1、AutoCAD實體建模的基本方法國家級中職骨干教師培訓數控一班周久華     模型是實際物體在計算機中的數學表示，它描述了“物體的幾何信息和拓撲信息”1。幾何信息是指物體在歐氏幾何空間中的形狀、位置和大小，拓撲信息則是指物體各分量的數目及其相互間的連接關系。計算機中常用的三維模型有線框模型、表面模型和實體模型三種。線框模型利用頂點和棱邊來描述物體，因此不能完全反映物體的信息。表面模型是用面的集合來表示物體，但它只能夠反映物體的外表面信息。實體模型能完整的反映物體的所有形狀信息，能方便的計算實體的各種物理屬性，是目前運用最廣泛的模型。  

2、;  在計算機中構造物體模型的過程稱為建模，其中，建立實體模型稱為實體建?！，F在，能夠實現實體建模的軟件很多，但絕大部分建模軟件的核心都是基于ACIS或Parasolid兩種圖形處理系統的。    Parasolid圖形系統是一個以復雜曲面為基礎的實體造型通用開發平臺，一些著名的CAD軟件如UG、SolidWorks等都是以它為圖形核心的。    ACIS采用面向對象的數據結構和開放式體系結構，允許線框、曲面和實體的任意組合使用，功能強大，運用十分廣泛，許多著名的大型軟件如AutoCAD、TurboCAD等都是以它為核心的。

3、     正因為如此，所以不同的軟件的三維建模方法具有大致相同的特點，如果能夠深入理解某種軟件的建模方法，對于迅速掌握其他軟件的建模方法來說，有很好的借鑒作用。下面，筆者就以AutoCAD為例，談談實體建模的基本方法。一、組合法   與機械制圖中的組合體原理一樣，由基本幾何體通過疊加、切割等方法形成復雜幾何體的方法，稱為組合法。用組合法建模的基本步驟是：1形體分析   對實物按結構牲進行切割，分解成若干個最接近形體的基本幾何本，明確各基本幾何體的尺寸、方位關系，以便按基本幾何體建模。2構造原型  

4、;  原型是指AutoCAD中用于構建實體模型的一些基本幾何體，主要包括長方體（BOX）、圓柱體（CYLINDER）、圓錐體（CONE）、球體（SPHERE）、楔體（WEDGE）和環形體（DONUTORTONUS）等，由這些原型的組合可以構造許多復雜的實體一。     一般采用指定參數的方法構造原型，原型的參數主要包括形狀、大小、位置等信息。要構造原型，首先得明確在三維空間中如何唯一的確定一個物體，然后選擇軟件中的相應功能以實現之。3實體合成     通過布爾運算可以將多個原型合成為一個復雜幾何體。Aut

5、oCAD提供的布爾運算有并集（UNION）、差集（SUBTRACT）、交集（INTERSECT）三種。   并集是將多個實體合并成一個實體，因此在進行合并運算前，應選擇兩個或以上的實體參加運算。差集是從一個實體中（“被減數”）減去另一個實體（“減數”）。差集只從“被減數”實體中將兩個實體的公共部分去除，作為“減數”的實體不保留。    交集只截取兩個實體的公共部分。要完成交集運算，必須要有兩個或兩個以上的實體，并且實體之間要相關（即要有公共部分）。二、掃描法     一個二維平面區域按一定規律作空間運動所

6、形成的軌跡構成一個實體。這個空間運動的過程我們就稱為掃描。通過掃描，可以構造形狀但又具有一定規律的實體。其操作步驟及要求如下：1構建二維面     掃描是對二維面區域進行的，即二維面。并不是所有的二維面都可用來掃描形成實體。用于掃描的二維面必須是由單一線條構成的平面封閉區域，如矩形、圓、橢圓以及由多段線、樣條曲線圍成的二維封閉圖形、或者是面域（REGION）和三維面（3DFACE）等，對二維面的結構、形狀沒有限制，但由多條直線（LINE）所構成的平面封閉區域不能作為掃描的二維面（因為在進行選擇操作的時候，單擊任何一條直線都不能唯一確定一個平面區域）。&#

7、160;    實體建模中的掃描實際上可看作是對一個沒有厚度的“平面實體”所進行的操作，典型的平面實體就是面域?？梢詫Χ鄠€面域進行差、并、交三種布爾運算，以形成具有復雜結構的面域。在AutoCAD中構建面域的方法有兩種：一是利用邊界命令（BOUNDARY）將指定邊界所圍成的轉換成面域；二是利用面域命令（REGION）直接將平面對象如矩形、圓等轉換成面域。這兩個命令均可在AutoCAD的繪圖菜單中找到。注意，由多段線條所圍成的區域必須完全封閉。2確定掃描方式    一般在三維建模軟件中提供的掃描方式有沿指定路徑移動和沿固定軸線旋轉兩種方

8、式，前者又稱為放樣操作，后者稱為旋轉操作。在放樣操作中，路徑是一個關鍵要素，旋轉操作中旋轉軸是一個關鍵要素。（1）路徑    路徑實際上就是一條空間曲線（含直線）?？勺鳛槁窂降木€條有：直線、圓、圓弧線、橢圓、橢圓弧線、多段線、樣條曲線。掃描時，二維面的輪廓中心沿路徑曲線方向移動，并且二維面始終保持與路徑的切線方向垂直。AutoCAD規定，移動過程中，二維面不允許自相交（如下圖所示），因此，要求二維半徑不能大于路徑的曲率半徑。圖二維面自相交的情況（2）旋轉軸    在AutoCAD中，旋轉軸可以是任意的空間直線或直接繞某一坐標軸旋轉，空

9、間直線可以是圖中現成的直線對象，也可以通過指定兩點來確定一根軸線，前者在旋轉完成后將繼續保留，后者在旋轉完成后就不存在了。（3）進行掃描操作   在AutoCAD中，實現放樣掃描操作的命令是拉伸（EXTRUDE），實現旋轉掃描操作的命令是旋轉（REVOLVE），這兩個命令均可在“繪圖”菜單的“實體”子菜單中找到。三、實體編輯法    實體編輯法是在已有實體的基礎之上，對實體的面、體進行修改以形成新的實體的建模方法。常用的編輯有復制、刪除、平衡、旋轉、縮放等操作。分整體編輯和局部編輯兩類，整體編輯是對實體整體進行平衡、縮放、旋轉等操作，局部編輯是

10、對實體的部分結構所進行的修改，這里，我們主要對實體進行局部修改以形成新實體的局部編輯法進行說明。   AutoCAD對實體的編輯主要有修改實體的面、切割實體和細部結構修改三種情況，編輯的結果一般要改變現有實體的結構、形狀或體積。1修改實體的面    用AutoCAD的實體編輯命令SOLIDEDIT可對實體的面進行修改，從而形成新的實體。SOLIDEDIT將實體的面看成是一個單獨的面域，提供了拉伸、移動、旋轉、偏移、傾斜、刪除等操作。執行SOLIDEDIT命令后選擇F即可進行上述操作。對面進行修改后，實體的其他部分實施關聯變化，因而，修改實體的面

11、后，其結果還是一個完整的實體。（1）拉伸面    拉伸面操作通過將面域沿其法向方向（高度方向）或路徑方向拉伸形成新復合體。執行過程中需要先選擇面，然后選擇拉伸方式。拉伸方式有兩種，一種通過輸入數值指定拉伸高度的方式進行拉伸。輸入正值沿面的正法向拉伸，負值沿負法向拉伸。在拉伸過程中還可指定傾斜角度，用于縮放操作，默認為0，即垂直拉伸，不進行縮放，正值向內拉伸（拉伸面縮小），負值向外拉伸（拉伸面擴大）。另一種是通過指定路徑的方式進行拉伸，具體操作同拉伸（EXTRUDE）命令。（2）移動面     通過將選中的面移動到新位置來改變

12、原來的實體。移動實體的表面可改變實體的體積，移動實體內部的面（如用差集形成的孔）可改變內部結構位置。移動面只改變所選取的面，不影響其它面的方向。移動面不進行縮放操作和不能改變面的方向。（3）偏移面     通過將選中的面按指定的距離進行擴大或者縮小來改變原來的實體。實體面的偏移分內部偏移或外部偏移兩種，對實體的表面所進行的偏移稱為外部偏移，對實體的內部面所進行的偏移稱為內部偏移。不管是內部偏移還是外部偏移，輸入正的偏移量將向擴大實體面的方向偏移，輸入負的偏移量將向縮小實體面的方向偏移。（4）傾斜面     

13、;  通過將選定的面傾斜一定的角度來形成新的結構的方法。通過需要指定傾斜方向及傾斜角度。（5）旋轉面     通過指定軸和旋轉角度來旋轉復合實體的表面，用于改變實體面的方位。（6）刪除面    用于去除圓角、倒角及挖空（差集）所形成內部面。2切割實體    切割即將實體一分為二。通過切割可以去除實體中多余的部分從而形成新的實體。在AutoCAD中進行切割操作是剖切命令（SLICE）。    進行剖切操作的關鍵是定義剪切面。定義剪切面的默認方法是通過指定三點

14、來定義一個平面，也可以通過其他對象（平面對象）、當前視圖、Z 軸或 XY、YZ 或 ZX 平面來定義剪切平面。3細部結構修改    AutoCAD通過一些編輯命令來處理局部結構。常用的有圓角（FILLET）和倒角（CHAMFER）等。    圓角（FILLET）就是通過一個指定半徑的圓?。ɑ驁A弧面）來光滑地連接兩個對象?？梢詫梢詧A弧、圓、橢圓、橢圓弧、直線、多段線、射線、樣條曲線等二維對象進行圓角處理，也可對三維面進行圓角處理。進行圓角處理的主要參數是指定圓角半徑，它是連接被圓角對象的圓弧半徑。    倒角（CHAMFER）就是通過一條直線（或平面）來連接兩條非平行線（或面）?？梢詾橹本€、多段線、參照線和射線