《中文AutoCAD案例教程 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 教学课件 ppt 作者 曾萍 沈大林 第5章 绘制三维立体图形》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中文AutoCAD案例教程 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 教学课件 ppt 作者 曾萍 沈大林 第5章 绘制三维立体图形（69页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第5章 绘制三维立体图形,在机械绘图中，平面图、剖面图只是从平面的角度来表达机械的设计思想与平面关系。设计师更希望在图纸上表达机械图形在三维的空间关系，并希望能通过三维模型给人们以感性的认识，这就需要绘制机械三维图形。本章通过几个常用机械零件，详细的讲述了AutoCAD的常用的三维绘图功能。图5-1-1 三种类型的三维模型 在AutoCAD 2006中支持三种类型的三维建模方式，它们分别是“线框模型”、“曲面模型”和“实体模型”，每种模型都有自己的创建方法和编辑技术，如图5-1-1所示。“线框模型”为一轮廓模型，它由三维的直线和曲线组成，不含面的信息；“曲面模型”则仅由曲面组成，曲面不透明且能
2、挡住视线；“实体模型”也具有不透明的曲面，但是它却包含空间，各实体对象间可以执行各种运算操作(如对象相加、相减和求交集)，从而创建各种复杂的实体对象。,图5-1-1 三种类型的三维模型,第5.1节 创建实体模型,【相关知识】创建三维实体、三维对象的显示 1创建面域和向对象添加三维厚度 图5-1-14 构成面域的形 （1）创建面域 面域是使用形成闭合环的对象创建的二维封闭区域，如图5-1-14所示。可以将现有面域组合成单个、复杂的面域来计算面积。环可以是直线、多段线、圆、圆弧、椭圆、椭圆弧和样条曲线的组合。组成环的对象必须闭合或通过与其他对象共享端点而形成闭合的区域，,图5-1-14 构成面域的
3、形,（2）向对象添加三维厚度 厚度是使特定对象具有三维外观的特性，如图5-1-15所示。对象的三维厚度是对象于所在的空间位置向上或向下延伸或加厚的距离。正的厚度按Z轴正向向上拉伸，负的厚度按Z轴负向向下拉伸。零厚度表示对象没有三维厚度。Z方向由创建对象时的UCS的方向确定。可以对具有非零厚度的对象进行着色，也可以在其后面隐藏其他对象。,图5-1-15 向对象添加三维厚度,2创建实体模型 实体对象表示整个对象的体积，可在“实体”工具栏选择需要创建的实体。在各类三维建模中，实体的信息最完整，歧义最少。复杂实体形比线框和网格更容易构造和编辑。与网格类似，实体显示为线框，直至用户将其隐藏、着色或渲染。
4、另外，还可以分析实体的质量特性（体积、惯性矩、重心等）。可以输出实体对象的数据，供数控铣床可以根据基本实体形（长方体、圆锥体、圆柱体、球体、圆环体和楔体）来创建实体，也可以通过沿路径拉伸二维对象或者绕轴旋转二维对象来创建实体。以这种方式创建实体之后，可以组合这些实体来创建更复杂的形。可以合并这些实体，获得它们的差集或交集（重叠）部分。通过圆角、倒角操作或修改边的颜色，可以对实体进行进一步修改。因为无需绘制新的几何图形，也无需对实体执行布尔运算，所以操作实体上的面较为容易。创建各类实体模型的方法如下。,（1）创建长方体 单击“绘图”“实体”“长方体”菜单命令或单击实体工具栏中的“长方体”按钮，然
5、后在绘图区指定长方体的角点与高度，即可绘制出一个长方体，如图5-1-17所示。长方体的底面总与当前UCS的XY平面平行。 命令行窗口提示操作步骤如下。 命令:_BOX指定长方体的角点或中心点(CE): （单击点1） 指定角点或立方体(C)/长度(L): （单击点2） 指定高度: （单击点3） 指定第二点:（2）创建圆锥体 圆锥体是由圆或椭圆底面以及顶点所定义的。默认情况下，圆锥体的底面位于当前UCS的XY平面上。高度可为正值或负值，且平行于Z轴。顶点确定圆锥体的高度和方向。 单击实体工具栏中的“圆锥体”按钮，然后指定圆锥体的角点与高度，即可绘制出一个长方体，如图5-1-18所示。 命令行窗口提
6、示操作步骤如下。 命令:_CONE指定长方体的角点或中心点(CE): （单击点1） 指定角点或立方体(C)/长度(L): （单击点2） 指定高度:（单击点3） 指定第二点:,图5-1-17 创建长方体,图5-1-18 创建圆锥体,（3）创建圆环体 可以使用TORUS命令可创建与轮胎内胎相似的环形体。圆环体与当前UCS的XY平面平行且被该平面平分。 单击实体工具栏中的“圆环体”按钮，然后指定圆环体的中心与半径，再指定圆管半径，即可绘制出一个圆环体，如图5-1-19所示。 命令行窗口提示操作步骤如下。 命令:_CONE当前线框密度:ISOLINES=10 指定圆环体中心: （输入圆环体中心） 指定
7、圆环体半径或直径(D):50 （输入圆环体半径值） 指定圆管半径或直径(D):20 （输入半径值）,图5-1-19 创建球体,（4）创建楔体 可以使用WEDGE创建楔体。楔体的底面平行于当前UCS的XY平面，斜面正对第一个角点。高度可以为正值或负值且平行于Z轴。 单击实体工具栏中的“楔体”按钮 ，然后指定楔体的角点与高度，即可绘制出一个楔体，如图5-1-20所示。 命令行窗口提示操作步骤如下。 命令:_WEDGE指定楔体的第一个角点或中心点(CE):（单击点1） 指定角点或立方体(C)/长度(L):（单击点2） 指定高度:（单击点3） 指定第二点:,图5-1-20 创建楔体,（5）创建拉伸实体
8、图5-1-21 创建拉伸实体 使用拉伸命令 ，可以通过拉伸选定的对象来创建实体。可以拉伸闭合的对象，例如多段线、多边形、矩形、圆、椭圆、闭合的样条曲线、圆环和面域。不能拉伸三维对象、包含在块中的对象、有交叉或横断部分的多段线，或非闭合多段线。可以沿路径拉伸对象，也可以指定高度值和斜角，如图5-1-21所示。 对于侧面成一定角度的零件来说，倾斜拉伸特别有用。例如，铸造车间用来制造金属产品的铸模。但应避免使用太大的倾斜角度。如果角度过大，轮廓可能在达到所指定高度以前就倾斜为一个点。,（6）创建旋转实体 使用旋转命令 ，可以通过将一个闭合对象围绕当前UCS的X轴或Y轴旋转一定角度来创建实体，如图5-
9、1-22所示。也可以围绕直线、多段线或两个指定的点旋转对象，如图5-1-23所示。与EXTRUDE（拉伸）命令类似，如果对象包含圆角或其他使用普通轮廓很难制作的细部图，那么可以使用旋转命令。如果用与多段线相交的直线或圆弧创建轮廓，可用PEDIT的“合并”选项将它们转换为单个多段线对象，然后使用旋转命令。 不能对以下对象使用旋转命令：三维对象、包含在块中的对象、有交叉或横断部分的多段线或非闭合多段线。,图5-1-22 绕轴旋转一定角度,图5-1-23 围绕直线、多段线或两个点旋转对象,3创建布尔组合实体 （1）使用并集创建组合实体 使用UNION命令，可以合并两个或多个实体（或面域），构成一个组
10、合对象。该命令用于计算几个实体的总和，将两个以上的“面域”或“实体”对象，连接成组合面域或复合实体。如果选取的对象不能连接，则命令行将提示:“至少必须选择2个实体或共面的面域”。 用“并集”命令将二个实体连接后，它们成为一个实体。在选择时，也将作为一个实体被选择。单击“修改”“实体编辑”“并集”菜单命令或单击实体编辑工具栏中的“并集”按钮 ，然后选择需要合并的多个图形，即可将其合并为一个整体，如图5-1-24所示。 命令行窗口提示操作步骤如下。 命令:_UNION选择对象: 指定对角点:找到2个（选择所有的图形）,图5-1-24 使用并集创建组合实体,（2）使用交集创建组合实体 使用“交集”命
11、令，可以用两个或多个重叠实体的公共部分创建组合实体。 单击“修改”“实体编辑”“交集”菜单命令或单击实体编辑工具栏中的“交集”按钮 ，然后选择需要交集处理的多个图形，即可将其交集处理，形成一个新的模型，如图5-1-25所示。 （3）使用差集创建组合实体 “差集”命令用于从所选三维实体或面域中减去一个或多个实体或面域，并得到一个新的实体或面域。当选择的实体或面域不相交时，负构件将被删除。例如，可以使用SUBTRACT命令在对象上减去圆柱，从而在机械零件上增加孔。 单击“修改”“实体编辑”“差集”菜单命令或单击实体编辑工具栏中的“差集”按钮 ，然后分别选择需要差集处理的多个图形，即可将差集处理，形
12、成一个新的模型，如图5-1-26所示。,图5-1-25 使用交集创建组合实体 图5-1-26 使用差集创建组合实体,4对象的消隐 通常建立起一个三维观察方向后，图形仍以网格线条的方式显示所有物体的空间几何形状，即使被其他物体遮住了的部分也会显示出来。“消隐”命令 将在屏幕上重新生成一个用于观察消除了隐藏线的图形。消隐前的图形如图5-1-2所示。消隐后的图形如图5-1-3所示。消引具有以下特性。 （1）消隐命令不显示被遮挡住的线条，从而使视图更加清晰和直观，更具有立体感和真实感。启动消隐命令后，用户无须进行目标选择，AutoCAD将对当前视窗内的所有实体进行消隐，并在数秒钟之后显示出消隐后的图形
13、。消隐只是将某些线条隐藏起来，而不是将它们删掉，因此消隐和删除有着本质的区别。,图5-1-2 消隐前的图形,图5-1-3 消隐后的图形,图5-1-4 “选项”（显示）对话框 （2）在AutoCAD中，当隐线消除后，在圆弧倒角的部分还有一大堆残留的线框跑出来。要想将其消除，单击“工具”“选项”菜单命令，并在调出的“选项”对话框中，单击“显示”选项卡，显示出“显示”选项卡的设置内容。选中“以线框形式显示轮廓”复选框，如图5-1-4所示。然后单击“应用”和“确定”按钮，即可解决消隐后残留的线框问题。,图5-1-4 “选项”（显示）对话框,（1）使用预制三维视图 在三维空间中工作时，经常要显示几个不同
14、的视图，以便可以轻易地验证图形的三维效果。最常用的视点是等轴测视图，使用它可以减少视觉上重叠对象的数目。通过选定的视点，可以创建新的对象、编辑现有对象、生成隐藏线或着色视图。 快速设置视图的方法是选择预定义的三维视图。可以根据名称或说明在“视图”工具栏中选择预定义的标准正交视图和等轴测视图，如图5-1-5所示。 这些视图代表常用的选项：俯视、仰视、主视、左视、右视、前视和后视。此外，还可以从等轴测选项设置视图，他们包括：SW（西南）等轴测、SE（东南）等轴测、NE（东北）等轴测和NW（西北）等轴测。要理解等轴测视图的表现方式，请想象正在俯视盒子的顶部。如果朝盒子的左下角移动，可以从西南等轴测视
15、图观察盒子。如果朝盒子的右上角移动，可以从东北等轴测视图观察盒子，如图5-1-6所示。,图5-1-5 “视图”工具栏,图5-1-6 等轴测视图的表现方式,（2）使用坐标值或角度定义三维视图 通过输入一个点的坐标值或测量两个旋转角度定义观察方向，如图5-1-7所示。此点表示朝原点（0,0,0）观察模型时，用户在三维空间中的位置。视点坐标值相对于世界坐标系，除非修改WORLDVIEW系统变量。定义建筑（AEC）设计的标准视图约定与机械设计的约定不同。在AEC设计中，XY平面的正交视图是俯视图或平面视图，在机械设计中，XY平面的正交视图是主视图。,图5-1-7 使用坐标值或角度定义三维视图,6以交互
16、方式指定三维视图 （1）显示透视图图5-1-8 透视图中不同的表现方式 下图显示了同一个线框模型在平行投影中和透视图中不同的表现方式，如图5-1-8所示。两者都基于相同的观察方向。定义透视图和定义平行投影之间的差别是：透视图取决于理论相机和目标点之间的距离。较小的距离产生明显的透视效果，较大的距离产生轻微的效果。在透视效果关闭或在其位置定义新视图之前，透视图将一直保持其效果。 （2）设置剪裁平面 通过定位前向剪裁和后向剪裁平面（用于根据理论相机的距离来控制对象的可见性），可以创建图形的剖面视图。可以移动垂直于相机和目标（指向相机）之间视线的剪裁平面。剪裁将自剪裁平面的前向和后向删除对象的显示，如图5-1-9所示。,图5-1-8 透视图中不同的表现方式,图5-1-9 剪裁平面的表现方式,（3）三维动态观察器 在动态观察时，可以在更改视图的同时显示更改视点的效果。执行“三维动态观察器”命令后，即可在视图中显示出一个绿色的圆环，如图5-1-10所示。三维动态观察器由轨道、指南针等组成，轨道的各象
