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1、 一一一一.三维模型基础三维模型基础三维模型基础三维模型基础 1.1.1.1.三维模型概述三维模型概述三维模型概述三维模型概述 1 1）线性模型：）线性模型：是对三维对象的轮廓描述。线性模型没有表面，由是对三维对象的轮廓描述。线性模型没有表面，由描述轮廓的点、线、面组成，如图描述轮廓的点、线、面组成，如图9-19-1所示。所示。2 2）表面模型：）表面模型：是用面来描述三维对象。是用面来描述三维对象。3)3)实体模型：实体模型：实体模型不仅具有线和面的特征，而且还具有实体实体模型不仅具有线和面的特征，而且还具有实体单元九单元九单元九单元九 三维绘图三维绘图三维绘图三维绘图的，实体模型示例如图9
2、-2所示。图图9-19-1线框模型线框模型 图图9-29-2实体模型实体模型 2.2.2.2.三维坐标系统三维坐标系统三维坐标系统三维坐标系统 1 1）世界坐标系。）世界坐标系。每种三维图形系统都有一个基准坐标系，称为每种三维图形系统都有一个基准坐标系，称为“世界坐标系世界坐标系”简简称称WcsWcs。WcsWcs是一个固定不变的笛卡坐标系即直角坐标系。是一个固定不变的笛卡坐标系即直角坐标系。2 2）用户坐标系）用户坐标系。在进行三维空间图形的绘制时，为了方便创建三维模型，系统允在进行三维空间图形的绘制时，为了方便创建三维模型，系统允许根据自己的需要设定坐标系，即用户坐标系简称许根据自己的需要
3、设定坐标系，即用户坐标系简称UcsUcs。图9-3世界坐标图9-4用户坐标系 3.3.3.3.在三维空间中精确定位在三维空间中精确定位在三维空间中精确定位在三维空间中精确定位 1 1）直接输入点的坐标。）直接输入点的坐标。在三维空间中，对点进行选择和定位的第一个方法就是在命令中直在三维空间中，对点进行选择和定位的第一个方法就是在命令中直接输入点的坐标，具体的坐标值又可采用相对坐标和绝对坐标，用这种接输入点的坐标，具体的坐标值又可采用相对坐标和绝对坐标，用这种方式可得到准确的图形。方式可得到准确的图形。2 2）使用对象捕捉。）使用对象捕捉。打开菜单：打开菜单：【工具工具】【草图设置草图设置】【对
4、象捕捉对象捕捉】来设置这些位来设置这些位置点，使用鼠标捕捉即可。置点，使用鼠标捕捉即可。4.4.4.4.建立建立建立建立UcsUcsUcsUcs坐标系坐标系坐标系坐标系 （1 1）指定）指定 Ucs Ucs 的原点的原点 创建坐标系：创建坐标系：【原点原点】：选择该菜单项，可以设置坐标原点。新坐标系将平行于原：选择该菜单项，可以设置坐标原点。新坐标系将平行于原UcsUcs，坐标轴的方向不变，接受原，坐标轴的方向不变，接受原XYXY平面。坐标原点如图平面。坐标原点如图9-59-5所示。所示。图9-5原点坐标系 图9-6指定面创建坐标 （2 2）【面面】：根据实体面调整：根据实体面调整UcsUcs
5、 指定三维实体的一个面，使指定三维实体的一个面，使 Ucs Ucs 与之对齐。可通过在面的边界内或与之对齐。可通过在面的边界内或面所在的边上单击以选择三维实体的一个面，亮显被选中的面。面所在的边上单击以选择三维实体的一个面，亮显被选中的面。Ucs Ucs 的的 X X 轴将与选择的第一个面上的选择点最近的边对齐。如图轴将与选择的第一个面上的选择点最近的边对齐。如图9-69-6所示。所示。（3 3）使用）使用【视图视图】创建坐标系创建坐标系【视图视图】：选择该菜单项，可以选择该菜单项，可以设置当前的设置当前的UcsUcs平行于当前视图，原点不变平行于当前视图，原点不变 （4 4）【世界世界】：选
6、择该菜单项，可以从当前的用户坐标系恢复到世选择该菜单项，可以从当前的用户坐标系恢复到世界坐标系。界坐标系。（5 5）使用旋转）使用旋转【X X】/【Y Y】/【Z Z】轴创建坐标系轴创建坐标系:选择这个菜单项，可以将当前选择这个菜单项，可以将当前UcsUcs坐标系按指定的角度绕坐标系按指定的角度绕X X、Y Y、Z Z轴旋转，轴旋转，以便建立新的以便建立新的UcsUcs坐标系坐标系 二二二二.三维视图观察三维视图观察三维视图观察三维视图观察1.1.平面视图与三维视图平面视图与三维视图 在二维平面中绘制球体，此时Z轴垂直于屏幕，指向我们。视点位于屏幕正前方，此时看到球体在XY平面上的投影，即平面
7、视图，如图9-13所示。如果选择【视图】【三维视图】【西南等轴测】菜单，这时将看到一个三维球体，即三维视图，如图9-14所示。图9-13平面视图 图9-14三维视图 在在AutoCADAutoCAD中用十个视点去观察即得到十个标准的视图，这十个视图中用十个视点去观察即得到十个标准的视图，这十个视图分两大类，即平面视图和三维视图，如图分两大类，即平面视图和三维视图，如图9-159-15和和9-169-16所示。所示。选择选择【视图视图】【三维视图三维视图】菜单即有：正投影视图的菜单即有：正投影视图的6 6种平面视图，种平面视图，四种等轴测图图标四种等轴测图图标 图9-15 6种平面视图 图9-1
8、6 4种等轴测视图 2.2.2.2.动态观察器查看三维视图动态观察器查看三维视图动态观察器查看三维视图动态观察器查看三维视图1 1）执行）执行“三维动态观察器三维动态观察器”命令方法命令方法 工具栏：工具栏：【三维动态观察器三维动态观察器】工具栏工具栏 【三维动态观察三维动态观察】按钮按钮 菜菜 单：单：选择选择【视图视图】【三维动态观察器（三维动态观察器（B B）】命令命令 命令行：命令行：在命令行输入在命令行输入3Dorbit3Dorbit后按回车键后按回车键 2 2）操作步骤）操作步骤工具栏：工具栏：【三维动态观察器三维动态观察器】【三维动态观察三维动态观察】进入三维动态观察模式，控制在
9、三维空间交互查看对象，自由动态观察：进入三维动态观察模式，控制在三维空间交互查看对象，自由动态观察：不参照平面，在任意方向上进行动态观察。不参照平面，在任意方向上进行动态观察。3.3.3.3.改变视觉样式显示三维实体改变视觉样式显示三维实体改变视觉样式显示三维实体改变视觉样式显示三维实体 为了能够看到三维模型的边和着色的显示效果，系统提供了叫做视觉样式的5种设置，可根据需要自己选择，如图9-20所示。图9-20 三维视觉样式 选择任意一种视觉样式名称，即可改变当前视图的模型显示效果，三维概念、三维线框、三维隐藏、真实地显示效果分别如图9-21所示。图9-21轴承三维视觉样式效 三三三三.三维实
10、体建模三维实体建模三维实体建模三维实体建模 任何一个实体都是由多个基本体组成的，AutoCAD工具栏提供了几种常见几何体的创建命令。常用实体工具栏如图9-22所示。选择【绘图】【建模】在弹出的子菜单中包含长方体，球体，圆柱体，圆锥体，楔体和圆环体等命令，如图9-23所示。图9-22常用实体工具栏图9-23基本实体菜单命令栏 1)1)执行执行“绘制多段体绘制多段体”命令方法命令方法工具栏：工具栏：【建模建模】工具栏工具栏多段体按钮多段体按钮 。菜单：菜单：选择选择【绘图绘图】【建模建模】【多段体（多段体（P P）】命令命令命令行：命令行：在命令行输入在命令行输入PolySolidPolySoli
11、d后按回车键后按回车键9-24建模基本实体工具栏 选择菜单命令【工具】【工具行】AutoCAD子菜单提供了所有工具栏，建模基本实体工具栏，如图9-24所示 使用多段体命令绘制直角和曲线墙壁使用多段体命令绘制直角和曲线墙壁,如图如图9 92525所示。所示。图925命令命令:Polysolid Polysolid 高度高度 =80.0000,=80.0000,宽度宽度 =5.0000,=5.0000,对正对正 =居中居中指定起点或指定起点或 对象对象(O)/(O)/高度高度(H)/(H)/宽度宽度(W)/(W)/对正对正(J)(J):点取一点点取一点指定下一个点或指定下一个点或 圆弧圆弧(A)/
12、(A)/闭合闭合(C)/(C)/放弃放弃(U):(U):（绘制水平线）（绘制水平线）指定下一个点或指定下一个点或 圆弧圆弧(A)/(A)/闭合闭合(C)/(C)/放弃放弃(U):(U):（绘制向上倾斜线）（绘制向上倾斜线）指定下一个点或指定下一个点或 圆弧圆弧(A)/(A)/闭合闭合(C)/(C)/放弃放弃(U):(U):（绘制向下倾斜线）（绘制向下倾斜线）指定下一个点指定下一个点 圆弧圆弧(A)/(A)/闭合（闭合（C C）/放弃（放弃（U U）:输入输入a a，按回车键，按回车键，（绘制圆弧型线段）（绘制圆弧型线段）指定圆弧的端点或指定圆弧的端点或 闭合闭合(C)/(C)/方向方向(D)/
13、(D)/直线直线(L)/(L)/第二个点第二个点(S)/(S)/放弃放弃(U):(U):点击一点，（指定圆弧的端点绘制圆弧型线段）点击一点，（指定圆弧的端点绘制圆弧型线段）指定圆弧的端点或指定圆弧的端点或 闭合闭合(C)/(C)/方向方向(D)/(D)/直线直线(L)/(L)/第二个点第二个点(S)/(S)/放弃放弃(U):(U):L L，（绘制直线段，回车）（绘制直线段，回车）1.1.1.1.拉伸拉伸拉伸拉伸执行执行“绘制棱锥体绘制棱锥体”命令方法命令方法工具栏：工具栏：【建模建模】工具栏工具栏【拉伸拉伸】按钮按钮菜菜 单：单：选择选择【绘图绘图】【建模建模】【拉伸（拉伸（X X）】命令命令
14、命令行：命令行：在命令行输入在命令行输入ExtrudeExtrude后按回车键后按回车键功能：功能：通过拉伸命令将二维图形创建为有厚度的三维外观的模型。通过拉伸命令将二维图形创建为有厚度的三维外观的模型。四四.通过二维图形创建三维实体通过二维图形创建三维实体 对图对图9-38a9-38a中的图形进行拉伸，拉伸高度为中的图形进行拉伸，拉伸高度为5050，倾斜角为，倾斜角为2020度，结果度，结果如图如图9-38b9-38b所示。所示。图9-38a矩形图形 图9-38b拉伸矩形命令命令:extrude extrude当前线框密度当前线框密度:ISOLINES=4 ISOLINES=4选择要拉伸的对
15、象选择要拉伸的对象:找到找到 1 1 个个 （在西南等轴测中选定二维矩形）（在西南等轴测中选定二维矩形）选择要拉伸的对象选择要拉伸的对象 （选定对象呈虚线后回车）（选定对象呈虚线后回车）指定拉伸的高度或指定拉伸的高度或 方向方向(D)/(D)/路径路径(P)/(P)/倾斜角倾斜角(T)(T)输入输入t t：（输入倾斜角命令（输入倾斜角命令T T）指定拉伸的倾斜角度指定拉伸的倾斜角度 ：20 20 （输入倾斜角（输入倾斜角2020度）度）指定拉伸的高度或指定拉伸的高度或 方向方向(D)/(D)/路径路径(P)/(P)/倾斜角倾斜角(T)50.0000:(T)50.0000:（输入拉伸高度（输入拉
16、伸高度5050回车）回车）2.2.2.2.旋转对象旋转对象旋转对象旋转对象执行执行“绘制旋转体绘制旋转体”命令方法命令方法工具栏：工具栏：【建模建模】工具栏工具栏【旋转旋转】按钮按钮菜菜 单：选择单：选择【绘图绘图】【建模建模】【旋转（旋转（R R）】命令命令命令行：在命令行输入命令行：在命令行输入RevolveRevolve后按回车键后按回车键功能；将选取的二维对象按指定的旋转轴旋转，最后形成实体。功能；将选取的二维对象按指定的旋转轴旋转，最后形成实体。在二维空间画出要旋转的对象和旋转轴在二维空间画出要旋转的对象和旋转轴,如图如图9-39a9-39a、b b、c c所示。所示。图9-39a平
17、面图形命令命令:Revolv Revolv 当前线框密度当前线框密度:ISOLINES=4 ISOLINES=4选择要旋转的对象选择要旋转的对象:找到找到 1 1 个个 （点击曲线为旋转对象后回车）（点击曲线为旋转对象后回车）选择要旋转的对象选择要旋转的对象:指定轴起点或根据以下选项之一定义轴指定轴起点或根据以下选项之一定义轴 对象对象(O)/X/Y/Z(O)/X/Y/Z：（选直线）：（选直线）指定轴端点指定轴端点:（在直线选两个端点）（在直线选两个端点）指定旋转角度或指定旋转角度或 起点角度起点角度(ST):(ST):（若旋转（若旋转360360度回车）度回车）图9-39b旋转图形图9-39
18、c在三维图旋转图形1.1.1.1.通过布尔运算创建复杂实体。通过布尔运算创建复杂实体。通过布尔运算创建复杂实体。通过布尔运算创建复杂实体。1 1）对象并集）对象并集（1 1）执行）执行“并集并集”命令方法命令方法工具栏：工具栏：【实体编辑实体编辑】工具栏工具栏【并集并集】按钮按钮菜菜 单：单：选择选择【修改修改】【实体编辑实体编辑】【并集并集(U U)】命令命令命令行：命令行：在命令行输入在命令行输入UNIONUNION后按回车键后按回车键功能：功能：将两个实体组合为一体。将两个实体组合为一体。五五.编辑实体编辑实体 对图对图9-44A9-44A中的两个圆柱体组合求并集，结果如图中的两个圆柱体
19、组合求并集，结果如图9-44B9-44B。图9-44A两个圆柱体组合图9-44B除去两个圆柱体公共部分命令：union选择对象:找到 1 个选择对象:总计 2 个（点击大圆柱，点击小圆柱回车，命令将两个物体生成一体）2 2）对象差集）对象差集 （1 1）执行）执行“差集差集”命令方法命令方法 工具栏：工具栏：【实体编辑实体编辑】工具栏工具栏【差集差集】按钮按钮 菜菜 单：单：选择选择【修改修改】【实体编辑实体编辑】【差集差集(S S)】命令命令 命令行：命令行：在命令行输入在命令行输入SubtractSubtract后按回车键后按回车键 功能：功能：从一个实体中减去另一个实体从一个实体中减去另
20、一个实体 对图9-45A中相交的大的圆柱体和小的圆柱体，利用差集命令，将大圆柱体减去小圆柱体，达到在大圆柱体上打孔的效果，结果如图9-45B 图9-45A两个圆柱体组合图9-45B对两个圆柱体相减 1.1.1.1.三维阵列三维阵列三维阵列三维阵列 1 1）矩形阵列：）矩形阵列：按行、列、层复制对象按行、列、层复制对象。（1 1）执行）执行“三维阵列三维阵列”命令方法命令方法 工具栏：工具栏：【修改修改】工具栏工具栏【三维阵列三维阵列】按钮按钮 菜菜 单：单：选择选择【修改修改】【三维操作三维操作(3 3)】【三维阵列三维阵列(3 3)】命令命令 命令行：命令行：在命令行输入在命令行输入3Dar
21、ray3Darray后按回车键后按回车键 功能：功能：快速复制实体对象快速复制实体对象 六六.实体三维操作实体三维操作 将图将图9-479-47中的实体中的实体a a按按3 3行行3 3列列3 3层进行矩形阵列层进行矩形阵列 图9-47三维矩形阵列命输入行数输入行数 (-):(-):3 3 （Y Y轴方向行数三行）轴方向行数三行）输入列数输入列数 (|):(|):3 3 （X X轴方向列数三列）轴方向列数三列）输入层数输入层数 (.):(.):3 3 （Z Z轴方向层数三层）轴方向层数三层）指定行间距指定行间距 (-):(-):20 20 （行间距（行间距 2020）指定列间距指定列间距 (|
22、):(|):20 20 （列间距（列间距 2020）指定层间距指定层间距 (.):(.):20 20 （层间距（层间距:20:20回车）回车）将图9-48中的实体a按阵列数8个进行环形阵列 图9-48三维环形阵列命令命令命令:darray darray选择对象选择对象:找到找到 1 1 个个 （选择长方体（选择长方体A A）选择对象选择对象:输入阵列类型输入阵列类型 矩形矩形(R)/(R)/环形环形(P)(P):P P （选择环形（选择环形(P)(P)）输入阵列中的项目数目输入阵列中的项目数目:8 8 （阵列数（阵列数8 8个）个）指定要填充的角度指定要填充的角度 (+=(+=逆时针逆时针,-=,-=顺时针顺时针):):（360360度填充，回车）度填充，回车）旋转阵列对象？旋转阵列对象？是是(Y)/(Y)/否否(N):(N):（实体（实体A A自身旋转，回车）自身旋转，回车）指定阵列的中心点指定阵列的中心点:（在圆盘底面上面中心点击一点）（在圆盘底面上面中心点击一点）指定旋转轴上的第二点指定旋转轴上的第二点:（沿（沿Z Z轴正方向点击一点，回车）轴正方向点击一点，回车）