模塊七簡單零件三維建模

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1、 模塊七 簡單零件三維建模 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1、在 AutoCAD 中,正確使用圖層組織視圖; 2、建立空間概念,掌握三維視圖的使用及轉(zhuǎn)換; 3、掌握三維圖形的觀察及視覺樣式的使用; 4、掌握三維用戶坐標(biāo)系的使用; 5、準(zhǔn)確的在三維空間中拾取點(diǎn); 6、掌握基本實(shí)體的繪制命令及布爾運(yùn)算創(chuàng)建復(fù)雜實(shí)體方法。 任務(wù)一 三通管道建模 一、 工作任務(wù)及分析 繪制三通管道,管道外徑 40mm,內(nèi)徑 36mm 總長 120mm ,接頭處外徑 50mm。繪制時(shí)創(chuàng)建 中心線圖層,和實(shí)線圖層

2、,線寬為 0.2。其余參數(shù)不變。 圖 7-1-1 三通管道 二、實(shí)踐操作步驟 (一 )創(chuàng)建文檔與基本操作 1、創(chuàng)建文檔 啟動(dòng) AutoCAD2008 ,“新建”文件,輸入文件名“三通管道” 。 2、基本操作 單擊圖層工具欄中“圖層特性管理器” ,在“圖層特性管理器”對話框中單擊“新 建圖層” ,建立如圖 7-1-2 所示的圖層,單擊“確定” 。

3、 圖 7-1-2 圖層特性管理器 (二)繪制圖形 1、創(chuàng)建三維視圖 如圖 7-3,選擇菜單中“視圖” >“三維視圖” >“西南等軸測視圖” ,創(chuàng)建三維視圖。 圖 7-1-3 創(chuàng)建三維視圖 創(chuàng)建

4、后視圖坐標(biāo)軸和光標(biāo)如圖 7-1-4 所示。 圖  7-1-4  西南等軸測視圖中坐標(biāo)和鼠標(biāo) 2、繪制中心線 單擊工具欄“圖層”中工具  ,選擇圖 層“中心線”為當(dāng)前圖層。單擊工具欄“繪圖”中“直線”工具 ,在繪圖區(qū)合適位置單 擊,得到直線的一個(gè)端點(diǎn), 在“正交” 模式下, 向上移動(dòng)點(diǎn)光標(biāo), 并輸入點(diǎn)劃線長度

5、“ 140”, 回車兩次得到主視圖中心線。 3、繪制圓柱體 切換圖層為實(shí)線層, 使用命令  cylinder  或單擊建模工具欄欄中圓柱體命令圖標(biāo),  啟動(dòng)圓 柱體繪制命令。 圖 7-1-5 建模工具欄 啟動(dòng)對象追蹤和對象捕捉功能,捕捉中心線下端點(diǎn),移動(dòng)鼠標(biāo)向上在追蹤狀態(tài)下,輸 入追蹤值 10,移動(dòng)鼠標(biāo)向外,輸入圓柱底面半徑 20。如圖 7-6 繪制圓柱底面圓。

6、 圖 7-1-6 繪制圓柱底面圓 移動(dòng)鼠標(biāo)向上,輸入圓柱體高度100,回車確認(rèn)生產(chǎn)圓柱體。如圖7-1-7 圖 7-1-7 繪制圓柱體 繼續(xù)使用繪制圓柱體命令,命令使用如下 命令 : _cylinder 指定底面的中心點(diǎn)或 [三點(diǎn) (3P)/兩點(diǎn) (2P)/相切、相切、半徑 (T)/ 橢圓 (E)]: (用鼠標(biāo)捕捉 圓柱體底面圓心作為圓柱體的中心點(diǎn)) 指定底

7、面半徑或 [ 直徑 (D)] <20.0000>: 25 (輸入底面圓半徑為 25) 指定高度或 [兩點(diǎn) (2P)/軸端點(diǎn) (A)] <100.0000>: 10(鼠標(biāo)向下移動(dòng),輸入圓柱體高度為 10)得到如圖 7-1-8 所示組合圓柱體。 圖 7-1-8 繪制圓柱體 繼續(xù)使用繪制圓柱體命令,重復(fù)繪制圓柱體,操作同圖 7-1-8 步驟,但是此次繪制圓柱 體上表面處的圓柱體。

8、 圖 7-9  繪制圓柱體 4、旋轉(zhuǎn)圓柱體 啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)命令 rotate 或使用鼠標(biāo)單擊土 7-1-10 修改工具欄中的旋轉(zhuǎn)按鈕, 選擇圓柱體中 心線上端點(diǎn)為基點(diǎn),旋轉(zhuǎn)角度為 90,得到圖 7-1-11 所示圖形。

9、 圖 7-1-10 修改工具欄 圖 7-1-11 旋轉(zhuǎn)后的圓柱體 此處也可使用 3drotate 命令或用鼠標(biāo)單擊建模工具欄中三維旋轉(zhuǎn)按鈕實(shí)現(xiàn)圓柱體旋轉(zhuǎn) 操作,注意此時(shí)旋轉(zhuǎn)軸的選擇應(yīng)根據(jù)當(dāng)前坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸來確定。 圖 7-1-12 建模工具欄 5、繪制三通部分的圓柱體 在命令行窗口中輸入 ucs 命令,或

10、者用鼠標(biāo)單擊圖 7-1-13UCS 工具欄中的  ucs 按鈕, 啟 動(dòng)用戶坐標(biāo)系,通過命令行窗口中的坐標(biāo)原點(diǎn)指定或繞坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)命令等的使用,使  XOY 平面和旋轉(zhuǎn)后的圓柱體中心線平行。 圖 7-1-13 UCS 工具欄 再次使用繪制圓柱體命令,命令使用如下命令 : _cylinder 指定底面的中心點(diǎn)或 [三點(diǎn) (3P)/兩點(diǎn) (2P)/相切、相切、半徑 (T)/ 橢圓 (E)]: (用鼠標(biāo)捕捉 中心線中點(diǎn)作為圓柱體的中心點(diǎn)) 指定底面半徑或 [ 直徑 (D)] <20.0000>

11、: 20 (輸入底面圓半徑為 20) 指定高度或 [兩點(diǎn) (2P)/軸端點(diǎn) (A)] <100.0000>: 50(鼠標(biāo)向下移動(dòng),輸入圓柱體高度為 50)得到如圖 7-1-14 所示組合圓柱體。 圖 7-1-14 三通組合圓柱體 再次啟動(dòng)圓柱體繪制命令,以小圓柱體的上表面圓心為中心點(diǎn),繪制直徑50,高度為 10 的小圓柱體,如圖 7-1-15 所示。

12、 圖 7-1-15 三通組合圓柱體 6、用布爾運(yùn)輸合并實(shí)體 在命令行窗口中輸入命令 union,或者單擊圖 7-1-16 建模工具欄中并集工具,選擇所有圓柱體,生成一個(gè)實(shí)體。 圖 7-1-16 建模工具欄 7、繪制三通管道內(nèi)孔 在當(dāng)前坐標(biāo)系下先繪制垂直方向圓柱體內(nèi)孔,啟動(dòng)圓柱體繪制命令,用鼠標(biāo)捕捉小圓 柱體上表面圓心為圓柱中心點(diǎn),輸入半徑為 18,移動(dòng)鼠標(biāo)向下,輸入高度為 60,完成圓柱體內(nèi)孔繪制。如圖 7

13、-1-17 所示。 圖 7-1-17 三通內(nèi)孔 啟動(dòng) UCS 命令,使坐標(biāo)軸繞 X 軸旋轉(zhuǎn) 90, XOY 平面和中心線處于垂直狀態(tài)。再次啟動(dòng)繪制圓柱體命令,繪制水平方向內(nèi)孔,如圖 7-1-18 所示,命令如下: cylinder 指定底面的中心點(diǎn)或 [三點(diǎn) (3P)/兩點(diǎn) (2P)/相切、相切、半徑 (T)/ 橢圓 (E)]: (鼠標(biāo)選擇水 平方向圓柱體底面圓心為中心點(diǎn)) 指定底面半徑或 [ 直徑 (D)] <18.0000>: 18 (輸入半徑為 18) 指定高度或 [兩點(diǎn) (2P)/軸端點(diǎn) (A)] <-60.0000>: 12

14、0 (移動(dòng)鼠標(biāo)沿水平方向移動(dòng),并輸入 高度 120) 8、用布爾運(yùn)算求差 在命令行窗口中輸入 subtract 命令,或者單擊圖 7-1-16 并后的圓柱體, 依次減去步驟七中生成的兩個(gè)圓柱體內(nèi)孔,命令)后結(jié)果如圖 7-1-19 所示。  建模工具欄中差集工具, 選擇合 生成三通管道實(shí)體, 經(jīng)消隱( hide 圖 7-1-18 繪制三通內(nèi)孔 圖 7-1-19 差集并消隱顯示后的

15、三通管道 9、繪制三通圓角并渲染 利用 fillet 命令或用鼠標(biāo)單擊修改工具欄中的圓角按鈕,進(jìn)行圓角操作。 圖 7-1-20 修改工具欄 命令如下: 命令 : _fillet 當(dāng)前設(shè)置 : 模式 = 修剪,半徑 = 0.0000 選擇第一個(gè)對象或 [ 放棄 (U)/ 多段線 (P)/ 半徑 (R)/ 修剪 (T)/ 多個(gè) (M)]: r (輸入 R 選項(xiàng)) 指定圓角半徑 <0.0000>: 3 (輸入圓角半徑為 3) 選擇第一個(gè)對象或 [ 放棄 (U)/ 多段線 (P)/ 半徑 (R)

16、/ 修剪 (T)/ 多個(gè) (M)]: (用鼠標(biāo)選擇實(shí)體) 選擇邊或 [鏈 (C)/ 半徑 (R)]: 已選定 6 個(gè)邊用于圓角。 (用鼠標(biāo)依次選擇需圓角的各邊,右鍵確認(rèn)進(jìn)行圓角) 啟動(dòng)渲染命令,或用鼠標(biāo)單擊圖 7-1-21 渲染工具欄中渲染按鈕,進(jìn)行渲染操作。 圖 7-1-21 渲染工具欄 圖 7-1-22 圓角渲染后三通管道 三、相關(guān)理論知識(shí) (一)三維視圖的表達(dá)方式 在 A

17、utocad 中,有三種方式創(chuàng)建三維圖形,即 線框模型:線框模型是由一組輪廓線來表達(dá)三維實(shí)體,輪廓線可以是直線和曲線。 曲面模型:曲面模型使用多邊形網(wǎng)格定義曲面,表達(dá)三維視圖。 實(shí)體模型: 實(shí)體模型具有不透明的曲面, 包含了空間信息, 不同的實(shí)體對象間可以進(jìn)行 布爾運(yùn)算操作,從而創(chuàng)建復(fù)雜的實(shí)體對象。 (二)三維動(dòng)態(tài)觀察器 使用“視圖” 菜單中“動(dòng)態(tài)觀察器” 下各子菜單項(xiàng), 可在三維空間動(dòng)態(tài)觀察對象。 Autocad 有三種動(dòng)態(tài)觀察器。 受約束的動(dòng)態(tài)觀察器:此時(shí)系統(tǒng)顯示三維動(dòng)態(tài)觀察圖標(biāo), 圖形將沿 XOY 平面或 Z 軸約束進(jìn)行三維動(dòng)態(tài)觀

18、察。 自由動(dòng)態(tài)觀察器:不參照平面,在任意方向上進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察。 連續(xù)動(dòng)態(tài)觀察器: 連續(xù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察, 選擇該項(xiàng), 在繪圖區(qū)中單擊鼠標(biāo)并沿任意方向拖動(dòng)鼠標(biāo),釋放鼠標(biāo)按鍵后,圖形開始動(dòng)畫演示。 (三)設(shè)置視覺樣式 為了能夠更好的觀察三維視圖, AutoCAD 提供了多種視覺樣式。在“視圖”菜單下有“消隱” 選項(xiàng),或者在 “視圖” 菜單下有 “視覺樣式” 子菜單中的 “二維線框” 、“三維線框” 、“概念”、“真實(shí)”等?,F(xiàn)將消隱視覺樣式介紹如下: 消隱:通過消隱圖形, 可將位于三維實(shí)體背面看不見的部分遮擋起來, 從而使用戶更好 的觀察視圖。在命令行窗口中輸入 hid

19、e 命令或者使用“視圖”菜單中的“消隱”選項(xiàng)可以 啟動(dòng)消隱命令,具體消隱結(jié)果可以對比圖 7-1-18 和圖 7-1-19 兩圖顯示的結(jié)果。進(jìn)行消隱操作后繪圖窗口將無法使用“縮放”和“平移”命令。 其他視覺樣式用戶可自行使用并對比。 (四)三維空間定位點(diǎn) 繪制平面圖時(shí),可以使用輸入坐標(biāo)、極軸追蹤、對象捕捉追蹤等方法來定位點(diǎn),繪制三維圖形時(shí)點(diǎn)的定位主要有以下幾種方法。 對象捕捉、對象捕捉追蹤方法:在繪制三維圖形時(shí),依然可以使用對象捕捉、對象捕 捉追蹤方法來定位點(diǎn), 需要注意的是在三維視圖中使用對象捕捉、 對象捕捉追蹤方法繪圖時(shí),通常要將 AutoCAD2008

20、的動(dòng)態(tài) UCS 功能打開, 否則,將只能在當(dāng)前坐標(biāo)系的 XY 平面或和 XY 平面平行的屏幕上繪圖,如圖 7-1-23,在當(dāng)前坐標(biāo)系下用對象捕捉和捕捉追蹤功能捕捉 側(cè)面邊線中點(diǎn),在側(cè)面上繪制圖形。如果關(guān)閉動(dòng)態(tài)  UCS  功能則捕捉到的點(diǎn)為  XY  平面上的 點(diǎn)。 圖 7-1-23 打開動(dòng)態(tài) UCS 三維坐標(biāo)定位點(diǎn):在繪制三維圖形時(shí)通過輸入三維坐標(biāo)值來進(jìn)行三維空間點(diǎn)的定位。 如( 20, 30, 4

21、0)則是指的坐標(biāo)值分別為 X 坐標(biāo) 20、Y 坐標(biāo) 果 Z 坐標(biāo)為 0 則表示在當(dāng)前坐標(biāo)系的 XY 平面上繪圖。  30、 Z  坐標(biāo)  40 的空間點(diǎn)。如 建立用戶坐標(biāo)系:在繪制或?qū)θS視圖進(jìn)行標(biāo)注操作時(shí),為了方便定位,經(jīng)常進(jìn)行坐標(biāo)系的變換,建立用戶坐標(biāo)系。具體操作如下: 在命令行窗口中輸入 UCS 命令,或用鼠標(biāo)選擇“工具”菜單下“新建 UCS”菜單中的 各子菜單選項(xiàng)可以進(jìn)行用戶坐標(biāo)系的創(chuàng)建操作。如圖 7-1-24 所示。

22、 圖 7-1-24 建立用戶坐標(biāo)系 (五)基本實(shí)體的繪制 在 AutoCAD2008 中,系統(tǒng)提供了很多基本實(shí)體的繪制工具,可以繪制長方體、楔體、圓錐體、圓柱體、球體、圓環(huán)體等,用戶要繪制基本實(shí)體,可選擇“繪圖”菜單下“建?!弊硬藛沃械母髯硬藛雾?xiàng),用戶也可以通過“建?!惫ぞ邫冢瑏砝L制基本實(shí)體。 1、繪制長方體 用鼠標(biāo)單擊建模工具欄中長方體按鈕 ,或在命令行窗口中輸入 Box 命令可啟動(dòng)長方體繪 制命令,在命令行中的提示如下: 指定第一個(gè)角點(diǎn)或 [中心

23、(C)]: 指定點(diǎn)或輸入 c 指定中心點(diǎn) 指定其他角點(diǎn)或 [立方體 (C)/ 長度 (L)]: 指定長方體的另一角點(diǎn)或輸入選項(xiàng) 備選項(xiàng)含義如下: 中心是指使用指定的中心點(diǎn)創(chuàng)建長方體。 立方體是指創(chuàng)建一個(gè)長、寬、高相同的長方體。 長度 按照指定長寬高創(chuàng)建長方體。長度與 X 軸對應(yīng),寬度與 Y 軸對應(yīng),高度與 Z 軸對 應(yīng)。如圖 7-1-25 所示。為三種方式繪制的長方體。 圖 7-1-25 長方體繪制 2、繪制圓錐體 用鼠標(biāo)單擊建模工具欄中圓錐體按鈕 

24、 ,或在命令行窗口中輸入  Cone  命令可啟動(dòng)圓錐體 的繪制命令,在命令行中提示如下: 指定底面的中心點(diǎn)或 [ 三點(diǎn) (3P)/兩點(diǎn) (2P)/相切、相切、半徑 心點(diǎn)或輸入選項(xiàng) 指定底面半徑或 [直徑 (D)] <默認(rèn)值 >: 指定底面半徑、輸入 定默認(rèn)的底面半徑值 指定高度或 [ 兩點(diǎn) (2P)/ 軸端點(diǎn) (A)/ 頂面半徑 (T)] < 默認(rèn)值 >: 鍵指定默認(rèn)高度值 圓錐體形狀尺寸如圖 7-1-26 所示。  (T)/ 橢圓 (E)]: 指定點(diǎn) 為底面中 d 指定

25、直徑或按 ENTER 鍵指 指定高度、輸入選項(xiàng)或按 ENTER 圖 7-1-26 圓錐體 備選項(xiàng)含義如下 三點(diǎn)( 3P) 通過指定三個(gè)點(diǎn)來定義圓錐體的底面周長和底面。 兩點(diǎn)( 2P)通過指定兩個(gè)點(diǎn)來定義圓錐體的底面直徑。 相切、相切、半徑( T) 定義具有指定半徑,且與兩個(gè)對象相切的圓錐體底面。 橢圓( E) 指定圓錐體的橢圓底面 軸端點(diǎn) ( A )指定圓錐體軸的端點(diǎn)位置。 軸端點(diǎn)是圓錐體的頂點(diǎn), 或圓臺(tái)的頂面中心點(diǎn) 面半徑

26、”選項(xiàng))。軸端點(diǎn)可以位于三維空間的任何位置。軸端點(diǎn)定義了圓錐體的長度和方向。 頂面半徑( T )創(chuàng)建圓臺(tái)時(shí)指定圓臺(tái)的頂面半徑。 3、球體和圓環(huán)體  ( “頂 用鼠標(biāo)單擊建模工具欄中球體按鈕  ,或在命令行窗口中輸入  Sphere 命令,可以繪制球體, 這時(shí)只需指定球體球心坐標(biāo)和球體半徑或直徑即可。 用鼠標(biāo)單擊建模工具欄中圓環(huán)體按鈕  ,或在命令行窗口中輸入  Torus  命令,可以繪制圓 環(huán)體,繪制時(shí)需要指定圓環(huán)體的中心位置,圓環(huán)體半徑或直徑,

27、以及圓管半徑或直徑。 其備選項(xiàng)含義同圓錐體的繪制。 圖 7-1-27 球體和圓環(huán)體 四、強(qiáng)化練習(xí) 使用三通管道繪制過程中使用的命令和方法,繪制下圖所示的三通管道。 任務(wù)二 茶壺建模 一、工作任務(wù)及分析 茶壺的繪制:為方便建模和繪圖,將茶壺分為壺體、壺蓋、壺把、壺嘴、壺底五部分, 分別繪 -制在對應(yīng)的圖層

28、上,最終結(jié)果如圖 7-2-1 所示。 圖 7-2-1 茶壺建模 二、實(shí)踐操作步驟 (一 )創(chuàng)建文檔與基本操作 1、創(chuàng)建文檔 啟動(dòng) AutoCAD2008 ,“新建”文件,輸入文件名“茶壺” 。 2、基本操作 單擊“圖層特性管理器” ,在“圖層特性管理器” 對話框中單擊 “新建圖層” ,建立如圖 7-2-2 所示的圖層,單擊“確定” 。

29、 圖 7-2-2 圖層管理器 (二)茶壺建模 1、繪制中心線 在圖層管理器中選擇 “中心線” 層為當(dāng)前圖層, 單擊工具欄 “繪圖” 中“直線” 工具 , 在繪圖區(qū)合適位置單擊,得到直線的一個(gè)端點(diǎn),在“正交”模式下,向下移動(dòng)點(diǎn)光標(biāo),并輸入點(diǎn)劃線長度“ 120”,回車兩次得到主視圖中心線。 2、繪制壺體 切換當(dāng)前圖層為“壺體”層,單擊繪圖工具欄中“樣條曲線”(水平距離 25)處單擊確定樣條曲線的起點(diǎn),經(jīng)修剪后繪制如圖  ,在中心線右側(cè)適當(dāng)位置 7-2-3 所示樣條曲線。 圖 7-2-3 樣

30、條曲線 在命令行中輸入 revolve ,或用鼠標(biāo)單擊圖 7-2-4 建模工具欄中的“旋轉(zhuǎn)”按鈕啟動(dòng)旋 轉(zhuǎn)命令,選擇樣條曲線為旋轉(zhuǎn)對象,中心線為旋轉(zhuǎn)軸,旋轉(zhuǎn)角度為 360,得到圖 7-2-5 壺 體曲面。 圖 7-2-4 圖 7-2-5 壺體曲面 3、繪制壺嘴 切換當(dāng)前圖層為 “壺嘴” 層,單擊繪圖工具欄中 “樣條曲線” ,在壺體表面適當(dāng)處單擊, 作為樣條曲線的起點(diǎn),繪制如圖 7-2-6 所示樣條曲線,

31、 圖 7-2-6 樣條曲線 在命令行窗口中輸入 UCS 命令,以樣條曲線起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn), 建立和樣條曲線和 XOY 平面相垂直的用戶坐標(biāo)系,如圖 7-2-7 所示。 圖 7-2-7 建立 UCS 用鼠標(biāo)單擊繪圖工具欄中的 按鈕,啟動(dòng)畫圓命令,捕捉坐標(biāo)原點(diǎn)為圓心,分別繪制 半徑為 8 和 1

32、2 的兩個(gè)同心圓。 圖 7-2-8 壺嘴的繪制 再次啟動(dòng) UCS 命令,以樣條曲線的另外一個(gè)端點(diǎn)為原點(diǎn),建立如圖  7-2-9  所示用戶坐 標(biāo)系。重復(fù)畫圓命令,以新建的用戶坐標(biāo)系原點(diǎn)為圓心,繪制半徑為  5 和  8 的同心圓 圖 7-2-9 建立

33、 UCS 并畫圓 在命令行窗口中輸入 loft 命令或單擊建模工具欄中的放樣按鈕,啟動(dòng)放樣命令。 圖 7-2-10 建模工具欄 依次選擇壺嘴樣條曲線兩端的大圓,命令如下: 按放樣次序選擇橫截面 : 找到 1 個(gè)(選擇第一個(gè)圓) 按放樣次序選擇橫截面 : 找到 1 個(gè),總計(jì) 2 個(gè)(選擇第二個(gè)圓) 按放樣次序選擇橫截面 :(回車確認(rèn)截面選擇完成) 輸入選項(xiàng) [導(dǎo)向 (G)/ 路徑 (P)/僅橫截面 (C)] <僅橫截面 >: p(輸入 p 選項(xiàng),按路徑進(jìn)行放 樣) 選擇路徑曲線 :(選擇

34、樣條曲線為路徑曲線,執(zhí)行的結(jié)果如圖 7-2-11 ) 圖 7-2-11 壺嘴放樣操作 關(guān)閉壺體和中心線層,繼續(xù)以樣條曲線兩端的小圓進(jìn)行放樣操作,啟動(dòng)布爾運(yùn)算差集 命令,用先生成的大壺嘴實(shí)體減去后生成的實(shí)體得圖 7-2-12 壺嘴。 圖 7-2-12 壺嘴實(shí)體視圖 打開壺體圖層,鼠標(biāo)

35、單擊修改菜單中“三維操作”下的“剖切”命令,命令如下: 圖 7-13 剖切命令 slice 選擇要剖切的對象 : 找到 1 個(gè)(鼠標(biāo)單擊壺嘴部分實(shí)體,選中作為剖切對象) 選擇要剖切的對象 :(回車確認(rèn)剖切對象選擇完成) 指定 切面 的起點(diǎn)或 [平面對象 (O)/ 曲面 (S)/Z

36、 軸 (Z)/ 視圖 V)/XY(XY)/YZ(YZ)/ZX(ZX)/ 三點(diǎn) (3)] < 三點(diǎn) >: s(輸入 S 選項(xiàng),選擇曲面為切面) 選擇曲面 : (鼠標(biāo)選擇壺體曲面為切面) 選擇要保留的實(shí)體或 [保留兩個(gè)側(cè)面 (B)] <保留兩個(gè)側(cè)面 >: (鼠標(biāo)選擇要保留部分實(shí)體回車確認(rèn),完成剖切) 生成如圖 7-2-14 所示壺嘴實(shí)體。 圖 7-2-14 剖切壺嘴 4、生成壺體實(shí)體 關(guān)閉壺嘴圖層,鼠標(biāo)單擊修改菜單中“三維操

37、作”下的“加厚”命令,選中壺體曲面, 進(jìn)行曲面加厚操作,厚度為 3,選擇概念視圖樣式后,顯示如圖 7-2-15 所示。 圖 7-2-15 壺體實(shí)體視圖 5、繪制壺把 將“壺把” 圖層置為當(dāng)前層, 鼠標(biāo)單擊繪圖工具欄上 “樣條曲線” 按鈕,繪制如圖 7-2-16 所示樣條曲線。 圖 7-2-16 繪制壺把 關(guān)閉壺體圖層,在命

38、令行窗口中輸入U(xiǎn)CS 命令,以樣條曲線起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),建立和 樣條曲線和 XOY 平面相垂直的用戶坐標(biāo)系, 繪制長半軸為 8,短半軸為 6 的橢圓,如圖 7-2-17 所示。 圖 7-2-17 壺把的繪制 在命令行窗口中輸入 sweep 命令,或者單擊圖 7-2-18 啟動(dòng)掃掠命令, 選擇橢圓為掃掠對象,樣條曲線為掃掠路徑, 7-2-19 所示。 

39、 建模工具欄中的“掃掠”按鈕,生成壺把。二維線框顯示如圖 圖 7-2-18 掃掠命令按鈕 圖 7-2-19 生成壺把實(shí)體 6、繪制壺蓋 將“壺蓋”層置為當(dāng)前層,在壺體上方使用樣條曲線和直線工具繪制如圖 7-2-20 所示 陰影圖形。 圖 

40、 7-2-20  繪制壺蓋 在命令行窗口中輸入  region  命令,或用鼠標(biāo)單擊繪圖工具欄中  按鈕,啟動(dòng)面域命令, 將壺蓋封閉圖形生成面域。 在命令行窗口中輸入 revolve 命令,或用鼠標(biāo)單擊建模工具欄中“旋轉(zhuǎn)”按鈕,以生成 的壺蓋面域?yàn)樾D(zhuǎn)對象,以中心線為旋轉(zhuǎn)軸,生成圖 7-2-22 所示壺蓋實(shí)體。 圖 7-2-21 建模工具欄

41、 圖 7-2-22 壺蓋實(shí)體 7、繪制壺底 將“壺底”圖層置為當(dāng)前圖層,使用直線工具繪制圖 7-2-23 陰影框線,并生成面域。 圖 7-2-23 繪制壺底 使用建模工具欄中“旋轉(zhuǎn)”命令,以中心線為軸線,將壺底面域生成如圖 7-2-24 所示 壺底實(shí)體。 圖  7-2-24  壺體實(shí)體 8、布

42、爾運(yùn)算合成茶壺實(shí)體 將所有圖層處于顯示狀態(tài), 在命令行窗口輸入 union 命令或鼠標(biāo)單擊建模工具欄中的并 集命令,選擇所有繪制的茶壺對象, 將所繪實(shí)體合成一個(gè)整體,選擇視圖菜單中, 概念視覺 樣式,得到圖 7-2-25 所示茶壺實(shí)體。 圖 7-2-25 茶壺實(shí)體建模 三、相關(guān)理論知識(shí) (一)利用布爾運(yùn)算創(chuàng)建復(fù)雜實(shí)體 布爾運(yùn)算通過對兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)體對象進(jìn)行并集、差集、交集運(yùn)算,從而得到新 的形狀更為復(fù)雜的實(shí)體。 并集運(yùn)算

43、:使用 “并集 ”命令( UNION )可以通過組合多個(gè)實(shí)體生成一個(gè)新實(shí)體。該命 令主要用于將多個(gè)相交或相接觸的對象組合在一起。 當(dāng)組合一些不相交的實(shí)體時(shí), 其顯示效果看起來還是多個(gè)實(shí)體,但實(shí)際上卻被當(dāng)作一個(gè)對象。圖 7-2-26 顯示了將一個(gè)圓柱體與一個(gè)球體合并的效果。 圖 7-2-26 并集運(yùn)算 差集運(yùn)算:差集運(yùn)算可以通過從一個(gè)或多個(gè)實(shí)體中減去一個(gè)或多個(gè)實(shí)體而生成一個(gè)新的實(shí)體。圖中顯示了從圓柱體中減去球體后的結(jié)果。 如果兩個(gè)實(shí)體對象不相交,那么將刪除被減去的實(shí)體對象。

44、 圖 7-2-27 差集運(yùn)算 交集運(yùn)算:使用 “交集 ”命令( INTERSECT ),可以創(chuàng)建一個(gè)實(shí)體,該實(shí)體是兩個(gè)或多個(gè)實(shí)體的公共部分,結(jié)果為圓柱體與球體的公共部分。 如果所選實(shí)體對象不相交,那么進(jìn)行交集運(yùn)算后,所選實(shí)體對象同時(shí)被刪除。 圖 7— 2-28 交集運(yùn)算 (二)使用面域繪制復(fù)雜形狀實(shí)體 面域是由直線、圓弧、多段線、樣條曲線等對象組成的二維封閉實(shí)體。面域是一個(gè)獨(dú)立 的實(shí)體, 它可以進(jìn)行

45、布爾運(yùn)算。 在三維實(shí)體繪制中, 一些復(fù)雜形狀的截面經(jīng)常需要生成面域才能進(jìn)行相關(guān)的實(shí)體生成操作,如旋轉(zhuǎn)、拉伸等。 1、創(chuàng)建面域 要?jiǎng)?chuàng)建面域 ,可以通過選擇“繪圖”菜單下“面域”選項(xiàng),或在命令行窗口中輸入執(zhí)行 Region 命令,將封閉圖形區(qū)域轉(zhuǎn)換為面域。創(chuàng)建面域后,原來的對象被組合為一個(gè)整體。 2、面域的布爾運(yùn)算 通過選擇“修改”菜單中“實(shí)體編輯”子菜單中的“并集” 、“差集”或“交集”選項(xiàng),可以對面域執(zhí)行三種布爾操作,即并集、差集及交集。操作時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn): 對面域求并集時(shí),即使所選面域并未相交,所選面域也將被合并為一個(gè)單獨(dú)的面域。

46、 對面域求差集時(shí),如果所選面域并未相交,所有被減面域?qū)⒈粍h除。 對面域求交集時(shí),如果所選面域并未相交,將刪除所有選擇的面域。如圖 7-2-29 所示 圖 7-2-29 面域布爾運(yùn)算 3、旋轉(zhuǎn)創(chuàng)建實(shí)體 使用 “旋轉(zhuǎn) ”命令( REVOLVE ),或用鼠標(biāo)單擊建模工具欄中 按鈕,啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)命令, 可以將二維對象繞某一軸旋轉(zhuǎn)生成實(shí)體或曲面。 用于旋轉(zhuǎn)的二維對象可以是封閉多段線、 邊形、圓、橢圓、封閉樣條曲線、圓環(huán),以及由多個(gè)對象組成的封閉區(qū)域,并而且一次可以 旋轉(zhuǎn)多個(gè)對象。

47、 但是,三維對象、 包含在塊中的對象、 有交叉或自干涉的多段線不能被旋轉(zhuǎn)。 通常情況下,如果要旋轉(zhuǎn)由多個(gè)對象組成的封閉區(qū)域生成實(shí)體,則封閉區(qū)域要先轉(zhuǎn)化為 面域或封閉多段線才行。如圖 7-2-30,軸承端蓋實(shí)體的生成。 操作步驟如下: 步驟 1、在平面視圖環(huán)境下,先根據(jù)尺寸繪制截面圖形,確定旋轉(zhuǎn)軸。再轉(zhuǎn)換到三維視 圖模式,如本圖轉(zhuǎn)換視點(diǎn)為西南等軸測視圖。 步驟 2、將截面視圖轉(zhuǎn)換為面域或封閉多段線。 。 步驟 3、使用旋轉(zhuǎn)命令創(chuàng)建實(shí)體。  多

48、 圖 7-2-30 旋轉(zhuǎn)生成實(shí)體 4、放樣創(chuàng)建實(shí)體 “放樣 ”命令( LOFT )或鼠標(biāo)單擊建模工具欄中 按鈕可以啟動(dòng)放樣命令,放樣是通過 指定一系列橫截面來創(chuàng)建新的實(shí)體或曲面。 橫截面用于定義結(jié)果實(shí)體或曲面的截面輪廓 (形 狀)。橫截面(通常為曲線或直線)可以是開放的(例如圓?。?,也可以是閉合的(例如圓) 。 放樣命令用于在橫截面之間的空間內(nèi)繪制實(shí)體或曲面。 使用放樣命令時(shí)必須指定至少兩個(gè)橫 截面如果放樣的截面都是開放的, 那么將創(chuàng)建曲面; 如果放樣的對象都是閉合的, 那么將創(chuàng) 建實(shí)體。 命令操作如下

49、 _loft 按放樣次序選擇橫截面 : 找到 1 個(gè)(鼠標(biāo)選擇所需橫截面 ) 按放樣次序選擇橫截面 : 找到 1 個(gè),總計(jì) 2 個(gè)(鼠標(biāo)選擇所需橫截面) 按放樣次序選擇橫截面 :(回車確認(rèn)橫截面選擇完畢) 輸入選項(xiàng) [ 導(dǎo)向 (G)/ 路徑 (P)/ 僅橫截面 (C)] < 僅橫截面 >: (輸入相應(yīng)選項(xiàng)) 備選項(xiàng)含義如下: 導(dǎo)向:指定控制放樣實(shí)體或曲面形狀的導(dǎo)向曲線。導(dǎo)向曲線是直線或曲線,可通過將其 他線框信息添加至對象來進(jìn)一步定義實(shí)體或曲面的形狀。如圖 7-2-31 所示無導(dǎo)向線和有導(dǎo)向線不同的放樣結(jié)

50、果。 路徑:按照路徑對截面進(jìn)行放樣控制 。 如圖 7-2-32 所示。 圖 7-2-33 按照路徑放樣 僅橫截面:顯示 “放樣設(shè)置 ”對話框,設(shè)置橫截面上的曲面控制方法 圖 7-2-33

51、放樣設(shè)置對話框 四、強(qiáng)化練習(xí) 按照圖示尺寸,繪制軸承端蓋實(shí)體圖形。 任務(wù)三 直齒圓柱齒輪建模 一、 工作任務(wù)及分析 繪制直齒圓柱齒輪:已知直齒圓柱齒輪的尺寸如圖 7-3-1 所示,模數(shù) m 為 2,齒數(shù) z 為根據(jù)圖示尺寸繪制齒輪三維實(shí)體, 為方便理解和應(yīng)用, 本任務(wù)要求將齒輪實(shí)體和中心線分別置于對應(yīng)的圖層上。故本任務(wù)至少應(yīng)創(chuàng)建 2 個(gè)圖層,分別為中心線、輪廓線圖層  36,

52、 圖 7-3-1 直齒圓柱齒輪 二、實(shí)踐操作步驟 (一 )創(chuàng)建文檔與基本操作 1、創(chuàng)建文檔 啟動(dòng) AutoCAD2008 ,“新建”文件,輸入文件名“齒輪” 。 2、基本操作 單擊“圖層特性管理器” 建立如圖 7-3-2 所示的圖層,線寬為  ,在“圖層特性管理器” 對話框中單擊 “新建圖層” 0.2,單擊“確定” 。  ,

53、 圖 7-3-2 圖層的建立 (二)繪制齒輪 1、繪制中心線 單擊工具欄 “圖層” 中工具 ,選擇圖 層“中心線”為當(dāng)前圖層。單擊工具欄“繪圖”中“直線”工具 ,在繪圖區(qū)合適位置單 擊,得到直線的一個(gè)端點(diǎn), 在“正交” 模式下, 向下移動(dòng)點(diǎn)光標(biāo), 并輸入點(diǎn)劃線長度 “ 100”,回車兩次得到齒輪主視圖中心線;再次回車重新執(zhí)行“直線”命令,在“對象追蹤”和“對 象捕捉”模式下,光標(biāo)在主視圖中心線中間移動(dòng),當(dāng)出現(xiàn)捕捉俯視圖中心線中點(diǎn) ,向左 移動(dòng)鼠標(biāo),當(dāng)出現(xiàn)虛線的追蹤線時(shí),直接輸入 50 作為水平中心線的起點(diǎn),移動(dòng)鼠標(biāo)向右當(dāng)出現(xiàn)水平追蹤虛

54、線時(shí)輸入長度 100 并回車確認(rèn),完成水平中心線。 2、繪制齒輪分度圓 在當(dāng)前圖層為中心線層狀態(tài)下,單擊繪圖工具欄中“圓”按鈕,啟動(dòng)畫圓命令,用鼠 標(biāo)捕捉中心線交點(diǎn)為分度圓的圓心,輸入半徑值為 36 完成分度圓的繪制,如圖 7-3-3 所示。 圖 7-3-3 齒輪分度圓 3、繪制齒輪輪廓線 將“輪廓線”圖層置為當(dāng)前圖層,再次啟動(dòng)“圓”命令,命令執(zhí)行如下: circle  指定圓的圓心或  [ 三點(diǎn) (3P)/兩點(diǎn) (2P)/相切、相切、半徑

55、  (T)]: (捕捉中心線交點(diǎn)為 圓心) 指定圓的半徑或 [ 直徑 (D)] <36.0000>: 38 (輸入齒頂圓半徑值 38) 命令 : _circle 指定圓的圓心或 [三點(diǎn) (3P)/兩點(diǎn) (2P)/相切、相切、半徑 動(dòng)“圓”命令,捕捉中心線交點(diǎn)為圓心) 指定圓的半徑或 [ 直徑 (D)] <38.0000>: 33 (輸入齒根圓半徑值 33) 得到如圖 7-3-4 所示圖形  (T)]: (回車再次啟

56、 圖 7-3-4 齒輪輪廓線 4、繪制單個(gè)輪齒的齒形輪廓 在命令行窗口中輸入 offset 命令或用鼠標(biāo)單擊圖 7-3-5 修改工具欄中“偏移”按鈕,啟 動(dòng)“偏移” 命令,輸入偏移距離為 2,用鼠標(biāo)選擇垂直中心線進(jìn)行左偏移操作。 再次啟動(dòng) “偏 移”命令,輸入偏移距離為 1.57,用鼠標(biāo)選擇垂直中心線進(jìn)行左偏移操作, 再次啟動(dòng) “偏移” 命令,輸入偏移距離為 0.61,用鼠標(biāo)選擇垂直中心線進(jìn)行左偏移操作。 圖 7-3-5 修改工具欄 選中剛生成的三條直線,將其置于“輪廓線”圖層。如圖 7-3-6

57、 所示。 圖 7-3-6 偏移中心線 在命令行窗口中輸入 arc 命令,或用鼠標(biāo)單擊繪圖工具欄中圓弧 按鈕,啟動(dòng)圓弧命 令,繪制如圖 7-3-7 所示圓弧。 圖 7-3-7 輪齒輪廓線 刪除偏移的三條垂直線,啟動(dòng)“鏡像”命令,以垂直中心線為鏡像軸線,對圓弧進(jìn)行 鏡像,經(jīng)修剪后得到單個(gè)輪齒輪廓線,如圖 7-3-8 所示。

58、 圖  7-3-8  單個(gè)輪齒輪廓線 在命令行窗口中輸入  array 或者用鼠標(biāo)單擊修改工具欄中陣列  按鈕,啟動(dòng)陣列命令, 如圖 7-3-9 列操作。  所示,選擇環(huán)形陣列選項(xiàng),項(xiàng)目數(shù)目輸入  36,陣列中心點(diǎn)為中心線交點(diǎn),進(jìn)行陣

59、 圖 7-3-9 陣列選項(xiàng)卡 對陣列后的圖形進(jìn)行修剪操作,得到圖 7-3-10 所示齒輪輪廓線圖形。 圖 7-3-10 齒輪輪廓線 5、繪制齒輪軸孔 啟動(dòng)“圓”命令,以中心線交點(diǎn)為圓心,半徑為 10,會(huì)齒輪軸孔,啟動(dòng)“直線”命令,繪制如圖 7-3-11 所示軸孔。 圖 7-3-11 繪制齒輪軸孔 6、生成齒輪實(shí)

60、體 將“中心線” 圖層隱藏起來, 在命令行窗口中輸入 region 命令,或者用鼠標(biāo)單擊面域 按鈕, 啟動(dòng)面域命令,用鼠標(biāo)框選齒輪輪廓線,生成二個(gè)面域。用布爾運(yùn)算差集命令對生成 的兩個(gè)面域進(jìn)行差集運(yùn)算,生成如圖 7-3-12 所示圖形。 圖 7-3-12 生成齒廓面域 在命令行窗口中輸入 extrude 命令,或用鼠標(biāo)單擊圖 7-3-13 建模工具欄中拉伸按鈕,啟動(dòng)“拉伸”命令。 圖 7-3-13 建模工具欄 選擇齒廓面域?yàn)槔鞂ο螅斎肜旄叨?0,切換到西南等軸測視圖,在對二維線框 進(jìn)行

61、“消隱”顯示,得到如圖 7-3-14 所示齒輪實(shí)體圖形。 圖 7-3-14 齒輪實(shí)體 三、相關(guān)理論知識(shí) 1、拉伸創(chuàng)建實(shí)體 使用 “拉伸 ”命令( EXTRUDE ),或用鼠標(biāo)單擊建模工具欄中 按鈕,啟動(dòng)拉伸命令, 可以將二維對象沿 Z 軸或某個(gè)方向矢量拉伸成實(shí)體。拉伸對象被稱為斷面,它們可以是任何二維封閉多段線、圓、橢圓、封閉樣條曲線和面域。 命令操作步驟如下: _extrude( 啟動(dòng)拉伸命令 ) 選擇

62、要拉伸的對象 :(鼠標(biāo)選擇需要進(jìn)行拉伸操作的對象) 指定拉伸高度或 [ 方向 (D)/ 路徑 (P)/ 傾斜角 (T)] < 默認(rèn)值 >: (輸入拉伸高度或其它選項(xiàng)) 備選項(xiàng)含義: 直接輸入拉伸高度表示沿 Z 軸進(jìn)行拉伸操作, 如果輸入正值, 將沿對象所在坐標(biāo)系的 軸正方向拉伸對象。如果輸入負(fù)值,將沿 Z 軸負(fù)方向拉伸對象 。 方向:通過指定的兩點(diǎn)指定拉伸的長度和方向。 路徑: 選擇基于指定曲線對象的拉伸路徑。 路徑將移動(dòng)到輪廓的質(zhì)心。 然后沿選定路徑 拉伸選定對象的輪廓以創(chuàng)建實(shí)體或曲面。 傾斜角:拉伸角度可以為正或?yàn)樨?fù),其絕對值不大于 90

63、。默認(rèn)值為 0,表示生成的  Z 實(shí)體的側(cè)面垂直于 XY 平面,沒有錐度。如果為正,將產(chǎn)生內(nèi)錐度,生成的側(cè)面向里靠;如果為負(fù),將產(chǎn)生外錐度,生成的側(cè)面向外 2、按住并拖動(dòng)創(chuàng)建實(shí)體 通過按住【 Ctrl+Alt 】組合鍵,或用鼠標(biāo)單擊 “建模 ”工具欄中的 “按住并拖動(dòng) ”工具,或 直接在命令行窗口中輸入執(zhí)行 PRESSPULL 命令,可以通過拾取一個(gè)共面的封閉區(qū)域, 然后拖動(dòng)鼠標(biāo)來創(chuàng)建實(shí)體。執(zhí)行 “按住并拖動(dòng) ”操作時(shí), 只需將光標(biāo)移至封閉區(qū)域,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)分析邊界。如圖 7-3-15 生成的

64、五角星實(shí)體所示。 圖 7-3-15 按住并拖動(dòng)創(chuàng)建實(shí)體 四、強(qiáng)化練習(xí) 如圖所示圖形,已知模數(shù)為 4 齒數(shù)為 45。根據(jù)圖示尺寸繪制齒輪實(shí)體。 模塊八 復(fù)雜零件三維建模 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1、 熟練掌握和使用三維坐標(biāo)系及坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)換; 2、 掌握各實(shí)體生成命令的應(yīng)用; 3、 掌握三維實(shí)體編輯命令的應(yīng)用; 4、 掌握使用布爾運(yùn)算命令創(chuàng)建復(fù)雜實(shí)體; 5、 掌握三維對象的相關(guān)操作方法; 6、 掌握三維實(shí)體視圖的尺寸標(biāo)注。

65、 任務(wù)一 焊接彎頭建模 一、 工作任務(wù)及分析 繪制焊接彎頭:焊接彎頭尺寸如圖 8-1-1 所示,壁厚為 5mm ,繪制本任務(wù)時(shí),為方便操作將 管身部分和接頭部分分別放置在不同圖層上, 因此本任務(wù)建立管身、 接頭、中心線三個(gè)圖層。 圖 8-1-1 焊接彎頭 二、實(shí)踐操作步驟 (一 )創(chuàng)建文檔與基本操作 1、創(chuàng)建文檔 啟動(dòng) AutoCA

66、D2008 ,“新建”文件,輸入文件名“焊接彎頭” 。 2、基本操作 單擊“圖層特性管理器” ,在“圖層特性管理器” 對話框中單擊 “新建圖層” ,建立如圖 8-1-2 所示的圖層,單擊“確定” 。 圖 8-1-2 圖層特性管理器 (二 )繪制焊接彎頭實(shí)體 1、繪制中心線 單擊工具欄“圖層”中工具 ,選擇 圖層“中心線” 為當(dāng)前圖層。 單擊工具欄 “繪圖”中 “圓弧”工具,在繪圖區(qū)合適位置單擊,進(jìn)行圓弧中心線繪制,命令執(zhí)行如下: arc 指定圓弧的起點(diǎn)或 [圓心 (C)]: c (輸入 c 選項(xiàng)) 指定圓弧的圓心 :(在屏幕繪圖區(qū)單擊確定圓弧中心點(diǎn)) 指定圓弧的起點(diǎn) : 200(移動(dòng)鼠標(biāo)向上移動(dòng),輸入 200 作為圓弧起點(diǎn)) 指定圓弧的端點(diǎn)或 [角度 (A)/ 弦長 (L)]: a (輸入 A 選項(xiàng),啟動(dòng)包含角度選項(xiàng)) 指定包含角 : 90(輸入包含角度 90) 得到如圖

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