三维实体.pptx
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1、第7章 创建三维实体 三维几何模型分类三维几何模型分类 三维坐标系实例三维坐标系实例视图、三维动态观察器、布尔运算视图、三维动态观察器、布尔运算 圆柱、圆锥圆柱、圆锥 环环 拉伸拉伸 旋转旋转 剖切、切割剖切、切割 拉伸面拉伸面 移动面、旋转面、倾斜面移动面、旋转面、倾斜面 复制面、着色面复制面、着色面 抽壳、复制边、对齐、着色边抽壳、复制边、对齐、着色边 压印、压印、3D阵列、阵列、3D镜像、镜像、3D旋转环旋转环 分割、清除分割、清除 实体编辑综合训练实体编辑综合训练 本章要点 AutoCAD2009提提供供了了强强大大的的三三维维绘绘图图功功能能,使使用用三三维维建建模模,用用户户可可以
2、以很很方方便便地地建建立立物物体体的的三三维维模模型型。三三维维建建模模可可以以使使用用AutoCAD2009专专门门提提供供的的三三维维建建模模工工作作空空间间,本本章章我我们们将将介介绍绍AutoCAD2009三维建模创建实体的基本知识。三维建模创建实体的基本知识。7.1.1线框模型线框模型(Wireframe Model)线框模型是一种轮廓模型,它是用线(3D空间的直线及曲线)表达三维立体,不包含面及体的信息。不能使该模型消隐或着色。又由于其不含有体的数据,用户也不能得到对象的质量、重心、体积、惯矩等物理特性,不能进行布尔运算。图中显示了立体的线框模型,在消隐模式下也看到后面的线。但它结
3、构简单,易于绘制。线框模型 7.1.2表面模型(表面模型(Surface Model)表面模型是用物体的表面平表示物体。表面模型具有面及三维立体边界信息。表面不透明,能遮挡光线,因而表面模型可以被渲染及消隐。对于计算机辅助加工,用户还可以根据零件的表面模型形成完整的加工信息。但是不能进行布尔运算。如图所示是两个表面模型的消隐效果,前面的薄片圆筒遮住了后面长方体的一部分。表面模型 7.1.3 实体模型实体模型 实体模型具有线、表面、体的全部信息。对于此类模型,可以区分对象的内部及外部,可以对它进行打孔、切槽和添加材料等布尔运算,对实体装配进行干涉检查,分析模型的质量特性,如质心、体积和惯矩。对于
4、计算机辅助加工,用户还可利用实体模型的数据生成数控加工代码,进行数控刀具轨迹仿真加工等。实体模型 AutoCAD2009提供了三维建模工作空间和实体建模和编辑工具。(1)三维建模工作空间下拉菜单:工具工作空间 三维建模/在右下角状态栏点击图标:(2)工具栏:“建模”工具栏和“实体编辑”工具栏,如图所示。“建模”工具栏和“实体编辑”工具栏 7.2 实例-三维坐标系、长方体、倒角、删除面 AutoCAD提供了两种坐标系,一种是绘制二维图形时常用的坐 标 系,即 世 界 坐 标 系(WCS),由系统默认提供。另一种是用户坐标系,为了方便创建三维模型,AutoCAD允许用户根据自己的需要设定坐标系,即
5、用户坐标系(UCS)。任务任务:绘制如图所示的实体。目目的的:通过绘制此图形,学习“长方体”命令、实体倒角、“删除面”命令和用户坐标系的建立方法。在用户坐标系下绘图 绘图步骤分解:绘图步骤分解:1.绘制长方体 实体工具栏:下拉菜单:绘图建模 长方体 /命令窗口:box 在屏幕上任意点单击;在屏幕上任意点单击;L ;30 ;20 ;20 。绘制出长30,宽20,高20的长方体,如图所示。绘制长方体 2.倒角实体工具栏:/下拉菜单:修改实体编辑删除面/在在AB直直线线上上单单击击;12 ;在在AB直直线线上上单单击击。如图所示。长方体倒角 3.移动坐标系,绘制上表面圆 因为AutoCAD只可以在X
6、Y平面上画图,要绘制上表面上的图形,则需要建立用户坐标系。由于世界坐标系的XY面与CDEF面平行,且X轴、Y轴又分别与四边形CDEF的边平行,因此只要把世界坐标系移到CDEF面上即可。移动坐标系,只改变坐标原点的位置,不改变X、Y轴的方向。(1)移动坐标系 命命令令:ucs;选选择择F点点单单击击;选选择择C点点单单击击;选选择择E点单击点单击。也可直接调用“原点”命令:UCS工具栏:/下拉菜单:工具新建UCS(W)(2)绘制表面圆 打开“对象追踪”、“对象捕捉”,调用“圆”命令,捕捉上表面的中心点,以5为半径绘制上表面的圆。结果如图所示。绘制上表面圆 4.三点法建立坐标系,绘制斜面上圆(1)
7、三点法建立用户坐标系命令:ucs;在在H点点上上单单击击;在在G点点单单击击;在在C点点单单击击。也可用下面两种方法直接调用“三点法”建立用户坐标系 UCS工具栏:/下拉菜单:工具新建UCS(W)三点(3)(2)绘制圆方法同第3步,结果如图所示。绘制斜面上圆 5.以所选实体表面建立UCS,在侧面上画圆(1)选择实体表面建立UCS命令:ucs;F ;在在侧侧面面上上接接近近底底边边处处拾拾取取实实体体表表面面;。结果如图所示。(2)绘制圆方法同上步,完成图形。绘制侧面上圆 7.3 实例-视图、三维动态观察器、布尔运算 在绘制三维图形过程中,常常要从不同方向观察图形,AutoCAD默认视图是XY平
8、面,方向为Z轴的正方向,看不到物体的高度。AutoCAD提供了多种创建3D视图的方法沿不同的方向观察模型,比较常用的是用标准视点观察模型和三维动态旋转方法。视图工具栏 任务任务:绘制如图所示的实体。目目的的:通过绘制此图形,掌握用标准视点和用三维动态观察器观察模型,使用“圆角”命令、布尔运算编辑三维实体的方法。股子 绘图步骤分解:绘图步骤分解:1绘制正方体新建两个图层;单击“视图”工具栏上“西南等轴测”按钮,将视点设置为西南方向;在“建模”工具栏上单击“长方体”按钮;在在屏屏幕幕上上任任意意一一点点单单击击;C ;20 。结果如图所示。立方体 2挖上表面的一点坑挖上表面的一点坑(1)移动坐标系
9、到上表面(2)绘制球单击“建模”工具栏上的“球体”命令按钮 ;利利用用双向追踪捕捉上表面的中心;双向追踪捕捉上表面的中心;5 。结果如左图所示。(3)布尔运算单击“实体编辑”工具栏上的“差集”按钮 ;在在立立方方体体上上单单击击;在在球球体体上上单单击击;。结果如右图所示。3在左侧面上挖两点孔(1)旋转UCS命令:_ucs;X ;。(2)确定球心点 在“草图设置”对话框中选择“端点”和“节点”捕捉,并打开“对象捕捉”。选择辅助层,调用直线命令,连接对角线。运行“绘图”菜单下的“点”“定数等分”命令,将辅助直线3等分。结果如图所示。(3)绘制球 捕捉辅助线上的节点为球心,以4为半径绘制两个球。(
10、4)差集运算 调用“差集”命令,以立方体为被减去的实体,两个球为减去的实体,进行差集运算,结果如左图所示。以同样的方法绘制前表面上的三点孔。如右图所示。4绘制底面上六点坑(1)单击“动态观察”工具栏上的“自由动态观察”按钮 ,激活三维动态观察器视图,屏幕上出现绿色圆圈,将光标移至圆圈内,出现球形光标,向上拖动鼠标,使立方体的下表面转到上面全部可见位置。按 ESC 键或 ENTER 键退出,或者单击鼠标右键显示快捷菜单退出。如图所示。(2)同创建两点坑一样,将上表面作为XY平面,建立用户坐标系,绘制作图辅助线,定出六个球心点,再绘制六个半径为3的球,然后进行布尔运算。结果如图所示。挖六点孔 5用
11、同样的方法,调整好视点,挖制另两面上的四点坑和五点坑。结果如图所示。挖坑完成 6各棱线圆角(1)倒上表面圆角 单击“圆角”按钮;选选择择上上表表面面一一条条棱棱线线;2 ;选择上表面另三条棱线选择上表面另三条棱线;。如左图所示。(2)倒下表面圆角 调整视图方向,使立方体的下表面转到上面四条棱线全可见位置。然后调用“圆角”命令,选择的四条棱线,倒下表面的圆角。结果如右图所示。长方体下表面圆角 长方体上表面圆角(3)再次调用圆角命令,同时启用“自由动态观察”功能,选择侧面的四条棱线,以半径为2圆角。(4)删除辅助线层上的所有辅助线和辅助点。完成图形。7观察图形 打开视图 菜单下的消隐模式,分别单击
12、图7-14所示的“视图工具栏”上的各按钮,以不同方向观察图形的变化。7.4 实例-圆柱、圆锥 任务:任务:绘制如图所示的实体。目的:目的:通过绘制此图形,学习“圆柱体”、“圆锥体”命令的使用。绘图步骤分解:绘图步骤分解:1绘制基座-圆柱(1)设置视图方向为“东南等轴测”方向。(2)设置线框密度命令:isolines;输入 ISOLINES 的新值:20 (3)绘制圆柱 实体工具栏:/下拉菜单:绘图建模圆柱/命令窗口:CYLINDER 0,0,0 ;80 ;10 。2绘制圆锥绘制圆锥 实体工具栏:/下拉菜单:绘图建模圆锥 /命令窗口:CONE 0,0,10 ;50 ;800 ;3绘制球命令:_s
13、phere;0,0,250 ;80 ;命令:_sphere;0,0,450 ;50 ;50 。4布尔运算 命令 _union;窗口选择各个对象窗口选择各个对象;。完成图形。7.5 实例-环 任务:任务:绘制如图所示的实体。目的:目的:通过绘制此图形,学习“圆环体”命令的使用。圆环体绘图步骤分解:绘图步骤分解:1绘制大圆环(1)设置视图方向为“东南等轴测”方向。(2)调用环命令:建模工具栏:/下拉菜单:绘图 建模 圆环体 /命令窗口:TORUS 0,0,0;100;2。2绘制环珠绘制环珠(1)调整坐标系方向,如图所示。(2)绘制橄榄球命令命令:_torus;100,0,0 ;-20 ;30 。3
14、阵列环珠阵列环珠调整视图方向到俯视图方向,如图所示。调用“修改工具栏”上“阵列”命令,以大环的中心为阵列中心,在360度范围内阵列环珠,个数为8个。7.6 实例-拉伸 任务:任务:绘制如图所示的实体。目的:目的:通过绘制此图形,学习“拉伸”命令的使用。绘图步骤分解:绘图步骤分解:1画端面画端面(1)调用矩形命令,绘制长方形,长100,宽60。(2)调用圆命令,绘制半径为30的圆。将视图方向调整到“西南等轴测”方向,如图所示。绘制长方形和圆(3)创建面域:单击“绘图工具栏”上的“面域”按钮;选选择择长长方形和圆方形和圆;。(4)布尔运算 单击“实体编辑工具栏”上的差运算命令按钮,用长方形面域减去
15、圆形面域。结果如图所示。2拉伸面域拉伸面域 建模工具栏:/下拉菜单:绘图建模拉伸 /命令窗口:EXTRUDE 在面域线框上单击在面域线框上单击;20 。完成图形。7.7 实例-旋转 任务:任务:绘制如图所示的实体。目的:目的:通过绘制此图形,学习“旋转”命令的使用。绘图步骤分解:绘图步骤分解:1.画回转截面画回转截面 新建一张图,视图方向调整到主视图方向,调用“多段线”命令,绘制左图所示的封闭图形,再绘制辅助直线AC,BD。如右图所示。绘制截面 2.旋转生成实体旋转生成实体 建模工具栏:/下拉菜单:绘图建模旋转 /命令窗口:REVOLVE 选择封闭线框选择封闭线框;选择端点选择端点C;选择端点
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