直线是点沿一个或两个方向无限延伸的结果，类似于绘制二维对象时用到的直线，起到辅助的作用。,15,7.4.2绘制三维多段线,三维多段线是多条不共面的线段和线段间的组合轮廓线，且所绘轮廓可以是封闭的或非封闭的直线段。而如果欲绘制带宽度和厚度的多段线，其多段线段必须共面，否则系统不予支持。,7.4.3绘制样条曲线,样条曲线就是通过一系列给定控制点的一条光滑曲线，它在控制处的形状取决于曲线在控制点处的矢量方向和曲率半径。对于空间中的样条曲线，应用比较广泛，它不仅能够自由描述曲线和曲面，而且还能够精确地表达圆锥曲线曲面在内的各种几何体。,16,17,7.4.4绘制三维螺旋线,螺旋线是指一个固定点向外，以底面所在平面的法线为方向，并以指定的半径、高度或圈数旋绕而形成的规律曲线。在绘制弹簧或内外螺纹时，必须使用三维螺旋线作为轨迹线。,18,7.5创建网格曲面,三维曲面都是由多边形网格构成的小平面来近似表示的曲面，其主要由基本三维曲面和特殊三维曲面组成。其中，特殊三维曲面都是通过定义网格的边界来创建平直的或弯曲的网格，它的尺寸和形状由定义它的边界及确定边界点所采用的公式决定。,7.5.1创建旋转网格,旋转曲面是指将旋转对象绕指定的轴旋转所创建的曲面。其中，旋转的对象叫做路径曲线，它可以是直线、圆弧、圆、二维多段线或三维多段线等曲线类型，也可以由直线、圆弧或二维多段线组成的多个对象；生成旋转曲面的旋转轴可以是直线或二维多段线，且可以是任意长度和沿任意方向。,19,7.5.2创建平移网格,平移曲面是通过沿指定的方向矢量拉伸路径曲线而创建的曲面网格。其中，构成路径曲线的对象可以是直线、圆弧、圆和椭圆等单个对象，而方向矢量确定拉伸方向及距离，它可以是直线或开放的二维或三维多段线。,20,7.5.3创建直纹网格,直纹曲面是在两个对象之间创建的曲面网格。这两个对象可以是直线、点、圆弧、圆、多段线或样条曲线。如果一个对象是开放或闭合的，则另一个对象也必须是开放或闭合的；如果一个点作为一个对象，而另一个对象则不必考虑是开放或闭合的，但两个对象中只能有一个是点对象。,21,7.5.4创建边界网格,边界曲面是一个三维多边形网格，该曲面网格由4条邻边作为边界，且边界曲线首尾相连。其中，边界线可以是圆弧、直线、多段线、样条曲线和椭圆弧等曲线类型。每条边分别为单个对象，而且要首尾相连形成封闭的环，但不要求一定共面。,22,7.5.5创建三维网格,三维面是一种用于消隐和着色的实心填充面，它没有厚度和质量属性，且创建的每个面的各顶点可以有不同的Z坐标。在三维空间中的任意位置可以创建三侧面或四侧面，且构成各个面的顶点最多不能超过4个。,23,7.6创建基本实体,基本实体是指具有实心的对象（如长方体、圆柱体和球体等），其主要的几何特征表现为体。由于实体能够更完整准确地表达模型的机构特征，所包含的模型信息也更多，所以实体模型是当前三维造型领域最为先进的造型方式。,24,7.6.1长方体,相对于面构造体而言，实心长方体的创建方法既简单又快捷，只需指定长方体的两个对角点和高度值即可。要注意的是长方体的底面始终与当前坐标系的XY平面平行。1指定角点创建长方体2指定中心创建长方体,25,7.6.2球体,球体是三维空间中到一个点的距离完全相同的点集合形成的实体特征。在AutoCAD中，球体的显示方法与球面有所不同，能够很方便地查看究竟是球面还是球体。,26,7.6.3圆柱体,在AutoCAD中，圆柱体是以圆或椭圆为截面形状，沿该截面法线方向拉伸所形成的实体。圆柱体在制图时较为常用，例如各种轴类零件，建筑图形中的各类立柱等。1创建普通圆柱体2创建椭圆圆柱体,27,7.6.4圆锥体,圆锥体是以圆或椭圆为底面形状，沿其法线方向并按照一定锥度向上或向下拉伸创建的实体模型。利用【圆锥体】工具可以创建圆锥和平截面圆锥体两种类型的实体特征，现分别介绍如下。1创建圆锥体2创建圆锥台,28,7.6.5楔体,楔体是长方体沿对角线切成两半后所创建的实体，且其底面总是与当前坐标系的工作平面平行。该类实体通常用于填充物体的间隙，例如安装设备时常用的楔铁和楔木。,29,7.6.6棱锥体,棱锥体是以多边形为底面形状，沿其法线方向按照一定锥度向上或向下拉伸创建的实体模型。利用【棱锥体】工具可以创建棱锥和棱台两种类型的实体特征，现分别介绍如下。1创建棱锥体2创建平截面棱锥体,30,7.6.7圆环体,圆环体可以看作是在三维空间内，圆轮廓线绕与其共面的直线旋转所形成的实体特征。该直线即是圆环的垂直中心线，而直线和圆心的距离是圆环的半径，并且圆轮廓线的直径即是圆管的直径。圆环体在工程绘图时使用同样广泛，例如轿车模型中的轮胎和方向盘等。,31,7.7二维图形生成实体,在AutoCAD中，不仅可以利用上面介绍的各类基本实体工具进行简单实体模型的创建，还可以利用二维图形生成三维实体，即利用本节所介绍的扫描特征工具进行更为复杂的实体模型以及曲面的创建。此类工具可以将二维轮廓线沿指定的引导线运动扫描创建出相应的三维实体。,32,7.7.1拉伸实体,利用该工具可以将二维图形沿其所在平面的法线方向进行扫描，从而创建出三维实体。其中，该二维图形可以是多段线、多边形、矩形、圆或椭圆等。能够被拉伸的二维图形必须是封闭的，且图形对象连接成一个图形框，而拉伸路径可以是封闭或不封闭的。创建拉伸实体的方法主要有以下3种。1指定高度拉伸2指定路径拉伸3指定倾斜角拉伸,33,7.7.2旋转实体,旋转实体是将二维对象绕所指定的旋转轴线旋转一定的角度而创建的实体模型，例如带轮、法兰盘和轴类等具有回旋特征的零件。其中，该二维对象不能是包含在块中的对象、有交叉或横断部分的