中文版AutoCAD2012实用教程 (2)

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1、主讲教师：第12章 三维建模 本章简介 三维建模是在计算机中对物体的真实 再现，以方便用户直观的查看和了解。在 三维建模技术突飞猛进的今天，使用三维 模型来表达设计意图能够更好更直观的让 别人了解。 与以前的版本相比，AutoCAD 2012 在三维建模的功能上有了许多增强和提高 。当然，相应的对计算机硬件的要求也比 较高。 第12章 三维建模 掌握用户坐标系（UCS）的设置方法 掌握视图的切换功能 了解三维动态观察的运用方法 掌握模型显示质量和视觉样式的控制 掌握创建三维曲面、三维网格和三维实体模型的方法 掌握编辑三维曲面、三维网格和三维实体模型的方法 学习三维模型的类型以及各自的特征 了解

2、世界坐标系（WCS）与用户坐标系（UCS）的概念 课堂学习 目标 12.1 三维坐标系 三维坐标的4种形式 构造平面与标高 本节内容12.1.1 三维坐标的4种形式 进行三维建模时，常常需要使用精确的坐标值确定三维点。在 AutoCAD中可使用多种形式的三维坐标，包括直角坐标形式、柱坐标形式 、球坐标形式以及这几种坐标类型的相对形式。 直角坐标、柱坐标和球坐标都是对三维坐标系的一种描述，其区别是 度量的形式不同。这三种坐标形式之间是相互等效的。也就是说， AutoCAD三维空间中的任意一点，可以分别使用直角坐标、柱坐标或球坐 标描述，其作用完全相同，在实际操作中可以根据具体情况任意选择某种 坐

3、标形式。1.直角坐标 2.柱坐标 3.球坐标 4.相对坐标形式 12.1.2 构造平面与标高 构造平面是AutoCAD三维空间中一个特定的平面 ，一般为三维坐标系中的 XOY 平面。构造平面主要用 于放置二维对象和对齐三维对象。通常，创建的二维对 象都位于构造平面上，栅格也显示在构造平面上。12.2 世界坐标系和用户坐标系 世界坐标系（WCS） 用户坐标系（UCS） 控制坐标图标的显示 管理用户坐标系 本节内容12.2.1 世界坐标系（WCS） 在AutoCAD的每个图形文件中，都 包含一个唯一的、固定不变的、不可删除 的基本三维坐标系，这个坐标系被称为世 界坐标系（World Coordin

4、ate System） 。WCS 为图形中所有的图形对象提供了 一个统一的度量。 12.2.2 用户坐标系（UCS） 在一个图形文件中，除了WCS之外 ，AutoCAD还可以定义多个用户坐标系 （User Coordinate System）顾名思义 ，用户坐标系是可以由用户自行定义的一 种坐标系。 12.2.3 控制坐标图标的显示 利用Ucsicon命令可以控制坐标图标 的显示与否。 12.2.4 管理用户坐标系 为了更好地掌握三维模型的创建，必 须理解坐标系的概念和具体用法。首先要 知道即使在AutoCAD三维空间中进行建 模，很多操作都只能限制在XOY平面（构 造平面）上进行，所以在绘制

5、三维图形的 过程中经常需要调整UCS坐标系。 在AutoCAD中，用户可以在任意位 置和方向指定坐标系的原点、XOY平面和 z轴，从而得到一个新的用户坐标系。 12.3 视觉样式 消隐 真实 着色 勾画 本节内容 线框 X射线 二维线框 概念 带边缘着色 灰度 12.3.1 二维线框 通过使用直线和曲线表示边界的方式 显示对象，是默认的视觉样式。 12.3.2 概念 使用平滑着色和古氏面样式显示对象 。古氏面样式在冷暖颜色而不是明暗效果 之间转换。效果缺乏真实感，但是可以更 方便地查看模型的细节。 12.3.3 消隐 使用线框表示法显示对象，并且隐藏 表示背面的线。 12.3.4 真实 使用平

6、滑着色和材质显示对象 。12.3.5 着色 使用平滑着色显示对象。12.3.6 带边缘着色 使用平滑着色和可见边显示对象。12.3.7 灰度 使用平滑着色和单色灰度显示对象 。12.3.8 勾画 使用线延伸和抖动边修改器显示对象 的手绘效果 。12.3.9 线框 通过使用直线和曲线表示边界的方式 显示对象，该样式与“二维线框”样式类似 。12.3.10 X射线 以局部透明度显示对象。12.4 三维视图 切换视图 设置视点 动态观察对象 本节内容12.4.1 切换视图 12.4.2 设置视点 Vpoint命令用于设置视点，他采用以下3种 方法来定义视线方向。（1）用两个角度来定义视线方向。（2）

7、矢量来定义视线方向。（3）用坐标球和三轴架来定义视线方向。 12.4.3 动态观察对象 动态观察是指从任意角度观察对象， 而不再是标注视图中定义的角度来广场。 AutoCAD 2012 为用户提供了多种动态观 察对象的方法。1.受约束的动态观察2.自由动态观察3.连续动态观察4.ViewCube工具12.5 视口控制 设置多视口 为视口设置视图 本节内容12.5.1 设置多视口 在AutoCAD 2012中，设置多视口的 方法比较简单，执行“视图视口”菜单命 令或在绘图区域的左上角单击“视口控件” 即可。 12.5.2 为视口设置视图 设置多个视口后，单击选择一个视口 ，然后再通过执行“视图三

8、维视图俯视 图（左视图、西南等轴测等）”菜单命令 即可切换所选视口的视图。 12.6 三维曲面 三维对象 面域 创建三维曲面 课堂练习创建带轮 平面曲面 课堂案例创建弹簧 课堂案例创建花瓶 本节内容12.6.1 三维对象 三维对象包括三维点、三维直线和三维多段线等三 维对象，也包括置于三维空间中的各种二维线框对象。 三维点是最简单的三维对象，创建三维点的过程与 创建二维点相同，同样是使用Point命令，区别在于创 建三维点需要指定点的三维坐标，例如（8,20,12）。 创建三维直线的命令和操作过程与创建二维直线完 全相同，唯一的区别在于直线的端点是三维点，用户可 以使用创建三维点所用的各种方法

9、指定三维直线的端点 ，从而确定三维空间中任意两点的连线，而不受构造平 面的制约。 在AutoCAD中，二维多段线对象和三维多段线对 象有所不同。不仅创建二维多段线和三维多段线的命令 不同，而且二维多段线只能在构造平面或与其平行的平 面上创建，而三维多段线则可以直接在三维空间中创建 。 12.6.2 平面曲面 使用Planesurf（平面曲面）命令可 以创建平面曲面。执行该命令后，可以通 过命令指定矩形的对角点来创建一个矩形 平面曲面。 12.6.3 面域 面域是厚度为0的实体，是用闭合的 形状或环创建的二维区域，面域的边界由 端点相连的曲线组成，曲线上的每个端点 仅连接两条边，面域拒绝所有交点

10、和自交 曲线。使用Region（面域）命令可以创 建面域。 12.6.4 创建三维曲面 在AutoCAD 2012之前的版本中，系统为用户提供 了几种标准样式的几何体曲面，比如长方体表面、圆锥 面、球面等。但在AutoCAD 2012中，创建这些标准样 式曲面的命令已被删除，用户可以通过一些能够同时在 实体模型中应用的工具来创建三维曲面模型，例如扫掠 、放样、拉伸和旋转。另外，也可以通过对其他曲面进 行修补、偏移、过渡、创建圆角和延伸来创建曲面模型 。1.拉伸2.旋转3.扫掠4.放样课堂案例创建弹簧 使用Sweep（扫掠）命令创建弹簧。 课堂案例创建花瓶 使用Loft（放样）命令创建花瓶。 课

11、堂练习创建带轮 练习Revolve（旋转）命令的用法 。12.7 三维网格 平移网格 旋转网格 边界网格 课堂案例创建窗帘 本节内容 课堂练习创建足球球门 三维面 直纹网格 三维网格图元 课堂案例创建台阶 12.7.1 三维面 使用3dface（三维面）命令可以绘 制具有3边或4边的平面网格。12.7.2 直纹网格 Rulesurf（直纹网格）命令用于在两 条曲线之间创建一个三维网格，这是最常 用的创建三维网格的命令。 12.7.3 平移网格 使用Tabsurf（平移网格）命令可以 创建平移网格。在创建平移网格时，用户 需要先确定被平移的对象和作为方向矢量 的对象。如果选择多段线作为方向矢量，

12、 则系统将把多段线的第一个顶点到最后一 个顶点的矢量作为方向矢量，而中间的任 意顶点都将被忽略。 12.7.4 旋转网格 在 AutoCAD 中，用户可以将某些类 型的线框对象绕指定的旋转轴进行旋转， 根据被旋转对象的轮廓和旋转的路径形成 一个指定密度的网格，这就是AutoCAD 的旋转网格对象。 12.7.5 边界网格 Edgesurf（边界网格）命令用4条边 界曲线来构建三维网格，边界曲线可以是 直线、圆弧、开放的二维或3D多段线、样 条曲线等。 12.7.6 三维网格图元 AutoCA D 2012默认为 用户提供了7 种标准网格模 型，分别为长 方体、楔体、 圆锥体、球体 、圆柱体、圆

13、 环体和棱锥体 。 课堂案例创建台阶 使用Tabsurf（平移网格）命令进行创建 。 课堂案例创建窗帘 使用Edgesurf（边界网格）命令进行创 建。 课堂练习创建足球球门 练习Edgesurf（边界网格）命令的用法 和创建网格圆柱体的方法 。12.8 三维实体 楔体 圆锥体 球体 螺旋 本节内容 课堂案例创建积木组合 多段体 长方体 圆柱体 圆环体 12.8.1 多段体 在AutoCAD中，使用Polysolid（多段体）命令可 以创建多段体。如图12-101所示，这是由多段体组成的 图形；除了直接创建多段体外，用户还可以将现有直线 、二维多线段、圆弧或圆等转换为多段体。 12.8.2 长

14、方体 用Box（长方体）命令可以创建长方 体，创建时可以用底面顶点来定位，也可 以用长方体中心来定位，所生成的长方体 的底面平行于当前UCS的XY平面，长方 体的高沿z轴方向 。12.8.3 楔体 用Wedge（楔体）命令可以创建楔形体，其斜面 高度将沿x轴正方向减少，底面平行于XY平面。他的创 建方法与长方体类似，一般有两种定位方式：一种是用 底面顶点定位；另一种是用楔形体中心定位。 12.8.4 圆锥体 使用Cone（圆锥体）命令可以创建 圆锥体和椭圆锥体，所生成的圆锥体、椭 圆锥体的底面平行于XY平面，轴线平行 于z轴。 12.8.5 球体 球体是最简单的三维实体，使用 Sphere（球

15、体）命令可以按指定的球心 、半径或直径创建实心球体，球体的纬线 与当前的UCS的XY平面平行，其轴线与z 轴平行。 12.8.6 圆柱体 用Cylinder（圆圆柱体）命令可以创创建 圆圆柱体、椭圆椭圆 柱体，所生成的圆圆柱体、 椭圆椭圆 柱体的底面平行于XY平面，轴线轴线 与z 轴轴相平行。12.8.7 圆环体 圆环体由两个半径定义，一个是从圆 环体中心到管道中心的圆环体半径；另一 个是管道半径。随着管道半径和圆环体半 径之间的相对大小的变化，圆环体的形状 是不同的。 12.8.8 螺旋 螺旋就是开口的二维或三维螺旋线。 如果指定同一个值来作为底面半径和顶面 半径，将创建圆柱形螺旋；如果指定不同 的值来作为顶面半径和底面半径，将创建 圆锥形螺旋；如果指定的高度值为0，则 将创建扁平的二维螺旋。 课堂案例创建积木组合 学习创建各种标准三维实体模型的方法 。12.9 三维对象的基本操作 选择三维子对象 旋转三维图形 对齐三维图形 课堂案例装配零件模型 移动三维图形 阵列三维图形 镜像三维图形 本节内容12.9.1 选择三维子对象 用户可以通过选择三维模型的子对象 （面、边和顶点），对其进行移动和旋转 操作，从而改变模型的形状和大小等。 12.9.2 移动三维图形 使用