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1、,机械制图,AutoCAD 2009中文版辅助机械制图项目教程,项目十二 创建三维实体模型,任务,【案例12-1】绘制如图所示的三维实体模型。,学习目标 观察三维模型。 绘制长方体、圆柱体等基本立体。 将二维对象拉伸成三维实体。 在三维空间阵列、镜像及旋转对象。 拉伸、移动、旋转实体表面。 使用用户坐标系。 利用布尔运算构建复杂模型。,任务一 进入三维绘图环境 任务二 创建三维实体的各个部分 知识拓展 实训 项目小结 思考与练习,任务一 绘制圆的定位线及圆,首先进入三维建模工作空间并切换视点，然后将二维对象拉伸成3D实体，具体绘图过程，如图所示。,一、切换到东南等轴测视图,创建三维模型时可以切
2、换至AutoCAD三维工作空间，默认情况下，AutoCAD使观察点位于三维坐标系的z轴上，因而屏幕上显示的是xy坐标面。 绘制三维图形时，需改变观察的方向，这样才能看到模型沿x、y、z轴的形状。,【步骤解析】 单击状态栏上的 按钮，从弹出的快捷菜单中选择【三维建模】选项，进入三维建模工作空间，如图所示。,打开【视图】面板上的【视图控制】下拉列表，如图所示。选择【东南等轴测】选项，切换到东南等轴测视图。,打开极轴追踪、对象捕捉及自动追踪功能。指定极轴追踪角度增量为90，设定对象捕捉方式为“端点”、“交点”和“圆心”。 设定绘图区域大小为200200。单击状态栏上的 按钮，使用【范围】选项，使绘图
3、区域充满整个图形窗口显示出来。,二、将二维对象拉伸成3D实体,EXTRUD命令可以拉伸二维对象生成3D实体或曲面，若拉伸闭合对象，则生成实体，否则，生成曲面。操作时，可以指定拉伸高度值及拉伸对象的锥角，还可以沿某一直线或曲线路径进行拉伸。 主要作图步骤，如图所示。,（1）,（2）,【知识链接】 EXTRUDE命令的选项如下。 指定拉伸的高度：如果输入正的拉伸高度，则使对象沿z轴正向拉伸。若输入负值，则AutoCAD沿z轴负向拉伸。当对象不在坐标系xy平面内时，将沿该对象所在平面的法线方向拉伸对象。 方向：指定两点，两点的连线表明了拉伸方向和距离。 路径：沿指定路径拉伸对象形成实体或曲面。拉伸时
4、，路径被移动到轮廓的形心位置。路径不能与拉伸对象在同一个平面内，也不能具有较大曲率的区域，否则，有可能在拉伸过程中产生自相交情况。,倾斜角：当AutoCAD命令行提示“指定拉伸的倾斜角度”时，输入正的拉伸倾角表示从基准对象逐渐变细地拉伸，而负角度值则表示从基准对象逐渐变粗地拉伸，如图所示。,除用标准视点观察模型外，AutoCAD还提供了多种观察模型的方法，3DFORBIT命令可以使用户利用单击并拖动鼠标的方法将3D模型旋转起来。 启动3DFORBIT命令，AutoCAD窗口中就出现一个大圆和4个均布的小圆，如图所示。当光标移至圆的不同位置时，其形状将发生变化，不同形状的光标表明了当前视图的旋转
5、方向。,三、观察三维实体,球形光标 。 光标位于辅助圆内时，就变为这种形状，此时可以假想一个球体将目标对象包裹起来。单击并拖动光标，就使球体沿光标拖动的方向旋转，因而模型视图也就旋转起来。 圆形光标 。 移动光标到辅助圆外，光标就变为这种形状。按住鼠标左键并将光标沿辅助圆拖动，就使3D视图旋转，旋转轴垂直于屏幕并通过辅助圆心。,水平椭圆形光标 。 当把光标移动到左、右小圆的位置时，其形状就变为水平椭圆。单击并拖动鼠标，就使视图绕着一个铅垂轴线转动，此旋转轴线经过辅助圆心。 竖直椭圆形光标 。 将光标移动到上、下两个小圆的位置时，光标就变为该形状。单击并拖动鼠标，将使视图绕着一个水平轴线转动，此
6、旋转轴线经过辅助圆心。,任务二创建三维实体的各个部分,依次绘制实体的各个部分，最后进行布尔运算，具体绘图过程，如图所示。,一、底板,创建三维实体的主要工具都包含在【三维建模】面板上，利用这些工具可以创建长方体、圆柱体、球体及锥体等基本立体。 绘制底板并倒圆角，结果如图所示。,二、立板,创建三维实体，然后用MOVE命令将它们移动到正确的位置。 主要作图步骤：,（2）,（1）,（3）,三、矩形阵列对象,用CYLINDER命令可以创建三维实心圆柱体。 主要作图步骤，如图所示。,（1）,（2）,四、布尔运算,对已经创建的三维实体进行布尔运算就能构建完整的三维模型。 主要作图步骤：,（1）,（2）,知识
7、拓展,3DARRAY命令是二维ARRAY命令的3D版本。通过这个命令，用户可以在三维空间中创建对象的矩形或环形阵列。,一、3D阵列,【案例12-2】练习3DARRAY命令的使用。 阵列结果如图所示。,二、3D镜像,若想以某个平面作为镜像平面来创建3D对象的镜像拷贝，就必须使用MIRROR3D命令。如图所示，把A、B、C点定义的平面作为镜像平面，对实体进行镜像。 【案例12-3】练习MIRROR3D命令的使用。,三、3D旋转,使用ROTATE命令只能使对象在xy平面内旋转，即旋转轴只能是z轴。ROTATE3D及3DROTATE命令是ROTATE的3D版本，这两个命令能使对象绕3D空间中任意轴旋转
8、。此外，ROTATE3D命令还能旋转实体的表面。 【案例12-4】练习3DROTATE命令。,【案例12-5】练习ROTATE3D命令的使用。 打开教学资源文件“项目12素材12-5.dwg”，用ROTATE3D命令旋转3D对象。,四、3D倒圆角及倒斜角,对于三维实体，可以用FILLET、CHAMFER这两个命令创建圆角和斜角，但此时的操作方式与二维绘图时略有不同。 【案例12-6】在3D空间使用FILLET、CHAMFER命令。,五、拉伸面,AutoCAD可以根据指定的距离拉伸面或将面沿某条路径进行拉伸。拉伸时，如果是输入拉伸距离值，那么还可以输入锥角，这样将使拉伸所形成的实体锥化。如图所示
9、为将实体表面按指定的距离、锥角及沿路径进行拉伸的结果。 【案例12-7】拉伸面。,六、移动面,用户可以通过移动面来修改实体尺寸或改变某些特征（如孔、槽等）的位置。如图所示，将实体的顶面A向上移动，并把孔B移动到新的地方。 【案例12-8】移动面。,七、偏移面,对于三维实体，可以通过偏移面来改变实体及孔、槽等特征的大小。进行偏移操作时，用户可以直接输入数值或拾取两点来指定偏移的距离，随后AutoCAD根据偏移距离沿表面的法线方向移动面。 如图所示，把顶面A向下偏移，再将孔的表面向外偏移。输入正的偏移距离，将使表面向其外法线方向移动，反之，被编辑的面将向相反的方向移动。 【案例12-9】偏移面。,
10、八、旋转面,通过旋转实体的表面就可以改变面的倾斜角度，或将一些结构特征如孔、槽等旋转到新的方位。如图所示，将A面的倾斜角修改为120，并把槽旋转90。 在旋转面时，用户可以通过拾取两点、选择某条直线或设定旋转轴平行于坐标轴等方法来指定旋转轴，另外，应注意确定旋转轴的正方向。 【案例12-10】旋转面 。,九、锥化面,用户可以沿指定的矢量方向使实体表面产生锥度。如图所示，选择圆柱表面A使其沿矢量EF方向锥化，结果圆柱面变为圆锥面。如果选择实体的某一平面进行锥化操作，则将使该平面倾斜一个角度，如图所示。 【案例12-11】锥化面 。,十、编辑实心体的棱边,对于实心体模型，可以复制其棱边或改变某一棱
11、边的颜色。 按钮：把实心体的棱边复制成直线、圆、圆弧及样条线等。如图所示，将实体的棱边A复制成圆，复制棱边时，操作方法与常用的COPY命令类似。 按钮：利用此按钮用户可以改变棱边的颜色。将棱边改变为特殊的颜色后，就能增强着色效果。,十一、抽壳,用户可以利用抽壳的方法将一个实心体模型创建成一个空心的薄壳体。 在抽壳操作过程中还能将实体的某些面去除，以形成薄壳体的开口，如图所示为把实体进行抽壳并去除其顶面的结果。 【案例12-12】抽壳 。,十二、压印,压印（Imprint）可以把圆、直线、多段线、样条曲线、面域及实心体等对象压印到三维实体上，使其成为实体的一部分。 如图所示，将圆压印在实体上，并
12、将新生成的面向上拉伸。 【案例12-13】压印 。,十三、与实体显示有关的系统变量,ISOLINES：此变量用于设定实体表面网格线的数量，如左图所示。 FACETRES：用于设置实体消隐或渲染后的表面网格密度。此变量值的范围为0.0110.0，值越大表明网格越密，消隐或渲染后表面越光滑。如右图所示。,十三、与实体显示有关的系统变量,DISPSILH：用于控制消隐时是否显示出实体表面网格线。若此变量值为0，则显示网格线，为1时，不显示网格线，如图所示。,十四、用户坐标系,用户可以在三维空间中建立自己的坐标系（UCS），该坐标系是一个可变动的坐标系，坐标轴正向按右手螺旋法则确定。 在AutoCAD
13、中，多数2D命令只能在当前坐标系的xy平面或与xy平面平行的平面内执行。若用户想在3D空间的某一平面内使用2D命令，则应在此平面位置创建新的UCS。,【案例12-14】在三维空间中创建坐标系。,改变坐标原点 将UCS坐标系绕x轴旋转90 利用三点定义新坐标系,十五、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。 并集操作：UNION命令将两个或多个实体合并在一起形成新的单一实体，操作对象既可以是相交的，也可以是分离开的。 【案例12-15】并集操作。,差集操作：SUBTRACT命令将实体构成的一个选择集从另一选择集中减去。操作时，用户首先选择被减对象，构成第一选择集，然后选择要减
14、去的对象，构成第二选择集，操作结果是第一选择集减去第二选择集后生成的新对象。 【案例12-16】差集操作。,交集操作：INTERSECT命令可创建由两个或多个实体重叠部分构成的新实体。 【案例12-17】CHAMFER命令选项。,实训,【案例12-18】绘制如图所示的支撑架的实体模型 。,实训1 创建支撑架实体模型,主要作图步骤，如图所示。,（1）,（2）,（3）,（4）,（5）,主要作图步骤，如图所示。,（6）,（2）,（7）,实训2 创建轴承座实体模型,【案例12-19】绘制如图所示的轴承座的实体模型。,主要作图步骤，如图所示。,（2）,（1）,（5）,（6）,（4）,（3）,项目小结,利
15、用标准视点观察模型及用3DFORBIT命令动态旋转模型。 用BOX命令创建长方体，用CYLINDER命令创建圆柱体。 用EXTRUDE命令将二维对象拉伸成三维实体。 阵列、旋转、镜像三维模型 。,项目小结,编辑实心体的面、边和体。 编辑面：AutoCAD提供了拉伸、移动、旋转、锥化等操作。 编辑体：把一个几何对象“压印”在三维实体上，对实体进行抽壳操作等。 编辑边：复制其棱边或改变某一棱边的颜色。 UCS命令可以在任意位置、沿任意方向建立用户坐标系。,项目小结,UCS命令可以在任意位置、沿任意方向建立用户坐标系。 控制实体显示的变量：ISOLINES用于设定实体表面网格线的密度，FACETRE
16、S用于设置实体消隐或渲染后表面网格密度，DISPSILH用于控制消隐时是否显示出实体表面网格线。 实体间的布尔运算：“并”运算、“差”运算及“交”运算，通过布尔运算构建复杂的三维模型。,思考与练习,一、思考题 三维空间中有两个立体模型，若想用3DFORBIT命令观察其中之一，该如何操作？ EXTRUDE命令能拉伸哪些二维对象？拉伸时可以输入负的拉伸高度吗？能指定拉伸锥角吗？ 进行三维镜像时，定义镜像平面的方法有哪些？ AutoCAD的压印功能在三维建模过程中有何作用？ 如何创建新的用户坐标系？列举3种方法。 与实体显示有关的系统变量有哪些？它们的作用是什么？ 常用何种方法构建复杂的实心体模型？,二、操作题,绘制图所示的立体的实心体模型。,绘制图所示的立体的实体模型。,绘制图所示的立体的实体模型。,
