cad2008 绘制三维图形1-1.ppt

1、第14章，三维零件的创建，解释了前一章中AutoCAD2008的2D绘图功能。然而，真实部分是一个三维实体，具有相关的概念，如质量、体积、重心和尺寸。由于以前软件的功能有限，我们只能通过有限数量的相关二维投影来表达我们的三维视觉。在AutoCAD2008中，大大增强了AutoCAD的三维绘图功能。在本章中，我们将介绍3D建模的一些基本概念以及使用AutoCAD2008绘制3D对象的一些基本知识。通过几个机械零件的建模实例，详细说明了在AutoCAD2008中创建三维实体的一般步骤。图14.1为AutoCAD2008绘制的直齿锥齿轮模型。14.1基本实体的创建。在AutoCAD中，可以通过执行“

2、绘图|建模”菜单中的子菜单来绘制三维实体。在AutoCAD2008中，用户可以使用系统提供的命令创建一些基本实体。用户还可以在三维实体上进行打孔、切割等布尔运算，从而完成真实的零件实体模型。使用AutOCAD2008，用户可以绘制一些基本的实体。如多段、长方体、球体、圆柱体、圆环体等。同时，您也可以使用一些命令来创建带有2D对象的三维实体。本节将解释这些基本实体，并列出创建它们的最基本步骤。本节仅解释实体部分的操作。其他步骤和表面部分请参考相关帮助内容。14.1.1绘制多段体，绘制多段体与绘制多段线相同。默认情况下，多段线始终具有矩形轮廓。您可以指定轮廓的高度和宽度。也可以使用“多实体”命令从

3、现有直线、2D多段线、圆弧或圆创建多个实体。多实体可以包含曲线线段，但默认情况下轮廓总是矩形的。绘制多段几何体的步骤如下。14.1.2画一个长方体，使用长方体命令可以创建一个实心长方体。长方体的底面总是平行于当前坐标系的XY平面(工作平面)绘制。绘制方框的常用步骤如下。14.1.3画出楔子。使用“楔形”命令绘制的楔形的底面平行于当前UCS的XY平面，并且斜面面向第一个角点。楔形物的高度平行于z轴。基于两点和高度创建实心楔的步骤如下。14.1.4画一个圆锥体。“圆锥体”命令可以通过将圆或椭圆作为底面并逐渐将底面缩小到一个点来创建实心圆锥体。也可以通过逐渐缩小到平行于底面的圆形或椭圆形平面来创建平

4、截头体。默认情况下，圆锥体的底部位于当前坐标系的XY平面上。圆锥体的高度平行于z轴。您可以使用“圆锥体”命令的“轴端点”选项来确定圆锥体的高度和方向。轴的端点是圆锥体的顶点或顶面的中心点(如果使用了顶部半径选项)。轴端点可以位于三维空间中的任何位置。创建以圆为基础的圆锥体的步骤如下。创建一个球体。由“球体”命令绘制的球体的中心轴平行于当前用户坐标系的Z轴。创建球体的步骤如下。14.1.6创建圆柱体。“圆柱体”命令可以创建一个底部为圆形或椭圆形的实心圆柱体。创建以圆为基础的圆柱体的步骤如下。14.1.7绘制圆环，并使用“圆环”命令创建类似轮胎内胎的环形实体。圆环由两个半径值定义，一个是圆管的半径

5、，另一个是圆环中心到圆管中心的距离。创建圆环体的步骤如下。14.1.8创建金字塔，而金字塔命令可以创建实体金字塔。金字塔的边数在3到32之间。创建实体金字塔的步骤如下。14.1.9创建拉伸体。“拉伸命令”可以通过拉伸选定的闭合对象来创建实体。要拉伸对象，请按照下列步骤操作。14.1.10创建旋转体。“旋转”命令可以通过围绕轴旋转闭合对象来创建实体。要绕轴旋转对象，请按照下列步骤操作。14.1.11创建扫描实体。使用“扫描”命令，可以通过沿闭合的2D或三维路径扫描开放或闭合的平面曲线(轮廓)来创建新图元。扫掠命令用于沿指定路径以指定轮廓(扫掠对象)的形状绘制实体。您可以扫描多个对象，但它们必须在

6、同一平面上。要通过沿路径扫描对象来创建实体或曲面，请执行以下步骤。14.1.12创建放样实体。使用“放样”命令，可以通过放样一组包含两条或多条横截面曲线的曲线来创建三维实体(绘制实体)。横截面定义了生成的实体的轮廓(形状)。放样用于在横截面之间的空间中绘制实体。使用放样命令时，必须至少指定两个横截面。要通过放样一组横截面来创建实体或曲面，请执行以下步骤。14.1.13区域是一个具有物理特征(如质心或质心)的二维封闭区域，可以将现有区域合并成一个单一的复杂区域来计算面积。区域是由形成闭环的对象创建的二维闭合区域。环可以是直线、折线、圆、弧、椭圆、椭圆弧和样条曲线的组合。组成环的对象必须是封闭的，

7、或者通过与其他对象共享端点来形成封闭区域。AutoCAD要求在使用拉伸、旋转、扫描和放样命令创建实体时必须闭合截面。除了由AutoCAD 2D命令创建的矩形和圆形等绘图对象(可用作创建此类实体的截面对象)之外，AutoCAD还提供了“区域”命令，用于为复杂截面创建更复杂的截面轮廓。要定义区域，请按照下列步骤操作。14.2三维自由动态观测器。第十三章介绍了几种设置视角的方法。但是，在操作过程中频繁设置视角会影响绘图速度。AutoCAD为实时观测提供了一个更简单的命令，即三维自由动态观测器。三维自由动态观察器允许通过点输入设备实时动态设置视点。14.2.1使用三维自由动态观察器，当执行视图 | 动

8、态观察 | 自由动态观察命令时，UCS的图标将从平面x轴和y轴的形式变为三个彩色圆锥箭头坐标轴，屏幕光标将变为其他形式，并且一个大圆将出现在当前视口的中心，如图14.16所示。AutoCAD将大圆称为轨迹圆。如果打开了AutoCAD网格，XY平面上的网格将变为网格线。14.2.2相关系统变量，系统的默认动态观测器是一个平面圆，用户可以通过修改COMPASS系统变量来改变动态观测器的外观。当系统变量COMPASS的值为1时，三维轨道的轨迹圆中将显示三组破折号，每组排列成一个圆，其平面垂直于另外两组。圆的平面分别代表XY、ZX和YZ平面。这个罗盘如图14.17所示。14.3三维模型的修改。本章第一

9、节介绍了如何在AutoCAD2008中创建基本实体。然而，在大多数情况下，真实的零件需要修改和组合，以形成真实的零件模型。2D制图中引入的一些图形修改命令也适用于3D图形，操作步骤基本相同。14.3.1三维倒角，倒角是将机器零件的拐角部分变成一个斜面。倒角和倒圆的目的是防止金属或五金件的边角在使用中相互碰撞和损坏。14.3.2三维圆角、圆角和倒角命令类似，可以对机器零件的边缘进行圆角，以在两个相邻面之间生成平滑的过渡表面。对在同一点相交的几条边进行圆角时，如果圆角半径相等，将在公共点生成球体的一部分。14.3.3实体分解，使用3D图形的分解命令可以将3D实体对象分解为区域、体积、表面和线框对象

10、。14.3.4切割实体，通过切割现有实体可以创建新实体。可以通过多种方式定义切割平面，包括指定点或选择曲面或平面对象。使用切割命令切割实体时，可以保留一半或全部切割的实体。切割实体不会保留它们被创建时的原始形式的历史。切割实体会保留原始实体的图层和颜色特征。切割实体的默认方法是指定两点来定义垂直于当前UCS的切割平面，然后选择要保留的零件。您也可以通过使用曲面、其他对象、当前视图、z轴或XY平面、YZ平面或ZX平面指定三个点来定义切割平面。14.3.5创建加厚实体。在AutoCAD2008中，可以通过加厚曲面从任何曲面类型创建三维实体。从而将表面转化为固体。将一个或多个曲面转换为实体的步骤如下

11、。14.3.6外壳提取实体，并且加厚命令对应于外壳提取命令。“壳提取”命令可以在三维实体对象中创建壳(指定厚度的薄壁)。通过从原始位置的内部或外部偏移现有面来创建新面。偏移时，连续相切的面被视为一个面。创建三维实体壳的步骤如下。14.3.7干涉检查，干涉检查命令通过比较两组对象或逐个检查所有实体来检查实体模型中的干涉(三维实体相交或重叠的区域)。使用干涉命令时，会创建临时实体，并在实体的交点处高亮显示。开始干涉检查后，可以使用“干涉检查”对话框在干涉对象之间循环并缩放干涉对象。也可以指定在对话框关闭时删除干涉检查期间创建的临时干涉对象。布尔运算是以19世纪英国数学家乔治布尔的名字命名的，它发展

12、了逻辑理论，现在广泛应用于计算机中。实际上，所有的计算机编程语言都有三种布尔运算：或、与和异或。同样，AutoCAD有三个命令来实现对实体和区域的布尔运算：并集、差集和交集。执行“修改”|“实体编辑”命令，在其子菜单的顶部有三个命令：并集、差集和交集。所有三个命令都相对简单易懂，如图14.26所示。虽然该图仅使用一对实体来演示布尔运算，但当有多个实体时，它同样有效。虽然我们的讨论仅限于实体布尔运算，但它也适用于面域。但是，用户不能在布尔运算中混淆实体和区域。通常，通过布尔运算获得的实体属于复合实体，因为它至少包含两个元素。一些实体建模程序保存原始实体的变化轨迹，甚至可以将复合实体恢复为多个原始

13、实体。AutoCAD做不到这一点。一旦一组实体的布尔运算完成，生成的实体就不能返回到其原始状态(除了另一个修改操作或撤销命令)。14.4.1联合运算，布尔联合运算将一组实体合并为一个实体，这可能是利用率最高的布尔运算。调用此命令时，AutoCAD将提示您选择要组合的图元，而不显示选项或其他提示。您可以通过任何方式选择实体。选定对象中的非实体对象将被忽略，但如果选定对象中的实体少于2个，AutoCAD将提示“必须至少选择2个实体或共面区域。”对于区域，只有在同一平面(共面)的区域将被合并为一个。如果图元重叠，它们的公共部分将生成新图元，而AutoCAD将生成新图元的边界。如果存在彼此不接触的实体

14、，它们将仍然是集成的，即使它们之间存在间隙。有时，彼此不接触的实体之间的关联在布尔运算中非常有用。例如，您可以以某种形式排列一组圆柱体，并将它们组合成一个整体，在其他实体中创建孔。与其他AutoCAD操作一样，新的复合实体继承了当前实体对象的层。如果原始实体不在同一图层中，新的复合实体将继承第一个选定实体的图层，或者在使用选择窗口选择时继承最新实体的图层。14.4.2差集运算，布尔差集运算从一组相交实体的一个实体集中移除相交部分。您可以使用此命令修剪实体或打孔。它是由差异设置命令执行的。首先，系统会提示您选择要切割的实体。如果选择了多个对象，AutoCAD将自动执行并操作以生成单个源对象。接下

15、来，将提示从源实体集减去的对象集。如果源对象包含在第二个选择集中，则无论是否选择了第二个选择集，AutoCAD都将执行此操作。两个选择集的公共部分被移除，并且包括源对象的第二选择集对象的任何部分将在图形上消失。如果两个选定的选择集没有公共部分，则第二个选择集的对象将完全消失，而不移除任何部分。如果源对象完全包含在第二个选择集中，它们将消失，并且AutoCAD将显示一条消息：“未创建实体，请删除”。结果实体的层是源对象的层。如果选择了多个源对象，并且它们不在同一个图层中，则生成实体的图层是第一个选定实体的图层。当使用选择窗口同时选择多个实体时，其中最后创建的对象的图层将用作新生成的实体的图层。1

16、4.4.3求交运算，布尔求交运算是通过求交命令实现的，求交命令从一组求交实体的公共部分获得一个新的实体。从某种意义上说，这与联合司令部正好相反。当合并实体时，所有对象都保留下来，只有它们的公共部分被吸收到新的复合实体中。在相交操作中，除了公共部分，其他都被删除。与联合命令一样，相交仅提示选择要相交的实体，并且可以通过任何方法选择实体。14.5建模示例，虽然AutoCAD主要是二维的，但经过AutoCAD2007版后，三维功能得到了增强，这完全可以胜任一般没有复杂曲面的实体AutoCAD，但唯一的缺点是后续修改不是很方便。本节以两个常见的机械零件直齿锥齿轮和气门为例，详细说明了AutoCAD20

17、08的三维建模。14.5.1齿轮建模，齿轮是机械产品的重要基础部件。齿轮传动是传递机器动力和运动的主要形式。与皮带和摩擦机械传动相比，它具有功率范围宽、传动效率高、传动比准确、使用寿命长、安全可靠等特点，成为许多机械产品不可缺少的传动部件。齿轮的设计和制造水平将直接影响机械产品的性能和质量。由于其在工业发展中的突出地位，齿轮被认为是工业化的象征。在该示例中，选择了相对简单的直锥齿轮模型，其模数为3，齿数为31，齿廓角为20度，节锥角为90度，大端分度圆为93度。根据齿轮的形状特征，可以先将齿轮的轮廓画出并旋转到主体中，然后调整UCS来画出拉伸齿廓，并在阵列后进行差集运算。14.5.2阀体建模。阀门是一种能够使管道和机械设备中的介质(液体、气体、粉末)流动或停止，并控制其流量的装置。根据阀门启闭功能的不同，阀门有多种分类方法。这个例子解释了截止阀中的截止阀。如图14.1所示，绘制了一张三维地图。根据它的形状，我们可以先画出主体，用ET工具完成文本的实体建模，然后修