中文版AutoCAD2009机械图形设计电子教案第8章

中文版AutoCAD2009机械图形设计第8章三维绘图三维模型有线框模型、曲面模型和实体模型之分。线框模型用顶点和邻边表示形体。曲面模型是用有向棱边围成的部分定义形体表面，由面的集合来定义形体。曲面模型在线框模型的基础上增加了有关面边(环边)信息以及表面特征、棱边的连接方向等内容。实体模型则在表面模型的基础上明确定义了在表面的哪一侧存在实体，增加了给定点与形体之间的关系信息。三维模型具有形象直观等特点，是CAD技术的发展趋势之一。AutoCAD2009提供了较强的三维绘图功能，本章重点介绍如何利用AutoCAD2009绘制三维实体零件。首先介绍AutoCAD2009专门用于三维绘图的三维建模工作界面和模型的显示方式(视觉样式)，然后介绍常用实体模型的创建过程，并介绍如何利用实体模型生成二维图形。中文版AutoCAD2009机械图形设计8.1基础知识8.1.1三维建模工作空间AutoCAD的经典工作界面如图1-1所示，AutoCAD2009的三维建模工作界面如下图所示，即三维建模工作空间。当以文件ACADISO3D.DWT为样板建立新图形时，可以得到这样的工作界面。光标坐标系图标绘图窗口功能区ViewCube中文版AutoCAD2009机械图形设计下面主要介绍三维建模工作空间与经典工作界面的不同之处。1．坐标系图标2．光标3．栅格4．功能区5.ViewCube中文版AutoCAD2009机械图形设计8.1.2视觉样式控制用AutoCAD2009进行三维造型时，用户可以控制三维模型的视觉样式，即显示效果。AutoCAD的三维模型可以分别按二维线框、三维隐藏、三维线框、概念以及真实视觉样式显示。用户可以控制三维模型的视觉样式，即显示效果。“视觉样式”面板“视觉样式”菜单“视觉样式”工具栏中文版AutoCAD2009机械图形设计打开本书光盘中的文件“DWG\第08章\图8-6.dwg”，如下图所示。该模型目前以二维线框视觉样式显示，试以其他视觉样式显示该模型。二维线框中文版AutoCAD2009机械图形设计步骤如下：(1)三维线框视觉样式(2)三维隐藏视觉样式(3)真实视觉样式(4)概念视觉样式单击菜单浏览器中视觉样式中的相应命令，得到的相应的视觉样式，如下图。中文版AutoCAD2009机械图形设计8.2创建简单三维实体本节将创建一些创建过程较为简单的三维实体零件，包括创建手柄、轴、阀门、端盖、管接头、轴承、定位块和皮带轮等。8.2.1创建手柄本小节将创建如图(a)所示的手柄的三维实体，结果如图(b)所示。图(b)图(a)中文版AutoCAD2009机械图形设计步骤如下：(1)绘制轮廓从菜单浏览器选择“视图”|“三维视图”|“平面视图”|“当前UCS”命令，切换到平面视图。平面视图是指使当前UCS的XY面与绘图屏幕平行，以便绘制二维轮廓图。绘制手柄的半轮廓图，如图所示。中文版AutoCAD2009机械图形设计(2)创建封闭多段线执行PEDIT命令。(3)旋转成实体执行REVOLVE命令，执行结果如下图所示(已将各尺寸删除)。(4)改变视点及视觉样式从菜单浏览器选择“视图”|“三维视图”|“西南等轴测”命令，得到如下图所示的结果。中文版AutoCAD2009机械图形设计(5)将模型以真实视觉样式显示，得到如下图所示的结果。真实视觉样式中文版AutoCAD2009机械图形设计8.2.2创建轴本小节将创建图5-41(b)所示轴的三维实体，结果如图所示。(a)零件图(b)实体模型中文版AutoCAD2009机械图形设计步骤如下：(1)绘制轮廓从菜单浏览器选择“视图”|“三维视图”|“平面视图”|“当前UCS”命令，切换到平面视图。轮廓图中文版AutoCAD2009机械图形设计(2)创建封闭多段线执行PEDIT命令，结果如下图所示(图中已删除了尺寸)。(3)旋转成实体执行REVOLVE命令，结果如下图所示。中文版AutoCAD2009机械图形设计(4)改变视点从菜单浏览器选择“视图”|“三维视图”|“东北等轴测”命令，得到的结果如下图所示。以视点(1,1,1)观察实体中文版AutoCAD2009机械图形设计(5)倒角执行CHAMFER命令，结果如图所示。(6)创建键槽●新建UCS●继续建立新UCS中文版AutoCAD2009机械图形设计●切换到平面视图●绘制圆与直线●修剪●合并执行结果与左图相同，但对应图形已成为一条多段线。从菜单浏览器选择“视图”|“三维视图”|“东北等轴测”命令，得到的结果如下图所示，相当于以视点(1,1,1)观察该实体。中文版AutoCAD2009机械图形设计●拉伸●差集操作完成轴实体的绘制。将轴以真实视觉样式显示，结果如下图所示中文版AutoCAD2009机械图形设计8.2.3创建阀门本小节将创建下图所示的阀门三维实体。S阀门中文版AutoCAD2009机械图形设计本阀门实体要通过建立不同的UCS来绘制。步骤如下：(1)创建球体(2)创建圆孔●建立新UCS●创建圆柱体●差集操作中文版AutoCAD2009机械图形设计(3)创建凹槽●创建长方体●差集操作绘制长方体图8-39真实视觉样式中文版AutoCAD2009机械图形设计8.2.4创建端盖本节将创建图5-72(a)所示端盖的三维实体图形，如图所示(图(a)是与图5-72(a)对应的零件图，图(b)是对应的实体模型；图(c)是与图5-72(b)对应的实体模型)。(a)零件图(b)实体模型1(c)实体模型2端盖中文版AutoCAD2009机械图形设计步骤如下：(1)绘制封闭多段线(2)旋转成实体绘制多段线旋转结果中文版AutoCAD2009机械图形设计(3)新建UCS(4)旋转UCS(5)创建圆柱体●创建大圆柱体●创建小圆柱体中文版AutoCAD2009机械图形设计(6)三维阵列(7)差集操作真实视觉样式显示，得到的结果如下图所示。中文版AutoCAD2009机械图形设计8.2.5创建管接头本节将创建下图所示的管接头三维实体模型。管接头中文版AutoCAD2009机械图形设计步骤如下：(1)创建直径为75、高为10的圆柱体(2)改变视点，结果如下图所示。(3)创建直径为46的圆柱体，结果如下图所示。(4)创建直径为30的圆柱体(5)创建直径为6的小圆柱体中文版AutoCAD2009机械图形设计(6)阵列(7)旋转UCS(8)创建直径为24的圆柱体(9)创建直径为16的圆柱体，结果如右图所示。中文版AutoCAD2009机械图形设计(10)布尔操作●并集操作●差集操作执行结果如图(a)所示。对其以真实视觉样式显示，得如图(b)所示的结果。图(a)图(b)中文版AutoCAD2009机械图形设计8.2.6创建轴承本节将创建图4-52所示的向心轴承的三维实体，结果如图所示。(a)零件图(其中：D=62；d=30；B=16；A=16)(b)实体模型中文版AutoCAD2009机械图形设计步骤如下：(1)绘制封闭线与旋转轴线(2)合并(3)旋转成实体(4)新建UCS中文版AutoCAD2009机械图形设计(5)创建球体(6)三维阵列执行ERASE命令删除旋转轴直线。以真实视觉样式显示，得到的结果如右图所示。中文版AutoCAD2009机械图形设计8.2.7创建定位块本节将绘制如图所示的定位块三维实体。定位块中文版AutoCAD2009机械图形设计(1)创建UCS在AutoCAD绘图环境中，创建如下图图标所示形式的UCS。坐标系图标1坐标系图标2(2)绘制封闭多段线(3)拉伸中文版AutoCAD2009机械图形设计(4)新建UCS改变UCS原点旋转UCS(5)绘制封闭多段线(6)拉伸绘制封闭多段线拉伸为实体中文版AutoCAD2009机械图形设计(7)新建UCS(8)创建圆柱体新建UCS创建圆柱体(9)布尔操作●并集操作●差集操作布尔操作结果真实视觉样式中文版AutoCAD2009机械图形设计8.2.8创建皮带轮本节将创建图5-195所示皮带轮的三维实体，结果如图所示。(b)实体模型(a)零件图中文版AutoCAD2009机械图形设计步骤如下：(1)绘制封闭线与旋转轴线(2)合并成多段线(3)旋转成实体中文版AutoCAD2009机械图形设计(4)新建UCS(5)旋转UCS中文版AutoCAD2009机械图形设计(6)创建圆柱体(7)三维阵列(8)差集操作(9)创建长方体中文版AutoCAD2009机械图形设计(11)创建倒角(10)差集操作至此，完成皮带轮的创建，将图形命名并进行保存，本书光盘中的文件“DWG\第08章\图8-80.dwg”是本练习图形的最终结果。中文版AutoCAD2009机械图形设计8.3三维图形显示设置AutoCAD中对前面介绍的示例进行消隐或以不同的视觉样式显示时，得到的图形可能不很光滑，如图所示。用AutoCAD2009创建三维图形时，可以通过一些系统变量控制实体的显示方式。设置AutoCAD系统变量的方法：在AutoCAD命令窗口中，在“命令：”提示行输入变量的名称，按Enter键，根据提示输入新值。8.3.1系统变量ISOLINES系统变量ISOLINES用于确定实体模型的轮廓线数量，其有效值范围为0~2047，默认值为4。图(a)、(b)和(c)分别给出了系统变量ISOLINES为不同值时的显示效果。(a)ISOLINES=2(b)ISOLINES=6中文版AutoCAD2009机械图形设计(c)ISOLINES=20更改系统变量ISOLINES及后面介绍的FACETRES和DISPSILH的值后，需要执行REGEN命令重新生成图形，才能够显示设置后的效果。选择“视图”|“重生成”命令可执行REGEN命令。8.3.2系统变量FACETRES系统变量FACETRES用于控制当实体以消隐、不同的视觉样式或渲染模式显示时的表面光滑程度，有效值范围为0~10，默认值为0.5。系统变量FACETRES的值越大，实体消隐或渲染后的表面越光滑，但执行这些操作需要的时间也越长。图(a)和(b)分别给出了系统变量FACETRES为不同值时的概念和真实视觉样式的效果(左图为概念视觉样式，右图为真实视觉样式)。(a)FACETRES=0.1(b)FACETRES=28.3.3系统变量DISPSILH系统变量DISPSILH用于确定对实体进行消隐后，是否显示实体的轮廓线，其有效值为0和1，默认值为0。当系统变量DISPSILH为1时，显示实体的轮廓线，否则不显示。对于前面绘制的轴承、定位块和皮带轮等实体模型，如果系统变量DISPSILH采用默认值0，消隐后的效果如图(a)所示。如果将系统变量DISPSILH的值设为1，再执行HIDE命令消隐，则得到的效果如图所示。(a)DISPSILH=0(b)DISPSILH=1中文版AutoCAD2009机械图形设计8.3.4利用对话框设置系统变量除了可以在命令窗口中设置系统变量外，利用AutoCAD2009提供的“选项”对话框中的“显示”选项卡，也可以设置系统变量FACETRES和ISOLINES的值。执行OPTIONS命令。打开“选项”对话框。“选项”对话框中文版AutoCAD2009机械图形设计8.4创建复杂三维零件8.4.1创建支座本节将创建一些创建过程较为复杂的三维实体零件。本小节将创建如图5-224所示支座的三维实体，结果如图所示。(a)零件图(b)实体模型中文版AutoCAD2009机械图形设计步骤如下：(1)创建表示底座的长方体(尺寸：44×50×9)(2)新建UCS(3)创建圆柱体(4)矩形阵列阵列设置阵列结果中文版AutoCAD2009机械图形设计(5)差集操作(6)新建UCS(7)创建圆柱体(8)绘制封闭线中文版AutoCAD2009机械图形设计(9)移动圆柱体(10)拉伸(11)并集操作(12)差集操作中文版AutoCAD2009机械图形设计(13)建立UCS(14)绘制封闭线绘制多段线显示多段线的位置(15)拉伸(16)移动中文版AutoCAD2009机械图形设计(17)并集将左图以真实视觉样