项目十 三维图的绘制电子教案 AutoCAD机械制图实训教程.doc

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1、教学目标知识目标：了解三维绘图需要的工具栏；了解三维坐标系；了解视点的设置方法；掌握三维绘图的基本命令；掌握由二维平面图形创建三维实体的方法；掌握三维实体的操作方法；掌握三维实体的基本编辑方法。技能目标：能够运用布尔运算绘制三维实体；能够利用三维命令创建组合实体模型。教学重点掌握创建三维实体的方法及操作步骤。教学难点掌握组合实体模型的绘制方法。教学手段教学板书；电子课件。教学学时6教 学 内 容 与 教 学 过 程 设 计注 释项目十 三维图的绘制任务一 绘制基本实体模型任务描述绘制如图10-1-0所示的窥油孔盖。图10-1-0 窥油孔盖的两视图和模型相关知识一、三维绘图需要的主要工具栏（1）

2、“建模”工具栏。（2）“实体编辑”工具栏。（3）“动态观察”工具栏。（4）“视图”工具栏。（5）“UCS”工具栏。二、三维坐标系1.右手定则 将右手手背靠近屏幕放置，以相互垂直的右手的拇指为X轴正向，食指为Y轴正向、中指为Z轴正向，这种判断坐标系方向的方法称为右手定则。世界坐标系和用户坐标系的坐标轴方向都使用右手定则判断。2.创建用户坐标系 1）功能为实现在形体不同表面上作图，用户须将坐标系设为当前作图面的方向和位置。2）执行命令的方法UCS工具栏：单击UCS。命令行：输入ucs，按Enter键。菜单：【工具】【新建 UCS】。3）操作步骤单击【工具】【新建 UCS】，命令行提示如下。命令:_

3、UCS当前UCS名称：*世界*指定UCS的原点或面（F）/命名（NA）/对象（OB）/上一个（P）/视图（V）/世界（W）/X/Y/Z/Z轴（ZA）:4）有关说明及提示（1）面（F）：将UCS与选定实体对象的面对正。（2）命名（NA）：为新建的用户坐标命名。（3）对象（OB）：根据选定对象定义新的坐标系。（4）上一个（P）：恢复上一个UCS。（5）视图（V）：以垂直于视图方向（平行于屏幕）的平面为XY平面，来建立新的坐标系。（6）世界（W）：将当前用户坐标系设置为世界坐标系。（7）X/Y/Z：指定绕X/Y/Z轴的旋转角度来得到新的UCS。（8）轴（ZA）：指定UCS坐标系的原点及Z轴正半轴上一

4、点，然后按右手定则来确定当前坐标系。3.管理用户坐标系 1）功能 “ucsman”命令用于对用户坐标系进行管理和操作。2）执行命令命令行：输入ucsman或us，按Enter键。菜单：【工具】【命名UCS】。3）操作步骤单击【工具】【命名UCS】，打开“UCS”对话框。该对话框包含命名UCS、正交UCS和设置三个选项卡，可以对用户坐标系进行相应的管理和操作。4.三维坐标形式（1）三维直角坐标。三维直角坐标如：绝对坐标（30，60，80），相对坐标（30，60，80）。（2）圆柱坐标。圆柱坐标如：绝对坐标（8080，60），相对坐标（8080，60）。（3）球面坐标。球面坐标如：绝对坐标（807

5、060），相对坐标（807060）。三、视点设置三维观察有四种常用的视点设置方式。1.使用“视图”工具栏设置视点2.使用“视点预置”对话框设置视点3.使用“视点”命令设置视点 单击【视图】【三维视图】【视点】，命令行提示如下。命令：_vpoint当前视图方向:VIEWDIR=0.0000,0.0000,1.0000指定视点或旋转（R）:4.使用“平面视图”命令设置视点 1）功能平面视图是以二维环境显示三维图形，视点位于坐标系的Z轴正向上，这样获得的是XY平面上的视图。2）执行命令的方法命令行：输入plan，按Enter键。菜单：【视图】【三维视图】【平面视图】【当前UCS】。3）操作步骤单击【

6、视图】【三维视图】【平面视图】【当前UCS】，命令行提示如下。命令：_plan输入选项当前 UCS（C）/UCS（U）/世界（W）:4）有关说明及提示（1）当前UCS（C）：表示创建当前UCS的XY平面视图。（2）UCS（U）：允许用户选择已经命名的UCS，AutoCAD 2008将生成该UCS的XY平面视图。（3）世界（W）：创建WCS的XY平面视图。四、“动态观察”工具栏动态观察就是视点绕目标移动，而目标保持静止的观察方式。通过单击“动态观察”工具栏中的按钮，可以从不同角度查看对象，还可以让模型自动连续地旋转。1.连续动态观察1）功能利用“3dcorbit”命令，单击并拖动光标使对象沿拖动

7、方向连续旋转。2）执行命令的方法动态观察工具栏：单击连续动态观察。命令行：输入3dcorbit，按Enter键。菜单：【视图】【动态观察】【连续动态观察】。2.自由动态观察1）功能利用“3dforbit”命令，可通过单击和拖动的方式，在三维空间动态观察对象。不参照平面，在任意方向上进行动态观察。沿 XY 平面和 Z 轴进行动态观察时，视点不受约束。2）执行命令的方法动态观察工具栏：单击自由动态观察。命令行：输入3dforbit，按Enter键。菜单：【视图】【动态观察】【自由动态观察】。五、三维图形的显示1.消隐图形1）功能利用“hide”命令可以暂时隐藏位于实体背后的被遮挡的轮廓线，只显示三

8、维实体的可见轮廓线，从而使三维实体的立体感更强。2）执行命令的方法命令行：输入hide或hi，按Enter键。菜单：【视图】【消隐】。2.视觉样式1）功能利用“shademode”命令可以生成“二维线框”、“三维线框”、“真实”、“概念”等多种视图。2）执行命令的方法命令行：输入shademode，按Enter键。菜单：【视图】【视觉样式】。单击【视图】【视觉样式】，打开视觉样式的子菜单如图1019所示。六、三维建模命令1.长方体命令1）功能利用“box”命令可以创建底面与当前坐标系的XY平面平行的实体长方体。2）执行命令的方法建模工具栏：单击长方体。命令行：输入box，按Enter键。菜单：

9、【绘图】【建模】【长方体】。3）操作步骤单击【绘图】【建模】【长方体】，命令行提示如下。命令：_box*启动命令*指定第一个角点或中心（C）：*指定长方体的第一个角点*指定其他角点或立方体（C）/长度（L）：*指定长方体的另一个角点*指定高度或两点（2P）：*指定长方体的高度*4）有关说明及提示（1）立方体（C）：可选择绘制立方体。（2）长度（L）：绘制或指定角点的位置，确定长方体底面四边形的位置和大小，再输入长方形的高。（3）中心（C）：先确定长方体的中心，再确定长方体底面的一个角点，最后输入长方形的高。2.楔体命令1）功能 “wedge”命令可以创建底面与当前坐标系的XY平面平行的楔形体。

10、2）执行命令的方法建模工具栏：单击楔体。命令行：输入wedge，按Enter键。菜单：【绘图】【建模】【楔体】。3）操作步骤单击【绘图】【建模】【楔体】，命令行提示如下。命令：_wedge指定第一个角点或中心（C）：*指定楔体的第一个点*指定其他角点或立方体（C）/长度（L）：*指定楔体的其他角点*指定高度或两点（2P）：*指定楔体的高度*3.圆锥体命令1）功能 “cone”命令可创建底面位于当前UCS坐标系XY平面的圆锥体或椭圆锥体，圆锥体的高度与Z轴平行。2）执行命令的方法建模工具栏：单击圆锥体。命令行：输入cone，按Enter键。菜单：【绘图】【建模】【圆锥体】。3）操作步骤单击【绘图

11、】【建模】【圆锥体】，命令行提示如下。命令：_cone指定底面的中心点或三点（3P）/两点（2P）/相切、相切、半径（T）/椭圆（E）：*指定底面中心*指定底面半径或直径（D）：*输入底面圆半径*指定高度或两点（2P）/轴端点（A）/顶面半径（T）：*输入圆锥体高度*4）有关说明及提示（1）三点（3P）：可通过三点绘制底面圆。（2）两点（2P）：可通过二点绘制底面圆。（3）相切、相切、半径（T）：可通过相切、相切、半径绘制底面圆。（4）椭圆（E）：绘制椭圆锥底面椭圆。（5）直径（D）：输入直径确定底面圆的大小。（6）轴端点（A）：输入轴端点确定圆锥体高度。（7）顶面半径（T）：通过输入顶面半径

12、和高度确定圆锥体。4.圆柱体命令1）功能 “cylinder”命令用于创建以圆或椭圆为底面的实体圆柱体，圆柱体底面位于坐标系的XY平面。2）执行命令的方法建模工具栏：单击圆柱体。命令行：输入cylinder，按Enter键。菜单：【绘图】【建模】【圆柱体】。3）操作步骤单击【绘图】【建模】【圆柱体】，命令行提示如下。命令：_cylinder指定底面的中心点或三点（3P）/两点（2P）/相切、相切、半径（T）/椭圆（E）：*指定底面中心*指定底面半径或直径（D）：*指定底面圆半径*指定高度或两点（2P）/轴端点（A）：*指定圆柱体高度*5.球体命令1）功能利用“sphere”命令能够根据球心、半

13、径或直径创建球体。2）执行命令的方法建模工具栏：单击球体。命令行：输入sphere，按Enter键。菜单：【绘图】【建模】【球体】。3）操作步骤单击【绘图】【建模】【球体】，命令行提示如下。命令：_sphere指定中心点或三点（3P）/两点（2P）/相切、相切、半径（T）：*指定球体的中心*指定半径或直径（D）：*指定球体的半径*4）有关说明及提示（1）三点（3P）：三点确定通过球心的圆绘制球体。（2）两点（2P）：二点确定通过球心的圆绘制球体。（3）相切、相切、半径（T）：利用相切、相切、半径确定通过球心的圆绘制球体。（4）直径（D）：指定球心和直径的方法绘制球体。6.圆环体命令1）功能“t

14、orus”命令用于创建与当前UCS的XY平面平行且被该平面平分的圆环体。2）执行命令的方法建模工具栏：单击圆环体。命令行：输入torus，按Enter键。菜单：【绘图】【建模】【圆环体】。3）操作步骤单击【绘图】【建模】【圆环体】，命令行提示如下。命令：_torus指定中心点或三点（3P）/两点（2P）/相切、相切、半径（T）：*指定圆环的中心*指定半径或直径（D）：*输入外环的半径或直径*指定圆管半径或两点（2P）/直径（D）：*指定圆管半径*4）有关说明及提示（1）三点（3P）：三点确定圆环的中心圆。（2）两点（2P）：二点确定圆环的中心圆。（3）相切、相切、半径（T）：利用相切、相切、半

15、径的方法确定圆环的中心圆。7.多段体命令1）功能“polysolid”命令可以创建多段体。2）执行命令的方法建模工具栏：单击多段体。命令行：输入polysolid，按Enter键。菜单：【绘图】【建模】【多段体】。3）操作步骤单击【绘图】【建模】【多段体】，命令行提示如下。命令：_Polysolid 高度=4.0000,宽度=0.2500,对正=居中指定起点或对象（O）/高度（H）/宽度（W）/对正（J）：*指定多段体的起点*指定下一个点或圆弧（A）/放弃（U）：*指定多段体的下一个点*指定下一个点或圆弧（A）/放弃（U）：*指定多段体的下一个点*指定下一个点或圆弧（A）/闭合（C）/放弃（U

16、）：*输入c，按Enter键，闭合图形*4）有关说明及提示（1）圆弧（A）：可绘制圆弧。（2）放弃（U）：放弃上一步操作。（3）闭合（C）：形成封闭图形。任务实施1.设置绘图环境（1）设置绘图单位。（2）设置图形界限。（3）单击栅格，打开“栅格”模式，在绘图区显示图形界限。2.创建图层根据需要，创建“辅助线”图层和“实体”图层。3.调用工具栏（1）调出“UCS”、“视图”、“建模”和“实体编辑”工具栏。（2）单击“视图”工具栏中的西南等轴测，切换到西南等轴测视图，从而将二维模式转换为三维模式。4.绘制长方体（1）设置“实体”图层为当前图层。（2）单击【绘图】【建模】【长方体】，创建长方体，其长

17、、宽、高分别为40 mm、30 mm、10 mm。5.确定四个孔的中心点（1）设置“辅助线”图层为当前图层。（2）绘制长方体上表面长度方向中线1和宽度方向的中线2。（3）将长度方向的中线1分别左右偏移10 mm，宽度中线2前后偏移9 mm，得到的交点3、4、5、6即为四个孔的中心。6.绘制圆柱体单击【绘图】【建模】【圆柱体】，分别以3、4、5、6为中心，绘制直径为8 mm、深度为-10 mm（上正下负）的四个圆柱体。7.执行布尔运算利用“subtract”命令，进行差集运算，获得结果。8.观察三维实体（1）删除“辅助线”图层。（2）单击【视图】【视觉样式】【真实】，利用“动态观察器”观察实体真

18、实效果。任务二 绘制组合实体模型任务描述绘制如图10-2-0所示的轴承架，并通过设置视点观察三维实体。图10-2-0 轴承架两视图及实体模型相关知识一、由二维图形创建三维实体的方法1.拉伸1）功能利用“extrude”命令能够沿Z轴或某个方向拉伸二维对象，使二维对象生成三维实体。拉伸有四种方式：按拉伸高度拉伸、沿路径拉伸、按方向拉伸和按倾斜角拉伸。2）执行命令的方法建模工具栏：单击拉伸。命令行：输入extrude或ext，按Enter键。菜单：【绘图】【建模】【拉伸】。3）操作步骤以“按拉伸高度拉伸”为例，操作步骤如下。单击【绘图】【建模】【拉伸】，命令行提示如下。命令：_extrude当前线

19、框密度：ISOLINES=4*系统提示*选择要拉伸的对象：找到 1 个*选择要拉伸的对象，系统提示选择对象的个数*选择要拉伸的对象：*按Enter键或右击确认*指定拉伸的高度或方向（D）/路径（P）/倾斜角（T）：*指定拉伸的高度，按Enter键*删除定义对象？是（Y）/否（N）:*是否删除源对象*4）有关说明及提示（1）拉伸的高度：如果输入正值，将沿着对象所在的坐标系的Z轴正方向拉伸对象；如果输入负值，将沿着对象所在的坐标系的Z轴负方向拉伸对象；（2）方向（D）：通过指定的两点确定拉伸的长度和方向；（3）路径（P）：选择基于指定曲线对象的拉伸路径将对象进行拉伸；（4）倾斜角（T）：输入正值表

20、示从基准对象逐渐变细地拉伸，而输入负值则表示从基准对象逐渐变粗地拉伸。2.旋转1）概述 “revolve”命令用于将二维对象绕某一轴旋转生成三维实体。用于旋转成实体的二维对象可以是封闭的多段线、多边形、矩形、圆、椭圆、闭合样条曲线、圆环和面域。2）执行命令的方法建模工具栏：单击旋转。命令行：输入revolve，按Enter键。菜单：【绘图】【建模】【旋转】。3）操作步骤 单击【绘图】【建模】【旋转】，命令行提示如下。命令：_revolve当前线框密度：ISOLINES=4*系统提示*选择要旋转的对象：找到 1 个*选择要旋转的对象，系统提示选择对象的个数*选择要旋转的对象：*按Enter键或右

21、击确认*指定轴起点或根据以下选项之一定义轴对象（O）/X/Y/Z：*指定旋转轴起点*指定轴端点：*指定旋转轴端点*指定旋转角度或起点角度（ST）：*输入旋转角度或按Enter键选择默认角度*4）有关说明及提示3.扫掠1）功能 “sweep”命令用于绘制网格面或三维实体。如果要扫掠的对象不是封闭的图形，那么扫掠后得到的是网格面，否则得到的是三维实体。2）执行命令的方法建模工具栏：单击扫掠。命令行：输入sweep，按Enter键。菜单：【绘图】【建模】【扫掠】。3）操作步骤 单击【绘图】【建模】【扫掠】，命令行提示如下。命令：_sweep当前线框密度：ISOLINES=4*系统提示*选择要扫掠的对

22、象：指定对角点：找到 2 个*选择要扫掠的对象，系统提示选择对象的个数*选择要扫掠的对象：*按Enter键或右击确认*选择扫掠路径或对齐（A）/基点（B）/比例（S）/扭曲（T）：*选择扫掠路径*4）有关说明及提示4.放样1）功能 “loft”命令用于对包含两条或两条以上横截面曲线的一组曲线进行放样（绘制实体或曲面），从而创建三维实体或曲面。2）调用命令的方法建模工具栏：单击放样。命令行：输入loft，按Enter键。菜单：【绘图】【建模】【放样】。3）操作步骤 单击【绘图】【建模】【放样】，命令行提示如下。命令： _loft按放样次序选择横截面：*选择要放样的截面*按放样次序选择横截面：*按

23、Enter键结束对象的选择*输入选项 导向(G)/路径(P)/仅横截面(C) ：*输入p，按Enter键，选择“路径”选项*放样时使用的曲线必须全部开放或全部闭合。二、三维实体操作1.三维阵列命令1）功能“3darray”命令用于在三维空间中对实体进行矩形或环形阵列。2）执行命令的方法命令行：输入3darray或3a，按Enter键。菜单：【修改】【三维操作】【三维阵列】。3）操作步骤（1）三维环形阵列。单击【修改】【三维操作】【三维阵列】，命令行提示如下。命令：_3darray正在初始化.已加载 3DARRAY。选择对象：找到 1 个*选择对象，系统提示选择对象的个数*选择对象：*按Ente

24、r键或右击确认*输入阵列类型矩形（R）/环形（P）：p*输入阵列类型为环形*输入阵列中的项目数目：4*输入环形阵列中的项目数目为4*指定要填充的角度（+=逆时针,-=顺时针）：270*指定要填充的角度，系统默认360*旋转阵列对象？是（Y）/否（N）：*是否旋转阵列对象*指定阵列的中心点：*指定环形阵列的中心点*指定旋转轴上的第二点：*指定环形阵列旋转轴上的第二点*（2）三维矩形阵列。单击【修改】【三维操作】【三维阵列】，命令行提示如下。命令：_3darray选择对象：找到 1 个*选择对象，系统提示选择对象的个数*选择对象：*按Enter键或右击确认*输入阵列类型矩形（R）/环形（P）：r*

25、输入阵列类型为矩形*输入行数（）：2*输入矩形阵列行数*输入列数（|）：2*输入矩形阵列列数*输入层数（.）：2*输入矩形阵列层数*指定行间距（）：50*输入矩形阵行间距*指定列间距（|）：50*输入矩形阵列间距*2.三维镜像命令 1)功能“mirror3d”命令用于创建对象相对于某一平面的镜像操作。2)执行命令的方法命令行：输入mirror3d，按Enter键。菜单：【修改】【三维操作】【三维镜像】。3)操作步骤单击【修改】【三维操作】【三维镜像】，命令行提示如下。命令：_mirror3d选择对象：找到 1 个*选择对象，系统提示选择对象的个数*选择对象：*按Enter键或右击确认*指定镜像

26、平面（三点）的第一个点或对象（O）/最近的（L）/Z 轴（Z）/视图（V）/XY 平面（XY）/YZ 平面（YZ）/ZX 平面（ZX）/三点（3）：*指定镜像平面的第一个点A*在镜像平面上指定第二点：*指定镜像平面的第二个点B*在镜像平面上指定第三点：*指定镜像平面的第三个点C*是否删除源对象？是（Y）/否（N）：*按Enter键*3.三维旋转命令1)功能 “3drotate”命令用于使对象在三维空间中绕某一轴旋转。2）执行命令的方法建模工具栏：单击三维旋转。命令行：输入3drotate或3r，按Enter键。菜单：【修改】【三维操作】【三维旋转】。3）操作步骤 单击【修改】【三维操作】【三维

27、旋转】，命令行提示如下。命令：_3drotateUCS 当前的正角方向：ANGDIR=逆时针ANGBASE=0选择对象：指定对角点：找到 4 个*选择对象，系统提示选择对象的个数*选择对象：*按Enter键或右击确认*指定基点：*指定旋转所围绕的基点*拾取旋转轴：*选择旋转轴*指定角的起点或键入角度：*指定旋转的起点或旋转角度*正在重生成模型。4.剖切命令1)功能利用“slice”命令可以切开现有实体并删除指定部分，从而创建新的实体。2)执行命令的方法命令行：输入slice或sl，按Enter键。菜单：【修改】【三维操作】【剖切】。3)操作步骤 单击【修改】【三维操作】【剖切】，命令行提示如下

28、。命令：_slice选择要剖切的对象：找到1个*选择对象，系统提示选择对象的个数*选择要剖切的对象：*按Enter键或右击确认*指定切面的起点或平面对象（O）/曲面（S）/Z 轴（Z）/视图（V）/XY（XY）/YZ（YZ）/ZX（ZX）/三点（3）：yz*用三点法或其他方法确定剖切面*指定YZ平面上的点：*指定与YZ平面平行的剖切面上的点*在所需的侧面上指定点或保留两个侧面（B）：*指定要保留的一侧*三、三维编辑命令1.功能利用“solidedit”命令可以对实体面进行拉伸、移动、偏移、删除、旋转、倾斜、着色和复制等操作，也可以对三维实体的边进行复制和着色，还可以对实体进行压印、清除、分割、

29、抽壳和检查等操作。2.执行命令的方法命令行：输入solidedit，按Enter键。3.操作步骤 在命令行中输入solidedit，按Enter键，命令行提示如下。命令：solidedit实体编辑自动检查：SOLIDCHECK=1输入实体编辑选项面（F）/边（E）/体（B）/放弃（U）/退出（X）：任务实施1.设置绘图环境（1）设置绘图单位。（2）设置图形界限。（3）单击栅格，打开“栅格”模式，在绘图区显示图形界限。2.创建图层 根据需要，创建“细点画线”图层、“截面”图层和“实体”图层等。3.调出工具栏（1）调出“UCS”、“视图”、“建模”和“实体编辑”工具栏。（2）单击“视图”工具栏中的

30、俯视，切换到二维模式。4.绘制底板1）绘制底板俯视图2）将长方形转化成面域3）将二维视图转化为三维视图4）从底板中减去内圆柱5.绘制立板1）新建UCS坐标系2）绘制立板截面图，并拉伸截面成实体（1）设置“截面”为当前图层，利用“pline”命令，绘制立板的后表面。（2）设置“实体”为当前图层，利用“extrude”命令，拉伸截面为厚60 mm的实体。（3）单击【修改】【实体编辑】【差集】，执行“subtract”命令，从立板中减去内圆柱。6.绘制肋板（1）设置“截面”为当前图层，利用“pline”命令，绘制两个肋板的后截面。（2）设置“实体”为当前图层，利用“extrude”命令，拉伸截面为厚

31、度30 mm的实体。7.执行并集运算对底板、立板和两个肋板，利用“union”命令，执行布尔并集运算。8.消隐单击【视图】【消隐】。9.效果单击【视图】【视觉样式】【真实】。明确任务。三维绘图5个工具栏的介绍。用户坐标系的创建方式及操作步骤。用户坐标系的管理方法及操作步骤。坐标系的形式。设置视点的四种方式及操作步骤。执行连续动态观察、自有动态观察命令的方法。三维图形的显示与消隐。长方体的建模方式、操作步骤及相关说明。楔体的建模方式、操作步骤及相关说明。圆锥体的建模方式、操作步骤及相关说明。圆柱体的建模方式、操作步骤及相关说明。球体的建模方式、操作步骤及相关说明。圆环体的建模方式、操作步骤及相关说明。多段体的建模方式、操作步骤及相关说明。根据所学方法对任务进行实施。明确任务。执行拉伸命令的方法及操作步骤。执行旋转命令的方法及操作步骤。执行扫掠命令的方法及操作步骤。执行放样命令的方法及操作步骤。三维阵列的方法及操作步骤。三维镜像的方法及操作步骤。三维旋转的方法及操作步骤。执行剖切命令的方法及操作步骤。执行编辑实体命令的方法及操作步骤。根据所学方法对任务进行实施。12第 页