AutoCAD2024项目化教程 课件 项目六 三维图形绘制

项目六三维图形绘制AutoCAD2024项目化教程素质目标：具有较强的质量意识和严谨细致的工作作风；能够与同学相互合作、交流，共同探讨、解决问题；具有学习主动性，具备一定的自学能力，查阅、使用相关资料的能力。知识目标：熟练掌握三维坐标的变换过程，并能运用到实体模型的创建过程中；掌握实体模型的各种观察方法，做到能随时在立体和平面图形之间进行切换；熟练运用三维图形的消隐和渲染功能，创建更加逼真的实体效果。技能目标：能够分析三维图形的特点；能够正确使用三维绘制命令；能够将二维图形转换为三维图形。三维目标任务6.1轴支架绘制6.1.1三维绘图环境认知与设置

（一）坐标系1.世界坐标系（1）直角坐标（2）柱面坐标（3）球面坐标任务6.1轴支架绘制6.1.1三维绘图环境认知与设置

（一）坐标系2.用户坐标系（UCS）（1）建立用户坐标系①命令的输入方法：②命令行提示：键入命令：UCS↙图6.1工具栏设置UCS任务6.1轴支架绘制6.1.1三维绘图环境认知与设置

（一）坐标系2.用户坐标系（UCS）（2）新建用户坐标系执行前面的UCS命令以后，选择命令行提示中与新建相关的选项即可创建出所需的用户坐标系。（3）UCS管理器UCS管理器管理已定义的用户坐标系。当图形文件中建立的UCS数目较多时，只利用UCS命令对其进行相关的操作就显得很不方便，任务6.1轴支架绘制6.1.1三维绘图环境认知与设置

（一）坐标系2.用户坐标系（UCS）（3）UCS管理器为此，AutoCAD2024提供了一个管理UCS的工具：UCS管理器，图6.2所示UCS设置对话框。图6.2UCS管理器对话框任务6.1轴支架绘制6.1.1三维绘图环境认知与设置

（一）坐标系2.用户坐标系（UCS）（3）UCS管理器UCS管理器使用：①命名UCS选项卡：显示已有的UCS和设置当前坐标系，图6.3所示。图6.3命名UCS任务6.1轴支架绘制6.1.1三维绘图环境认知与设置

（一）坐标系2.用户坐标系（UCS）（3）UCS管理器UCS管理器使用：②正交UCS选项卡：用于将UCS设置成某一种正交形式，如图6.4所示。图6.4正交UCS选项卡任务6.1轴支架绘制6.1.1三维绘图环境认知与设置

（一）坐标系2.用户坐标系（UCS）（3）UCS管理器UCS管理器使用：③设置选项卡：设置UCS图标及UCS保存、更新等选项，如图6.5所示。图6.5UCS设置选项卡任务6.1轴支架绘制6.1.1三维绘图环境认知与设置

（二）三维图形的类型1.线框模型线框模型是用线条来表示三维图形,如图6.6所示。线框模型结构简单，易于绘制。但同时也存在一些不足，因为线框模型没有面和体的信息,所以线框模型不能着色和渲染。图6.6UCS线框模型任务6.1轴支架绘制6.1.1三维绘图环境认知与设置

（二）三维图形的类型2.表面模型可以用它做出各种复杂的曲面造型和表现特殊的效果，如人的皮肤，面貌或流线型的跑车等。曲面只有形状，没有厚度，如图6.7所示。当把多个曲面结合在一起，使得曲面的边界重合并且没有缝隙后，可以把结合的曲面进行填充，将曲面转化成实体。图6.7表面模型任务6.1轴支架绘制6.1.1三维绘图环境认知与设置

（二）三维图形的类型3.实体建模实体建模可以提供实体完整的信息，包含了线、面、体的全部信息。在AutoCAD2024中创建的实体模型如图6.8所示。图6.8实体建模任务6.1轴支架绘制6.1.1三维绘图环境认知与设置

（三）基本实体AutoCAD2024提供了种基本实体的创建功能，即BOX（长方体）、SPHERE（球体）、CYLINDER（圆柱体）、CONE（圆锥体）、PYRAMID（棱锥）、WEDGE（楔体）、TORUS（圆环体）。以上基本实体可通过以下方法创建：1.单击“常用”选项卡“建模”控制面板如图6.9所示。图6.9基本实体创建及描述任务6.1轴支架绘制6.1.1三维绘图环境认知与设置

（三）基本实体2、单击下拉菜单“绘图”→“建模”，则向右展开的子菜单中，包含了各种创建三维实体的命令，如图6.10所示。图6.10通过菜单栏创建基本实体任务6.1轴支架绘制6.1.1三维绘图环境认知与设置

（四）三维绘图环境的设置1.三维工作空间设置①在如6.11图所示的控制面板中点击设置，选择三维建模。图6.11通过菜单栏创建基本实体任务6.1轴支架绘制6.1.1三维绘图环境认知与设置

（四）三维绘图环境的设置1.三维工作空间设置②单击菜单栏“工具”→“工作空间”→“三维建模”，如图6.12所示。图6.12工作空间设置任务6.1轴支架绘制6.1.1三维绘图环境认知与设置

（四）三维绘图环境的设置2.视点的设置视点是指观察图形的方向。视点的设置有以下三种方式：①使用“视点预设”对话框设置视点。图6.13使用用视点预设对话框任务6.1轴支架绘制6.1.1三维绘图环境认知与设置

（四）三维绘图环境的设置2.视点的设置②使用罗盘确定视点在快速访问工具栏选择“显示菜单栏”命令，在弹出的菜单中选择“视图”→“三维视图”→“视点”命令(VPOINT)，可以为当前视口设置视点。③使用“三维视图”菜单设置视点

在菜单中选择“视图”→“三维视图”子菜单中的“俯视”、“仰视”、“左视”等命令，从多个方向来观察图形。任务6.1轴支架绘制6.1.2长方体、圆柱体命令、布尔运算1、长方体的绘制

长方体是最基本的实体模型之一，作为最基本的三维模型，其应用非常广泛。绘制长方体的命令有如下三种方法。1.单击“常用”选项卡→“建模”功能区→“长方体”命令图标

；2.单击“绘图”菜单→“建模”命令中的“长方体”按钮；3.在命令行输人命令：BOX图6.15精确绘制长方体任务6.1轴支架绘制6.1.2长方体、圆柱体命令、布尔运算2、圆柱体的绘制在三维图形绘制中，圆柱体也是广泛应用的实体之一。启用“圆柱体”命令有以下三种方法：①单击下拉菜单“绘图”→“建模”→“圆柱体”菜单命令；②单击“常用”→“建模”功能区→“圆柱体”按钮图标

；③输入命令：CYLINDER图6.16圆柱绘制长方体任务6.1轴支架绘制6.1.2长方体、圆柱体命令、布尔运算3.布尔运算（1）实体结合-并集图6.17两个实体并集操作步骤任务6.1轴支架绘制6.1.2长方体、圆柱体命令、布尔运算3.布尔运算（2）实体裁减-差集图6.18两个实体差集操作步骤任务6.1轴支架绘制6.1.3任务实施根据图6.26所示的轴支架二维图形及尺寸，绘制三维图形。图6.19两个实体并集操作步骤任务6.1轴支架绘制6.1.3任务实施1.轴支架绘制要点

如图6.19所示，轴支架的平面二视图，由图可见，轴支架由底板、立板和肋板组成。底板可由长方体和圆柱体组合而成；立板也可由长方体和圆柱体组合而成；肋板由契体构成。因此在绘制轴支架三维实体时，可分三部分绘制，再进行组成即可。2.绘图环境设置（1）三维工作空间设置（2）视点的设置任务6.1轴支架绘制6.1.3任务实施3.图层设置新建“定位线层”、“轮廓层”和“标注层”图6.20图层设置任务6.1轴支架绘制6.1.3任务实施4.底板的绘制（1）绘制长方体

轴支架三维实体图形的绘制原则为从下至上绘制，先绘制底板。底板是长方体和圆柱体组合，首先完成圆角长方体的绘制：图6.21圆角长方体的绘制任务6.1轴支架绘制6.1.3任务实施4.底板的绘制（2）在底板上定位圆柱体的位置

由图6.22轴支架二维图形分析可知，底板的绘制是在长方体实体上，抠出两个圆柱形孔，因此需要在长方体上进行圆柱体的定位设置。图6.22定位线绘制任务6.1轴支架绘制6.1.3任务实施4.底板的绘制（3）绘制圆柱体以定位线交点为圆柱体底面圆的圆心，绘制直径为44，高为25的圆柱，图6.23底板实体绘制（a）任务6.1轴支架绘制6.1.3任务实施4.底板的绘制（4）差集运算应用差集运算，从底板抠除两个圆柱体图6.24底板实体绘制（b）任务6.1轴支架绘制6.1.3任务实施5.立板的绘制

绘制三维实体时，所有实体的底面均绘制在XY平面上，高沿着Z轴进行拉伸。在绘制轴支架的立板时，若以当前的视点为基准，则立板上的轴孔圆柱底面圆在YZ平面上，无法直接绘制，因此需要调整视点，以绘制圆柱体。任务6.1轴支架绘制6.1.3任务实施5.立板的绘制

（1）调整视点时，可以通过“Z轴矢量”命令改变XY平面的方向，将UCS与指定的正Z轴对齐。转换XY平面后如图6.25所示。图6.25转换XY平面任务6.1轴支架绘制6.1.3任务实施5.立板的绘制（2）绘制长方体（3）绘制圆柱体（4）差集运算完成后如图6.26所示图6.26立板的绘制任务6.2紧固零件绘制

制造业中尤其是机械制造业，在产品生产过程中按照特定工艺，不论其生产规模如何，都需要种类繁多的工艺装备，而制造业产品的质量、生产率、成本无不与工艺装备有关。随着不规则形状零件在现代制造业中的广泛应用，如何保证这类零件的加工精度就显得尤为重要。6.2.1绘图环境设置1.三维工作空间设置在状态栏上单击“切换工作空间”

，然后选择“三维建模”。2.视点的设置设置“东南等轴测”视图。任务6.2紧固零件绘制6.2.1绘图环境设置3.绘图单位和精度设置绘制的AutoCAD图形都需要有精确的尺寸，因此在画图前需要确定单位和绘图比例，以及确定AutoCAD中一个单位表示的实际尺寸单位是多少。图6.27图形单位对话框任务6.2紧固零件绘制6.2.1绘图环境设置4.标注样式设置创建标注样式的步骤①在标注样式管理器中，单击“新建”。②在“创建新标注样式”对话框中，输入新标注样式的名称“紧固零件标注标注样式”，然后单击“继续”。③在“紧固件标注标注样式”对话框中，单击“符号和箭头”选项卡，设置“箭头大小”为5；单击“文字”选项卡，设置“文字高度”为5；其他选项卡选择默认设置。④单击“确定”，并将“紧固零件标注标注样式”置为当前，然后单击“关闭”以退出“标注样式管理器”。任务6.2紧固零件绘制6.2.2拉伸、分割、三维旋转命令1.拉伸（1）拉伸命令调用。拉伸命令可以通过三种方式进行调用：①单击“常用”选项卡→“拉伸”命令图标；②单击下拉菜单“绘图”→“建模”→“拉伸”；③命令行输入EXTRUDE命令，回车。（2）拉伸命令的使用①基础拉伸图6.27图形单位对话框任务6.2紧固零件绘制6.2.2拉伸、分割、三维旋转命令1.拉伸①基础拉伸②路径（P）拉伸③方向（D）拉伸

④倾角（T）拉伸⑤表达式（E）拉伸

（a）（b）图6.28矩形拉伸为长方体图6.29路径拉伸任务6.2紧固零件绘制6.2.2拉伸、分割、三维旋转命令1.拉伸（3）拉伸命令的应用①快速创建造型通过拉伸命令S，可以将各个平面上的形状拉伸成立体对象。②拉伸多个对象拉伸命令S不仅适用于单个对象，也适用于多个相似的对象。③几何构建过拉伸命令S，可以轻松地创建各种几何构建，如圆柱体、锥形体和棱柱体等。④分解对象拉伸命令S还可以用于分解对象，将其分解成多个对象任务6.2紧固零件绘制6.2.2拉伸、分割、三维旋转命令2.分割命令分割命令主要是利用不相连的实体将组合在一起的多个实体分割为单独的实体。并集或差集操作可导致生成一个由多个连续体组成三维实体。组合体各个实体之间的共同体积不能执行分割操作，例如，两个相互干涉的实体被布尔运算的并集合并成一个实体时，将不能执行分割操作。图6.30“分割”命令的应用任务6.2紧固零件绘制6.2.3任务实施1.图形分析根据该零件的构造特征，其三维模型的创建操作可采用：①绘制平面支脚和管孔组成图形，三维旋转后，将图形转到YZ平面；②拉伸组合图形，形成支脚和管孔组合实体；③转换视点，绘制上端悬挂孔底座平面图形；④拉伸底座，形成三维实体；⑤运用差集运算切除中间部分及圆柱，完成三维模型的创建。图