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1、计算机辅助设计计算机辅助设计 三维画图部分简介三维画图部分简介本讲内容本讲内容v本讲介绍如何使用AutoCAD进行三维设计。v许多电气设备，如 开关、插座、灯具等具有丰富多样的外形。先形象直观地进行三维设计，再绘制出合格的平面图形，是绘制这些电气元件图样的有效方法。在三维设计中，需要经常使用坐标系命令。本讲(1) 介绍在AutoCAD 2004中如何操作坐标系。(2) 介绍如何创建基本的几何造型。(3) 介绍如何编辑加工这些简单几何造型，绘制出复杂的工业造型。8.1 用户坐标系 User Coordinate System（ UCS）AutoCAD 2004系统规定：用户总是在一定的三维空间中
2、绘图，平面绘图只是在三维空间的某个平面上绘制图形而已。只要启动 AutoCAD 2004，系统就自动配置好一种绘图坐标，用户也可以根 据自己的需要改变坐标系。常用坐标系的命令如图所示的“UCS”工具栏里，用户只要单击按钮即可启动对应的坐标系命令。下面 介绍UCS工具栏中常用的按钮。1. 上个UCS该命令按钮用于恢复到最后一次坐标系改变之前的状态。如果坐 标系本来是世界UCS，但是用户把它绕X轴旋转了90，现在要恢复 到世界UCS，只要单击“上一个UCS”按钮即可。单击“世界UCS”命令按钮可以使处于任何状态的坐标系恢复到 世界UCS状态。 3原点UCS本命令用于在新的原点建立坐标系，而X轴、Y
3、轴和Z轴的指 向不变。 4. Z轴矢量UCS 本命令用于在新的原点和Z轴的新指向建立坐标系，而X轴、Y 轴并不绕Z轴旋转。 5. 3点UCS 本命令用于按照给定的原点、X轴、Y轴通过的点建立坐标系。 单击“3点UCS”命令按钮，按命令行的提示进行操作即可。 2.世界UCS 6. X轴旋转UCS 本命令用于将原UCS绕X轴旋转指定的角度，得到新的UCS。 若把坐标系绕X轴旋转90。单击“X轴旋转UCS”命令按钮，按命令 行的提示进行操作即可。 7. Y轴旋转UCS 本命令用于将原UCS绕Y轴旋转指定的角度，得到新的UCS。 若把坐标系绕Y轴旋转90。单击“Y轴旋转UCS”命令按钮，按命令 行的提
4、示进行操作即可。 8. Z轴旋转UCS 本命令用于将原UCS绕Z轴旋转指定的角度，得到新的UCS。 若把坐标系绕Z轴旋转90。单击“Z轴旋转UCS”命令按钮，按命令 行的提示进行操作即可。 8.2 三维模型绘制 三维模型在设计工作中具有重要作用，它可以生成工程图 样。所有的三维模型都是由基本的三维实体通过并集、差集、 交集以及其他平面编辑方法创建出来的。如图所示为“实体”工 具栏，集中了绘制基本三维实体的命令，下面具体学习各个命 令的使用方法。 1. 长方体单击“长方体”命令按钮，绘制长方体，按命令行的提示进行 操作即可。 2. 球体单击“球体”命令按钮，以原点为球心绘制球，按命令行的提 示进
5、行操作即可。3圆柱体单击“圆柱体”命令按钮，绘制圆柱体，按命令行的提示进行操 作即可。也可以绘制椭圆柱体 4圆锥体单击“圆锥体”命令按钮，绘制圆锥体，按命令行的提示进行操 作即可。也可以绘制椭圆锥体。5. 圆环体单击“圆环”命令按钮，绘制圆环体，按命令行的提示进行操 作即可。 6拉伸单击“拉伸”命令按钮，拉伸云线。按命令行的提示进行操作 即可。8 剖切单击“剖切”命令按钮，以XY平面为剖切面对半剖切几何形 体。按命令行的提示进行操作即可。9 切割单击 “切割”命令按钮，垂直截取实体的截面线。按命令 行的提示进行操作即可。 7 旋转单击“旋转”命令按钮，以Y轴或X轴为旋转轴旋转，创建三 维实体。
6、按命令行的提示进行操作即可。使用旋转命令可以创 建一些AutoCAD 2004没有直接提供的造型。 8.3 三维实体编辑命令 编辑三维实体的命令几乎都集中在如图所示的“实体编辑” 工具栏中。这里介绍其中几个常用的命令，然后补充介绍一些 电气设计中要用的三维实体编辑命令。 1. 并集本命令用于合并多个独立的实体，如果所得到的实体的点、 线、面符合欧拉公式，就能合并成功。单击“并集”命令按钮，如 果合并两个回转体，按命令行的提示进行操作即可产生回转体的 相贯线。2. 差集用于在一个实体上切除一部分。单击“差集”命令按钮，后边 的形体减切前边的形体，按命令行的提示进行操作即可得到截交 线。3. 交集
7、“交集” 用于创建多个实体之间相交的部分。单击“交集” 命令按钮，按命令行的提示进行操作即可创建交集实体。 4. 拉伸面“面拉伸” 用于拉伸实体上一个表面，使其伸长一块。单击“ 面拉伸”命令按钮，按命令行的提示进行操作即可拉伸形体的表面 。 5. 旋转面“旋转面” 命令用于根据指定的旋转轴、旋转角度旋转实体的 一个表面。6. 复制面“复制面” 命令可以复制实体上的一个表面，得到一个面域。 7. 分割 8. 壳体“壳体”命令按钮。壳体命令用于按照不变的壁厚创建壳体， 能否抽壳成功取决于所得到的实体的点、线、面是否符合欧拉公 式。 9. 对齐 三维对齐命令可以根据指定的点、线、面对齐两个图形， 该
8、命令所在位置是“修改”工具栏中的 “三维操作” “对齐”，如 图所示。 “分割 命令可以使同一个实体上不相连的部分分离成独立的实体。8.4 综合实例：冲压接线片 众多电气线路的导线与接线柱之间通过冲压接线片连接。 它是圆圈和圆筒的组合体。圆圈用于连接接线柱，圆筒用于连 接导线。把导线头部去皮，然后把裸线伸进圆筒中，用电工钳 夹扁圆筒即可。绘制步骤： (1)首先创建接线片的头部。单击“实体”工具栏中的“圆柱体”命令 按钮，以原点为底面圆心绘制圆柱体40.2。如图1所示。(2)单击“实体”工具栏中的“长方体”命令按钮，以原点为起点，绘 制长方体1(-8)0.2。如图2所示。图1 绘制圆柱体图2 绘
9、制长方体 (3)单击“修改”工具栏中的“镜像”命令按钮，以Y轴为对称轴，把 长方体对称复制一份。如图3所示。图3 对称复制 (4)单击“实体编辑”工具栏中的“并集”命令按钮，合并所有实 体。如图4所示。 图4 合并实体(5)单击“实体”工具栏中的“圆柱体”命令按钮，以原点为底面圆心 绘制圆柱体2.51。如图5所示。 (6)单击“实体编辑”工具栏中的“差集”命令按钮。使用毛坯减切圆 柱体2.51。如图6所示。 (7)创建接线片的尾部。单击UCS工具栏中的“X轴旋转UCS”命令按钮 ，把坐标系绕X轴旋转90。如图7所示。 图5 绘制圆柱体 图6 减切圆柱体 图7 旋转坐标系 (8)单击“实体”工具
10、栏中的“圆柱体”命令按钮，以原点为底面圆 心绘制圆柱体34。如图8所示。 图8 绘制圆柱体 (9)单击“修改”工具栏中的“移动”命令按钮，将圆柱体34 以如图9所示象限点为移动基准点，如图10所示端点为移动目 标点移动。效果如图11所示。 图9 捕捉象限点象限点图10 捕捉端点端点端点(10) 单击“实体”工具栏中的“剖切”命令按钮，使用平行于YZ平 面，通过如图12所示端点的平面对半剖切圆柱体34。如图 13所示。 图11 移动圆柱体 图12 捕捉端点 图13 剖切圆柱体 （11) 单击“三维动态观察器”工具栏中的“三维动态观察器”命令 按钮，使用动态观察器适当造型旋转。如图14 所示。 (
11、12) 单击“实体编辑”工具栏中的“抽壳”命令按钮，在系统要求选择 要删除的表面时，在半圆柱体34如图15 所示端面上单击，在 前端面双击，把它创建成壁厚0.2的壳体。效果如图16所示。 图14 旋转造型 图15 选择表面 图16 创建壳体 (13) 单击“实体编辑”工具栏中的“拉伸面”命令按钮，拉伸如图17 光 标所示端面。拉伸长度0.9，拉伸角度0。效果如图18 所示。 (14) 单击“修改”工具栏中的“镜像”命令按钮，以Z轴为对称轴，把左 边的半个壳体对称复制一份。如图19 所示。 图17 选择端面 图18 拉伸端面 图19 对称复制壳体 (15) 单击“视图”工具栏中的“西南等轴测视图
12、”命令按钮，恢复 视图。效果如图20 所示。 图20 恢复视图 图21 “材质”对话框 (16) 单击“渲染”工具栏中的“材质”命令按钮，准备赋予接线片黄铜 材质。按命令行的提示进行操作：命令：_rmat(屏幕出现如图21 所示的“材质”对话框)单击“材质库”按钮，屏幕出现如图22 所示的“材质库”对话框。在“ 材质库”对话框中选择黄铜(COPPER)材质。然后单击“输入”按钮，输 入材质。在“材质”对话框中单击“附着”按钮，给冲压接线片赋予黄铜 材质。 图22 “材质库”对话框 图23 “渲染”对话 (17) 单击“渲染”工具栏中的“渲染”命令按钮，准备创建接线片的渲 染效果图。按命令行的提示进行操作： 命令：_render 使用当前视图。(屏幕出现如图23 所示的“渲染” 对话框，按图填好各项参数，然后单击“确定”)已选择默认场景。渲 染效果如图24 所示。 图24 黄铜材质 图25 黄色塑料 (18) 如果觉得颜色太暗，也可以选择其他材质渲染，比如黄色塑 料，渲染效果如图25 所示，东北等轴测视图方向的渲染效果如图26 所示。 图26 东北等轴测视图方向 作业：水杯
