模塊七簡單零件三維建模

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1、 模塊七 簡單零件三維建模 學(xué)習目標 1、在 AutoCAD 中，正確使用圖層組織視圖； 2、建立空間概念，掌握三維視圖的使用及轉(zhuǎn)換； 3、掌握三維圖形的觀察及視覺樣式的使用； 4、掌握三維用戶坐標系的使用； 5、準確的在三維空間中拾取點； 6、掌握基本實體的繪制命令及布爾運算創(chuàng)建復(fù)雜實體方法。 任務(wù)一 三通管道建模 一、 工作任務(wù)及分析 繪制三通管道，管道外徑 40mm，內(nèi)徑 36mm 總長 120mm ，接頭處外徑 50mm。繪制時創(chuàng)建 中心線圖層，和實線圖層

2、，線寬為 0.2。其余參數(shù)不變。 圖 7-1-1 三通管道 二、實踐操作步驟 (一 )創(chuàng)建文檔與基本操作 1、創(chuàng)建文檔 啟動 AutoCAD2008 ，“新建”文件，輸入文件名“三通管道” 。 2、基本操作 單擊圖層工具欄中“圖層特性管理器” ，在“圖層特性管理器”對話框中單擊“新 建圖層” ，建立如圖 7-1-2 所示的圖層，單擊“確定” 。

3、 圖 7-1-2 圖層特性管理器 （二）繪制圖形 1、創(chuàng)建三維視圖 如圖 7-3，選擇菜單中“視圖” >“三維視圖” >“西南等軸測視圖” ，創(chuàng)建三維視圖。 圖 7-1-3 創(chuàng)建三維視圖 創(chuàng)建

4、后視圖坐標軸和光標如圖 7-1-4 所示。 圖  7-1-4  西南等軸測視圖中坐標和鼠標 2、繪制中心線 單擊工具欄“圖層”中工具  ，選擇圖 層“中心線”為當前圖層。單擊工具欄“繪圖”中“直線”工具 ，在繪圖區(qū)合適位置單 擊，得到直線的一個端點， 在“正交” 模式下， 向上移動點光標， 并輸入點劃線長度

5、“ 140”， 回車兩次得到主視圖中心線。 3、繪制圓柱體 切換圖層為實線層， 使用命令  cylinder  或單擊建模工具欄欄中圓柱體命令圖標，  啟動圓 柱體繪制命令。 圖 7-1-5 建模工具欄 啟動對象追蹤和對象捕捉功能，捕捉中心線下端點，移動鼠標向上在追蹤狀態(tài)下，輸 入追蹤值 10，移動鼠標向外，輸入圓柱底面半徑 20。如圖 7-6 繪制圓柱底面圓。

6、 圖 7-1-6 繪制圓柱底面圓 移動鼠標向上，輸入圓柱體高度100，回車確認生產(chǎn)圓柱體。如圖7-1-7 圖 7-1-7 繪制圓柱體 繼續(xù)使用繪制圓柱體命令，命令使用如下 命令 : _cylinder 指定底面的中心點或 [三點 (3P)/兩點 (2P)/相切、相切、半徑 (T)/ 橢圓 (E)]: （用鼠標捕捉 圓柱體底面圓心作為圓柱體的中心點） 指定底

7、面半徑或 [ 直徑 (D)] <20.0000>: 25 （輸入底面圓半徑為 25） 指定高度或 [兩點 (2P)/軸端點 (A)] <100.0000>: 10（鼠標向下移動，輸入圓柱體高度為 10）得到如圖 7-1-8 所示組合圓柱體。 圖 7-1-8 繪制圓柱體 繼續(xù)使用繪制圓柱體命令，重復(fù)繪制圓柱體，操作同圖 7-1-8 步驟，但是此次繪制圓柱 體上表面處的圓柱體。

8、 圖 7-9  繪制圓柱體 4、旋轉(zhuǎn)圓柱體 啟動旋轉(zhuǎn)命令 rotate 或使用鼠標單擊土 7-1-10 修改工具欄中的旋轉(zhuǎn)按鈕， 選擇圓柱體中 心線上端點為基點，旋轉(zhuǎn)角度為 90，得到圖 7-1-11 所示圖形。

9、 圖 7-1-10 修改工具欄 圖 7-1-11 旋轉(zhuǎn)后的圓柱體 此處也可使用 3drotate 命令或用鼠標單擊建模工具欄中三維旋轉(zhuǎn)按鈕實現(xiàn)圓柱體旋轉(zhuǎn) 操作，注意此時旋轉(zhuǎn)軸的選擇應(yīng)根據(jù)當前坐標系的坐標軸來確定。 圖 7-1-12 建模工具欄 5、繪制三通部分的圓柱體 在命令行窗口中輸入 ucs 命令，或

10、者用鼠標單擊圖 7-1-13UCS 工具欄中的  ucs 按鈕， 啟 動用戶坐標系，通過命令行窗口中的坐標原點指定或繞坐標軸旋轉(zhuǎn)命令等的使用，使  XOY 平面和旋轉(zhuǎn)后的圓柱體中心線平行。 圖 7-1-13 UCS 工具欄 再次使用繪制圓柱體命令，命令使用如下命令 : _cylinder 指定底面的中心點或 [三點 (3P)/兩點 (2P)/相切、相切、半徑 (T)/ 橢圓 (E)]: （用鼠標捕捉 中心線中點作為圓柱體的中心點） 指定底面半徑或 [ 直徑 (D)] <20.0000>

11、: 20 （輸入底面圓半徑為 20） 指定高度或 [兩點 (2P)/軸端點 (A)] <100.0000>: 50（鼠標向下移動，輸入圓柱體高度為 50）得到如圖 7-1-14 所示組合圓柱體。 圖 7-1-14 三通組合圓柱體 再次啟動圓柱體繪制命令，以小圓柱體的上表面圓心為中心點，繪制直徑50，高度為 10 的小圓柱體，如圖 7-1-15 所示。

12、 圖 7-1-15 三通組合圓柱體 6、用布爾運輸合并實體 在命令行窗口中輸入命令 union，或者單擊圖 7-1-16 建模工具欄中并集工具，選擇所有圓柱體，生成一個實體。 圖 7-1-16 建模工具欄 7、繪制三通管道內(nèi)孔 在當前坐標系下先繪制垂直方向圓柱體內(nèi)孔，啟動圓柱體繪制命令，用鼠標捕捉小圓 柱體上表面圓心為圓柱中心點，輸入半徑為 18，移動鼠標向下，輸入高度為 60，完成圓柱體內(nèi)孔繪制。如圖 7

13、-1-17 所示。 圖 7-1-17 三通內(nèi)孔 啟動 UCS 命令，使坐標軸繞 X 軸旋轉(zhuǎn) 90， XOY 平面和中心線處于垂直狀態(tài)。再次啟動繪制圓柱體命令，繪制水平方向內(nèi)孔，如圖 7-1-18 所示，命令如下： cylinder 指定底面的中心點或 [三點 (3P)/兩點 (2P)/相切、相切、半徑 (T)/ 橢圓 (E)]: （鼠標選擇水 平方向圓柱體底面圓心為中心點） 指定底面半徑或 [ 直徑 (D)] <18.0000>: 18 （輸入半徑為 18） 指定高度或 [兩點 (2P)/軸端點 (A)] <-60.0000>: 12

14、0 （移動鼠標沿水平方向移動，并輸入 高度 120） 8、用布爾運算求差 在命令行窗口中輸入 subtract 命令，或者單擊圖 7-1-16 并后的圓柱體， 依次減去步驟七中生成的兩個圓柱體內(nèi)孔，命令）后結(jié)果如圖 7-1-19 所示。  建模工具欄中差集工具， 選擇合 生成三通管道實體， 經(jīng)消隱（ hide 圖 7-1-18 繪制三通內(nèi)孔 圖 7-1-19 差集并消隱顯示后的

15、三通管道 9、繪制三通圓角并渲染 利用 fillet 命令或用鼠標單擊修改工具欄中的圓角按鈕，進行圓角操作。 圖 7-1-20 修改工具欄 命令如下： 命令 : _fillet 當前設(shè)置 : 模式 = 修剪，半徑 = 0.0000 選擇第一個對象或 [ 放棄 (U)/ 多段線 (P)/ 半徑 (R)/ 修剪 (T)/ 多個 (M)]: r （輸入 R 選項） 指定圓角半徑 <0.0000>: 3 （輸入圓角半徑為 3） 選擇第一個對象或 [ 放棄 (U)/ 多段線 (P)/ 半徑 (R)

16、/ 修剪 (T)/ 多個 (M)]: （用鼠標選擇實體） 選擇邊或 [鏈 (C)/ 半徑 (R)]: 已選定 6 個邊用于圓角。 （用鼠標依次選擇需圓角的各邊，右鍵確認進行圓角） 啟動渲染命令，或用鼠標單擊圖 7-1-21 渲染工具欄中渲染按鈕，進行渲染操作。 圖 7-1-21 渲染工具欄 圖 7-1-22 圓角渲染后三通管道 三、相關(guān)理論知識 （一）三維視圖的表達方式 在 A

17、utocad 中，有三種方式創(chuàng)建三維圖形，即 線框模型：線框模型是由一組輪廓線來表達三維實體，輪廓線可以是直線和曲線。 曲面模型：曲面模型使用多邊形網(wǎng)格定義曲面，表達三維視圖。 實體模型： 實體模型具有不透明的曲面， 包含了空間信息， 不同的實體對象間可以進行 布爾運算操作，從而創(chuàng)建復(fù)雜的實體對象。 （二）三維動態(tài)觀察器 使用“視圖” 菜單中“動態(tài)觀察器” 下各子菜單項， 可在三維空間動態(tài)觀察對象。 Autocad 有三種動態(tài)觀察器。 受約束的動態(tài)觀察器：此時系統(tǒng)顯示三維動態(tài)觀察圖標， 圖形將沿 XOY 平面或 Z 軸約束進行三維動態(tài)觀

18、察。 自由動態(tài)觀察器：不參照平面，在任意方向上進行動態(tài)觀察。 連續(xù)動態(tài)觀察器： 連續(xù)進行動態(tài)觀察， 選擇該項， 在繪圖區(qū)中單擊鼠標并沿任意方向拖動鼠標，釋放鼠標按鍵后，圖形開始動畫演示。 （三）設(shè)置視覺樣式 為了能夠更好的觀察三維視圖， AutoCAD 提供了多種視覺樣式。在“視圖”菜單下有“消隱” 選項，或者在 “視圖” 菜單下有 “視覺樣式” 子菜單中的 “二維線框” 、“三維線框” 、“概念”、“真實”等?，F(xiàn)將消隱視覺樣式介紹如下： 消隱：通過消隱圖形， 可將位于三維實體背面看不見的部分遮擋起來， 從而使用戶更好 的觀察視圖。在命令行窗口中輸入 hid

19、e 命令或者使用“視圖”菜單中的“消隱”選項可以 啟動消隱命令，具體消隱結(jié)果可以對比圖 7-1-18 和圖 7-1-19 兩圖顯示的結(jié)果。進行消隱操作后繪圖窗口將無法使用“縮放”和“平移”命令。 其他視覺樣式用戶可自行使用并對比。 （四）三維空間定位點 繪制平面圖時，可以使用輸入坐標、極軸追蹤、對象捕捉追蹤等方法來定位點，繪制三維圖形時點的定位主要有以下幾種方法。 對象捕捉、對象捕捉追蹤方法：在繪制三維圖形時，依然可以使用對象捕捉、對象捕 捉追蹤方法來定位點， 需要注意的是在三維視圖中使用對象捕捉、 對象捕捉追蹤方法繪圖時，通常要將 AutoCAD2008

20、的動態(tài) UCS 功能打開， 否則，將只能在當前坐標系的 XY 平面或和 XY 平面平行的屏幕上繪圖，如圖 7-1-23，在當前坐標系下用對象捕捉和捕捉追蹤功能捕捉 側(cè)面邊線中點，在側(cè)面上繪制圖形。如果關(guān)閉動態(tài)  UCS  功能則捕捉到的點為  XY  平面上的 點。 圖 7-1-23 打開動態(tài) UCS 三維坐標定位點：在繪制三維圖形時通過輸入三維坐標值來進行三維空間點的定位。 如（ 20， 30， 4

21、0）則是指的坐標值分別為 X 坐標 20、Y 坐標 果 Z 坐標為 0 則表示在當前坐標系的 XY 平面上繪圖。  30、 Z  坐標  40 的空間點。如 建立用戶坐標系：在繪制或?qū)θS視圖進行標注操作時，為了方便定位，經(jīng)常進行坐標系的變換，建立用戶坐標系。具體操作如下： 在命令行窗口中輸入 UCS 命令，或用鼠標選擇“工具”菜單下“新建 UCS”菜單中的 各子菜單選項可以進行用戶坐標系的創(chuàng)建操作。如圖 7-1-24 所示。

22、 圖 7-1-24 建立用戶坐標系 （五）基本實體的繪制 在 AutoCAD2008 中，系統(tǒng)提供了很多基本實體的繪制工具，可以繪制長方體、楔體、圓錐體、圓柱體、球體、圓環(huán)體等，用戶要繪制基本實體，可選擇“繪圖”菜單下“建模”子菜單中的各子菜單項，用戶也可以通過“建模”工具欄，來繪制基本實體。 1、繪制長方體 用鼠標單擊建模工具欄中長方體按鈕 ，或在命令行窗口中輸入 Box 命令可啟動長方體繪 制命令，在命令行中的提示如下： 指定第一個角點或 [中心

23、(C)]: 指定點或輸入 c 指定中心點 指定其他角點或 [立方體 (C)/ 長度 (L)]: 指定長方體的另一角點或輸入選項 備選項含義如下： 中心是指使用指定的中心點創(chuàng)建長方體。 立方體是指創(chuàng)建一個長、寬、高相同的長方體。 長度 按照指定長寬高創(chuàng)建長方體。長度與 X 軸對應(yīng)，寬度與 Y 軸對應(yīng)，高度與 Z 軸對 應(yīng)。如圖 7-1-25 所示。為三種方式繪制的長方體。 圖 7-1-25 長方體繪制 2、繪制圓錐體 用鼠標單擊建模工具欄中圓錐體按鈕 

24、 ，或在命令行窗口中輸入  Cone  命令可啟動圓錐體 的繪制命令，在命令行中提示如下： 指定底面的中心點或 [ 三點 (3P)/兩點 (2P)/相切、相切、半徑 心點或輸入選項 指定底面半徑或 [直徑 (D)] <默認值 >: 指定底面半徑、輸入 定默認的底面半徑值 指定高度或 [ 兩點 (2P)/ 軸端點 (A)/ 頂面半徑 (T)] < 默認值 >: 鍵指定默認高度值 圓錐體形狀尺寸如圖 7-1-26 所示。  (T)/ 橢圓 (E)]: 指定點 為底面中 d 指定

25、直徑或按 ENTER 鍵指 指定高度、輸入選項或按 ENTER 圖 7-1-26 圓錐體 備選項含義如下 三點（ 3P） 通過指定三個點來定義圓錐體的底面周長和底面。 兩點（ 2P）通過指定兩個點來定義圓錐體的底面直徑。 相切、相切、半徑（ T） 定義具有指定半徑，且與兩個對象相切的圓錐體底面。 橢圓（ E） 指定圓錐體的橢圓底面 軸端點 （ A ）指定圓錐體軸的端點位置。 軸端點是圓錐體的頂點， 或圓臺的頂面中心點 面半徑

26、”選項）。軸端點可以位于三維空間的任何位置。軸端點定義了圓錐體的長度和方向。 頂面半徑（ T ）創(chuàng)建圓臺時指定圓臺的頂面半徑。 3、球體和圓環(huán)體  （ “頂 用鼠標單擊建模工具欄中球體按鈕  ，或在命令行窗口中輸入  Sphere 命令，可以繪制球體， 這時只需指定球體球心坐標和球體半徑或直徑即可。 用鼠標單擊建模工具欄中圓環(huán)體按鈕  ，或在命令行窗口中輸入  Torus  命令，可以繪制圓 環(huán)體，繪制時需要指定圓環(huán)體的中心位置，圓環(huán)體半徑或直徑，

27、以及圓管半徑或直徑。 其備選項含義同圓錐體的繪制。 圖 7-1-27 球體和圓環(huán)體 四、強化練習 使用三通管道繪制過程中使用的命令和方法，繪制下圖所示的三通管道。 任務(wù)二 茶壺建模 一、工作任務(wù)及分析 茶壺的繪制：為方便建模和繪圖，將茶壺分為壺體、壺蓋、壺把、壺嘴、壺底五部分， 分別繪 -制在對應(yīng)的圖層

28、上，最終結(jié)果如圖 7-2-1 所示。 圖 7-2-1 茶壺建模 二、實踐操作步驟 (一 )創(chuàng)建文檔與基本操作 1、創(chuàng)建文檔 啟動 AutoCAD2008 ，“新建”文件，輸入文件名“茶壺” 。 2、基本操作 單擊“圖層特性管理器” ，在“圖層特性管理器” 對話框中單擊 “新建圖層” ，建立如圖 7-2-2 所示的圖層，單擊“確定” 。

29、 圖 7-2-2 圖層管理器 （二）茶壺建模 1、繪制中心線 在圖層管理器中選擇 “中心線” 層為當前圖層， 單擊工具欄 “繪圖” 中“直線” 工具 ， 在繪圖區(qū)合適位置單擊，得到直線的一個端點，在“正交”模式下，向下移動點光標，并輸入點劃線長度“ 120”，回車兩次得到主視圖中心線。 2、繪制壺體 切換當前圖層為“壺體”層，單擊繪圖工具欄中“樣條曲線”（水平距離 25）處單擊確定樣條曲線的起點，經(jīng)修剪后繪制如圖  ，在中心線右側(cè)適當位置 7-2-3 所示樣條曲線。 圖 7-2-3 樣

30、條曲線 在命令行中輸入 revolve ，或用鼠標單擊圖 7-2-4 建模工具欄中的“旋轉(zhuǎn)”按鈕啟動旋 轉(zhuǎn)命令，選擇樣條曲線為旋轉(zhuǎn)對象，中心線為旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)角度為 360，得到圖 7-2-5 壺 體曲面。 圖 7-2-4 圖 7-2-5 壺體曲面 3、繪制壺嘴 切換當前圖層為 “壺嘴” 層，單擊繪圖工具欄中 “樣條曲線” ，在壺體表面適當處單擊， 作為樣條曲線的起點，繪制如圖 7-2-6 所示樣條曲線，

31、 圖 7-2-6 樣條曲線 在命令行窗口中輸入 UCS 命令，以樣條曲線起點為坐標原點， 建立和樣條曲線和 XOY 平面相垂直的用戶坐標系，如圖 7-2-7 所示。 圖 7-2-7 建立 UCS 用鼠標單擊繪圖工具欄中的 按鈕，啟動畫圓命令，捕捉坐標原點為圓心，分別繪制 半徑為 8 和 1

32、2 的兩個同心圓。 圖 7-2-8 壺嘴的繪制 再次啟動 UCS 命令，以樣條曲線的另外一個端點為原點，建立如圖  7-2-9  所示用戶坐 標系。重復(fù)畫圓命令，以新建的用戶坐標系原點為圓心，繪制半徑為  5 和  8 的同心圓 圖 7-2-9 建立

33、 UCS 并畫圓 在命令行窗口中輸入 loft 命令或單擊建模工具欄中的放樣按鈕，啟動放樣命令。 圖 7-2-10 建模工具欄 依次選擇壺嘴樣條曲線兩端的大圓，命令如下： 按放樣次序選擇橫截面 : 找到 1 個（選擇第一個圓） 按放樣次序選擇橫截面 : 找到 1 個，總計 2 個（選擇第二個圓） 按放樣次序選擇橫截面 :（回車確認截面選擇完成） 輸入選項 [導(dǎo)向 (G)/ 路徑 (P)/僅橫截面 (C)] <僅橫截面 >: p（輸入 p 選項，按路徑進行放 樣） 選擇路徑曲線 :（選擇

34、樣條曲線為路徑曲線，執(zhí)行的結(jié)果如圖 7-2-11 ） 圖 7-2-11 壺嘴放樣操作 關(guān)閉壺體和中心線層，繼續(xù)以樣條曲線兩端的小圓進行放樣操作，啟動布爾運算差集 命令，用先生成的大壺嘴實體減去后生成的實體得圖 7-2-12 壺嘴。 圖 7-2-12 壺嘴實體視圖 打開壺體圖層，鼠標

35、單擊修改菜單中“三維操作”下的“剖切”命令，命令如下： 圖 7-13 剖切命令 slice 選擇要剖切的對象 : 找到 1 個（鼠標單擊壺嘴部分實體，選中作為剖切對象） 選擇要剖切的對象 :（回車確認剖切對象選擇完成） 指定 切面 的起點或 [平面對象 (O)/ 曲面 (S)/Z

36、 軸 (Z)/ 視圖 V)/XY(XY)/YZ(YZ)/ZX(ZX)/ 三點 (3)] < 三點 >: s（輸入 S 選項，選擇曲面為切面） 選擇曲面 : （鼠標選擇壺體曲面為切面） 選擇要保留的實體或 [保留兩個側(cè)面 (B)] <保留兩個側(cè)面 >: （鼠標選擇要保留部分實體回車確認，完成剖切） 生成如圖 7-2-14 所示壺嘴實體。 圖 7-2-14 剖切壺嘴 4、生成壺體實體 關(guān)閉壺嘴圖層，鼠標單擊修改菜單中“三維操

37、作”下的“加厚”命令，選中壺體曲面， 進行曲面加厚操作，厚度為 3，選擇概念視圖樣式后，顯示如圖 7-2-15 所示。 圖 7-2-15 壺體實體視圖 5、繪制壺把 將“壺把” 圖層置為當前層， 鼠標單擊繪圖工具欄上 “樣條曲線” 按鈕，繪制如圖 7-2-16 所示樣條曲線。 圖 7-2-16 繪制壺把 關(guān)閉壺體圖層，在命

38、令行窗口中輸入UCS 命令，以樣條曲線起點為坐標原點，建立和 樣條曲線和 XOY 平面相垂直的用戶坐標系， 繪制長半軸為 8，短半軸為 6 的橢圓，如圖 7-2-17 所示。 圖 7-2-17 壺把的繪制 在命令行窗口中輸入 sweep 命令，或者單擊圖 7-2-18 啟動掃掠命令， 選擇橢圓為掃掠對象，樣條曲線為掃掠路徑， 7-2-19 所示。 

39、 建模工具欄中的“掃掠”按鈕，生成壺把。二維線框顯示如圖 圖 7-2-18 掃掠命令按鈕 圖 7-2-19 生成壺把實體 6、繪制壺蓋 將“壺蓋”層置為當前層，在壺體上方使用樣條曲線和直線工具繪制如圖 7-2-20 所示 陰影圖形。 圖 

40、 7-2-20  繪制壺蓋 在命令行窗口中輸入  region  命令，或用鼠標單擊繪圖工具欄中  按鈕，啟動面域命令， 將壺蓋封閉圖形生成面域。 在命令行窗口中輸入 revolve 命令，或用鼠標單擊建模工具欄中“旋轉(zhuǎn)”按鈕，以生成 的壺蓋面域為旋轉(zhuǎn)對象，以中心線為旋轉(zhuǎn)軸，生成圖 7-2-22 所示壺蓋實體。 圖 7-2-21 建模工具欄

41、 圖 7-2-22 壺蓋實體 7、繪制壺底 將“壺底”圖層置為當前圖層，使用直線工具繪制圖 7-2-23 陰影框線，并生成面域。 圖 7-2-23 繪制壺底 使用建模工具欄中“旋轉(zhuǎn)”命令，以中心線為軸線，將壺底面域生成如圖 7-2-24 所示 壺底實體。 圖  7-2-24  壺體實體 8、布

42、爾運算合成茶壺實體 將所有圖層處于顯示狀態(tài)， 在命令行窗口輸入 union 命令或鼠標單擊建模工具欄中的并 集命令，選擇所有繪制的茶壺對象， 將所繪實體合成一個整體，選擇視圖菜單中， 概念視覺 樣式，得到圖 7-2-25 所示茶壺實體。 圖 7-2-25 茶壺實體建模 三、相關(guān)理論知識 （一）利用布爾運算創(chuàng)建復(fù)雜實體 布爾運算通過對兩個或兩個以上的實體對象進行并集、差集、交集運算，從而得到新 的形狀更為復(fù)雜的實體。 并集運算

43、：使用 “并集 ”命令（ UNION ）可以通過組合多個實體生成一個新實體。該命 令主要用于將多個相交或相接觸的對象組合在一起。 當組合一些不相交的實體時， 其顯示效果看起來還是多個實體，但實際上卻被當作一個對象。圖 7-2-26 顯示了將一個圓柱體與一個球體合并的效果。 圖 7-2-26 并集運算 差集運算：差集運算可以通過從一個或多個實體中減去一個或多個實體而生成一個新的實體。圖中顯示了從圓柱體中減去球體后的結(jié)果。 如果兩個實體對象不相交，那么將刪除被減去的實體對象。

44、 圖 7-2-27 差集運算 交集運算：使用 “交集 ”命令（ INTERSECT ），可以創(chuàng)建一個實體，該實體是兩個或多個實體的公共部分，結(jié)果為圓柱體與球體的公共部分。 如果所選實體對象不相交，那么進行交集運算后，所選實體對象同時被刪除。 圖 7— 2-28 交集運算 （二）使用面域繪制復(fù)雜形狀實體 面域是由直線、圓弧、多段線、樣條曲線等對象組成的二維封閉實體。面域是一個獨立 的實體， 它可以進行

45、布爾運算。 在三維實體繪制中， 一些復(fù)雜形狀的截面經(jīng)常需要生成面域才能進行相關(guān)的實體生成操作，如旋轉(zhuǎn)、拉伸等。 1、創(chuàng)建面域 要創(chuàng)建面域 ,可以通過選擇“繪圖”菜單下“面域”選項，或在命令行窗口中輸入執(zhí)行 Region 命令，將封閉圖形區(qū)域轉(zhuǎn)換為面域。創(chuàng)建面域后，原來的對象被組合為一個整體。 2、面域的布爾運算 通過選擇“修改”菜單中“實體編輯”子菜單中的“并集” 、“差集”或“交集”選項，可以對面域執(zhí)行三種布爾操作，即并集、差集及交集。操作時應(yīng)注意以下幾點： 對面域求并集時，即使所選面域并未相交，所選面域也將被合并為一個單獨的面域。

46、 對面域求差集時，如果所選面域并未相交，所有被減面域?qū)⒈粍h除。 對面域求交集時，如果所選面域并未相交，將刪除所有選擇的面域。如圖 7-2-29 所示 圖 7-2-29 面域布爾運算 3、旋轉(zhuǎn)創(chuàng)建實體 使用 “旋轉(zhuǎn) ”命令（ REVOLVE ），或用鼠標單擊建模工具欄中 按鈕，啟動旋轉(zhuǎn)命令， 可以將二維對象繞某一軸旋轉(zhuǎn)生成實體或曲面。 用于旋轉(zhuǎn)的二維對象可以是封閉多段線、 邊形、圓、橢圓、封閉樣條曲線、圓環(huán)，以及由多個對象組成的封閉區(qū)域，并而且一次可以 旋轉(zhuǎn)多個對象。

47、 但是，三維對象、 包含在塊中的對象、 有交叉或自干涉的多段線不能被旋轉(zhuǎn)。 通常情況下，如果要旋轉(zhuǎn)由多個對象組成的封閉區(qū)域生成實體，則封閉區(qū)域要先轉(zhuǎn)化為 面域或封閉多段線才行。如圖 7-2-30，軸承端蓋實體的生成。 操作步驟如下： 步驟 1、在平面視圖環(huán)境下，先根據(jù)尺寸繪制截面圖形，確定旋轉(zhuǎn)軸。再轉(zhuǎn)換到三維視 圖模式，如本圖轉(zhuǎn)換視點為西南等軸測視圖。 步驟 2、將截面視圖轉(zhuǎn)換為面域或封閉多段線。 。 步驟 3、使用旋轉(zhuǎn)命令創(chuàng)建實體。  多

48、 圖 7-2-30 旋轉(zhuǎn)生成實體 4、放樣創(chuàng)建實體 “放樣 ”命令（ LOFT ）或鼠標單擊建模工具欄中 按鈕可以啟動放樣命令，放樣是通過 指定一系列橫截面來創(chuàng)建新的實體或曲面。 橫截面用于定義結(jié)果實體或曲面的截面輪廓 （形 狀）。橫截面（通常為曲線或直線）可以是開放的（例如圓?。?，也可以是閉合的（例如圓） 。 放樣命令用于在橫截面之間的空間內(nèi)繪制實體或曲面。 使用放樣命令時必須指定至少兩個橫 截面如果放樣的截面都是開放的， 那么將創(chuàng)建曲面； 如果放樣的對象都是閉合的， 那么將創(chuàng) 建實體。 命令操作如下

49、 _loft 按放樣次序選擇橫截面 : 找到 1 個(鼠標選擇所需橫截面 ) 按放樣次序選擇橫截面 : 找到 1 個，總計 2 個（鼠標選擇所需橫截面） 按放樣次序選擇橫截面 :（回車確認橫截面選擇完畢） 輸入選項 [ 導(dǎo)向 (G)/ 路徑 (P)/ 僅橫截面 (C)] < 僅橫截面 >: （輸入相應(yīng)選項） 備選項含義如下： 導(dǎo)向：指定控制放樣實體或曲面形狀的導(dǎo)向曲線。導(dǎo)向曲線是直線或曲線，可通過將其 他線框信息添加至對象來進一步定義實體或曲面的形狀。如圖 7-2-31 所示無導(dǎo)向線和有導(dǎo)向線不同的放樣結(jié)

50、果。 路徑：按照路徑對截面進行放樣控制 。 如圖 7-2-32 所示。 圖 7-2-33 按照路徑放樣 僅橫截面：顯示 “放樣設(shè)置 ”對話框，設(shè)置橫截面上的曲面控制方法 圖 7-2-33

51、放樣設(shè)置對話框 四、強化練習 按照圖示尺寸，繪制軸承端蓋實體圖形。 任務(wù)三 直齒圓柱齒輪建模 一、 工作任務(wù)及分析 繪制直齒圓柱齒輪：已知直齒圓柱齒輪的尺寸如圖 7-3-1 所示，模數(shù) m 為 2，齒數(shù) z 為根據(jù)圖示尺寸繪制齒輪三維實體， 為方便理解和應(yīng)用， 本任務(wù)要求將齒輪實體和中心線分別置于對應(yīng)的圖層上。故本任務(wù)至少應(yīng)創(chuàng)建 2 個圖層，分別為中心線、輪廓線圖層  36，

52、 圖 7-3-1 直齒圓柱齒輪 二、實踐操作步驟 (一 )創(chuàng)建文檔與基本操作 1、創(chuàng)建文檔 啟動 AutoCAD2008 ，“新建”文件，輸入文件名“齒輪” 。 2、基本操作 單擊“圖層特性管理器” 建立如圖 7-3-2 所示的圖層，線寬為  ，在“圖層特性管理器” 對話框中單擊 “新建圖層” 0.2，單擊“確定” 。  ，

53、 圖 7-3-2 圖層的建立 （二）繪制齒輪 1、繪制中心線 單擊工具欄 “圖層” 中工具 ，選擇圖 層“中心線”為當前圖層。單擊工具欄“繪圖”中“直線”工具 ，在繪圖區(qū)合適位置單 擊，得到直線的一個端點， 在“正交” 模式下， 向下移動點光標， 并輸入點劃線長度 “ 100”，回車兩次得到齒輪主視圖中心線；再次回車重新執(zhí)行“直線”命令，在“對象追蹤”和“對 象捕捉”模式下，光標在主視圖中心線中間移動，當出現(xiàn)捕捉俯視圖中心線中點 ，向左 移動鼠標，當出現(xiàn)虛線的追蹤線時，直接輸入 50 作為水平中心線的起點，移動鼠標向右當出現(xiàn)水平追蹤虛

54、線時輸入長度 100 并回車確認，完成水平中心線。 2、繪制齒輪分度圓 在當前圖層為中心線層狀態(tài)下，單擊繪圖工具欄中“圓”按鈕，啟動畫圓命令，用鼠 標捕捉中心線交點為分度圓的圓心，輸入半徑值為 36 完成分度圓的繪制，如圖 7-3-3 所示。 圖 7-3-3 齒輪分度圓 3、繪制齒輪輪廓線 將“輪廓線”圖層置為當前圖層，再次啟動“圓”命令，命令執(zhí)行如下： circle  指定圓的圓心或  [ 三點 (3P)/兩點 (2P)/相切、相切、半徑

55、  (T)]: （捕捉中心線交點為 圓心） 指定圓的半徑或 [ 直徑 (D)] <36.0000>: 38 （輸入齒頂圓半徑值 38） 命令 : _circle 指定圓的圓心或 [三點 (3P)/兩點 (2P)/相切、相切、半徑 動“圓”命令，捕捉中心線交點為圓心） 指定圓的半徑或 [ 直徑 (D)] <38.0000>: 33 （輸入齒根圓半徑值 33） 得到如圖 7-3-4 所示圖形  (T)]: （回車再次啟

56、 圖 7-3-4 齒輪輪廓線 4、繪制單個輪齒的齒形輪廓 在命令行窗口中輸入 offset 命令或用鼠標單擊圖 7-3-5 修改工具欄中“偏移”按鈕，啟 動“偏移” 命令，輸入偏移距離為 2，用鼠標選擇垂直中心線進行左偏移操作。 再次啟動 “偏 移”命令，輸入偏移距離為 1.57，用鼠標選擇垂直中心線進行左偏移操作， 再次啟動 “偏移” 命令，輸入偏移距離為 0.61，用鼠標選擇垂直中心線進行左偏移操作。 圖 7-3-5 修改工具欄 選中剛生成的三條直線，將其置于“輪廓線”圖層。如圖 7-3-6

57、 所示。 圖 7-3-6 偏移中心線 在命令行窗口中輸入 arc 命令，或用鼠標單擊繪圖工具欄中圓弧 按鈕，啟動圓弧命 令，繪制如圖 7-3-7 所示圓弧。 圖 7-3-7 輪齒輪廓線 刪除偏移的三條垂直線，啟動“鏡像”命令，以垂直中心線為鏡像軸線，對圓弧進行 鏡像，經(jīng)修剪后得到單個輪齒輪廓線，如圖 7-3-8 所示。

58、 圖  7-3-8  單個輪齒輪廓線 在命令行窗口中輸入  array 或者用鼠標單擊修改工具欄中陣列  按鈕，啟動陣列命令， 如圖 7-3-9 列操作。  所示，選擇環(huán)形陣列選項，項目數(shù)目輸入  36，陣列中心點為中心線交點，進行陣

59、 圖 7-3-9 陣列選項卡 對陣列后的圖形進行修剪操作，得到圖 7-3-10 所示齒輪輪廓線圖形。 圖 7-3-10 齒輪輪廓線 5、繪制齒輪軸孔 啟動“圓”命令，以中心線交點為圓心，半徑為 10，會齒輪軸孔，啟動“直線”命令，繪制如圖 7-3-11 所示軸孔。 圖 7-3-11 繪制齒輪軸孔 6、生成齒輪實

60、體 將“中心線” 圖層隱藏起來， 在命令行窗口中輸入 region 命令，或者用鼠標單擊面域 按鈕， 啟動面域命令，用鼠標框選齒輪輪廓線，生成二個面域。用布爾運算差集命令對生成 的兩個面域進行差集運算，生成如圖 7-3-12 所示圖形。 圖 7-3-12 生成齒廓面域 在命令行窗口中輸入 extrude 命令，或用鼠標單擊圖 7-3-13 建模工具欄中拉伸按鈕，啟動“拉伸”命令。 圖 7-3-13 建模工具欄 選擇齒廓面域為拉伸對象，輸入拉伸高度20，切換到西南等軸測視圖，在對二維線框 進行

61、“消隱”顯示，得到如圖 7-3-14 所示齒輪實體圖形。 圖 7-3-14 齒輪實體 三、相關(guān)理論知識 1、拉伸創(chuàng)建實體 使用 “拉伸 ”命令（ EXTRUDE ），或用鼠標單擊建模工具欄中 按鈕，啟動拉伸命令， 可以將二維對象沿 Z 軸或某個方向矢量拉伸成實體。拉伸對象被稱為斷面，它們可以是任何二維封閉多段線、圓、橢圓、封閉樣條曲線和面域。 命令操作步驟如下： _extrude( 啟動拉伸命令 ) 選擇

62、要拉伸的對象 :（鼠標選擇需要進行拉伸操作的對象） 指定拉伸高度或 [ 方向 (D)/ 路徑 (P)/ 傾斜角 (T)] < 默認值 >: （輸入拉伸高度或其它選項） 備選項含義： 直接輸入拉伸高度表示沿 Z 軸進行拉伸操作， 如果輸入正值， 將沿對象所在坐標系的 軸正方向拉伸對象。如果輸入負值，將沿 Z 軸負方向拉伸對象 。 方向：通過指定的兩點指定拉伸的長度和方向。 路徑： 選擇基于指定曲線對象的拉伸路徑。 路徑將移動到輪廓的質(zhì)心。 然后沿選定路徑 拉伸選定對象的輪廓以創(chuàng)建實體或曲面。 傾斜角：拉伸角度可以為正或為負，其絕對值不大于 90

63、。默認值為 0，表示生成的  Z 實體的側(cè)面垂直于 XY 平面，沒有錐度。如果為正，將產(chǎn)生內(nèi)錐度，生成的側(cè)面向里靠；如果為負，將產(chǎn)生外錐度，生成的側(cè)面向外 2、按住并拖動創(chuàng)建實體 通過按住【 Ctrl+Alt 】組合鍵，或用鼠標單擊 “建模 ”工具欄中的 “按住并拖動 ”工具，或 直接在命令行窗口中輸入執(zhí)行 PRESSPULL 命令，可以通過拾取一個共面的封閉區(qū)域， 然后拖動鼠標來創(chuàng)建實體。執(zhí)行 “按住并拖動 ”操作時， 只需將光標移至封閉區(qū)域，系統(tǒng)會自動分析邊界。如圖 7-3-15 生成的

64、五角星實體所示。 圖 7-3-15 按住并拖動創(chuàng)建實體 四、強化練習 如圖所示圖形，已知模數(shù)為 4 齒數(shù)為 45。根據(jù)圖示尺寸繪制齒輪實體。 模塊八 復(fù)雜零件三維建模 學(xué)習目標 1、 熟練掌握和使用三維坐標系及坐標軸轉(zhuǎn)換； 2、 掌握各實體生成命令的應(yīng)用； 3、 掌握三維實體編輯命令的應(yīng)用； 4、 掌握使用布爾運算命令創(chuàng)建復(fù)雜實體； 5、 掌握三維對象的相關(guān)操作方法； 6、 掌握三維實體視圖的尺寸標注。

65、 任務(wù)一 焊接彎頭建模 一、 工作任務(wù)及分析 繪制焊接彎頭：焊接彎頭尺寸如圖 8-1-1 所示，壁厚為 5mm ，繪制本任務(wù)時，為方便操作將 管身部分和接頭部分分別放置在不同圖層上， 因此本任務(wù)建立管身、 接頭、中心線三個圖層。 圖 8-1-1 焊接彎頭 二、實踐操作步驟 (一 )創(chuàng)建文檔與基本操作 1、創(chuàng)建文檔 啟動 AutoCA

66、D2008 ，“新建”文件，輸入文件名“焊接彎頭” 。 2、基本操作 單擊“圖層特性管理器” ，在“圖層特性管理器” 對話框中單擊 “新建圖層” ，建立如圖 8-1-2 所示的圖層，單擊“確定” 。 圖 8-1-2 圖層特性管理器 (二 )繪制焊接彎頭實體 1、繪制中心線 單擊工具欄“圖層”中工具 ，選擇 圖層“中心線” 為當前圖層。 單擊工具欄 “繪圖”中 “圓弧”工具，在繪圖區(qū)合適位置單擊，進行圓弧中心線繪制，命令執(zhí)行如下： arc 指定圓弧的起點或 [圓心 (C)]: c （輸入 c 選項） 指定圓弧的圓心 :（在屏幕繪圖區(qū)單擊確定圓弧中心點） 指定圓弧的起點 : 200（移動鼠標向上移動，輸入 200 作為圓弧起點） 指定圓弧的端點或 [角度 (A)/ 弦長 (L)]: a （輸入 A 選項，啟動包含角度選項） 指定包含角 : 90（輸入包含角度 90） 得到如圖