cad中二维与三维的快速转换教学文案.doc

Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。cad中二维与三维的快速转换-AutoCAD中机械工程图与三维模型间的转换指导教师职称论文完成日期2009-11-28论文答辩日期2009-12大学生优秀科技论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果，撰写成学术论文“”。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。日期：年月日摘要AutoCAD功能强大，广泛应用于各种工程设计中。本文运用AutoCAD软件，利用二维工程图纸创建三维零件模型，通过对零件的结构进行形体分析，将复杂零件分解为几个组成部分，选择最佳的建模方案，建立构成模型的各个简单实体，然后对三维实体进行编辑、渲染、布尔运算等操作，以快速构成复杂的实体模型。同时，本文还充分利用AutoCAD二维与三维可相互转换的优势，在产品或零件的设计中，由三维模型生成二维工程视图，不仅可提高设计绘图效率，同时还可提高设计绘图的准确性。特别是绘制复杂机件的工程图时，这种方法具有明显的优势。AbstractAutoCADispowerful,appliestovariousengineeringdesignmiddlebroadly.ThemodelwieldingtheAutoCADsoftware,makinguseofthetwo-dimensionalprojectdrawingsheettoestablishthethree-dimensionalpart,analysesthemainbodyofabookbycarryingoutashapeonthepartstructure,breakupcomplicatedpartforseveralingredients,themodelschemechoosingoptimumbuilding,buildstheentitycomposingeachmodelsimplicities.Atthesametime,themainbodyofabookreturnAutoCADtwothinkingandSanweikemutualchangeadvantagebacktomakefulluseof,intheproductorthepartdesign,generatetwo-dimensionalprojectviewfrom3-Dmodel,notonlymayimprovetheefficiencydesigningplotting,mayimprovetheaccuracydesigningplotting'satthesametime.Whentheengineeringdrawingdrawingcomplicatedworkespecially,thismethodhasclearsuperiority.关键词：AutoCAD；二维工程图；三维模型Keywords:AutoCAD;2Dengineeringdrawings;3Dmodel-引言AutoCAD是由美国AutoDesk公司于二十世纪八十年代初为微机上应用CAD技术而开发的绘图程序软件包，经过不断的完善，现已经成为国际上广为流行的绘图工具。该软件功能强大，具有良好的操作界面和规范的绘图标准，而且易学易用，并且广泛应用于工程、机械、航空、航天、电子、兵器、轻工等领域的设计，拥有巨大的用户群体，其设计成果已成为业界丰富的设计资源。随着三维设计在生产生活中的广泛应用，AutoCAD三维设计功能越来越受到设计人员的青睐。虽然它在三维实体创建中的曲面造型方面比不上ProE、UG、MasterCAM等软件，但其已具备三维实体创建中的大部分功能，也能创建结构形状复杂的三维实体模型。有时，为更形象直观地表达物体，既要用视图、剖视、断面等二维平面图形，又要用到物体的轴测图。若先创建三维实体模型，再将三维实体模型按需要生成视图、剖视、断面等二维图形和轴测图，将使我们的绘图工作事半功倍。绘制物体的三维模型我们可以从AutoCAD的基本体的建模命令开始，也可以由二维工程图生成具有复杂结构的三维实体模型。对此，相关科技文献已作出一些论述，本文总结前人经验，从实际出发对AutoCAD中三维实体与二维工程图之间相互转换的一些实用方法和操作技巧进行了详述。一、由二维工程图快速生成三维实体模型（一）创建三维模型的基本方法在AutoCAD中创建三维模型时，首先要看懂其零件图或三视图，充分利用现有的图形资源，对其结构进行形体分析，将复杂零件分解为几个组成部分，从而选择最佳的建模方案，建立构成模型的各个简单实体(如创建长方体、球体、圆柱体等基本实体)或通过图形拉伸(EXTRUDE)和旋转(REVOLVE)创建实心体，然后对三维实体进行编辑、渲染、布尔运算等操作，从而构成复杂的实体模型。其中，“按住并拖动”命令使用简单方便，可通过二维工程图快捷生成三维实体模型。（二）利用二维工程图纸三维建模应用实例现以以下三视图（图1.1）为例，详述在AutoCAD中由二维工程图创建三维零件模型的操作方法与基本步骤。图1.1（1）建立三维图层，创建西南等轴测环境。调整UCS并复制主视图实线轮廓到三维环境中，如图1.2所示。图1.2（2）单击菜单栏“工具”中的“面板”按钮，调用“按住并拖动（CTRL+ALT）”命令按住以下四个区域各自拖动60mm、54mm、18mm、22mm。上述调整过程如图1.3所示。图1.3（3）删除复制的主视图轮廓，使用“并集”命令合并所有实体以使其成为一个整体。（4）复制俯视图，使之与底座上端面重合（注意调整UCS），重复使用“按住并拖动”命令向下拖动17mm（或大于17mm）以生成两槽，而后删除复制的俯视图。通过上述调整后的图形如图1.4所示。图1.4（5）在棱台上按要求画出一个半径为10mm的圆，使用“按住并拖动”命令向下拖出圆孔，得到完整的三维实体图如图1.5所示。图1.5（三）小结以上三维实体制作方法主要使用了“按住并拖动（CTRL+ALT）”命令，此命令在使用中避免了创建面域的麻烦，同时在做孔或槽时也避免了使用差集命令，节省了大量的时间。而使用拉伸命令创建三维实体没有这个优点，故在今后在AutoCAD中创建三维实体时可充分利用“按住并拖动”命令快速生成三维实体模型。二、由三维模型生成二维工程图（一）通过三维模型生成二维工程图的基本方法在AutoCAD中模型空间用于二维或者三维建模，而布局主要用于三维模型输出或二维图形打印。二维绘图也可以在模型空间中直接打印出图，不必使用布局功能，而要打印三维模型的多个二维视图，就必须使用布局功能。3D向2D的转化，也是利用布局的一些功能完成的。三维图形转化为二维图形主要运用SOLVIEW、SOLDREW和SOLPROF等命令，正确运用这些命令，即可通过三维模型快速生成设计需要的二维视图和剖视图。（二）利用三维模型生成二维工程图应用实例现以以下三维模型图（图2.1）为例，叙述在AutoCAD中由三维模型生成二维工程图的操作方法与基本步骤。图2.1(1)调出已创建好的三维实体模型，单击绘图区下方的“布局1”标签，进入图纸空间，并进行页面设置。如布局名、打印机类型、打印样式表、图纸尺寸及打印比例等。设置完成后按“确定”按钮退出并删除图纸空间视口。(2)选择“视图”下的“四个视口”选项，在该布局的空白区域插入四个视口，并直接点击回车键，让四个视口布满该布局的空白区域。(3)生成水平投影、侧面投影和轴测投影。调整每个视口的视图方向，分别设定左下视口的视角为俯视以生成水平投影，右上视口的视角为左视以生成侧面投影，右下视口的视角为西南等轴侧以生成轴测图，并将左上视口删除以方便通过浮动视口生成正面投影的剖视图。(4)生成正面投影(剖面图)。单击菜单“绘图”/“建模”/“设置”/“视图”，启动SOLVIEW命令，输入“截面”选项并回车，在水平投影上选择水平对称中心线上的两点以确定剖切平面位置，在水平投影下方单击左键确定投影方向为“从前往后投影”。输入视图比例1，在水平投影上方指定视图中心并开视口，输入视图名称“正面投影”。通过上述调整后的图形如图2.2所示。图2.2(5)建立水平投影和侧面投影的轮廓图以及轴测图。单击菜单“绘图”/“建模”/“设置”/“轮廓”，启动SOLPROF命令，选择水平投影视口内的图形后，连续四个回车，将水平投影视口中的模型生成二维投影图。重复上述操作，依次将侧面投影和轴测投影视口中的模型生成二维投影图。(7)建立正面投影的剖面图。通过改变系统变量HPNAME、HPSCALE和HPANG的值，设置填充的图案、比例、角度，对填充图案进行编辑。单击菜单“绘图”/“建模”/“设置”/“图形”，启动SOLDRAW命令，选择正面投影视口边框后回车，将正面投影视口中的模型生成二维剖视图。(8)调整视图比例，对齐图形。如各投影图比例不统一或未满足投影规律“高平齐，长对正，宽相等”时须进行视图比例及位置的调整。启动MVSETUP命令，选择“缩放视口”选项调整各视图为统一比例，选择“对齐”选项下的“水平”选项使正面投影与侧面投影高平齐，选择“对齐”选项下的“垂直对齐”选项使正面投影与水平投影长对正。当各视图比例、位置确定后，选择各视图的视口边框单击鼠标右键，从弹出菜单中选择“显示锁定”选项下的“是”选项锁定各视口，以免进入浮动模型空间后采用缩放显示等命令时改变视图比例。通过上述调整后的图形如图2.3所示。图2.3(9)进行图层设置。执行SOLPROF命令后，系统将自动建立各视图的可见线和隐藏线的图层（PV可见线层，PH隐藏线层）；执行SOLVIEW命令后，系统将自动建立放置视口边框的VPORTS图层及各视图的可见线、隐藏线、标注和剖面图案的图层（视图名由用户输入）（VIS可见线层，HID隐藏线层，DIM尺寸标注层，HAT图案填充（用于剖面图）。创建中心线层、粗实线层、细实线层和尺寸标注层，并设置图层的颜色、线型、线宽。关闭轴测图的PH图层及VPORTS图层，以隐藏轴测图中的虚线，关闭各投影图视口边框。(10)中心线绘制。将当前层设为中心线层，在图纸空间绘制各投影图中心线。(11)标注尺寸。打开标注样式管理器对话框，设置尺寸标注样式，将当前图层设为尺寸标注层在图纸空间标注各投影图尺寸。(12)图纸空间中最后的调整。在粗实线图层上绘制剖切符号，调整线型比例，通过线型管理器对话框调整线型全局比例因子，使虚线、点划线在图上显示比较合理。通过上述调整后的最终图形如图2.4所示。图2.4（三）小结以上操作方法主要运用了SOLVIEW、SOLDREW和SOLPROF等命令，此方法在使用中可以大大提高设计工作效率，最大限度避免图中的错误，使绘图快捷方便。而且通过这种方法，除了得到基本视图外，还可以运用SOLVIEW命令里的“辅助”和“剖面”等选项得到其它辅助视图。这样，结合SOLVIEW、SOLDRAW、SOLPROF命令就可以使三维图形比较方便地转化为二维图。结论AutoCAD软件功能强大，在工程设计中利用AutoCAD不仅可以绘制二维视图，还可以建立复杂形体的三维模型，并且可以快速实现三维图和二维工程图的相互转换，其中特别是利用了一些技巧使在二维图转换为三维图时更加简便快捷。同时，AutoCAD三维设计的广泛应用，提高了机械设计中工程图的绘制效率，给设计人员带来了极大的方便。参考文献1柴永生，周玉兰，李延胜.聚焦AutoCAD2008之3D造型设计M.北京：电子工业出版社,2008.2杜忠友，黄福同，张海林AutoCAD完全教程M北京：电子工业出版社，20083叶涛，夏振兴.AutoCAD中利用二维图形进行三维建模的应用研究M.武汉科技学院学报,2005，11.4史宇宏，陈玉蓉，史小虎.边用边学AutoCAD2007中文版机械设计M北京：人民邮电出版社，2007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