1、功能講解功能講解三維建模基礎三維建模基礎12.1范例解析范例解析利用布爾運算構建復雜實體模型利用布爾運算構建復雜實體模型12.2 實訓實訓創建創建V形導軌實體模型形導軌實體模型12.3習題習題12.4【學習目標【學習目標】 觀察三維模型。觀察三維模型。 創建長方體、球體及圓柱體等基本立體。創建長方體、球體及圓柱體等基本立體。 拉伸或旋轉二維對象，形成三維實體及曲面。拉伸或旋轉二維對象，形成三維實體及曲面。 通過掃掠及放樣形成三維實體或曲面。通過掃掠及放樣形成三維實體或曲面。 使用用戶坐標系。使用用戶坐標系。 利用布爾運算構建復雜模型。利用布爾運算構建復雜模型。 通過學習本章，讀者可以掌握創建三

2、維模型通過學習本章，讀者可以掌握創建三維模型的主要命令，并了解利用布爾運算構建復雜模型的主要命令，并了解利用布爾運算構建復雜模型的方法。的方法。 本節主要內容包括觀察三維模型、創建三維實體或曲面的方法、本節主要內容包括觀察三維模型、創建三維實體或曲面的方法、用戶坐標系及利用布爾運算構建復雜模型等。用戶坐標系及利用布爾運算構建復雜模型等。 創建三維模型時，可切換至創建三維模型時，可切換至AutoCAD三維工作空間。打開快速三維工作空間。打開快速訪問工具欄上的【工作空間】下拉列表，或單擊狀態欄上的訪問工具欄上的【工作空間】下拉列表，或單擊狀態欄上的 按鈕，按鈕，彈出快捷菜單，選擇【三維建模】命令，

3、就切換至該空間。默認情彈出快捷菜單，選擇【三維建模】命令，就切換至該空間。默認情況下，三維建模空間包含【建模】面板、【網格】面板、【實體編況下，三維建模空間包含【建模】面板、【網格】面板、【實體編輯】面板及【視圖】面板等，如圖輯】面板及【視圖】面板等，如圖12-1所示。這些面板及工具選項所示。這些面板及工具選項板的功能如下。板的功能如下。 圖12-1 三維建模空間【建模】面板：包含創建基【建模】面板：包含創建基本立體、回轉體及其他曲面本立體、回轉體及其他曲面立體等的命令按鈕。立體等的命令按鈕。【網格】面板：利用該面板【網格】面板：利用該面板中的命令按鈕可將實體或曲中的命令按鈕可將實體或曲面轉化

4、為網格對象、提高或面轉化為網格對象、提高或降低網格的平滑度。降低網格的平滑度。【實體編輯】面板：利用該【實體編輯】面板：利用該面板中的命令按鈕可對實體面板中的命令按鈕可對實體表面進行拉伸、旋轉等操作。表面進行拉伸、旋轉等操作。【視圖】面板：通過該面板【視圖】面板：通過該面板中的命令按鈕可設定觀察模中的命令按鈕可設定觀察模型的方向，形成不同的模型型的方向，形成不同的模型視圖。視圖。 任何三維模型都可以從任意一個方向觀察。進入三任何三維模型都可以從任意一個方向觀察。進入三維建模空間，該空間【常用】選項卡中【視圖】面板上維建模空間，該空間【常用】選項卡中【視圖】面板上的【視圖控制】下拉列表提供了的【

5、視圖控制】下拉列表提供了10種標準視點，如圖種標準視點，如圖12-2所示。通過這些視點就能獲得所示。通過這些視點就能獲得3D對象的對象的10種視圖，如前種視圖，如前視圖、后視圖、左視圖及東南軸測圖等。視圖、后視圖、左視圖及東南軸測圖等。圖12-2 標準視點 單擊導航欄上的單擊導航欄上的 按鈕，啟動三維動態旋轉命令按鈕，啟動三維動態旋轉命令（3DFORBIT），此時，用戶可通過單擊并拖動鼠標的方法來改變），此時，用戶可通過單擊并拖動鼠標的方法來改變觀察方向，從而能夠非常方便地獲得不同方向的觀察方向，從而能夠非常方便地獲得不同方向的3D視圖。使用此命視圖。使用此命令時，可以選擇觀察全部的對象或是模

6、型中的一部分對象，令時，可以選擇觀察全部的對象或是模型中的一部分對象，AutoCAD圍繞待觀察的對象形成一個輔助圓，該圓被圍繞待觀察的對象形成一個輔助圓，該圓被4個小圓分成個小圓分成4等份，如圖等份，如圖12-7所示。輔助圓的圓心是觀察目標點，當用戶按住鼠所示。輔助圓的圓心是觀察目標點，當用戶按住鼠標左鍵并拖動鼠標光標時，待觀察的對象的觀察目標點靜止不動，標左鍵并拖動鼠標光標時，待觀察的對象的觀察目標點靜止不動，而視點繞著而視點繞著3D對象旋轉，顯示結果是視圖在不斷地轉動。對象旋轉，顯示結果是視圖在不斷地轉動。圖12-7 三維動態旋轉 視覺樣式用于改變模型在視口中的顯示外觀，它是一組控制模視覺

7、樣式用于改變模型在視口中的顯示外觀，它是一組控制模型顯示方式的設置，這些設置包括面設置、環境設置及邊設置等。型顯示方式的設置，這些設置包括面設置、環境設置及邊設置等。面設置控制視口中面的外觀，環境設置控制陰影和背景，邊設置控面設置控制視口中面的外觀，環境設置控制陰影和背景，邊設置控制如何顯示邊。當選中一種視覺樣式時，制如何顯示邊。當選中一種視覺樣式時，AutoCAD在視口中按樣式在視口中按樣式規定的形式顯示模型。規定的形式顯示模型。 AutoCAD提供了提供了10種默認視覺樣式，可在【視圖】面板的【視種默認視覺樣式，可在【視圖】面板的【視覺樣式】下拉列表中進行選擇，如圖覺樣式】下拉列表中進行選

8、擇，如圖12-9所示。所示。 圖12-9 【視覺樣式】下拉列表 常用的視覺樣式如下。常用的視覺樣式如下。 【二維線框】：通過使用直線和曲線表示邊界的方式顯示對象，如圖【二維線框】：通過使用直線和曲線表示邊界的方式顯示對象，如圖12-10所示。所示。 【概念】：著色對象，效果缺乏真實感，但可以清晰地顯示模型細節，如圖【概念】：著色對象，效果缺乏真實感，但可以清晰地顯示模型細節，如圖12-10所所示。示。 【隱藏】：用三維線框表示模型并隱藏不可見線條，如圖【隱藏】：用三維線框表示模型并隱藏不可見線條，如圖12-10所示。所示。 【真實】：對模型表面進行著色，顯示已附著于對象的材質，如圖【真實】：對

9、模型表面進行著色，顯示已附著于對象的材質，如圖12-10所示。所示。 【著色】：將對象平面著色，著色的表面較光滑，如圖【著色】：將對象平面著色，著色的表面較光滑，如圖12-10所示。所示。 【帶邊緣著色】：用平滑著色和可見邊顯示對象，如圖【帶邊緣著色】：用平滑著色和可見邊顯示對象，如圖12-10所示。所示。 【灰度】：用平滑著色和單色灰度顯示對象，如圖【灰度】：用平滑著色和單色灰度顯示對象，如圖12-10所示。所示。 【勾畫】：用線延伸和抖動邊修改器顯示手繪效果的對象，如圖【勾畫】：用線延伸和抖動邊修改器顯示手繪效果的對象，如圖12-10所示。所示。 【線框】：用直線和曲線表示模型，如圖【線框

10、】：用直線和曲線表示模型，如圖12-10所示。所示。 【X射線】：以局部透明度顯示對象，如圖射線】：以局部透明度顯示對象，如圖12-10所示。所示。圖12-10 視覺樣式 AutoCAD能生成長方體、球體、圓柱體、圓錐體、楔形體及圓環體等能生成長方體、球體、圓柱體、圓錐體、楔形體及圓環體等基本立體。【建模】面板中包含了創建這些立體的命令按鈕，表基本立體。【建模】面板中包含了創建這些立體的命令按鈕，表12-1列出了列出了這些按鈕的功能及操作時要輸入的主要參數。這些按鈕的功能及操作時要輸入的主要參數。 創建長方體或其他基本立創建長方體或其他基本立體時，也可通過單擊一點設定參數的方式進行繪制。當體時

11、，也可通過單擊一點設定參數的方式進行繪制。當AutoCAD提示輸入提示輸入相關數據時，用戶移動鼠標光標到適當位置，然后單擊一點，在此過程中，相關數據時，用戶移動鼠標光標到適當位置，然后單擊一點，在此過程中，立體的外觀將顯示出來，便于用戶初步確定立體形狀。繪制完成后，可用立體的外觀將顯示出來，便于用戶初步確定立體形狀。繪制完成后，可用PROPERTIES命令顯示立體尺寸，并可對其修改。命令顯示立體尺寸，并可對其修改。 EXTRUDE命令可以拉伸二維對象生成命令可以拉伸二維對象生成3D實體或曲面，若拉伸實體或曲面，若拉伸閉合對象，則生成實體，否則生成曲面。操作時，可指定拉伸高度閉合對象，則生成實體

12、，否則生成曲面。操作時，可指定拉伸高度值及拉伸對象的錐角，還可沿某一直線或曲線路徑進行拉伸。值及拉伸對象的錐角，還可沿某一直線或曲線路徑進行拉伸。EXTRUDE命令能拉伸的對象及路徑如表命令能拉伸的對象及路徑如表12-2所示。所示。命令啟動方法菜單命令：【繪圖】/【建模】/【拉伸】。面板：【建模】面板上的 按鈕。命令：EXTRUDE或簡寫EXT。 REVOLVE命令可以用于旋轉二維對象生成命令可以用于旋轉二維對象生成3D實體，若二維對實體，若二維對象是閉合的，則生成實體，否則生成曲面。用戶通過選擇直線、指象是閉合的，則生成實體，否則生成曲面。用戶通過選擇直線、指定兩點或定兩點或x、y軸來確定旋

13、轉軸。軸來確定旋轉軸。 REVOLVE命令可以旋轉以下二維對象。命令可以旋轉以下二維對象。 直線、圓弧和橢圓弧。直線、圓弧和橢圓弧。 二維多段線和二維樣條曲線。二維多段線和二維樣條曲線。 面域和實體上的平面。面域和實體上的平面。 命令啟動方法命令啟動方法 菜單命令：【繪圖】菜單命令：【繪圖】/【建模】【建模】/【旋轉】。【旋轉】。 面板：【建模】面板上的面板：【建模】面板上的 按鈕。按鈕。 命令：命令：REVOLVE或簡寫或簡寫REV。 SWEEP命令可以將平面輪廓沿二維或三維路徑進行掃掠，形成實體或命令可以將平面輪廓沿二維或三維路徑進行掃掠，形成實體或曲面，若二維輪廓是閉合的，則生成實體，否

14、則生成曲面。掃掠時，輪廓一曲面，若二維輪廓是閉合的，則生成實體，否則生成曲面。掃掠時，輪廓一般會被移動并被調整到與路徑垂直的方向。默認情況下，輪廓形心將與路徑般會被移動并被調整到與路徑垂直的方向。默認情況下，輪廓形心將與路徑起始點對齊，但也可指定輪廓的其他點作為掃掠對齊點。起始點對齊，但也可指定輪廓的其他點作為掃掠對齊點。掃掠時可選擇的輪廓對象及路徑如表掃掠時可選擇的輪廓對象及路徑如表12-3所示。所示。 命令啟動方法命令啟動方法 菜單命令：【繪圖】菜單命令：【繪圖】/【建模】【建模】/【掃掠】。【掃掠】。 面板：【建模】面板上的面板：【建模】面板上的 按鈕。按鈕。 命令：命令：SWEEP。

15、LOFT命令可對一組平面輪廓曲線進行放樣，形成實體或曲面，若所有命令可對一組平面輪廓曲線進行放樣，形成實體或曲面，若所有輪廓是閉合的，則生成實體，否則，生成曲面，如圖輪廓是閉合的，則生成實體，否則，生成曲面，如圖12-16所示。注意，放所示。注意，放樣時，輪廓線或是全部閉合或是全部開放，不能使用既包含開放輪廓又包含樣時，輪廓線或是全部閉合或是全部開放，不能使用既包含開放輪廓又包含閉合輪廓的選擇集。閉合輪廓的選擇集。 放樣實體或曲面中間輪廓的形狀可利用放樣路徑控制，如圖放樣實體或曲面中間輪廓的形狀可利用放樣路徑控制，如圖12-16左圖左圖所示。放樣路徑始于第一個輪廓所在的平面，止于最后一個輪廓所

16、在的平面。所示。放樣路徑始于第一個輪廓所在的平面，止于最后一個輪廓所在的平面。導向曲線是另一種控制放樣形狀的方法，將輪廓上對應的點通過導向曲線連導向曲線是另一種控制放樣形狀的方法，將輪廓上對應的點通過導向曲線連接起來，使輪廓按預定方式進行變化，如圖接起來，使輪廓按預定方式進行變化，如圖12-16右圖所示。輪廓的導向曲右圖所示。輪廓的導向曲線可以有多條，每條導向曲線必須與各輪廓相交，始于第一個輪廓，止于最線可以有多條，每條導向曲線必須與各輪廓相交，始于第一個輪廓，止于最后一個輪廓。后一個輪廓。圖12-16 通過放樣創建實體或曲面放樣時可選擇的輪廓對象、路徑及導向曲線如表放樣時可選擇的輪廓對象、路

17、徑及導向曲線如表12-4所示。所示。命令啟動方法命令啟動方法 菜單命令：【繪圖】菜單命令：【繪圖】/【建模】【建模】/【放樣】。【放樣】。 面板：【建模】面板上的面板：【建模】面板上的 按鈕。按鈕。 命令：命令：LOFT。 THICKEN命令可以用于加厚任何類型曲面，形成實體。命令可以用于加厚任何類型曲面，形成實體。 單擊【實體編輯】面板上的單擊【實體編輯】面板上的 按鈕，或選取菜單命令【修改】按鈕，或選取菜單命令【修改】/【三維操作】【三維操作】/【加厚】，啟動【加厚】，啟動THICKEN命令，選擇要加厚的曲面，命令，選擇要加厚的曲面，再輸入厚度值，曲面就轉化為實體。再輸入厚度值，曲面就轉化

18、為實體。 SLICE命令可以根據平面或曲面切開實體模型，被剖切的實體命令可以根據平面或曲面切開實體模型，被剖切的實體可保留一半或兩半都保留。保留部分將保持原實體的圖層和顏色特可保留一半或兩半都保留。保留部分將保持原實體的圖層和顏色特性。剖切方法是先定義切割平面，然后選定需要的部分。用戶可通性。剖切方法是先定義切割平面，然后選定需要的部分。用戶可通過過3點來定義切割平面，也可指定當前坐標系點來定義切割平面，也可指定當前坐標系xy、yz、zx平面作為切平面作為切割平面。割平面。 命令啟動方法命令啟動方法 菜單命令：【修改】菜單命令：【修改】/【三維操作】【三維操作】/【剖切】。【剖切】。 面板：【

19、實體編輯】面板上的面板：【實體編輯】面板上的 按鈕。按鈕。 命令：命令：SLICE。 HELIX命令可用于創建螺旋線及渦狀線，這些曲線命令可用于創建螺旋線及渦狀線，這些曲線可用作掃掠路徑及拉伸路徑，從而形成復雜的三維實體。可用作掃掠路徑及拉伸路徑，從而形成復雜的三維實體。用戶用用戶用HELIX命令繪制螺旋線，再用命令繪制螺旋線，再用SWEEP命令將圓沿命令將圓沿螺旋線掃掠，就創建出彈簧的實體模型。螺旋線掃掠，就創建出彈簧的實體模型。 命令啟動方法命令啟動方法 菜單命令：【繪圖】菜單命令：【繪圖】/【螺旋】。【螺旋】。 面板：【繪圖】面板上的面板：【繪圖】面板上的 按鈕。按鈕。 命令：命令：HE

20、LIX。 與實體顯示有關的系統變量有與實體顯示有關的系統變量有3個：個：ISOLINES、FACETRES及及DISPSILH，分別介紹如下。，分別介紹如下。 ISOLINES：此變量用于設定實體表面網格線的數量，如圖：此變量用于設定實體表面網格線的數量，如圖12-21所所示。示。 FACETRES：用于設置實體消隱或渲染后的表面網格密度。此變：用于設置實體消隱或渲染后的表面網格密度。此變量值的范圍為量值的范圍為0.0110.0，值越大表明網格越密，消隱或渲染后表面，值越大表明網格越密，消隱或渲染后表面越光滑，如圖越光滑，如圖12-22所示。所示。 DISPSILH：用于控制消隱時是否顯示出實

21、體表面網格線。若此變：用于控制消隱時是否顯示出實體表面網格線。若此變量值為量值為0，則顯示網格線，為，則顯示網格線，為1，不顯示網格線，如圖，不顯示網格線，如圖12-23所示。所示。圖12-21 ISOLINES變量 圖12-22 FACETRES變量圖12-23 DISPSILH變量 默認情況下，默認情況下，AutoCAD坐標系統是世界坐標系，該坐標系是一坐標系統是世界坐標系，該坐標系是一個固定坐標系。用戶也可在三維空間中建立自己的坐標系（個固定坐標系。用戶也可在三維空間中建立自己的坐標系（UCS），），該坐標系是一個可變動的坐標系，坐標軸正向按右手螺旋法則確定。該坐標系是一個可變動的坐標系

22、，坐標軸正向按右手螺旋法則確定。三維繪圖時，三維繪圖時，UCS坐標系特別有用，因為可以在任意位置、沿任意坐標系特別有用，因為可以在任意位置、沿任意方向建立方向建立UCS，從而使得三維繪圖變得更加容易。，從而使得三維繪圖變得更加容易。 在在AutoCAD中，多數中，多數2D命令只能在當前坐標系的命令只能在當前坐標系的xy平面或與平面或與xy平面平行的平面內執行。若用戶想在平面平行的平面內執行。若用戶想在3D空間的某一平面內使用空間的某一平面內使用2D命命令，則應在此平面位置創建新的令，則應在此平面位置創建新的UCS。 PLAN命令可以生成坐標系的命令可以生成坐標系的xy平面視圖，即視點位于坐標系

23、的平面視圖，即視點位于坐標系的z軸上，此時，軸上，此時，xy坐標面與屏幕對齊，該命令在三維建模過程中是非坐標面與屏幕對齊，該命令在三維建模過程中是非常有用的。例如，當用戶想在常有用的。例如，當用戶想在3D空間的某個平面上繪圖時，可先以空間的某個平面上繪圖時，可先以該平面為該平面為xy坐標面創建坐標面創建UCS坐標系，然后使用坐標系，然后使用PLAN命令使坐標系的命令使坐標系的xy平面視圖顯示在屏幕上，這樣在三維空間的某一平面上繪圖就如平面視圖顯示在屏幕上，這樣在三維空間的某一平面上繪圖就如同畫一般的二維圖了。同畫一般的二維圖了。 啟動啟動PLAN命令，命令，AutoCAD提示提示“輸入選項輸入選項 當前當前 UCS(C)/UCS(U)/世界世界(W) :”，按，按Enter鍵，當前坐標系鍵，當前坐標系的的xy平面就與屏幕對齊。平面就與屏幕對齊。【練習【練習12-10】：利用布爾運算創建支撐架的實體模型，】：利用布爾運算創建支撐架的實體模型，如圖如圖12-27所示。所示。1. 創建一個新圖形。創建一個新圖形。2. 打開【視圖】面板上的【視圖控制】下拉列表，選擇打開【視圖】面板上的【視圖控制】下拉列表，選擇【東南等軸測】，切換到東南軸測視圖。在【東南等軸測】，切換到東南軸測視圖。在xy平面繪制平面繪制底板的輪廓形狀，并將其創建成面域，結果如圖底板的輪廓形狀，并將其創建