第9章 三维实体造型三维实体造型 本章主要内容 三维绘图基础用户坐标系及三维图形的显示方法绘制和编辑三维模型的基本方法创建网格模型与实体模型的方法绘制轴测图9.1 三维坐标系 9.2 三维模型概况 9.3 创建线框模型 9.4 创建网格模型 9.5 创建实体模型 9.6 绘制轴测图 9.1 三维坐标系三维坐标系 9.1.1 坐标系概述在 AutoCAD 中，有两种坐标系1世界坐标系(WCS)：是一种固定的坐标系，其X 轴是水平的，Y 轴是垂直的，Z 轴垂直于 XY 平面，坐标原点是图形左下角 X 轴和 Y 轴的交点(0,0)用户可以根据需要在WCS的基准上定义UCS2用户坐标系(UCS)：是用于坐标输入、操作平面和观察的一种可移动的坐标系大多数 AutoCAD 几何编辑命令取决于UCS的位置和方向9.1.2 确定点的位置确定点的位置（1）指定新UCS的原点：此选项通过移动当前的UCS的原点来定义一个新的用户坐标系2）面（F）：将新用户坐标系的XY平面与所选实体的一个面重合3）命名（NA）：为新创建的用户坐标系命名4）对象（OB）：通过指定一个对象来定义一个新的坐标系5）视图（V）：将新用户坐标系的XY平面与屏幕平行，Z轴与其正交，用户坐标系原点保持不变。
6）X/Y/Z：将坐标系分别绕X轴、Y轴、Z轴旋转一定的角度，来建立新的用户坐标系7）Z轴（ZA）：此选项通过定义Z轴的正方向来设置当前XY平面8）上一个（P）：恢复上一个UCS9）世界（W）：将当前用户坐标系设置为世界坐标系WCS是所有用户坐标系的基准，不能被重新定义在创建用户坐标系时，经常使用“三点”方式，即通过指定3个点来定义原点以及X轴、Y轴的正方向使用方法：选择菜单工具新建UCS三点9.2 三维模型概况三维模型概况1线框模型线框模型描述的是三维形体的框架，仅仅由描述对象边框的点、直线和曲线组成2网格模型网格模型是用来表现曲面，它不仅定义了三维形体的边，而且定义了三维形体的表面网格模型可以实现消隐、渲染等功能，此外利用网格模型还可以构造复杂的曲面物体3实体模型实体模型具有体的特征，用户可以对它进行挖孔、挖槽、倒角等布尔运算的操作线框模型 网格模型 实体模型 9.3 创建线框模型创建线框模型9.3.1 利用二维对象创建线框模型利用二维对象创建线框模型1使用各种二维绘图命令，如直线、圆、圆弧、样条曲线等，并通过输入对象上各点的X、Y和Z三维坐标来创建线框模型2通过空间任意位置，定义一个绘制对象的默认工作平面(即UCS的XY平面)，然后在该平面上绘制二维对象。
用户可以定义多个绘制二维对象的工作平面3在二维空间创建了对象后，将其移动或复制到适当的三维位置9.3.2 使用直线和样条曲线命令使用直线和样条曲线命令LlNE命令和SPLINE命令可直接用于三维对象的绘制，它们分别用于创建三维直线和三维样条曲线使用它们创建线框模型时，只需要依次输入空间各点的三维坐标即可9.4 创建网格模型创建网格模型9.4.1创建平移网格创建平移网格使用 TABSURF 命令可以创建网格，表示由路径曲线和方向矢量定义的基本平移曲面路径曲线可以是直线、圆弧、圆、椭圆、椭圆弧、二维多段线、三维多段线或样条曲线方向矢量可以是直线，也可以是开放的二维或三维多段线可以将使用 TABSURF 命令创建的网格看作是沿指定路径上的一系列平行多边形创建平移网格，必须事先绘制好路径曲线和方向矢量 9.4.2创建直纹网格创建直纹网格使用RULESURF命令，可以在两条直线或曲线之间创建直纹网格，此时这两条线即是构造网格的“轨迹”可以使用以下两个不同的对象定义直纹网格的“轨迹”：直线、点、圆弧、圆、椭圆、椭圆弧、二维多段线、三维多段线或样条曲线9.4.3创建旋转网格创建旋转网格使用 REVSURF 命令，可以通过绕轴旋转某对象的轮廓来创建旋转网格。
被旋转的对象称为路径曲线，它可以是直线、圆、圆弧、椭圆、椭圆弧、多段线、样条曲线、闭合多段线、多边形、闭合样条曲线或圆环的任意组合使用 EDGESURF 命令，可以通过称为边界的四个对象创建孔斯曲面片网格边界可以是圆弧、直线、多段线、样条曲线和椭圆弧，并且必须形成闭合环和共享端点孔斯片是插在四个边界间的双三次曲面（一条 M 方向上的曲线和一条 N 方向上的曲线）9.4.4创建边界网格创建边界网格3D 命令可以创建以下三维形状：长方体、圆锥体、下半球面、上半球面、网格、棱锥面、球体、圆环和楔体等9.4.5创建三维网格创建三维网格使用3dmesh命令，可以创建矩形网格，操作时应指出M、N方向的网格数目，并在系统提示下输入每个顶点的坐标值即可9.4.6创建矩形网格创建矩形网格9.5创建实体模型创建实体模型9.5.1 创建三维基本实体在AutoCAD 2008中创建每一种基本三维实体都有一个对应的建模命令通常调用基本实体命令的方法有以下四种：方法一 使用工具栏：单击“建模”工具栏中的相应图标按钮方法二 应用菜单栏：如“绘图”“建模”“长方体”方法三 命令行输入命令：如“box”方法四 利用“三维制作”面板：单击面板上的相应按钮。
1绘制长方体（1）功能绘制长方体或正方体2）调用方法命令：BOX菜单：绘图建模长方体图标：建模工具栏中的2绘制楔形体（1）功能绘制楔形体2）调用方法命令：WEDGE菜单：绘图建模楔体图标：建模工具栏中的 3绘制圆锥体（1）功能绘制圆锥体或绘制椭圆锥体2）调用方法命令：CONE菜单：绘图建模圆锥体图标：建模工具栏中的4绘制圆柱体（1）功能绘制圆柱体或绘制椭圆柱体2）调用方法命令：CYLINDER 菜单：绘图建模圆柱体图标：建模工具栏中的 5绘制球体（1）功能绘制3D球体2）调用方法命令：SPHERE菜单：绘图建模球体图标：建模工具栏中的 6绘制棱锥体（1）功能绘制棱锥面，所建立的棱锥体底面平行位于当前UCS的XY平面上2）调用方法命令：PYRAMID菜单：绘图建模棱锥面图标：建模工具栏中的7绘制圆环体（1）功能绘制圆环体，所建立的圆环体平行位于当前UCS的XY平面上2）调用方法命令：TORUS菜单：绘图建模圆环体图标：建模工具栏中的9.5.2 通过拉伸二维对象创建三维实体通过拉伸二维对象创建三维实体使用EXTRUDE命令可以将一些二维对象拉伸成三维实体拉伸过程中，用户可以指定拉伸高度、拉伸路径，还可以使对象截面沿着拉伸方向变化。
拉伸路径可以封闭也可以不封闭在AutoCAD中，可用于拉伸的二维对象包括圆、椭圆、多边形、封闭的多段线、封闭样条曲线、面域等1）功能将二维对象拉伸成三维实体2）调用方法命令：EXTRUDE菜单：绘图建模拉伸图标：建模工具栏中的9.5.3 通过旋转二维对象创建三维实体通过旋转二维对象创建三维实体使用REVOLVE命令可以将二维对象绕指定的轴旋转从而创建三维回转体可以用于旋转的二维对象包括封闭多段线、多边形、圆、椭圆、封闭样条曲线和面域有交叉或自干涉的多段线不能被旋转，一次可以旋转多个对象1）功能将二维对象旋转成三维实体2）调用方法命令：REVOLVE菜单：绘图建模旋转图标：建模工具栏中的 9.5.4 通过扫掠创建三维实体通过扫掠创建三维实体使用扫掠命令，可以通过沿开放或闭合的二维或三维路径扫掠开放或闭合的平面曲线（轮廓）来创建新实体或曲面可以扫掠多个对象，但是这些对象必须位于同一平面中如果沿一条路径扫掠闭合的曲线，则生成实体1）功能通过沿路径扫掠二维曲线来创建三维实体或曲面2）调用方法命令：SWEEP菜单：绘图建模扫掠图标：建模工具栏中的9.6 绘制轴测图绘制轴测图9.6.1 设置轴测模式设置轴测模式方法一 依次选择“工具”“草图设置”，弹出“草图设置”对话框，打开其中的“捕捉和栅格”选项卡，在“捕捉类型”选项组中选用“等轴测捕捉”，即可将绘图环境设置成轴测模式。
方法二 右击窗口下方状态栏中的“捕捉”或“栅格”，选择“设置”，即可弹出“草图设置”对话框方法三 应用DSETTINGS命令，同样可以打开“草图设置”对话框方法四 使用SNAP命令中的“样式”选项，可以在标准模式和轴测图模式之间进行切换9.6.2 切换绘图平面切换绘图平面进入轴测图模式后，光标将会变成为倾斜的十字，为了作图方便，通常采用下列方法进行绘图平面之间的切换：方法一 利用“Ctrl+F5”或“Ctrl+E”，通过观察十字光标的变化确定绘图平面方法二 使用ISOPLANE命令，在命令提示下键入字母L、T、或R，可分别选择左平面、顶平面和右平面项目训练 绘制三维机械零件模型训练内容：训练内容：创建如图所示的三维机械零件模型操作步骤如下1）设置绘图边界：Limits回车0,0120,90回车2）显示全图：Zoom回车E回车3）设置系统函数：ISOLINES回车8回车4）绘制底板画倒圆角矩形 画圆 矩形阵列：行数2、列数2、行偏移22、列偏移56拉伸 改变视图显示 改变视图显示项目训练 绘制三维机械零件模型（5）画圆柱画辅助线：在底板上表面画辅助中心线画圆柱：圆心在底板中心，半径分别为R10、R17，高度为25，如图所示。
删除辅助线6）消隐显示图形：HIDE回车如图所示绘制圆柱 消隐显示图形 。