三维绘图基础知识.ppt

AutoCAD2004是三维绘图的基础知识，在工程制图的应用中有着重要的作用，即绘制零件的三维实体模型。AutoCAD2004提供直接绘制三维实体的功能，支持各种三维绘制方法。本章主要向用户介绍三维绘图的基本知识，解释三维绘图的基本绘图和编辑命令，使用户对AutoCAD2004三维建模的特点、使用方法和使用技巧有一个基本的了解，并掌握一定的三维绘图的查看和绘制能力。基本概念7.2基本绘图操作7.3绘制3D表面模型7.4基本编辑操作7.5观察和渲染3D图形7.6典型3D零件的绘图示例7.1基本概念7.1 3D建模的分类用计算机绘制3D图形的技术称为3D几何建模。AutoCAD2004可以绘制三种类型的三维图形：线框模型、曲面模型和实体模型。1。线框模型线框模型是三维实体的框架，是一种相对直观和简单的三维表达。它由描述对象的线段和曲线组成，如图7-1所示。图7-1线框模型示例。2.曲面模型曲面模型用曲面来描述三维物体，它不仅定义了三维物体的边界，还定义了曲面，即它具有曲面的特征。图7-2显示了一个表面模型的例子。图7-2表面模型3的例子。实体模型实体模型不仅具有直线和平面的特征，还具有体积的特征。图7-3显示了实体模型的几个例子。图7-3实体模型示例。对于一个实体模型，我们可以直接了解它的身体特征，如体积、重心、惯性矩和惯性矩。它可以执行下料、切割和装配干涉检查等操作，也可以对基本形状的实体执行并、交、差等布尔运算，以创建复杂的组合。此外，由于着色、渲染等技术的应用可以使立体表面显示出良好的可视性，立体模型也被广泛应用于三维动画、广告设计等领域。7.1.2用户坐标系的基本概念，用户坐标系(UCS)用来表示当前可以实现绘图操作的默认坐标系，在任何情况下都有且只有一个当前用户坐标系。用户坐标系由用户指定。它可以在任何平面上定义XY平面，并且根据这个平面，它可以垂直拉出Z轴以形成坐标系。在绘制三维物体时，它极大地方便了坐标的定位。大多数AutoCAD几何图形编辑命令取决于UCS的位置和方向，并且图形将绘制在当前UCS的XY平面上。UCS命令设置三维空间中用户坐标系的方向。它定义了二维对象的方向和厚度系统变量的拉伸方向。它还提供旋转命令的旋转轴，并提供指定点的默认投影平面。图7-4显示了运动前后的UCS。图7-5显示了UCS下拉菜单和UCS工具栏。图7-4 UCS移动前后，图7-5UCS下拉菜单和UCS工具栏，7.2基本绘图操作，AutoCAD2004提供各种绘制三维图形的方法，本节主要介绍三维实体建模。实体模型不仅能形象化设计思想，而且经常被用作虚拟原型进行分析，如体积、重心位置、转动惯量和应力等。下面分别介绍基本的几何实体建模。基本的几何实体包括长方体、球体、圆柱体、圆锥体、楔形体和圆环。实体工具栏如图7-7所示。图7-7 实心工具栏，7.2.1用BOX命令1绘制长方体。function BOX命令以指定的方式绘制长方体和立方体(如图7-8所示)。创建框后，不能拉伸它或改变它的大小。但是，SOLIDEDIT可以用于拉伸长方体的面。图7-8画了一个盒子。2.输入命令单击实体工具栏中的框按钮。(2)选择绘图实体长方体命令。(3)从键盘输入命令：方框3。命令操作(1)指定两个对角点和高度(默认)命令：box指定方框的角或中心点(CE):(指定方框的一个角)指定一个角或立方体(C)/长度(L):(指定另一个如果输入负值，则高度沿z轴的负方向绘制。)命令：(2)立方体命令：box指定长方体的角或中心点(CE):(指定立方体的一个角)指定角或立方体(C)/长度(L):C指定长度：(输入立方体的长度)命令：7.2.2用球体绘制球体命令1。function sphere命令用于以指定的方式绘制球体(如图7-9所示)。图7-9画一个球体。2 .输入命令，点击实体工具栏中的球体按钮。(2)选择绘图- 实体- 球体命令。(3)从键盘输入命令：球体，3。命令操作命令：sphere当前线框密度：等值线=4(消息提示)指定球体中心：(指定球体中心点)指定球体半径或直径(D):(输入球体半径)命令：7.2.3用圆柱体绘制圆柱体命令1。函数柱面命令用于创建柱面(如图7-10所示)，柱面的底面可以是圆形或椭圆形。图7-10画一个圆柱体。2.输入命令单击“实体”工具栏中的“圆柱体”按钮。(2)选择绘图- 实体- 圆柱体命令。(3)键盘输入命令：圆柱，3。命令操作(1)圆柱体(默认)命令：cylinder当前线框密度：等值线=4(消息提示)指定圆柱体底部的中心点或椭圆(E):(指定圆柱体底部的中心点)指定圆柱体底部的半径或直径(D) :(输入圆柱体底部的半径)指定圆柱体高度或另一个中心(C):(输入圆柱体高度)命令： (2)椭圆底部圆柱体命令：cylinder当前线框密度：等值线=4(消息提示)指定圆柱体底部的中心点或椭圆(E):E指定圆柱体底部椭圆的轴端点或中心点(c):(指定圆柱体底部椭圆的一个轴端点)， 指定圆柱体底部椭圆的第二个轴端点：(指定圆柱体底部椭圆的另一个轴端点)指定圆柱体底部椭圆的另一个轴的长度：(输入圆柱体底部椭圆的另一个轴长度)指定圆柱体高度或另一个中心(C):(输入圆柱体在椭圆形底部的高度)命令：7.2.4使用圆锥体绘制圆锥体命令1。 函数圆锥体命令用于创建圆锥体或椭圆圆锥体(如图7-11所示)。图7-11画一个圆锥。2.输入命令单击实体工具栏中的圆锥体按钮。(2)选择绘图- 实体- 圆锥体命令。(3)键盘输入命令：圆锥，3。命令操作(1)圆锥体(默认)命令：cone当前线框密度：等值线=4(消息提示)指定圆锥体底面的中心点或椭圆(E):(指定圆锥体底面的中心点)指定圆锥体底面的半径或直径(D):(输入圆锥体底面的半径)指定圆锥体高度或顶点(A) :(输入圆锥体高度)命令：(2)椭圆圆锥体命令：cone 指定锥底的中心点或椭圆(E):E指定锥底椭圆的轴端点或中心点(c):(指定锥底椭圆的一个轴端点)； 指定锥底椭圆的第二个轴端点：(指定锥底椭圆的另一个轴端点)指定锥底椭圆的另一个轴的长度：(输入锥底椭圆的另一个轴的长度)指定锥高或顶点(A):(输入锥在椭圆底部的高度)命令：7.2.5使用楔形命令1绘制楔形。函数楔形命令用于绘制楔形(如图7-12所示)。图7-12绘制楔形，2。从“实体”工具栏输入命令，点击“楔形”按钮。(2)选择绘图实心楔形命令。(3)键盘输入命令：楔形，3。命令操作(1)楔形(默认)命令：wedge指定楔形的第一个角或中心点(CE):(指定楔形底部的一个角)指定角或立方体(C)/长度(L):(指定楔形底部的另一个角)指定高度：(输入楔形高度) 7.2.6使用TORUS命令绘制圆环1。函数圆环图7-13画圆环图2。输入命令单击实体工具栏中的圆环按钮。(2)选择绘图- 实体- 圆环体命令。(3)键盘输入命令：圆环，3。命令操作命令：torus当前线框密度：等值线=4(消息提示)指定圆环中心：(指定圆环中心点)指定圆环半径或直径(D):(输入圆环半径，从圆环中心到管中心的距离。负半径值创建一个美式足球似的实体)指定圆管的半径或Diameter (D):(输入圆管的半径)命令：7.2.7使用“拉伸”命令拉伸2D图形以生成3D实体1。函数挤出命令用于沿指定路径或以指定高度值和倾角拉伸现有2D对象，以生成三维实体。2D对象可以是多边形、圆形、椭圆形、多段线等。(如图7-14所示)。图7-14沿z轴拉伸建模。2.输入命令，然后单击实体工具栏中的拉伸按钮。(2)选择“绘图”“实体”“拉伸”命令。(3)键盘输入命令：额外，3。命令操作(1)沿高度方向拉伸(默认项目)命令：extrude当前线框密度：等值线=4(消息提示)选择对象：(单击要拉伸的对象)找到一个(消息提示)，选择对象：(选择对象末端)指定拉伸高度或路径(P):(如果输入正值，沿对象所在坐标系的z轴向前拉伸对象)。如果输入负值，AutoCAD将沿Z轴负向拉伸对象。)指定用于拉伸的倾斜角：(输入90和90之间的角度或按Enter键)命令：(2)拉伸命令：引渡当前线框密度：等值线=4(信息提示)选择对象：(单击要拉伸的对象)找到一个(信息提示)，选择对象：(选择对象末端)指定拉伸高度或路径(P):P选择拉伸路径或倾斜角:(选择路径)路径已移动到中心(信息提示)命令：7.2.8使用“旋转”命令旋转二维图形以生成三维实体1。函数旋转命令用于围绕旋转轴旋转闭合曲线，以生成旋转的三维实体。该命令可以旋转闭合多段线、多边形、圆、椭圆、闭合样条线、圆和区域，不能旋转包含在块中的对象，不能旋转具有相交或自相交线段的多段线，并且一次只能旋转一个对象(如图7-15所示)。图7-15旋转建模2。输入命令单击实体工具栏中的旋转按钮。(2)选择“绘图”“实体”“旋转”命令。(3)从键盘输入命令：旋转，3)命令操作命令：revolve当前线框密度：等值线=4(消息提示)选择对象：(旋转忽略多段线的宽度并从多段线路径的中心线开始旋转)找到一个(消息提示)。选择对象：(选择对象端点)指定旋转轴的起点或定义轴指定轴端点：(指定旋转轴的端点，轴的正方向从第一点指向第二点)指定旋转角度：(输入旋转角度)命令：7.2.9截面建模与切片命令1。函数切片命令用一个平面分割一组实体(如图7-16所示)。图7-16实体的切片。2.输入命令单击“实体”工具栏中的“切片”按钮。(2)选择绘图实体切割命令。(3)从键盘输入命令：切片，3。命令操作命令：slice选择对象：(点击要切割的对象)找到一个(信息提示)选择对象：(选择对象端点)，指定切面上的第一个点， 根据对象(O)/Z轴(Z)/视图(V)/XY平面(XY)/YZ平面(YZ)/ZX平面(ZX)/三点(3):(输入切面上的第一点)指定平面上的第二点：(输入切面上的第二点)指定平面上的第三点：(输入切面上的第三点)要保留的边上的指定点或两边(B):(指定边上的一点7.2.10使用界面命令创建三维组件。1.function interface命令使用两个或多个实体的公共部分来创建三维装配。由这两者生成的立方体、球体和干涉实体如图7-17所示。图7-17由两者生成的立方体、球体和干涉实体。2.输入命令单击“实体”工具栏中的“干扰”按钮。(2)选择绘图实体干涉命令。(3)从键盘输入命令：干扰，3。命令操作命令：interfere选择第一组实体：(信息提示)选择对象：(点击第一组要被干扰的对象)找到一个(信息提示)选择对象：(第一组实体选择结束)，选择第二组实体：(信息提示)选择对象：(点击第二组要被干扰的对象)找到一个(信息提示)选择对象：(第二组实体选择结束)比较一个实体与一个实体。(信息提示)、干扰实体数量(第一组):1(信息提示)(第二组):1(信息提示)干扰对数：1(信息提示)是否创建干扰实体？是(Y)/否(N)命令：和7.3绘制三维表面模型。在AutoCAD2004中，提供了各种方法来绘制三维表面模型。三维表面模型近似用MN阵列网络表示。精度取决于m和n的值。值越大，越接近真实表面。然而，大量的计算会使处理时间变得很耗时。3D表面模型可以被隐藏、着色和渲染。在AutoCAD2004三维曲面模型库中，有多种曲面模型，如长方体曲面、球面、锥面和圆环面(如图7-18所示)。用于绘制3D表面模型的“表面”工具栏如图7-19所示。图7-18现有表面模型图，图7-19“表面”工具栏，命令：d 输入选项长方体表面(B)/圆锥体表面(C)/下半球表面(DI)/上半球表面(DO)/网格(M)/棱锥表面(P)/球体(S)/圆环表面(T)/楔形表面(W):命令：7.3.1使用3DFACE命令绘制3d表面1。函数3dFACE命令用于在3D空间的任何位置创建三面或四面曲面(如图7-20所示)。图7-20绘制3D面。2.输入命令，然后从“曲面”工具栏中单击“三维面”按钮。(2)选择“绘图”“曲面”“三维曲面”命令。(3)从键盘输入命令：3d face，3。命令作战命令：3dface指定第一点或不可见(I):(指定第一点)指定第二点或不可见(I):(指定第二点)指定第三点或不可见(I):(指定第三点)；指定第四个点或不可见(I