CAD三维制图之入门.ppt
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1、绘制与编辑三维表面模型 课前导读课堂讲解上机实战课后练习课前导读基础知识重点知识提高知识基础知识 各种常用表面模型各种常用表面模型的绘制方法、着色与消的绘制方法、着色与消隐处理三维对象隐处理三维对象。重点知识 编辑三维对象的常见操作,包括三维阵列、三维镜像、三维旋转和在三维空间对齐两个三维对象的方法。提高知识 创建特殊三维创建特殊三维的曲面,包括绘制的曲面,包括绘制多边形网格、旋转多边形网格、旋转曲面、平移曲面、曲面、平移曲面、直纹曲面和边界曲直纹曲面和边界曲面。面。课堂讲解创建基本三维面 创建特殊的三维曲面 着色与消隐 编辑三维对象 创建基本三维面 创建长方体表面 创建棱锥表面 创建楔体表面
2、 创建球、上半球和下半球表面 创建圆锥表面 创建圆环表面 绘制三维网格 三三维维表表面面形形体体是是由由多多个个三三维维面面组组成成的的,它它与与三三维维实实体体有有本本质质的的区区别别。用用创创建建曲曲面面的的方方法法进进行行三三维维建模比用三维多段线进行三维建模要简单得多。建模比用三维多段线进行三维建模要简单得多。创建三维面命令主要有如下几种调用方法:创建三维面命令主要有如下几种调用方法:选择 绘图 曲面曲面 三三维面面 菜菜单命令。命令。单击“曲面曲面”工具工具栏中的中的 按按钮。在命令行中在命令行中执行行3DFACE3DFACE命令。命令。3DFACE3DFACE命命令令可可以以在在三
3、三维维空空间间的的任任意意位位置置创创建建3 3边边或或4 4边边的的表表面面,并并可可将将这这些些表表面面拼拼接接在在一一起起形形成成一一个个多多边边的的表表面面。如如使使用用3DFACE3DFACE命命令令在在西西南南等等轴轴测测图图中中绘绘制制如图如图17-117-1所示的三维面,其命令行操作如下:所示的三维面,其命令行操作如下:图图1 1 执行命令过程中的执行命令过程中的“不可见不可见”选项用于控制三维面各选项用于控制三维面各边的可见性,以便建立有孔对象的正确模型。边的可见性,以便建立有孔对象的正确模型。在在绘绘制制三三维维面面时时,每每一一个个平平面面最最多多只只能能有有4 4条条边
4、边(即即4 4个个顶顶点点),当当4 4个个顶顶点点具具有有不不同同的的Z Z轴轴坐坐标标值值时时,AutoCADAutoCAD将将创创建非平面的三维面。建非平面的三维面。为了方便用户,为了方便用户,AutoCADAutoCAD提供了常用三维面的绘制方法,提供了常用三维面的绘制方法,用户只需执行相应命令后,根据命令行中的提示进行操作用户只需执行相应命令后,根据命令行中的提示进行操作即可快速绘制出相应的三维面。绘制常用三维面命令的菜即可快速绘制出相应的三维面。绘制常用三维面命令的菜单命令调用方法较为复杂,需选择单命令调用方法较为复杂,需选择 绘图绘图 曲面曲面 三维三维曲面曲面 菜单命令,打开如
5、菜单命令,打开如图图2 2所示的所示的“三维对象三维对象”对话框,对话框,然后在左侧的列表框中选择相应的选项或在右侧单击相应然后在左侧的列表框中选择相应的选项或在右侧单击相应的图标,最后单击的图标,最后单击 按钮。在后面讲解各种常用三维按钮。在后面讲解各种常用三维面的绘制方法的过程中,将不再提及这种调用方法。面的绘制方法的过程中,将不再提及这种调用方法。图图2 2 创创建建长长方方体体表表面面命命令令主主要要有有如如下下几几种种调调用方法:用方法:单击“曲面曲面”工具工具栏中的中的 按按钮。在命令行中在命令行中执行行AI_BOXAI_BOX命令。命令。创建长方体表面 如使用如使用AI_BOXA
6、I_BOX命令创建如图命令创建如图3 3所所示的长方体表面,示的长方体表面,其命令行操作如下:其命令行操作如下:图图3 3 执行命令过程中的选项含义如下:执行命令过程中的选项含义如下:立方体:立方体:输入第一个入第一个长度后度后选择该选项可以可以创建建长、宽、高相等的立方体。、高相等的立方体。参照:将参照:将长方体表面与方体表面与图形中的其他形中的其他对象象对齐,或,或按指定的角度按指定的角度进行旋行旋转。创创建建棱棱锥锥表表面面命命令令主主要要有有如如下下几几种种调调用用方法:方法:单击“曲面曲面”工具工具栏中的中的 按按钮。在命令行中在命令行中执行行AI_PYRAMIDAI_PYRAMID
7、命令。命令。创建棱锥表面 使使用用AI_PYRAMIDAI_PYRAMID命命令令的的过过程程中中可可以以选选择择不不同同的的选选项项来来创创建建顶顶面面为为点点、棱棱或或面面的的棱棱锥锥面面,如如创创建建如如图图4 4所示的顶面为棱的棱锥面,其命令行操作如下:所示的顶面为棱的棱锥面,其命令行操作如下:图图4 4 执行命令过程中的各选项含义如下:执行命令过程中的各选项含义如下:四面体:四面体:选择该选项后棱后棱锥面底面的第四角点将自面底面的第四角点将自动与第一角点与第一角点重合,并出重合,并出现提示信息,提示信息,“指定四面体表面的指定四面体表面的顶点或点或 顶面面(T):(T):”,指定,指
8、定顶点即可点即可创建出三棱建出三棱锥。选择提示信息中的提示信息中的“顶面面”选项则还需指定需指定3 3点来定点来定义三棱三棱锥的的顶面。面。棱:将棱棱:将棱锥面的面的顶面定面定义为棱,如棱,如图4 4所示。所示。选择该选项后需指定后需指定棱的两个端点,棱的两个端点,应注意指定的注意指定的顺序,以避免出序,以避免出现自交自交线框。框。顶面:将棱面:将棱锥的的顶面定面定义为平面。平面。选择该选项后后还需指定需指定顶面的面的4 4个角点,指定个角点,指定时应注意注意顺序,否序,否则将将创建出自交的多建出自交的多边形网格。形网格。创创建建楔楔体体表表面面命命令令主主要要有有如如下下几几种种调调用用方法
9、:方法:单击“曲面曲面”工具工具栏中的中的 按按钮。在命令行中在命令行中执行行AI_WEDGEAI_WEDGE命令。命令。创建楔体表面 楔楔体体表表面面的的创创建建方方法法与与长长方方体体的的创创建建方方法法相相似似。如如使使用用AI_WEDGEAI_WEDGE命命令令创创建建如如图图17-517-5所所示示的的楔楔体体表表面面,其其命令行操作如下:命令行操作如下:图图5 5 创创建建球球表表面面、上上半半球球表表面面和和下下半半球球表表面面的的方方法法完完全全相相同,都需指定中心点、球面半径和曲面的经纬线数目。同,都需指定中心点、球面半径和曲面的经纬线数目。创建球表面命令主要有如下几种调用方
10、法:创建球表面命令主要有如下几种调用方法:单击“曲面曲面”工具工具栏中的中的 按按钮。在命令行中在命令行中执行行AI_SPHEREAI_SPHERE命令。命令。创建上半球表面命令主要有如下几种调用方法:创建上半球表面命令主要有如下几种调用方法:单击“曲面曲面”工具工具栏中的中的 按按钮。在命令行中在命令行中执行行AI_DOMEAI_DOME命令。命令。创建下半球表面命令主要有如下几种调用方法:创建下半球表面命令主要有如下几种调用方法:单击“曲面曲面”工具工具栏中的中的 按按钮。在命令行中在命令行中执行行AI_DOMEAI_DOME命令。命令。创建球、上半球和下半球表面 如如 使使 用用AI_S
11、PHEREAI_SPHERE命命令令创创建建直直径径为为5050的的球球面面,效效果果如如图图6 6所所示示,其其命命令令行行操操作作如如下:下:图图6 6 球球表表面面的的默默认认经经、纬纬线线数数目目为为1616,用用户户可可以以重重新新指指定定,但但必必须须是是大大于于1 1的的正正整整数数。经经、纬纬线线的的数数目目设设置置得得越越多多,曲曲面面在在进进行行着着色色后后表表面面越越平平滑滑,但但在在对对其其重重生生成成、平平移移或或缩缩放放时时需需用用的的时时间间也也越越多多。如如将将经经线线与与纬纬线线数数均均设设为为4848后后绘绘制制直直径径相相同同的的球球表表面面,其效果如图其
12、效果如图7 7所示。所示。图图7 7 创创建建上上半半球球表表面面和和下下半半球球表表面面时时的的默默认认经经线线数数目目为为1616,默默认认纬纬线线数数目目为为8 8。如如创创建建直直径径为为5050的的上上半半球球面面与与下半球表面,其效果分别如图下半球表面,其效果分别如图8 8、图、图9 9所示。所示。图图8 8图图9 9 创建圆锥表面命令主要有如下几种调用方法:创建圆锥表面命令主要有如下几种调用方法:单击“曲面曲面”工具工具栏中的中的 按按钮。在命令行中在命令行中执行行AI_CONEAI_CONE命令。命令。创建圆锥表面 如如使使用用AI_CONEAI_CONE命命令令创创建建如如图
13、图1010所所示示的的圆圆锥锥面面,其其命命令行操作如下:令行操作如下:图图1010 在在 指指定定圆圆锥锥面面顶顶面面的的半半径径时时,如如果果输输入入一一个个正正数数,将将创创建建出出圆圆锥锥台台,如如将将顶顶面面半半径径设设为为8 8时时的的效效果果如如图图1111所所示。示。图图1111 创建圆环表面命令主要有如下几种调用方法:创建圆环表面命令主要有如下几种调用方法:单击“曲面曲面”工具工具栏中的中的 按按钮。在命令行中在命令行中执行行AI_TORUSAI_TORUS命令。命令。创建圆环表面 AI_TORUSAI_TORUS命命令令可可以以创创建建与与当当前前UCSUCS的的XYXY平
14、平面面平平行行的的圆圆环环状状多多边边形形网网格格。如如创创建建如如图图1212所所示示的的圆圆环环表表面面,其其命命令令行行操操作作如下:如下:图图1212通通过对话框指定框指定观察察视点点 DDVPOINTDDVPOINT和和 VPOINTVPOINT命命 令令 都都 只只 能能 用用 于于 模模 型型 空空 间间,DDVPOINTDDVPOINT命命令令可可用用对对话话框框控控制制视视图图视视点点,VPOINTVPOINT则则以以平平行行投投影影方方式式显显示示,如如果果要要动动态态观观察察三三维维模模型型,则则可可以以通通过过三三维维动动态态观观察察视视图图来来进进行行。使使用用三三维
15、维动动态态观观察察器主要有如下几种方法:器主要有如下几种方法:选择 视图 三三维动态观察器察器 菜菜单命令。命令。单击“三三维动态观察器察器”工具工具栏中的中的 按按钮。在命令行中在命令行中执行行3DORBIT3DORBIT(3DO3DO)命令。)命令。使用三维动态观察器可以使用定点设备操作模型的使用三维动态观察器可以使用定点设备操作模型的视图,能够从模型周围的任意视点直观地观察整个模视图,能够从模型周围的任意视点直观地观察整个模型或模型中的任何对象。型或模型中的任何对象。在在命命令令行行中中要要求求指指定定的的圆圆环环面面的的半半径径是是指指从从圆圆环环面面中中心心到到最最外外边边的的距距离
16、离,而而不不是是到到圆圆管管中中心心的的距距离离,而而圆圆管管半半径径是是指指从从圆圆管管的的中中心心到到其其最最外外边边的的距距离离,如如图图1313所所示示。因因此此输输入入的的圆圆管管半半径径值值必必须须小小于于圆圆环环面面半半径径值值的的50%50%,否否则则无无法法创创建建出出圆环表面。圆环表面。图图1313 在球表面、圆锥表面、圆环表面等曲面的默认经线与纬线数目可以进行设置,设置方法为:选择工具选项菜单命令,打开“选项”对话框,单击“显示”选项卡,在“显示精度”栏的“每条多段线曲线的线段数”文本框中输入所需的数值,然后单击 按钮关闭对话框即可。创建三维网格命令主要有如下几种调用方法
17、:创建三维网格命令主要有如下几种调用方法:单击“曲面曲面”工具工具栏中的中的 按按钮。在命令行中在命令行中执行行3DMESH3DMESH命令。命令。3DMESH3DMESH命令可以根据命令可以根据4 4点创建平面网格,在创建过点创建平面网格,在创建过程中需要指定程中需要指定M M方向和方向和N N方向上的网格数量,其意义与方向上的网格数量,其意义与XYXY平面的平面的X X轴方向和轴方向和Y Y轴方向类似。轴方向类似。绘制三维网格 在在M M方方向向和和N N方方向向设设置置的的网网格格数数量量决决定定了了沿沿这这两两个个方方向向产产生生的的直直线线数数目目,要要求求指指定定的的顶顶点点数数为
18、为这这两两个个方方向向设设置置的的数数量量值值的的乘乘积积。如如创创建建如如图图1414所所示示的的三三维维网网格格,其其命令行操作如下:命令行操作如下:图图1414创建创建特殊的三维曲面 旋转曲面 平移曲面 直纹曲面 边界曲面 除除了了基基本本三三维维面面之之外外,AutoCADAutoCAD中中还还提提供供了了一一些些创创建建特特殊殊三三维维曲曲面面的的方方法法,可可以以将将满满足足一一定定条条件件的的两两个个或或多多个个二二维维对对象象转转换换为为三三维维曲曲面面,如如旋旋转转曲曲面面、平平移移曲曲面面、直直纹纹曲曲面面、边边界界曲曲面面等等。用用这这类类方方式式生生成成的的三三维维曲曲
19、面面,可可以以通通过过系系统统变变量量SURFTAB1SURFTAB1和和SURFTAB2SURFTAB2来来控控制制在在M M方方向向和和N N方方向向生生成成线线条条的的密密度度。SURFTAB1SURFTAB1和和SURFTAB2SURFTAB2的的默默认认值值均均为为6 6,这这里里将将其其设设置置为为2020,再再进进行行后面的各种操作,其命令行操作如下:后面的各种操作,其命令行操作如下:旋转曲面 旋旋转转曲曲面面可可以以用用形形体体截截面面的的外外轮轮廓廓线线围围绕绕某某一一指指定定的的轴轴旋旋转转一一定定角角度度,从从而而生生成成网网格格曲曲面面。旋旋转转曲曲面面命命令令主主要要
20、有有如如下下几几种种调调用用方法:方法:选择 绘图 曲面曲面 旋旋转曲面曲面 菜菜单命令。命令。单击“曲面曲面”工具工具栏中的中的 按按钮。在命令行中在命令行中执行行REVSURFREVSURF命令。命令。图图1515 通通过过REVSURFREVSURF命命令令创创建建曲曲面面时时,选选择择的的旋旋转转轴轴线线与与要要旋旋转转的的对对象象必必须须在在同同一一平平面面上上,否否则则该该命命令令无无法法执执行行。如如使使用用旋旋转转曲曲面面功功能能将将如如图图1515所所示示图图形形中中右右侧侧的的多多段段线线绕绕左左侧侧的的直直线线进进行行旋旋转转,创创建建出出如如图图1616所所示示的的空心
21、轴,其命令行操作如下:空心轴,其命令行操作如下:图图1616 在在执执行行命命令令过过程程中中,要要求求输输入入角角度度时时,如如果果角角度度值值为为正正数数,则则逆逆时时针针旋旋转转,如如果果角角度度值值为为负负数数,则则顺顺时针旋转。时针旋转。执行REVSURF命令后,每次只能选择一个要旋转的对象与一个作为旋转轴的对象,要旋转的对象可以是圆、圆弧、直线、多段线等二维对象,但只有直线和未闭合的多段线才能作为旋转轴,如果选取的旋转轴是有转折顶点的多段线,则系统自动将多段线两端点的连线作为旋转轴线。平移曲面 旋旋转转平平移移曲曲面面可可以以将将一一个个对对象象沿沿指指定定的的矢矢量量方方向向进进
22、行行拉拉伸伸,从从而而得得到到三三维维表表面面模模型型。平平移移曲曲面面命命令令主主要要有有如下几种方法:如下几种方法:选择 绘图 曲面曲面 平移曲面平移曲面 菜菜单命令。命令。单击“曲面曲面”工具工具栏中的中的 按按钮。在命令行中在命令行中执行行TABSURFTABSURF命令。命令。平移曲面时,被拉伸的轮廓曲线可以是直线、圆弧、平移曲面时,被拉伸的轮廓曲线可以是直线、圆弧、圆和多段线,但指定拉伸方向的线型必须是直线和未闭圆和多段线,但指定拉伸方向的线型必须是直线和未闭合的多段线,若拉伸向量线选取的是多段线,则拉伸方合的多段线,若拉伸向量线选取的是多段线,则拉伸方向为两端点间的连线,拉伸的长
23、度是所选直线或多段线向为两端点间的连线,拉伸的长度是所选直线或多段线两端点之间的长度。但需注意的是,拉伸向量线与被拉两端点之间的长度。但需注意的是,拉伸向量线与被拉伸的对象不能位于同一平面上,否则无法进行拉伸。伸的对象不能位于同一平面上,否则无法进行拉伸。如使用如使用TABSURFTABSURF命令将如图命令将如图1717所示所示图形中图形中XYXY平面上的平面上的多段线沿多段线沿Z Z方向的直方向的直线为拉伸路径作平线为拉伸路径作平移操作,得到如移操作,得到如图图1818所示的三维模型,所示的三维模型,其命令行操作如下:其命令行操作如下:图图1717 在执行命令过在执行命令过程中,拉伸方向与
24、程中,拉伸方向与选择用作矢量方向选择用作矢量方向的对象的拾取点有的对象的拾取点有关,如拾取点靠近关,如拾取点靠近直线的右端,则用直线的右端,则用作轮廓曲线的对象作轮廓曲线的对象就向左端进行拉伸就向左端进行拉伸。图图1818直纹曲面 直纹曲面命令主要有如下几种调用方法:直纹曲面命令主要有如下几种调用方法:选择 绘图 曲面曲面 直直纹曲面曲面 菜菜单命令。命令。单击“曲面曲面”工具工具栏中的中的 按按钮。在命令行中在命令行中执行行RULESURFRULESURF命令。命令。直直纹纹曲曲面面可可以以在在指指定定的的两两条条曲曲线线和和曲曲线线、曲曲线线和和直直线线、直直线线和和直直线线之之间间生生成
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