CAD三维操作教程

绘制三维图形重点与难点：本节重点讲解了三维坐标表示及三维图形观察方法；使用直线、样条曲线、三维多段线和各种曲面绘制命令绘制三维图形；使用基本命令绘制三维实体以及通过对二维图形进行拉伸、旋转等操作创建各种各样的复杂实体。在工程设计和绘图过程中，三维图形应用越来越广泛。AutoCAD可以利用3种方式来创建三维图形，即线架模型方式、曲面模型方式和实体模型方式。线架模型方式为一种轮廓模型，它由三维的直线和曲线组成，没有面和体的特征。表面模型用面描述三维对象，它不仅定义了三维对象的边界，而且还定义了表面即具有面的特征。实体模型不仅具有线和面的特征，而且还具有体的特征，各实体对象间可以进行各种布尔运算操作，从而创建复杂的三维实体图形。如何将单个视口变成四个视口方法视口工具栏中点击显示“视口”对话框，选四个相等视图，改为三维，在左上角为俯视图，右上角为主视图（前视图），左下角为左视图，右下角为--—等轴测。观察三维图形在AutoCAD中，使用“视图”菜单下的“缩放”、“视图”菜单下的“平移”子菜单中的命令可以缩放或平移三维图形，以观察图形的整体或局部。其方法与观察平面图形的方法相同。此外，在观测三维图形时，还可以通过旋转、消隐及着色等方法来观察三维图形。消隐图形在绘制三维曲面及实体时，为了更好地观察效果，可选择“视图”菜单下的“消隐”命令(HIDE)，暂时隐藏位于实体背后而被遮挡的部分。着色图形在AutoCAD中，使用“视图”菜单下的“着色”子菜单中的命令，可生成“二维线框”、“三维线框”、“消隐”、“平面渲染”、“体渲染”、“带边框平面渲染”和“带边框体渲染”多种视图。例如，选择“视图”----“着色”---“平面着色”命令，以图形的线框颜色着色图形。着色工具栏：可在立体表面涂上单一颜色，还可根椐立体面所处方位的不同而表现出对光线折射的差别。1、二维线框：显示用直线和曲线表示边界的对象2、三维线框：显示用直线和曲线表示边界的对象，这是UCS为一个着色的三维图标。3、消隐：显示用三维线框表示的对象，同时消隐表示后向面的线。4、平面着色：用于在多边形面之间着色对象，但平面着色的对象不加体着色的对象那样细致、光滑。5、体着色：用于对多边形平面之间的对象进行着色，并使其边缘平滑，给对象一个光滑，具有真实感的外观。6、带边框平面着色：合并平面着色和线框选项。7、带边框体着色：合并体着色和线框选项。下面我们讲一个“三维动态观察器”和“三维连续观察器”命令。1、选择“视图”菜单下“三维动态观察器”命令(BDORBIT)或单击中的三维动态观察按纽，可通过单击和拖动的方式，在三维空间动态观察对象。移动光标时，其形状也将随之改变，以指示视图的旋转方向。2、单击中的三维连续观察按纽，是鼠标拖动的方向就是旋转的方向，鼠标拖动的快与慢就是模型旋转速度的快与慢。绘制三维点和线选择“绘图”---“点”命令，或在“绘图”工具栏中单击“点”按钮，然后在命令行中直接输入三维坐标即可绘制三维点。由于三维图形对象上的一些特殊点，如交点、中点等不能通过输入坐标的方法来实现，可以采用三维坐标下的目标捕捉法来拾取点。在三维空间中指定两个点后，如点(0,0,0)和点(1,1,1)，这两个点之间的连线即是一条3D直线。同样，在三维坐标系下，使用“样条曲线”命令，可以绘制复杂3D样条曲线，这时定义样条曲线的点不是共面点。在二维坐标系下，使用“绘图”---“多段线”命令绘制多段线，尽管各线条可以设置宽度和厚度，但它们必须共面。三维多线段的绘制过程和二维多线段基本相同，但其使用的命令不同，另外在三维多线段中只有直线段，没有圆弧段。选择“绘图”----“三维多段线”命令(3DPOLY)，此时命令行提示依次输入不同的三维空间点，以得到一个三维多段线。绘制三维曲面在AutoCAD中，不仅可以绘制球面、圆锥面、圆柱面等基本三维曲面，还可以绘制旋转曲面、平移曲面、直纹曲面和边界曲面。使用“绘图”---“曲面”子菜单中的命令或“曲面”工具栏可以绘制这些曲面选择“绘图”---“曲面”---“三维曲面”命令，利用打开的“三维对象”对话框，可以绘制大部分三维曲面，如长方体表面、棱锥面、楔体表面及球面等。选择“绘图”---“曲面”---“三维面”命令(3DFACE)，可以绘制三维面。三维面是三维空间的表面，它没有厚度，也没有质量属性。由“三维面”命令创建的每个面的各顶点可以有不同的Z坐标，但构成各个面的顶点最多不能超过4个。选择“绘图”---“曲面”---“三维网格”命令(3DMESH)，可以根据指定的M行N列个顶点和每一顶点的位置生成三维空间多边形网格。M和N的最小值为2，表明定义多边形网格至少要4个点，其最大值为256。12345678121110913141516选择“绘图”----“曲面”---“旋转曲面”命令(REVSURF)，可以将曲线绕旋转轴旋转一定的角度，形成旋转曲面。选择“绘图”----“曲面”----平移曲面”命令(RULESURF)，可以将路径曲线沿方向矢量进行平移后构成平移曲面。选择“绘图”|“曲面”|“直纹曲面”命令(RULESURF)，可以在两条曲线之间用直线连接从而形成直纹曲面。选择“绘图”---“曲面”---“边界曲面”命令(EDGESURF)，可以使用4条首尾连接的边创建三维多边形网格。绘制基本实体在AutoCAD中，使用“绘图”--“实体”子菜单中的命令，或使用“实体”工具栏，可以绘制长方体、球体、圆柱体、圆锥体、楔体及圆环体等基本实体模型。A、选择“绘图”---“实体”----“长方体”命令(BOX)，或在“实体”工具栏中单击“长方体”按钮，都可以绘制长方体，此时命令行显示如下提示。指定长方体的角点或[中心点(CE)]0,0,0:在创建长方体时，其底面应与当前坐标系的XY平面平行，方法主要有指定长方体角点和中心两种。B、选择“绘图”---“实体”----“楔体”命令(WEDGE)，或在“实体”工具栏中单击“楔体”按钮，都可以绘制楔体。由于楔体是长方体沿对角线切成两半后的结果，因此可以使用与绘制长方体同样的方法来绘制楔体。C、选择“绘图”----“实体”---“圆柱体”命令(CYLINDER)，或在“实体”工具栏中单击“圆柱体”按钮，可以绘制圆柱体或椭圆柱体。D、选择“绘图”----“实体”---“圆锥体”命令(CONE)，或在“实体”工具栏中单击“圆锥体”按钮，即可绘制圆锥体或椭圆形锥体。E、选择“绘图”---“实体”---“球体”命令(SPHERE)，或在“实体”工具栏中单击“球体”按钮，都可以绘制球体。F、选择“绘图”---“实体”---“圆环体”命令(TORUS)，或在“实体”工具栏中单击“圆环体”按钮，都可以绘制圆环实体，此时需要指定圆环的中心位置、圆环的半径或直径，以及圆管的半径或直径。通过二维图形创建实体在AutoCAD中，选择“绘图”--“实体”---“拉伸”命令(EXTRUDE)，可以将2D对象沿Z轴或某个方向拉伸成实体。拉伸对象被称为断面，可以是任何2D封闭多段线、圆、椭圆、封闭样条曲线和面域，多段线对象的顶点数不能超过500个且不小于3个。拉伸倾斜角为0°拉伸倾斜角为15°拉伸倾斜角度为–10°对二维线进行拉伸方法1．在命令栏中输入快捷键为EXT2．指定位伸的高度3．指定拉伸的倾斜角度4．确定使用“绘图”|“实体”|“旋转”命令，将二维对象绕某一轴旋转生成实体。用于旋转的二维对象可以是封闭多段线、多边形、圆、椭圆、封闭样条曲线、圆环及封闭区域。三维对象、包含在块中的对象、有交叉或自干涉的多段线不能被旋转，而且每次只能旋转一个对象。课后练习：利用本节所学内容完成二层楼梯和电脑桌的制作。三维实体的编辑重点与难点：本节重点讲解了使用三维实体的布尔运算创建复杂实体；使用三维阵列、镜像、旋转以及对齐等命令编辑三维对象；使用基本命令编辑三维实体对象。三维实体的布尔运算在AutoCAD中，可以对三维实体进行并集、差集、交集布尔运算来创建复杂实体。并集运算：并集是指将两个实体所占的全部空间作新为物体差集运算：指A物体在B物体上所占空间部分清除，形式的新物体（A-B或B-A）交集运算：指两个实体的公共部公做为新物体。A、选择“修改”---“实体编辑”---“并集”命令(UNION)，或在“实体编辑”工具栏中单击“并集”按钮，可以实现并集运算。使用并集的步骤：1.从“修改”菜单中选择“实体编辑”或单击中的按纽。2.为并集选择一个面域。3.选择另一个面域。4.可以按任何顺序选择要合并的面域。继续选择面域，或按ENTER键结束命令。B、选择“修改”---“实体编辑”---“差集”命令(SUBTRACT)，或在“实体编辑”工具栏中单击“差集”按钮，可以实现差集运算使用差集的步骤：1.从“修改”菜单中选择“实体编辑”或单击中的按纽。2.选择一个或多个要从其中减去的面域，然后按ENTER键。3.选择要减去的面域，然后按ENTER键。即：已从第一个面域的面积中减去了所选定的第二个面域的面积。C：选择“修改”---“实体编辑”---“交集”命令(INTERSECT)，或在“实体编辑”工具栏中单击“交集”按钮，可以实现交集运算。使用交集的步骤1.从“修改”菜单中选择“实体编辑”或单击中的按纽。2.选择一个相交面域。3.选择另一个相交面域。4.可以按任何顺序选择面域来查找它们的交点继续选择面域，或按ENTER键结束命令编辑三维对象在AutoCAD中，选择“修改”---“三维操作”子菜单中的命令，可以对三维空间中的对象进行阵列、镜像、旋转及对齐操作。A、选择“修改”---“三维操作”---“三维阵列”命令(3DARRAY)，可以在三维空间中使用环形阵列或矩形阵列方式复制对象。B、选择“修改”---“三维操作”---“三维镜像”命令(MIRROR3D)，可以在三维空间中将指定对象相对于某一平面镜像。执行该命令并选择需要进行镜像的对象，然后指定镜像面。镜像面可以通过3点确定，也可以是对象、最近定义的面、Z轴、视图、XY平面、YZ平面和ZX平面。C、选择“修改”---“三维操作”---“三维旋转”命令(ROTATE3D)，可以使对象绕三维空间中任意轴(X轴Y轴或Z轴)、视图、对象或两点旋转，其方法与三维镜像图形的方法相似。D、选择“修改”---“三维操作”---“对齐”命令(ALIGN)，可以对齐对象。对齐对象时需要确定3对点，每对点都包括一个源点和一个目的点。第1对点定义对象的移动，第2对点定义二维或三维变换和对象的旋转，第3对点定义对象不明确的三维变换。此工具栏中其它工具的含义：拉伸面：将选定的三维实体对象的面拉伸到指定的高度或沿一路径拉伸。一次可以选择多个面。移动面：沿指定的高度或距离移动选定的三维实体对象的面。一次可以选择多个面。偏移面：按指定的距离或通过指定的点，将面均匀地偏移。正值增大实体尺寸或体积，负值减小实体尺寸或体积。删除面：从选择集中删除先前选择的边。旋转面：绕指定的轴旋转一个面、多个面或实体的某些部分。旋转角度：从当前位置起，使对象绕选定的轴旋转指定的角度。倾斜面：按一个角度将面进行倾斜。倾斜角度的旋转方向由选择基点和第二点（沿选定失量）的顺序决定。复制面：从三维实体上复制指定的面。着色面：从三维实体上给指定的面着上指定颜色。复制边和着色边同上方法一样。压印：文字不能压印，与物体底面平行，被压印的对象必须与选定对象的一个或多个面相交。压印操作仅限于下列对象：圆弧、圆、直线、二维和三维多段线、椭圆、样条曲线、面域、体及三维实体。清除：清除的是压印的物体。分割：用于布尔运算后的物体。抽壳：选择三维物体右击确定，然后输入抽壳的数值，用差集布尔运算相减就能看出抽壳效果。课后练习：掌握本节所学内容，并完成下图模型的制作。渲染工具栏重点与难点：使用渲染窗口设置材质、灯光设置渲染的背景图片1、选择“视图”菜单下的“渲染”命令中的“渲染”命令或单击中的按纽，打开“渲染”对话框，可以从中对场景或指定对象进行渲染。渲染模型的步骤1.显示模型的三维视图。2.选择“视图”