《AutoCAD 机械绘图实训》课件-实训项目十二 三维绘图基础

预备知识1.切换到“三维建模”工作空间工作空间模式的切换方法有三种，即从菜单栏、状态栏和“工作空间”工具栏操作。2.三维建模工作空间其工作界面与“二维草图与注释”、“AutoCAD经典”空间类似。如图所示。图12—1三维建模空间工作界面3.三维几何模型分类（1）线框模型方式线框模型是三维形体的框架，是一种简单的三维表达方式，由点、直线、曲线等对象构成。该模型不能消隐或着色，不能进行布尔运算，如图所示。（2）表面模型方式用网格表面近似表示曲面，可以被消隐、渲染，但不能进行布尔运算。（3）实体模型方式实体模型具有线、面、体的特征。可直接创建基本体，可以对它进行消隐、剖切和装配干涉检查等操作。可以对它进行打孔、切槽和添加材料等布尔运算。线框模型表面模型实体模型图12—2三种几何模型4.世界坐标系与用户坐标系（1）世界坐标系（WCS）世界坐标系（WCS）是所有用户坐标系的基准，是AutoCAD的默认坐标系，也是图形中所有图层共用的坐标系。（2）用户坐标系（UCS）用户坐标系由用户来指定，它可以在任意平面上定义XY平面，并根据这个平面，垂直拉伸出Z轴，组成坐标系统。5.定义UCS时的几种常用方法①根据3点创建UCS。②通过改变原坐标系的原点位置创建新UCS。③将原坐标系绕某一坐标轴旋转指定的角度创建新UCS。④返回到前一个UCS设置。⑤创建XY面与计算机屏幕平行的UCS。⑥恢复到WCS。6.创建三维表面与显示有关的系统变量回转表面、拉伸表面、直纹表面和边界表面的网格密度由系统变量SURFTAB1和SURFTAB2控制。①回转表面：沿旋转方向的网格线由SURFTAB1分段，沿回转轴方向的网格线由SURFTAB2分段，如图所示。②平移表面：沿表面母线方向的网格线由SURFTAB1分段，沿拉伸矢量方向的分段数是1，如图所示。③直纹表面：AutoCAD在直纹面的两条边界间均匀分布网格线，等分数由SURFTAB1决定，如图所示。④边界表面：此表面有四条边界，边界的选择次序是任意的，第一条边是生成网格的M方向，网格密度由SURFTAB1决定，与第一条边相邻的边界是网格的N方向，网格密度由SURFTAB2决定，如图所示。回转表面平移表面直纹表面边界表面图12—37.创建3D实体模型与实体显示有关的三个系统变量①ISOLINES：用于设置实体表面的网格线的数量，其有效值范围为0~2047。②FACETRES：用于设置实体消隐或渲染后表面网格密度，其范围为0.01~10.0，值越大网格越密，消隐或渲染后越光滑。③DISPSILH：用于确定对实体进行消隐后，是否显示实体的网格线，其有效值为0或1。为0时显示网格线，为1时不显示网格线。ISOLINESFACETRESDISPSILH8.利用布尔运算构建复杂实体模型布尔运算包括：并集、差集、交集，如图所示。图12—5布尔运算图12—4系统变量9.动态观察三维模型用户可以实时地、交互地控制和改变当前视口中创建的三维视图。启用三维动态观察器之后，用户可以使用鼠标操作模型的视图，从模型周围的不同视点观察整个模型或者模型的一部分。①“受约束动态观察”：沿XY平面或Z轴约束三维动态观察。②“自由动态观察”：不参照平面，在任意方向上进行动态观察。激活三维动态观察器视图时，屏幕上出现弧线圈，如图所示。当光标移至弧线圈内、外和四个控制点上时，会出现不同的光标形式。③“连续动态观察“：使三维实体按某一方向,以一定速率连续地进行转动,方便用户动态观察实体。图12—6“动态观察”工具栏图12—7自由动态观察10.视觉样式用来控制视图中图形边和着色的显示，更改视觉样式的特性。AutoCAD共提供五种视觉样式供用户使用。①二维线框视觉样式：显示用直线和曲线表示边界的对象。②三维线框视觉样式：显示用直线和曲线表示边界的对象。三维线框视觉样式会显示一个已着色的三维UCS图标。③三维隐藏视觉样式：用三维线框表示对象，但会隐藏后向面的直线，并隐藏实体模型不可见部分。④真实视觉样式：着色多边形平面间的对象，使对象的边平滑化，并显示已附着到对象的材质。⑤概念视觉样式：着色多边形平面间的对象，并使对象的边平滑化。图12—8“视觉样式”工具栏图12—9视觉样式11.三维导航工具（1）ViewCube导航可单击、可拖动的常驻界面，用来旋转和调整观察三维模型的方向。当显示样式为三维隐藏、三维线框、概念视觉样式、真实视觉样式中的一种时，会在绘图区的右上方出现ViewCube的立方体。（2）SteeringWheels导航在状态栏中单击“SteeringWheels”（控制盘）按钮，会显示SteeringWheels，控制盘会随着光标移动。12.用“消隐”方式显示三维模型通过Hide命令将当前视区中三维对象的不可见轮廓线进行隐藏。执行方式：①菜单栏：“视图/消隐”命令；②“渲染”工具栏：“消隐”按钮；③命令行：Hide。任务一绘制六棱台【任务分析】绘制如图所示的六棱台，用“棱锥体”命令即可完成。绘制如图所示六棱台。图12—10六棱台【任务实施】

【相关知识点】

1.新建文件。2.调整“视点”。3.选择视觉样式。4.绘制六棱台。图12—11“建模”工具栏执行方式：①单击菜单栏“绘图/建模”子菜单下对应的实体命令。②单击“建模”工具栏中对应的实体按钮。③在命令行直接输入快捷命令。绘制常见三维基本实体

AutoCAD可以绘制如多段体、长方体、楔体、圆锥体、球体、圆柱体、圆环体及棱锥体等基本实体模型。功能：1.绘制多段体绘制具有固定高度和固定宽度的墙体，快捷命令为“Polysolid”，主要用于建筑等三维模型，如墙等。2.绘制长方体

按指定方式绘制长方体和立方体，快捷命令为“Box”。3.绘制楔体

用于绘制楔体，其绘制步骤与长方体类似。4.绘制圆柱体

用于建立圆柱体，快捷命令为“Cylinder”。圆柱底面既可以是圆，也可以是椭圆。5.绘制圆锥体用于创建圆锥体或椭圆锥体，也可以绘制圆台形的零件，快捷命令为“Cone”。6.绘制棱锥体

用于创建棱锥体是正棱锥体，快捷命令为“Pyramid”。7.绘制球体

用于绘制一个球体，快捷命令为“Sphere”。任务二绘制端盖【任务分析】根据如图所示标注尺寸绘制端盖三维图。图12—12绘制端盖

本任务绘制如图所示的端盖为回转体，绘图思路如下：①首先用“直线”命令绘制出端盖主视图上有剖面线的上半部分封闭线框（假设不含四个小圆孔）；②对封闭线框进行“面域”处理后绕回转轴旋转成立体；③移动用户坐标系，绘制四个小圆孔；④对四个小圆作拉伸，拉伸出一个小圆柱体，进行环形阵列；⑤进行布尔运算完成操作。主要用到的三维命令有“三维旋转”、“拉伸”、“倒角”、“布尔运算”、“三维阵列”及用户坐标系的建立。【任务实施】

1.用“直线”命令绘制出封闭的线框和旋转轴线。2.创建面域。3.对创建面域后的封闭线框进行旋转生成三维实体。4.改变用户坐标系。5.绘制φ8圆孔。6.拉伸φ8圆为圆柱体。7.环形阵列φ8圆柱体。8.对φ8圆柱体进行布尔差集运算。9.视图显示效果。【相关知识点】一、创建面域面域是由封闭区形成的二维实体对象，可以看成一个平面实体区域。1.将图形转化成面域●功能将由某些对象围成的封闭区域转换为面域，这些封闭区域可以是由圆弧、直线、二维多段线、椭圆弧、样条曲线等对象构成的封闭区域。●执行方式①菜单栏：“绘图/面域”命令；②“绘图”工具栏：“面域”按钮；③“常用”选项卡/“绘图”面板/“面域”按钮；④命令行：Region。2.利用“边界”命令创建面域●功能将封闭区域创建为面域或将封闭区域的边界创建一条多段线，在实体拉伸、旋转等操作时，利用边界生成的多段线或面域进行拉伸、旋转操作，从而生成三维实体。●

执行方式①菜单栏：“绘图/边界”命令；②“常用”选项卡/“绘图”面板/“边界”按钮；③命令行：Boundary。二、拉伸二维图形成三维立体模型1.功能将闭合的二维图形沿指定路径拉伸或按指定高度值和倾斜角度拉伸，生成三维实体。这些闭合的二维图形包括封闭多段线、多边形、圆、椭圆、矩形、多边形、闭合的样条曲线、圆环和面域。2.方法①用创建多段线的方法。②用创建面域的方法。3.执行方式①“常用”选项卡/“建模”面板/“拉伸”按钮；②“建模”工具栏：“拉伸”按钮；③命令行：Extrude。三、旋转二维图形成三维立体模型1.功能：将二维闭合曲线绕一条旋转轴旋转生成回转三维实体。用于旋转生成实体的闭合对象可以是矩形、多边形、闭合多线段、闭合样条曲线、圆、椭圆及面域等。不能旋转包含在块中的对象，不能旋转具有相交或自交线段的多段线，且该命令一次只能旋转一个对象。2.执行方式①“常用”选项卡/“建模”面板/“旋转”按钮；②“建模”工具栏：“旋转”按钮；③命令行：Revolve。四、布尔运算三维实体可进行并集、差集、交集三种布尔运算，创建复杂实体。1.并集运算●功能

将两个或者多个三维实体、曲面或二维面域合并为一个组合三维实体、曲面或面域。这些实体可以相接触，也可以不相接触。●执行方式①“常用”选项卡/“实体编辑”面板/“并集”按钮；②菜单栏：“修改/实体编辑/并集”命令；③“实体编辑”工具栏：“并集”按钮；④“建模”工具栏：“并集”按钮；⑤命令行：Union。2.差集运算●功能从实体1减去与实体2相交的部分，并将实体2去除，可以删除实体部分或者创建孔等。●执行方式①“常用”选项卡/“实体编辑”面板/“差集”按钮；②菜单栏：“修改/实体编辑/差集”命令；③“实体编辑”工具栏：“差集”按钮；④“建模”工具栏：“差集”按钮；⑤命令行：Subtract。3.交集运算●功能：交集操作是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。选择的对象必须要两个或者两个以上，实体之间必须有相交部分。●执行方式①“常用”选项卡/“实体编辑”面板/“交集”按钮；②菜单栏：“修改/实体编辑/交集”命令；③“实体编辑”工具栏：“交集”按钮；④“建模”工具栏：“交集”按钮；⑤命令行：Intersect。五、三维阵列1.功能在三维空间创建对象的矩形阵列或环形阵列。2.执行方式①“常用”选项卡/“修改”面板/“三维阵列”按钮；②菜单栏：“