三维图的绘制教程实例.docx
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1、一、工字型的绘制步骤一:设置好绘图单位、绘图范围、线型、图层、颜色,打开捕捉功能。从下拉菜单ViewDisplayUCSIconOn关闭坐标显示。步骤二:根据图1所示尺寸绘制图形,得到如图11所示封闭图形。步骤三:创建面域。在命令栏Command:输入Region,用框选方式全部选中该图形,回车。出现提示:1 loop extracted,1 Region created,表示形成了一个封闭图形,创建了一个面域。步骤四:对该面域进行拉伸操作。DrawSolidsExtrude,选中该面域的边框,回车。在命令栏提示:Specify height of extrusion or Path:30,回
2、车,再回车。三维工字形实体就生成了。步骤五:观察三维实体。View3D ViewsSW Isometric,再从ViewHide进行消除隐藏线处理,观察,最后进行着色渲染,ViewShadeGouraud Shaded,如图12所示。图12 三维效果图图11 平面图二、二维五角形到三维五角星的绘制步骤一:设置好绘图单位、绘图范围、线型、图层、颜色,打开捕捉功能。步骤二:绘制一个矩形,以矩形中心为圆心,作一个圆及一个椭圆,修整直线。图22 图 21 步骤三:阵列直线,创建光线效果。将直线段在360度范围内阵列72个,形成光线效果步骤。步骤四:修整直线。以椭圆为边界,将直线每隔一条修剪至椭圆;同时
3、以矩形为边界,将矩形外的线条全部修剪至矩形;矩形内没修的剪线条延伸至矩形。步骤五:绘制五角形。在上图的旁边绘制一个圆,再绘制这个圆的内接正五边形。将五边形的五个端点连成直线,修剪掉每边的中间部分就得到五角形。步骤六:绘制五角星。先用交叉窗口选择的方法将五角形做成面域,再将其拉伸成高度为30、角度为30的五角星。步骤七:移动图形。将五角星移到步骤四所绘的图形中,删除绘图用到的辅助图形,如矩形、椭圆、大小圆、正五边形。图24 图23 图26 图25 三、汤勺主视图、纵截面轮廓线图和横截面图的尺寸,进行实体造型。图31 步骤一:绘图准备。新建一个图形文件,选择公制,设置适当的图层、线型、颜色、绘图范
4、围和绘图对象捕捉方式。步骤二:绘制汤勺主视图。先分析汤勺的造型特点,上下可由一个椭圆经修剪得到,上椭圆尺寸是2040,下椭圆尺寸是830,两椭圆中心距是65。步骤三:修改完善主视图。 图32 中间联接处由直线组成,两直线一端点分别过上椭圆中心,另一端点分别相切于下椭圆轮廓两边。修剪直线和上下椭圆。再将上椭圆与直线联接处两边倒圆角R10。步骤四:绘制汤勺纵截面轮廓线。汤勺的纵截面轮廓线是一条光滑曲线,构图时可选用多义线,根据坐标值或栅格点绘出。在缺少精确尺寸时,可任选若干点拟合,用多义线Spline命令绘出其基本轮廓形状。步骤五:修改完善汤勺纵截面轮廓线。如图所示用小圆标记的交点1、2、3、4、
5、5、6、7处,用Spline来绘制成所需要的曲线。注意:1处要比汤勺主视图的勺尖长些。图33 图34 步骤六:绘制汤勺横截面图。 汤勺横截面是由两段圆弧和两段直线组成,可通过两个圆修剪而成。步骤七:做成面域。将汤勺主视图和汤勺横截面图做成面域,在西南轴测方向观测。步骤八:做成三维实体。 先将汤勺主视图拉伸成三维,再调整汤勺纵截面轮廓线方向及横截面方向。 步骤九:拉伸成曲面实体。 先将横截面移到纵截面轮廓线一端,再把纵截面轮廓线作为路径,拉伸成三维实体。 步骤十:三维实体求交运算。图35 先将图的截面体分二次移到图平面体中部,再执行求交运算,注意两图要完全重叠,否则结果不完整。图36 步骤十一:
6、整理图形。上下棱边倒圆角。步骤十二:出效果图,渲染着色显示。图37 CAD绘制三维实体基础1、三维模型的分类及三维坐标系; 2、三维图形的观察方法; 3、创建基本三维实体; 4、由二维对象生成三维实体; 5、编辑实体、实体的面和边; 1、建立用户坐标系; 2、编辑出版三维实体。 讲授8学时上机8学时总计16学时 AutoCAD除具有强大的二维绘图功能外,还具备基本的三维造型能力。若物体并无复杂的外表曲面及多变的空间结构关系,则使用AutoCAD可以很方便地建立物体的三维模型。本章我们将介绍AutoCAD三维绘图的基本知识。11.1 三维几何模型分类在AutoCAD中,用户可以创建3种类型的三维
7、模型:线框模型、表面模型及实体模型。这3种模型在计算机上的显示方式是相同的,即以线架结构显示出来,但用户可用特定命令使表面模型及实体模型的真实性表现出来。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、惯性矩等物理特性,不能进行布尔运算。图11-1显示了立体的线框模型,在消隐模式下也看到表面模型是用物体的表面表示物体。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
8、息。但是不能进行布尔运算。如图11-2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。图11-2 表面模型图11-1 线框模型 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、体积和惯性矩。对于计算机辅助加工,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。如图11-3所示是实体模型。图11-3 实体模型112 三维坐标系实例三维坐标系、长方体、倒角、删除面 AutoCAD的坐标系统是三维笛卡儿直角坐标系,分为世界坐标系(WC
9、S)和用户坐标系(UCS)。图11-4表示的是两种坐标系下的图标。图中“X”或“Y”的剪头方向表示当前坐标轴X轴或Y轴的正方向,Z轴正方向用右手定则判定。世界坐标系 图11-4 表示坐标系的图标缺省状态时,AutoCAD的坐标系是世界坐标系。世界坐标系是唯一的,固定不变的,对于二维绘图,在大多数情况下,世界坐标系就能满足作图需要,但若是创建三维模型,就不太方便了,因为用户常常要在不同平面或是沿某个方向绘制结构。如绘制图11-5所示的图形,在世界坐标系下是不能完成的。此时需要以绘图的平面为XY坐标平面,创建新的坐标系,然后再调用绘图命令绘制图形。用户坐标系图11-5 在用户坐标系下绘图任务:绘制
10、如图11-5所示的实体。 目的: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。知识的储备:基本绘图命令和对象捕捉、对象追踪的应用。绘图步骤分解:1.绘制长方体调用长方体命令:实体工具栏:下拉菜单:绘图实体 长方体命令窗口:BOX AutoCAD提示: 指定长方体的角点或 中心点(CE) :在屏幕上任意点单击指定或 立方体(C)/长度(L):L /选择给定长宽高模式。指定长度: 30指定宽度: 20指定高度: 20绘制出长30,宽20,高20的长方体,如图11-6所示。2.倒角用于二维图形的倒角、圆角编辑命令在三维图中仍然可用。单击“编辑”工具栏上的倒角按钮,调用倒
11、角命令:命令: _chamfer(“修剪”模式) 当前倒角距离 1 = 0.0000,距离 2 = 0.0000选择第一条直线或 多段线(P)/距离(D)/角度(A)/修剪(T)/方式(M)/多个(U):在AB直线上单击基面选择.输入曲面选择选项 下一个(N)/当前(OK) : /选择默认值。指定基面的倒角距离: 12指定其他曲面的倒角距离 : /选择默认值12。选择或 环(L):在AB直线上单击结果如图11-7所示。图11-7 长方体倒角图11-6 绘制长方体3.移动坐标系,绘制上上画图,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
12、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。如图11-8所示。(1)移动坐标系在命令窗口输入命令动词“UCS”,AutoCAD提示:命令: *世界*输入选项 新建(N)/移动(M)/正交(G)/上一个(P)/恢复(R)/保存(S)/删除(D)/应用(A)/?/世界(W) : M /选择移动选项。指定新原点或 Z 向深度(Z) : 选择F点单击也可直接调用“移动坐标系”命令:UCS工具栏:下拉菜单:工具移动UCS(V)(2)绘制:在C点单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
13、建UCS(W)三点(3)(2)绘制圆方法同第3步,结果如图11-9所示。 图11-9 绘制上表面圆图11-8 改变坐标系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在命令窗口输入UCS,调用用户坐标系命令:命令当前 UCS 名称: *世界*输入选项 新建(N)/移动(M)/正交(G)/上一个(P)/恢复(R)/保存(S)/删除(D)/应用(A)/?/世界(W) : N 指定UCS的原点或Z 轴(ZA)/三点(3)/对象(OB)/面(F)/视图(V)/X/Y/Z:F 选择实体对象的面:在侧面上接近底边处拾取实体表面输入选项 下一个(N)/X 轴反向(X)/Y 轴反向(Y
14、) : /接受图示结果。结果如图11-10所示。(2)绘制圆方法同上步,完成图11-5所示图形。图11-10 绘制侧面上圆补充知识:1.本例介绍了建立用户坐标系常用的三种方法,在UCS命令中有许多选项:新建(N)/移动(M)/正交(G)/上一个(P)/恢复(R)/保存(S)/删除(D)/应用(A)/?/世界(W) ,各选项功能如下:(1)新建(N):创建一个新的坐标系,选择该选项后,AutoCAD继续提示: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 :l 指定新UCS 的原点:将原坐标系平移到指定原点处,新坐标系的坐标轴与原坐标系的坐标
15、轴方向相同。l Z 轴(ZA):通过指定新坐标系的原点及Z轴正方向上的一点来建立坐标系。l 三点(3):用三点来建立坐标系,第一点为新坐标系的原点,第二点为X轴正方的边对齐。l 视图(V):以垂直于观察方向的平面为XY平面,建立新的坐标系。UCS原点保持不变。l X/Y/Z一定的角度。(2)移动(M):通过平移当前 UCS 的原点重新定义 UCS,但保留其 XY 平面的方向不变。(3)正交(G):指定 AutoCAD 提供的六个正交 UCS 之一。这些 UCS 设置通常用于查看和编辑三维模型。如图11-11所示。图11-11 绘制侧面上圆(4)上一个(P):恢复上一个UCS。AutoCAD 保
16、存创建的最后 10 个坐标系。重复“上一个”选项逐步返回上一个坐标系。(5)恢复(R):恢复已保存的 UCS 使它成为当前 UCS;恢复已保存的 UCS 并不重新建立在保存 UCS 时生效的观察方向。(6)保存(S):把当前 UCS 按指定名称保存。(7)删除(D):从已保存的用户坐标系列表中删除指定的 UCS。(8)应用(A):其他视口保存有不同的 UCS 时;将当前 UCS 设置应用到指定的视口或所有活动视口。(9)?:列出用户定义坐标系的名称,并列出每个保存的 UCS 相对于当前 UCS 的原点以及 X、Y 和 Z 轴。(10)世界(W):将当前用户坐标系设置为世界坐标系。2.如果倒角或
17、圆角所创建的面不合适,可使用 “删除面”命令删除,调用删除面命令方法:实体编辑工具栏:下拉菜单:修改实体编辑删除面11.3观察三维图形绘制球、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。我们这里只介绍这两种常用方法。标准视点观察实体工具栏如图11-12所示。图11-12 视图工具栏任务:绘制如图11-13所示的物体图11-13 股子目的:通过绘制此物体,掌握用标准视点和用三维动
18、态观察器旋转方法观察模型,使用圆角命令、布尔运算等编辑三维实体的方法。知识的储备:基本绘图命令、使用对象捕捉、建立用户坐标系绘图步骤分解:1绘制正方体(1)新建两个图层:层 名 颜色 线 型线宽实体层 白色 Continues 默认辅助层 黄色 Continues 默认并将实体层作为当前层。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。(2)绘制正方体在“实体”工具栏上单击“长方体”按钮,调用长方体命令:命令: _box实体工具栏:下拉菜单:绘图实体 球体命令窗口:SPHERE 当前线框密度: ISOLINES=4 /说明当前轮廓素线网格线数为4。指定球体球心 : 利用双向追踪
19、捕捉上表面的中心指定球体半径或 直径(D):5结果如图11-15所示。(3)布尔运算选择对象:在立方体上单击 找到 1 个选择对象: /结束被减去实体的选择。选择要减去的 1 个选择对象: /结束差运算。结果如图11-16所示。图11-14 立方体图11-15 绘制球图11-16 挖坑 (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11-17(a)所结果如图11-17(b)所示。(a)(b)图11-17 挖两点坑三维动态观察”按钮,激活三维动态观察
20、器视图,屏幕上出现弧线圈,将光标移至弧线圈内,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11-19所示。 图11-19 三维动态观察图11-18 绘制三点坑(2)同结果如图11-21所示。 图11-21 挖坑完成图11-20 挖六点坑6各棱线圆角()倒上表面圆角单击“编辑”工具栏上的“圆角”按钮,调用圆角命令:命令: _fillet当前设置: 模式 = 修剪,半径 = 6.0000选择第一个对象或 多段线(P)/半径(R)/修剪(T)/多个(U):选择上表面一条棱线结果如图11-22所示。(2)
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