AutoCAD-2018实用教程第10章-三维建模基础

第10章三维建模基础AutoCAD2018实用教程本章概述三维模型是对三维形体的空间描述，可以直观地表达产品的设计效果。在机械设计中，三维零件由于其立体性和各部分结果的复杂多样性，需要设置不同的视觉样式来显示模型，或从不同的方位来观察模型，进而更详细地了解零件的各部分结构。这就需要使用AutoCAD三维建模空间提供的各种视点观察工具、坐标系定位工具以及各种控制视觉样式的工具，全方位辅助零件建模。AutoCAD2018实用教程10.1三维绘图基础传统的二维绘图设计需要通过投影图来想象其立体形状，这样给实际的交流和生产带来了极大的不便。从平面到三维造型技术，是一个质的飞跃，可以使用户在模拟的三维空间随心所欲地直接创建立体模型，从而更加形象、逼真地传达设计者的设计意图。三维模型分类三维建模术语AutoCAD2018实用教程10.1.1三维模型分类三维模型是二维投影图立体形状的间接表达。使用计算机绘制的三维图形成为三维集合模型，它比二维模型更加接近真实的对象。1.线框模型2.曲面模型3.实体模型AutoCAD2018实用教程10.1.2三维建模术语XY平面：它是X轴垂直于Y轴组成的一个平面，此时Z轴的坐标是0。Z轴：Z轴是一个三维坐标系的第三轴，它总是垂直于XY平面。高度：高度主要是Z轴上坐标值。厚度：主要是Z轴的长度。相机位置：在观察三维模型时，相机的位置相当于视点。目标点：当用户眼睛通过照相机看某物体时，用户聚焦在一个清晰点上，该点就是所谓的目标点。视线：假想的线，它是将视点和目标点连接起来的线。和XY平面的夹角：即视线与其在XY平面的投影线之间的夹角。XY平面角度：即视线在XY平面的投影线与X轴之间的夹角。AutoCAD2018实用教程10.2视图与视口创建三维模型时，常常需要从不同的方向观察模型。当用户设定某个查看方向后，AutoCAD将显示出对应的3D视图，具有立体感的3D视图将有助于用户正确理解模型的空间结构。另外，在创建复杂的二维图形和三维模型时，为了便于同时观察图形的不同部分或三维模型的不同侧面，可以将绘图区域划分为多个视口。平面视图设置正交和等轴测视图新建视口调整视口AutoCAD2018实用教程10.2.1平面视图使用PLAN命令可以创建坐标系的XY平面视图，即视点位于坐标系的Z轴上(该命令在三维建模过程中非常有用)。当用户需要在三维空间中的某个面上绘图时，可以先以该平面为XY坐标创建坐标系，然后利用PLAN命令使坐标系的XY平面显示在屏幕上，即可在三维空间的平面上绘图。AutoCAD2018实用教程10.2.2设置正交和等轴测视图在三维操作环境中，用户可以通过指定正交和轴测视点观测当前模型。其中正交视图是从坐标系统的正交方向观测所得到的视图；而轴测视图则是从坐标系统的轴测方向观测所获得的视图。指定这两类视图的方法主要有以下两种。1.利用选项板工具设置视图2.利用三维导航器设置视图AutoCAD2018实用教程10.2.3新建视口视口就是视图所在的窗口。在创建复杂的二维图形和三维模型时，为了便于同时观察图形的不同部分或三维模型的不同侧面，可以将绘图区域划分为多个视口。在AutoCAD中，视口可以分为平铺视口和浮动视口两种。1.创建平铺视口2.创建浮动视口AutoCAD2018实用教程10.2.4调整视口在模型和布局空间中，视口和一般的图形对象相似，均可以使用一般图形的绘制和编辑方法，分别对各个视口进行相应的调整、合并和旋转等操作。1.使用夹点调整浮动视口2.合并视口3.缩放视口4.旋转视口AutoCAD2018实用教程10.3三维坐标系在构造三维模型时，经常需要使用指定的坐标系作为参照，以便精确地绘制或定位某个对象，或者通过调整坐标系到不同的访问来完成特定的任务。此外，在AutoCAD中大多数的三维编辑命令都依赖于坐标系统的位置和方向进行操作，因此可以说三维建模离不开三维坐标系。三维坐标系基础知识定制UCS控制UCSAutoCAD2018实用教程10.3.1三维坐标系基础知识三维空间内的所有几何物体，无论其形状多么复杂，归根到底，都是许多空间点的集合。有了三维空间的坐标系统，三维造型就成为可能。因此三维坐标系统是确定三维对象位置的基本手段，是研究三维空间的基础。1.三维坐标系类型三维笛卡尔坐标系圆柱坐标系球面坐标系2.三维坐标系形式世界坐标系用户坐标系AutoCAD2018实用教程10.3.2定制UCSAutoCAD的大多数2D命令只能在当前坐标系的XY平面或XY平面平行的平面中执行，因此在三维建模过程中需要不断地调整当前坐标系。在“常用”选项卡的“坐标”选项板中，提供了创建UCS坐标系的多种工具。1.“原点”工具2.“面”工具3.“对象”工具4.“视图”工具5.“X/Y/Z”工具6.“世界”工具7.“Z轴矢量”工具8.“三点”工具AutoCAD2018实用教程10.3.3控制UCS在创建三维模型时，当前坐标系图标的可见性是可以进行设置的，用户可以任意地显示或隐藏坐标系(此外坐标系图标的大小也可以随意进行设置)。1.显示或隐藏UCS2.修改UCS图标大小AutoCAD2018实用教程10.4控制三维视图显示为了创建和编辑三维图形中各部分的结构特征，需要不断地调整模型的显示方式和视图位置。控制三维视图的显示可以实现视角、视觉样式和三维模型显示平滑度的改变。如此不仅可以改变模型的真实投影效果，而且更有利于精确设计产品的模型。设置视觉样式消隐图形改变模型曲面轮廓素线改变模型表面的平滑度AutoCAD2018实用教程10.4.1设置视觉样式零件的不同视觉样式呈现出不同的视觉效果。如果要形象地展示模型效果，可以切换为概念样式；如果要表达模型的内部结构，可以切换为线框样式。视觉样式用于控制视口中模型和着色的显示，用户可以在视觉样式管理器中创建和更改视觉样式的设置。1.视觉样式的切换2.视觉样式管理器二维线框线框隐藏真实概念着色AutoCAD2018实用教程10.4.2消隐图形对图形进行消隐处理可以隐藏被前景对象遮掩的背景对象，将使图形的显示更加简洁，设计更加清晰。但在创建和编辑图形时，系统处理的是对象或面的线框表示，消隐处理仅用于验证这些表面的当前位置，而不能对消隐的对象进行编辑或渲染。AutoCAD2018实用教程10.4.3改变模型曲面轮廓素线与实体显示效果有关的变量主要有ISOLINES、FACETRES和DISPSILH3个系统变量。通过这3个变量可以分别控制线框模式下的网络线数量或消隐模式下的表面网格密度，以及网格线的显示或隐藏状态。1.通过ISOLINES控制网格线数量2.通过FACETRES控制网格密度3.通过DISPSILH控制实体轮廓线的显示AutoCAD2018实用教程10.4.4改变模型表面的平滑度通过改变实体表面的平滑度来控制、圆、圆弧和椭圆的显示精度。平滑度越高，显示将越平滑，但是系统也需要更长时间来运行重生成、平移或缩放对象的操作。平滑度5平滑度2000