《计算机绘图与考证AutoCAD 2005课件教学课件 ppt 作者 钟江鸿 主编 程时甘 主审第7章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机绘图与考证AutoCAD 2005课件教学课件 ppt 作者 钟江鸿 主编 程时甘 主审第7章（66页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、三维实体造型,第七章,三维实体造型,第一节 UCS 第二节 三维实体造型基础 第三节 实体造型实例,第一节 UCS,一、UCS基础知识 AutoCAD 提供了两个坐标系：世界坐标系 WCS（World Coordinate System） 和用户坐标系 UCS（User Coordinate System）。在本章之前，即平面作图时，WCS和UCS是相重的，即它们的轴和原点完全重叠在一起，所以没有将UCS这个概念提出来，但在进行三维实体造型时，经常要重定位UCS以使我们能顺利完成工作，可以这么说在AutoCAD中学习三维实体造型的第一关是掌握灵活应用UCS。,（a）坐标系 （b） 确定Z轴正方
2、向 （c）确定旋转正方向 图7-1 “右手定则”,第一节 UCS,WCS和UCS的区别是：WCS是固定不变的，不能被重新定义的。表现为一是其坐标原点总是（0,0,0），二是其所在的XY平面永远是水平的（在三维视图下），可理解为平行于地面。UCS是用户当前的坐标系，可以根据需要移动和改变方位的，即通过选择原点位置和 XY 平面的方向或者Z轴，可以重定位 UCS。在任何时候都只能有一个 UCS，所有的坐标输入和坐标显示都是相对于当前UCS的。 WCS和UCS的联系是：无论如何重新定向 UCS，都可以通过使用 UCS 命令的“世界（W）”选项“W”使其与 WCS 重合。,第一节 UCS,WCS和UC
3、S的坐标系都采用“右手定则”。所谓“右手定则”就是在三维坐标系中，如果已知X 和 Y 轴的方向，可以使用右手确定 Z 轴的正方向。规则是：右手手背靠近屏幕，大拇指指向 X 轴的正方向，伸出食指和中指，使食指指向 Y 轴的正方向，那么中指所指示的方向就是 Z 轴的正方向，如图所7-1b示。 使用“右手定则”确定三维空间中绕坐标轴旋转的正方向：将右手拇指指向轴的正方向，其余四指自然弯曲的方向就是绕该轴旋转的正方向，如图7-2c所示。 在进行三维实体造型时，会经常应用“右手定则”来创建ucs和确定绕轴的旋转方向。,第一节 UCS,二、UCS命令 UCS是用户正在使用的坐标系，坐标输入和显示均相对于当
4、前的 UCS，绝大部分编辑命令、文字和尺寸标注也是相对于当前的UCS，UCS是学习三维造型的基础。 在AutoCAD中，可以随时使用命令“ucs”新建一个用户坐标系。决定一个直角坐标系的基本要素就是坐标系的原点和坐标系的方位，而坐标系的方位可以用X轴和Y轴所在的平面确定或者由Z轴来确定，确定平面的方式有多种，这些不同的方式对应“ucs”命令中的各种选项，在实际绘图根据具体来确定不同的选项，选项中还可以根据需要保存和调用 UCS。,第一节 UCS,“UCS”命令可以单击“工具”菜单“新建 UCS”命令或者显示如图7-2所示的“UCS”工具栏，建议读者直接从命令行输入：UCS8 ，这样方式快捷而且
5、灵活，命令提示中的选项对应“UCS”工具栏的各图标按钮。 UCS的命令选项很多，常用的主要有“新建（N）”、“移动（M）”和“世界（W）”，输入后面的选项字母，即可进入相应选项操作，下面重点介绍这三个命令选项的用法，其它选项用法请参考AutoCAD帮助。,图7-2 “UCS”工具栏,第一节 UCS,1. 新建（N）。选项N表示将新建一个ucs，可用不同的方法新建，接下来的命令提示是： 指定新 UCS 的原点或 Z 轴(ZA)/三点(3)/对象(OB)/面(F)/视图(V)/X/Y/Z ： （1）原点：移动当前 UCS 的原点，保持其 X、Y 和 Z 轴方向不变，从而定义新的 UCS。 （2）Z
6、轴（ZA）：指定新原点和位于新建 Z 轴正半轴上的点。即指定一个新的Z轴来定义一个新的ucs。 （3）三点（3）：指定新 UCS 原点及其 X 和 Y 轴的正方向。Z 轴由右手定则确定。,第一节 UCS,（4）对象（OB）：根据选定三维对象定义新的坐标系。新建 UCS 的Z 轴正方向与选定对象的拉伸方向相同。 （5）面（F）： 将 UCS 与实体对象的选定面对齐。要选择一个面，请在此面的边界内或面的边上单击，被选中的面将亮显，UCS 的 X 轴将与找到的第一个面上的最近的边对齐。 （6）视图(V)： 以垂直于观察方向（平行于屏幕）的平面为 XY 平面，建立新的坐标系。UCS 原点保持不变。 （
7、7）X：表示绕X轴旋转当前 UCS，由“右手法则”来确定绕X轴旋转的正方向。 （8）Y/Z：旋转轴改变，其余同上。,第一节 UCS,2. 移动（M）。选项M表示将要平移UCS，保留其 XY 平面的方向不变，接下来的命令提示略。 （1）直接指定新的原点。 （2）Z- 向深度将（Z）：使 UCS 相对于当前原点沿自身 Z 轴正方向或负方向移动一个距离。 3. 世界（W）。选项W表示将当前用户坐标系设置为世界坐标系WCS，即与WCS重合。 下面通过实例来说明命令ucs的使用。,第一节 UCS,实例7-1：打开光盘Ch7目录下的图形文件Exp1.dwg，图中点A，点B和点C分别是X轴，Y轴和Z轴线上的
8、三个端点，要求： （1）以C点为圆心，在世界坐标系XZ平面上画一个半径为3的圆。 （2）以A点为圆心，在由A，B，C三点确定的平面上画一个半径为3的圆，结果如图7-3所示，然后保存文件到用户盘。 分析：图7-3中的三个圆都位于不同的平面上，水平圆是图形文件自带的。其它两个圆是本例要求绘制的，在画圆之前都必须调整ucs。操作过程如下：,第一节 UCS,（1）以C点为圆心，在XZ平面上画一个半径为3的圆。 改变ucs：绕X轴旋转90度，使新的ucs位于世界坐标系XZ平面。从命令行输入：ucs8 命令提示与输入略。结果 如图7-4a所示。 以C点为圆心，画半径为3的圆。单击“圆”按钮 ，命令提示与输
9、入略。结果如图7-4b所示。,图7-3 应用“UCS”命令,第一节 UCS,（2）以A点为圆心，在由A，B，C三点确定的平面上画一个半径为3的圆。 改变ucs：新的ucs位于由A，B，C三点所决定的平面上。从命令行输入：ucs8 命令提示与输入略。结果如图7-5a所示。 在新建的ucs上，以A点为圆心，画半径为3的圆，结果如图7-5b所示。,（a）改变ucs （b）画圆 图7-4,第一节 UCS,（3）参照样图7-3，将ucs调整至世界坐标系wcs。从命令行输入：ucs8 命令提示与输入略。结果如图7-6所示。,（a）改变ucs （b）画圆 图7-5,图7-6 ucs与wcs重合,第一节 UC
10、S,实例7-2：打开光盘Ch7目录下的图形文件Exp2.dwg，要求在立方体的前平面和后平面上画两个正方形，其内切圆的半径均为2，正方形的中心点分别在两个平面的中心点上，结果如图7-7所示，然后保存文件到用户盘。 分析：该例还是练习ucs命令的使用，绘图命令是基于当前的ucs的，所以在绘图之前得先调整好ucs。具体操作过程如下：,图7-7,第一节 UCS,（1）调整ucs。 平移ucs。将ucs平移至图7-8a中的交点A，从命令行输入：ucs8 命令提示与输入略。结果如图7-8a所示。 旋转ucs。从命令行输入：ucs8 命令提示与输入略。结果如图7-8b所示。,（a）平移ucs （b）绕X轴
11、旋转90度 图7-8 调整ucs,第一节 UCS,（2）画正方形。 画辅助直线AB。 画内切半径为2的正方形。单击“绘图”工具栏的“多边形”按钮，设置“正交 开”模式，命令提示与输入略。结果如图7-9a所示。 复制。将刚才所画的正方形，参考图7-9a中的B点和C点进行复制，结果如图7-9a所示。最后删除辅助线保存图形即可。,a）画正方形 （b）复制正方形 图7-9,第二节 三维实体造型基础,在AutoCAD环境中，除了一些基本几何体如长方体、球、圆柱体和圆锥体可以直接通过命令完成外，多数时候要使用AutoCAD提供的两个最基本的实体造型命令，即“拉伸”和“旋转”。一个复杂的实体都是若干个简单实
12、体经过“布尔”运算形成的，所以进行三维实体造型，在能灵活应用ucs和“读懂”视图的基础上，还必须知道实体的造型方法、实体间的“布尔”运算和实体的常用编辑方法。 一、基本实体命令 在AutoCAD中进行实体造型时，为了提高绘图效率、更好地查看图形效果，应显示相应的特色工具栏，如：,第二节 三维实体造型基础,“视图”工具栏： “实体”工具栏： “着色”工具栏： “实体编辑”工具栏 “实体”工具栏中按钮 分别用于绘制长方体、球、圆柱体、圆锥体、楔体和立体圆环这些基本的几何体，下面简单介绍这些命令。为了能比较好地显示效果，将图形界限设置成210X297并显示全部图形，绘图精度不带小数点；单击“视图”工
13、具栏的“西南等轴测视图”按钮 ，以出现三维的显示效果；单击“着色”工具栏的二维线框”按钮 ，用直线和曲线表示对象的边界。,第二节 三维实体造型基础,1. “长方体”按钮 ，可利用该命令来绘制长方体或正方体，命令提示与输入略。 结果如图7-10a所示。如果单击“着色”工具栏的“三维线框”按钮 ，显示效果如图7-10b（和“二维线框”显示相比，差别是显示一个着色的三维用户坐标系UCS 图标），单击“消隐”按钮 ，显示效果如图7-10c，隐藏了看不见的轮廓线。,（a）“二维线框”显示 （b） “三维线框”显示 （c） “消隐”显示 图7-10 长方体,第二节 三维实体造型基础,结果如图7-11所示。
14、 2. “球”按钮 ，该命令用于绘制一个实心球，命令提示与输入略。 结果如图7-12a所示。如果单击“着色”工具栏的“消隐”按钮 ，显示效果如图7-12b。,图7-11 正方体,“二维线框”显示 （b） “消隐”显示 图7-12 球体,第二节 三维实体造型基础,3. 圆柱体”按钮 ，该命令用于绘制一个实心圆柱体，命令提示与输入略。 结果如图7-13a所示。如果单击“着色”工具栏的“消隐”按钮 ，显示效果如图7-13b。,（a）“二维线框”显示 （b） “消隐”显示 图7-13 圆柱体,第二节 三维实体造型基础,4. “圆锥体”按钮 ，该命令用于绘制一个实心圆锥体，命令提示与输入略。 结果如图7
15、-14a所示。如果单击“着色”工具栏的“消隐”按钮 ，显示效果如图7-14b。,（a）“二维线框”显示 （b） “消隐”显示 图7-14 圆锥体,第二节 三维实体造型基础,5. “楔体”按钮 ，该命令用于绘制一个实心楔形体，命令提示与输入略。 结果如图7-15a所示。如果单击“着色”工具栏的“消隐”按钮 ，显示效果如图7-15b。,（a）“二维线框”显示 （b） “消隐”显示 图7-15 楔形体,第二节 三维实体造型基础,6. “圆环”按钮 ，该命令用于绘制一个实心圆环，命令提示与输入略。结果如图7-16所示。,图7-16 立体圆环,第二节 三维实体造型基础,二、两个实体造型命令 在AutoC
16、AD中，两个实体造型命令就是“拉伸”和“旋转”，分别对应“实体”工具栏的按钮 和 。这两个造型命令的操作对象只能是封闭的多段线或面域。因为轮廓线只是反映零件的外部线条，不能进行拉伸或者旋转，所以，要想利用轮廓拉伸出柱实心体或者成为实心旋转体，必须把轮廓线转换成面域或者多段线，即如果轮廓不是封闭的多段线和面域，必须对其进行处理使之符合造型的条件。多段线及其编辑分别已在第3章和第4章中进行过详细介绍，面域是使用形成闭合环的对象创建的二维闭合区域，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，创建面域的命令对应“绘图”工具栏上的“面域”按钮 ，具体应用将在后面的实例中介绍。,第二节 三维实体造型基础,值得注意的是：第4章介绍平面图形的编辑命令时，认识的“拉伸”按钮 （对应命令stretch）和“旋转”按钮 （对应命令rotate），和这里介绍的实体造型命令“拉伸”和“旋转”是
