CAD三维课件.ppt
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1、 三维绘图基础知识AutoCAD2004在在工工程程制制图图的的应应用用中中有有一一项项重重要要的的功功能能,即即绘绘图图零零件件的的三三维维实实体体模模型型。AutoCAD2004提提供供直直接接绘绘制制三三维维实实体体的的功功能能,并并支支持持多多种种三三维维绘绘制制方方法法。本本章章主主要要向向同同学学们们介介绍绍三三维维绘绘图图的的基基础础知知识识,讲讲解解基基本本的的三三维维图图形形绘绘制制和和编编辑辑命命令令,使使大大家家对对AutoCAD2004三三维维造造型型的的特特点点、使使用用方方法法及及使使用用技技巧巧有有基基本本的的了了解解,掌掌 握握 一一 定定 三三 维维 图图 形
2、形 的的 看看 图图 和和 绘绘 图图 能能 力力。基基本本概概念念基本绘图操作基本绘图操作绘制三维表面模型绘制三维表面模型基本编辑操作基本编辑操作观察和渲染三维图形观察和渲染三维图形三维典型零件绘制实例三维典型零件绘制实例基基本本概概念念 三维造型的分类三维造型的分类用用计计算算机机绘绘制制三三维维图图形形的的技技术术称称为为三三维维几几何何造造型型。AutoCAD2004可可绘绘制制的的三三维维图图形形有有线线框框模模型型、表表面面模模型型和和实实体体模模型型3种种类型。类型。1线框模型线框模型线框模型是三维形体的框架,是一种线框模型是三维形体的框架,是一种较直观和简单的三维表达方式,由描
3、述对较直观和简单的三维表达方式,由描述对象的线段和曲线组成,如图象的线段和曲线组成,如图1所示。所示。图图1线框模型示例线框模型示例2表面模型表面模型表面模型用面描述三维对象,它不仅表面模型用面描述三维对象,它不仅定义了三维对象的边界,而且还定义了表定义了三维对象的边界,而且还定义了表面,即其具有面的特征。图面,即其具有面的特征。图2给出了表面给出了表面模型的示例。模型的示例。图2表面模型示例3实体模型实体模型实体模型不仅具有线、面的特实体模型不仅具有线、面的特征,而且还具有体的特征。图征,而且还具有体的特征。图3给出给出了实体模型的几个示例。了实体模型的几个示例。图3实体模型示例对于实体模型
4、,我们可以直接了解它对于实体模型,我们可以直接了解它的体特性,如体积、重心、转动惯量和惯的体特性,如体积、重心、转动惯量和惯性矩等;可以对它进行消隐、剖切和装配性矩等;可以对它进行消隐、剖切和装配干涉检查等操作,还可以对具有基本形状干涉检查等操作,还可以对具有基本形状的实体进行并、交、差等布尔运算,以创的实体进行并、交、差等布尔运算,以创建复杂的组合体。此外,由于着色、渲染建复杂的组合体。此外,由于着色、渲染等技术的运用可以使实体表面表现出很好等技术的运用可以使实体表面表现出很好的可视性,因而实体模型还广泛用于三维的可视性,因而实体模型还广泛用于三维动画、广告设计等领域。动画、广告设计等领域。
5、用户坐标系的基本概念用户坐标系的基本概念P139用户坐标系(用户坐标系(UCS)是用来指明当前)是用来指明当前可以实施绘图操作的默认的坐标系,在任可以实施绘图操作的默认的坐标系,在任何情况下都有且仅有一个当前用户坐标系。何情况下都有且仅有一个当前用户坐标系。用户坐标系统由用户来指定,它可以在任用户坐标系统由用户来指定,它可以在任意平面上定义意平面上定义XY平面,并根据这个平面,平面,并根据这个平面,垂直拉伸出垂直拉伸出Z轴,组成坐标系统。它大大轴,组成坐标系统。它大大方便了三维物体绘制时坐标的定位。方便了三维物体绘制时坐标的定位。AutoCAD的大多数几何编辑命令取的大多数几何编辑命令取决于决
6、于UCS的位置和方向,图形将绘制在当的位置和方向,图形将绘制在当前前UCS的的XY平面上。平面上。UCS命令设置用户坐命令设置用户坐标系在三维空间中的方向,它定义二维对标系在三维空间中的方向,它定义二维对象的方向和象的方向和THICKNESS(厚度)系统变量厚度)系统变量的拉伸方向,它也提供的拉伸方向,它也提供rotate(旋转)命(旋转)命令的旋转轴,并为指定点提供默认的投影令的旋转轴,并为指定点提供默认的投影平面。图平面。图4所示为移动前后的所示为移动前后的UCS,图,图5给给出了出了UCS下拉菜单及下拉菜单及UCS工具栏。工具栏。图4移动前、后的UCS图5UCS下拉菜单及UCS工具栏基本
7、基本绘图操作操作AutoCAD2004提提供供有有多多种种绘绘制制三三维维图图形形的的方方法法,本本节节主主要要介介绍绍三三维维实实体体造造型型。实实体体模模型型不不仅仅可可以以使使设设计计思思想想可可视视化化,而而且且经经常常用用来来作作为为虚虚拟拟的的原原型型进进行行分分析析,如如体体积、重心位置、转动惯性和应力等。积、重心位置、转动惯性和应力等。绘制三维实体准备:绘制三维实体准备:(1)单击菜单)单击菜单“格式格式”“单位单位”命令,在弹命令,在弹出的出的图形单位图形单位”对话框中,将对话框中,将“长度类型长度类型”设设为为“小数小数”,长度精度长度精度”设为设为0,“角度类型角度类型”
8、设为设为“十进制数十进制数”,“角度精度角度精度”设为设为0(因该(因该图中的尺寸不带小数点)。图中的尺寸不带小数点)。(2)单击菜单)单击菜单“格式格式”“图型界型图型界型”命令,命令,命令与操作如下:命令与操作如下:(3)显示所有图形界型,命令与操作如下:)显示所有图形界型,命令与操作如下:(4)显示)显示“视图视图”工具栏,工具栏,“实体实体”工具栏,工具栏,“实体编辑实体编辑”工具栏和工具栏和“着色着色”工具栏。工具栏。下面分别介绍基本几何实体的造型。下面分别介绍基本几何实体的造型。基本几何实体包括长方体、球体、圆柱体、基本几何实体包括长方体、球体、圆柱体、圆锥体、楔体和圆环。圆锥体、
9、楔体和圆环。“实体实体”工具栏如工具栏如图图7所示。所示。图7“实体”工具栏1用用BOX命令绘制长方体命令绘制长方体1功能功能BOX命命令令按按指指定定方方式式绘绘制制长长方方体体和和立立方方体体(如如图图8所所示示)。创创建建长长方方体体之之后后,不不能能对对其其进进行行拉拉伸伸或或改改变变其其尺尺寸寸。但但可可以以用用SOLIDEDIT拉伸长方体的面。拉伸长方体的面。图8 绘制长方体2输入命令输入命令从从“实实体体”工工具具栏栏中中单单击击“长长方方体体”按按钮。钮。选选择择“绘绘图图”“实实体体”“长长方方体体”命令。命令。从键盘输入命令:从键盘输入命令:box3命令操作命令操作(1)指
10、定两对角点和高度(缺省项)指定两对角点和高度(缺省项)命令命令:box 指指定定长长方方体体的的角角点点或或中中心心点点(CE):(指指定长方体的一个角点)定长方体的一个角点)指指定定角角点点或或立立方方体体(C)/长长度度(L):(指指定定长长方方体体的的另一个角点)另一个角点)指指定定高高度度:(输输入入正正值值将将沿沿当当前前UCS的的Z轴轴正正方方向向绘绘制制高高度度。如如果果输输入入的的是是负负值值,则则沿沿Z轴轴的的负负方方向绘制高度。)向绘制高度。)命令命令:(2)立方体命令命令:box 指指 定定 长长 方方 体体 的的 角角 点点 或或 中中 心心 点点(CE):(指定立方体
11、的一个角点)(指定立方体的一个角点)指定角点或指定角点或立方体立方体(C)/长度长度(L):C 指定长度指定长度:(输入立方体的长度)(输入立方体的长度)命令命令:练一练:练一练:绘制长方体:绘制长方体:80X60X40mm绘制立方体:绘制立方体:50X50X50mm用用SPHERE命令绘制球体命令绘制球体1功能功能SPHERE命命令令用用于于按按指指定定方方式式绘绘制制球球体体(如图(如图9所示)。所示)。图9绘制球体2输入命令输入命令从从“实体实体”工具栏中单击工具栏中单击“球体球体”按钮。按钮。选选择择“绘绘图图”“实实体体”“球球体体”命命令。令。从键盘输入命令:从键盘输入命令:sph
12、ere3命令操作命令操作命令命令:sphere 当前线框密度当前线框密度:ISOLINES=4(信息提示)(信息提示)指指定定球球体体球球心心:(指指定定球球体体的的中中心心点)点)指指定定球球体体半半径径或或直直径径(D):(输输入入球球体体的的半径)半径)命令命令:练一练练一练绘制圆球:直径为绘制圆球:直径为80mm用用CYLINDER命令绘制圆柱体命令绘制圆柱体1功能功能CYLINDER命命令令用用于于建建立立圆圆柱柱体体(如如图图10所所示示),圆圆柱柱底底面面既既可可以以是是圆圆,也也可可以以是是椭圆。椭圆。图10 绘制圆柱体2输入命令输入命令从从“实实体体”工工具具栏栏中中单单击击
13、“圆圆柱柱体体”按按钮。钮。选选择择“绘绘图图”“实实体体”“圆圆柱柱体体”命令。命令。从键盘输入命令:从键盘输入命令:cylinder3命令操作命令操作(1)圆柱体(缺省项)命令命令:cylinder 当前线框密度当前线框密度:ISOLINES=4(信息提示)(信息提示)指指定定圆圆柱柱体体底底面面的的中中心心点点或或椭椭圆圆(E):(指定圆柱体的底面中心点)(指定圆柱体的底面中心点)指指定定圆圆柱柱体体底底面面的的半半径径或或直直径径(D):(输输入入圆圆柱柱体底面的半径)体底面的半径)指指定定圆圆柱柱体体高高度度或或另另一一个个圆圆心心(C):(输输入入圆圆柱柱体高度)体高度)命令命令:
14、(2)椭圆底面圆柱体命令命令:cylinder 当前线框密度当前线框密度:ISOLINES=4(信息提示)(信息提示)指指定定圆圆柱柱体体底底面面的的中中心心点点或或 椭椭圆圆(E):E 指指定定圆圆柱柱体体底底面面椭椭圆圆的的轴轴端端点点或或中中心心点点(C):(指指定定圆圆柱柱体体底底面面椭椭圆圆的的一一个个轴轴端端点点)指指定定圆圆柱柱体体底底面面椭椭圆圆的的第第二二个个轴轴端端点点:(指指定定圆圆柱柱体体底底面面椭椭圆圆的的另另一一个个轴轴端端点点)指指定定圆圆柱柱体体底底面面的的另另一一个个轴轴的的长长度度:(输输入圆柱体底面椭圆的另一根轴长度)入圆柱体底面椭圆的另一根轴长度)指指定
15、定圆圆柱柱体体高高度度或或另另一一个个圆圆心心(C):(输输入椭圆底面圆柱体的高度)入椭圆底面圆柱体的高度)命令命令:练一练练一练长轴:长轴:60mm短轴:短轴:40mm高度:高度:100mm用用CONE命令绘制圆锥体命令绘制圆锥体1功能功能CONE命命令令用用于于创创建建圆圆锥锥体体或或椭椭圆圆锥锥体体(如图(如图11所示)。所示)。图图11绘制圆锥体绘制圆锥体2输入命令输入命令从从“实实体体”工工具具栏栏中中单单击击“圆圆锥锥体体”按按钮。钮。选选择择“绘绘图图”“实实体体”“圆圆锥锥体体”命令。命令。从键盘输入命令:从键盘输入命令:cone3命令操作命令操作(1)圆锥体(缺省项)命令命令
16、:cone 当前线框密度当前线框密度:ISOLINES=4(信息提示)(信息提示)指指定定圆圆锥锥体体底底面面的的中中心心点点或或椭椭圆圆(E):(指定圆锥体的底面中心点)(指定圆锥体的底面中心点)指指定定圆圆锥锥体体底底面面的的半半径径或或直直径径(D):(输输入入圆圆锥锥体底面的半径)体底面的半径)指指定定圆圆锥锥体体高高度度或或顶顶点点(A):(输输入入圆圆锥锥体体高高度度)命令命令:(2)椭圆锥体命令命令:cone 当前线框密度当前线框密度:ISOLINES=4(信息提示)(信息提示)指指定定圆圆锥锥体体底底面面的的中中心心点点或或椭椭圆圆(E):E 指指定定圆圆锥锥体体底底面面椭椭圆
17、圆的的轴轴端端点点或或中中心心点点(C):(指指定定圆圆锥锥体体底底面面椭椭圆圆的的一一个个轴轴端端点点)指指定定圆圆锥锥体体底底面面椭椭圆圆的的第第二二个个轴轴端端点点:(指指定定圆圆锥锥体体底底面面椭椭圆圆的的另另一一个个轴轴端端点)点)指指定定圆圆锥锥体体底底面面的的另另一一个个轴轴的的长长度度:(输输入入圆圆锥锥体体底底面面椭椭圆圆的的另另一一根根轴轴长长度)度)指指定定圆圆锥锥体体高高度度或或顶顶点点(A):(输输入入椭椭圆底面圆锥体的高度)圆底面圆锥体的高度)命令命令:练一练练一练绘制圆锥体:绘制圆锥体:直径:直径:60mm高度:高度:100mm绘制椭圆锥体:长轴:绘制椭圆锥体:长
18、轴:60mm短轴:短轴:40mm高度:高度:100mm5用用WEDGE命令绘制楔体命令绘制楔体1功能功能WEDGE命令用于绘制楔体(如图命令用于绘制楔体(如图12所示)。所示)。图图12绘制楔体绘制楔体2输入命令输入命令从从“实体实体”工具栏中单击工具栏中单击“楔体楔体”按钮。按钮。选选择择“绘绘图图”“实实体体”“楔楔体体”命命令。令。从键盘输入命令:从键盘输入命令:wedge3命令操作命令操作(1)楔体(缺省项)命令命令:wedge 指指定定楔楔体体的的第第一一个个角角点点或或中中心心点点(CE):(指定楔体底面的一个角点)(指定楔体底面的一个角点)指指定定角角点点或或立立方方体体(C)/
19、长长度度(L):(指指定定楔楔体底面的另一个角点)体底面的另一个角点)指定高度指定高度:(输入楔体的高度)(输入楔体的高度)练一练练一练绘制楔体:绘制楔体:80(长)长)x50(宽)(宽)x100(高)(高)mm绘制楔体:绘制楔体:50 x50 x50mm用用TORUS命令绘制圆环体命令绘制圆环体1功能功能TORUS命命令令用用来来绘绘制制圆圆环环体体(如如图图13所所示示)。图13 绘制圆环体2输入命令输入命令从从“实实体体”工工具具栏栏中中单单击击“圆圆环环体体”按按钮。钮。选选择择“绘绘图图”“实实体体”“圆圆环环体体”命令。命令。从键盘输入命令:从键盘输入命令:torus3命令操作命令
20、操作命令命令:torus 当当前前线线框框密密度度:ISOLINES=4(信信息息提提示)示)指指定定圆圆环环体体中中心心:(指指定定圆圆环环体体的中心点)的中心点)指指定定圆圆环环体体半半径径或或直直径径(D):(输输入入圆圆环环体体的的半半径径,从从圆圆环环体体中中心心到到圆圆管管中中心心的的距距离离。负负的的半半径径值值创创建建形形似似美美式式橄橄榄榄球球的的实实体体)指指定定圆圆管管半半径径或或直直径径(D):(输输入入圆圆环环体体圆圆管的半径)管的半径)命令命令:练一练练一练绘制圆环:圆环半径:绘制圆环:圆环半径:60mm圆管半径:圆管半径:20mm用用EXTRUDE命命令令拉拉伸伸
21、二二维维图图形生成三维实体形生成三维实体1功能功能EXTRUDE命命令令用用来来对对已已存存在在的的二二维维对对象象沿沿指指定定路路径径拉拉伸伸或或按按指指定定高高度度值值和和倾倾斜斜角角度度拉拉伸伸,从从而而生生成成三三维维实实体体,二二维维对对象象可可以以是是多多边边形形、圆圆、椭椭圆圆和和多多段段线线等等(如如图图7-14所示)。所示)。图14沿z轴方向拉伸建模2输入命令输入命令从从“实体实体”工具栏中单击工具栏中单击“拉伸拉伸”按钮。按钮。选选择择“绘绘图图”“实实体体”“拉拉伸伸”命命令。令。从键盘输入命令:从键盘输入命令:extrude3命令操作命令操作(1)高度方向拉伸(缺省项)
22、命令命令:extrude 当前线框密度当前线框密度:ISOLINES=4(信息提示)(信息提示)选选择择对对象象:(点点选选所所要要进进行行拉拉伸伸的的对对象象)找到找到1个(信息提示)个(信息提示)选择对象选择对象:(选择对象结束)(选择对象结束)指指定定拉拉伸伸高高度度或或路路径径(P):(如如果果输输入入正正值值则则沿沿对对象象所所在在坐坐标标系系的的z轴轴正正向向拉拉伸伸对对象象。如如果果输输入入负负值值,则则AutoCAD沿沿Z轴负向拉伸对象。)轴负向拉伸对象。)指指定定拉拉伸伸的的倾倾斜斜角角度度:(输输入入90+90之间的角度或按之间的角度或按Enter键)键)命令命令:(2)按
23、指定路径进行拉伸命令命令:extrude 当前线框密度当前线框密度:ISOLINES=4(信息提示)(信息提示)选选择择对对象象:(点点选选所所要要进进行行拉拉伸伸的的对对象象)找到找到1个(信息提示)个(信息提示)选择对象选择对象:(选择对象结束)(选择对象结束)指定拉伸高度或指定拉伸高度或路径路径(P):P 选择拉伸路径或选择拉伸路径或倾斜角倾斜角:(选择路径)(选择路径)路径已移动到轮廓中心。路径已移动到轮廓中心。(信息提示)(信息提示)命令命令:练一练练一练绘制下列图形:绘制下列图形:用用REVOLVE命命令令旋旋转转二二维维图图形生成三维实体形生成三维实体1功能功能REVOLVE命令
24、用于将闭合曲线绕一条旋命令用于将闭合曲线绕一条旋转轴旋转生成回转三维实体。该命令可以旋转闭转轴旋转生成回转三维实体。该命令可以旋转闭合多段线、多边形、圆、椭圆、闭合样条曲线、合多段线、多边形、圆、椭圆、闭合样条曲线、圆环和面域,不能旋转包含在块中的对象,不能圆环和面域,不能旋转包含在块中的对象,不能旋转具有相交或自交线段的多段线,且该命令一旋转具有相交或自交线段的多段线,且该命令一次只能旋转一个对象(如图次只能旋转一个对象(如图7-15所示)。所示)。图15旋转建模2输入命令输入命令从从“实体实体”工具栏中单击工具栏中单击“旋转旋转”按钮。按钮。选选择择“绘绘图图”“实实体体”“旋旋转转”命命
25、令。令。从键盘输入命令:从键盘输入命令:revolve3命令操作命令操作命令命令:revolve 当前线框密度当前线框密度:ISOLINES=4(信息提示)(信息提示)选选择择对对象象:(REVOLVE忽忽略略多多段段线线的的宽宽度度,并并从从多多段段线线路路径径的的中中心心线线处处开开始始旋旋转转)找找到到1个(信息提示)个(信息提示)选择对象选择对象:(选择对象结束)(选择对象结束)指指定定旋旋转转轴轴的的起起点点或或定定义义轴轴依依照照 对对象象(O)/X轴轴(X)/Y轴轴(Y):(指指定定旋旋转转轴轴的的一一个个起点)起点)指指定定轴轴端端点点:(指指定定旋旋转转轴轴的的一一个个端端点
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