AutoCAD2010中文版繪圖教程三維繪圖環境簡單三維圖形繪制

三維實體造型三維實體編輯

第7章三維繪圖基礎

內容提要

7.1三維繪圖環境AutoCAD2012“三維建模空間” 三維模型與UCS 在構造三維立體模型時，為了便于畫圖，經常需要調整坐標系統到不同的方位來完成特定的任務。用戶坐標系（UCS）為坐標輸入、操作平面和觀察提供一種可變動的坐標系。大多數AutoCAD幾何編輯命令依賴于UCS的位置和方向。定義用戶坐標后，對象將繪制在當前UCS的XY平面上。如圖7-1所示三維實體模型在UCS中的位置。

圖7-1三維實體在UCS坐標系中

7.1.1建立用戶坐標系一、創建用戶坐標 1.功能 創建，移動，調整操作一個用戶坐標系。 2.調用 命令：UCS 按鈕： 3.格式 命令：UCS 輸入選項[新建(N)/移動(M)/正交(G)/上一個(P)/恢復(R)/保存(S)/刪除(D)/應用(A)/?/世界(W)]4.參數說明： 新建(N)：創建新的用戶坐標系統。輸入“N”后，AutoCAD提示：指定新UCS的原點或[Z軸(ZA)/三點(3)/對象(OB)/面(F)/視圖(V)/X/Y/Z]<0,0,0>:創建新的用戶坐標AutoCAD有8種方法： Z軸(ZA)：指定Z軸的起始點和方向而建立坐標系，輸入“ZA”后AutoCAD提示： 指定新原點<0,0,0>:輸入新的原點的位置，默認值為（0，0，0）。 在正Z軸范圍上指定點<默認值>:指定Z軸正方向上的一點來確定Z軸正方向。 指定了新的原點的位置和Z軸方向的點后，系統創建一個新的用戶坐標系。

b.三點(3)通過三個點定義坐標系。指定新UCS原點及其X和Y軸的正方向。Z軸由右手定則確定。第一點指定新UCS的原點，第二點定義X軸的正方向，第三點定義Y軸的正方向。輸入“3”后AutoCAD提示： 指定新的原點<0,0,0>:輸入新的原點的位置，默認值為（0，0，0）。 在正X軸上指定一點<默認值>：輸入新的坐標中X軸正方向的任意的一點。 在UCSXY平面的正Y軸范圍上指定點<默認值>：輸入新的坐標中XY平面中任意非X軸上的一點。

c.對象(OB)通過指定的實體定義新的坐標。根據選定三維對象定義新的坐標系。新UC的拉伸方向（Z軸正方向）與選定對象的一樣。可以選擇的對象兇手圓弧、圓、標注、直線、點、二維多段線、二維填充、寬線、三維面、形、文字、塊參照和屬性定義等。 輸入“OB”后AutoCAD提示： 選擇對齊UCS的對象: 如選取點，CAD系統以該點為新的原點，X軸方向可選取指定。 如選取直線，CAD系統以該直線的近端點為新的原點，X軸方向以直線的方向一致。 如選取是圓或圓弧，CAD系統以該圓或圓弧的圓點為新的原點，X軸方向可選取指定。 如選取二維多義線，CAD系統以該多義線的起點為新的原點，X軸方向與多義線的第一條線段一致。 d.面(F)通過三維實體的表面來建立新的坐標系。輸入“F”后AutoCAD提示： 選擇實體對象的面:選取一個三維實體的表面。如圖10-2所示

圖10-2通過面建立UCS圖10-3通過面建立UCS，X軸反向 輸入選項[下一個(N)/X軸反向(X)/Y軸反向(Y)]<接受>:調整X軸和Y軸的方向。 下一個(N)可將新坐標將UCS定位于臨近的面或上一個選定的面。輸入“N”即可。 X軸反向(X)是調整X軸的方向，輸入“X”即可把新坐標繞X旋轉180°，圖10-1就變成如圖10-3所示。 e.視圖(V)該選項把新的坐標系的XY平面與當前視圖（平行于屏幕）設為平行，X軸指向視圖的水平方向，原點為當前視圖的原點。 f.X/Y/Z：繞指定軸旋轉當前UCS。如輸入“X”，AutoCAD提示：指定繞X軸旋轉的角度。

移動(M)移動坐標原點，輸入“M”后該項提示: 指定新原點或[Z向深度(Z)]<0,0,0>: 從圖上選取一點做為選取目標，即可創建新的坐標，該坐標系XY平面平行于原坐標系XY平面。如果輸入“Z”，即指定沿Z軸移動一段距離。 正交(G)系統提供的6種正交坐標的方式分別是俯視(T)/仰視(B)/主視(F)/后視(BA)/左視(L)/右視(R)。 上一個(P)輸入“P”，將退回前一種坐標系統。 恢復(R)選用已經存儲的坐標系。 保存(S)存儲自定義的坐標系。 刪除(D)刪除已經命名的坐標系。 應用(A)將指定坐標系統應用于當前視窗。 列出當前圖形文件中所有已命名的用戶坐標系統。 世界(W)使用世界坐標系統。二、命名UCS 執行該命令后，AutoCAD依次提示：為了方便管理用戶自定義坐標，AutoCAD提供了UCS管理器。通過UCS管理器，可以對自定義坐標進行存儲、刪除、應用等操作。 1.功能 以對自定義坐標進行存儲、刪除、應用等操作。 2.調用 菜單：工具→命名UCS 命令：UCSman 按鈕：3.格式 執行命令后，AutoCAD彈出如圖7-4所示的對話框。

圖7-4UCS對話框下面對話框中有3個選項參數進行介紹： 命令UCS選項 如圖7-5所示，該選項用來設置當前坐標系。“置為當前”選項是把所選的坐標設為當前坐標系，包括用戶自定義坐標系和世界坐標系。“詳細信息”所選坐標系的原點坐標和X、Y、Z軸的方向，如圖7-6所示，ZYZ的方向用坐標值來表示的。

圖7-5命名UCS圖7-6UCS詳細信息設置選項 在如圖7-4對話框中單擊“設置”即可打開，如圖7-8所示。

圖7-8UCS設置

圖7-7正交UCS

a.在“UCS圖標設置”有3個復選框，用來設置UCS圖標的顯示特征。勾選“開”復選框選項，在繪圖區的左下角顯示UCS圖標；勾選“顯示于UCS原點”復選框選項使UCS圖標始終位于當前坐標的原點處；勾選“應用到所有活動窗口”復選框選項使UCS圖標設置應用到當前圖形中的所有活動視口。 b.在“UCS設置”有2個復選框，用來設置UCS于視窗的關系。“UCS與視口一起保存”：用來設置坐標系是否隨當前視圖一起存儲；

“修改

UCS時更新平面視圖”：只要UCS設置被改變，當前視圖也將變為平面視圖。

三維視點建立三維視圖，離不開觀察視點的調整。通過不同的視點，可以觀察立體模型的不同側面和效果。有時對三維編輯也必須通過UCS，視點的改變選擇合適的點、線、面，以及體來進行。7.1.2設置三維視點1.設置特殊預定的三維視點（1）輸入命令方法：選項卡：視圖→視圖→按鈕菜單：視圖→三維視圖（2）選項說明：2.動態觀察（1）輸入命令方法：選項卡：視圖→導航→按鈕菜單：視圖→動態觀察（2）選項說明：三種動態觀察方式，單擊或拖動觀察對象7.2簡單三維圖形的繪制3種模式：線框模型方式、表面模型方式和實體模型方式7.2.1繪制三維多段線7.2.2根據標高和厚度繪制三維圖形 軸測圖是二維圖形示意三維圖形的框架表示方式，本身屬于平面圖形并非三維立體。曲面表示的三維圖形只有面，內部是空的。實體建立的模型則可以認為是真正的實體。現實三維繪圖中實體是最常見的。 建立基本三維模型有兩種辦法。其一輸入相應的控制尺寸，AutoCAD自動生成的基本體，包括長方體、球體、圓柱體、圓錐體、楔體、圓環體等。其二是通過旋轉或者拉伸等方式實現。 創建復雜三維模型可以用基本三維模型通過布爾操作和三維實體編輯來實現。

7.3三維實體造型7.3.1基本實體的建立 基本體的創建包括長方體、球體、圓柱體、圓錐體、楔體、圓環體等 菜單：繪圖→實體 按鈕： 一、長方體 1.功能 繪制長方體 2.調用 菜單：繪圖→實體→長方體 命令：Box 按鈕：

3.格式執行該命令后，AutoCAD依次提示： 指定長方體的角點或[中心點(CE)]<0,0,0>:指定角點或[立方體(C)/長度(L)]:指定高度:圖10-29長方體

二、球體 1.功能 繪制球體 2.調用 菜單：繪圖→實體→球體 命令：Sphere 按鈕：

3.格式執行該命令后，AutoCAD依次提示：當前線框密度:ISOLINES=4指定球體球心<0,0,0>:指定球體半徑或[直徑(D)]:

圖7-30球體

三、圓柱體 1.功能 繪制圓柱體 2.調用 菜單：繪圖→實體→圓柱體 命令：Sylinder 按鈕：

3.格式執行該命令后，AutoCAD依次提示：當前線框密度:ISOLINES=4指定圓柱體底面的中心點或[橢圓(E)]<0,0,0>:指定圓柱體底面的半徑或[直徑(D)]:指定圓柱體高度或[另一個圓心(C)]:圖7-31圓柱體

四、圓錐體 1.功能 繪制圓錐體。 2.調用 菜單：繪圖→實體→圓錐體 命令：Cone 按鈕：3.格式執行該命令后，AutoCAD依次提示：當前線框密度:ISOLINES=4指定圓錐體底面的中心點或[橢圓(E)]<0,0,0>:指定圓錐體底面的半徑或[直徑(D)]:指定圓錐體高度或[頂點(A)]:

圖7-32圓錐體

五、楔體 1.功能 繪制。 2.調用 菜單：繪圖→實體→楔體 命令：Wedge 按鈕：

3.格式執行該命令后，AutoCAD依次提示：指定楔體的第一個角點或[中心點(CE)]<0,0,0>:指定角點或[立方體(C)/長度(L)]:指定高度:圖7-33楔體

六、圓環體 圓環體由兩個半徑定義，一個是圓管的半徑，另一個是從圓環中心到圓管中心的距離。也可以創建自交圓環體。自交圓環體圓管半徑大于圓環體半徑，無中心孔。如果兩個半徑都是正值，且圓管半徑大于圓環體半徑，效果就像一個兩極凹陷的球體。如果圓環半徑為負值，并且圓管半徑絕對值大于圓環半徑絕對值，則效果就像一個兩極尖銳突出的球體。 1.功能 繪制圓環體。 2.調用 菜單：繪圖→實體→圓環體 命令：Torus 按鈕：

3.格式執行該命令后，AutoCAD依次提示：前線框密度:ISOLINES=4指定圓環體中心<0,0,0>:指定圓環體半徑或[直徑(D)]:指定圓管半徑或[直徑(D)]:

圖7-34圓環

7.3.2由二維圖形生成三維實體 三維實體不僅可以通過圖素建立，也可以通過對二維圖形的拉伸或旋轉產生。在已有二維平面圖形、已知曲面立體輪廓線的情況下，或立體包含圓角以及用其他普通剖面很難制作的細部圖時，通過拉伸和旋轉操作產生三維實體非常方便。

一、由二維圖形拉伸實體 1.功能 二維封閉圖形（封閉多段線、多邊形、圓、橢圓、封閉樣條曲線、圓環和面域）可以通過拉伸使之具有厚度成為三維模型。 2.調用 菜單：繪圖→實體→拉伸 命令：Extrude 按鈕：

3.格式執行該命令后，AutoCAD依次提示：當前線框密度:ISOLINES=4選擇對象:指定拉伸高度或[路徑(P)]:指定拉伸的傾斜角度<0>:

圖7-35輸入拉伸高度拉伸的實體

圖7-36選擇拉伸路徑拉伸的實體

二、二維圖形旋轉實體 可以旋轉閉合多段線、多邊形、圓、橢圓、閉合樣條曲線、圓環和面域成為三維立體模型。可以將一個閉合對象繞當前UCS和X軸或Y軸旋轉一定的角度生成實體。也可以繞直線，多段線或兩個指定的點旋轉對象。 1.功能 把旋轉閉合多段線、多邊形、圓、橢圓、閉合樣條曲線、圓環和面域成為三維立體模型。 2.調用 菜單：繪圖→實體→旋轉 命令：Revolve 按鈕：

3.格式執行該命令后，AutoCAD依次提示：當前線框密度:ISOLINES=4選擇對象:指定旋轉軸的起點或定義軸依照[對象(O)/X軸(X)/Y軸(Y)]:指定軸端點:指定旋轉角度<360>:

圖7-37旋轉實體

7.4.1三維陣列 1.功能 在三維空間中某對象繞指定軸旋轉。 2.調用 菜單：修改→三維操作→三維陣列 命令：3DArray 3.格式 執行該命令后，AutoCAD依次顯示： 選擇對象: 輸入陣列類型[矩形(R)/環形(P)]<矩形>:

7.4三維實體編輯輸入“R”后，進行矩形陣列，AutoCAD繼續顯示：輸入行數(---)<1>:輸入列數(|||)<1>:輸入層數(...)<1>:指定行間距(---):指定列間距(|||):指定層間距(...):輸入“P”后，進行環形陣列，AutoCAD繼續顯示：輸入陣列中的項目數目:指定要填充的角度(+=逆時針,-=順時針)<360>:旋轉陣列對象？[是(Y)/否(N)]<是>:指定陣列要項目數目和填充的角度，AutoCAD繼續顯示：指定陣列的中心點:指定旋轉軸上的第二點:

要求指定旋轉軸，即可環形陣列，如圖10-66所示。

圖7-66環形陣列7.4.2三維鏡像 1.功能 在三維空間中某對象繞指定面進行鏡像。 2.調用 菜單：修改→三維操作→三維鏡像 命令：Mirror3D 3.格式 執行該命令后，AutoCAD依次顯示： 選擇對象: 指定鏡像平面(三點)的第一個點或[對象(O)/最近的(L)/Z軸(Z)/視圖(V)/XY平面(XY)/YZ平面(YZ)/ZX平面(ZX)/三點(3)]<三點>: 在鏡像平面上指定第二點: 在鏡像平面上指定第三點: 是否刪除原對象？[是(Y)/否(N)]<否>:

7.4.3三維對齊ALIGN 用戶可以在二維和三維空間中某對象與其他對象對齊。報告時可能會移動、旋轉和按比例縮放對象使其與其他對象對齊。給要對齊的對象加上源點，給要與其對齊的對象加上目標點。如果要對齊某個對象，最多可以給對象加上三對源點和目標點。

1.功能用戶可以在二維和三維空間中某對象與其他對象對齊。2.調用菜單：修改→三維操作→對齊命令：Align按鈕： 該按鈕可以通過自定義在“修改”中找到并拖放到“實體”工具欄、“實體編輯”工具欄或其他工具欄中。用戶可以自定義一種圖標，圖中按鈕為自定義按鈕。

3.格式 三維對齊有以下參數： 選擇對象：選擇要對齊的對象。 指定第一個源點：定義第一個源點。 指定第一個目標點：定義第一個目標點。當只選擇一對源點和目標點時，對象在二維或三維空間中從源點移動到目標點。 當只選取一對點時，對齊命令相當于平移命令，如圖10-61所示。

圖7-61一對點對齊

指定第二個源點：定義第二個源點。直接回車則為只選擇一對源點和目標點。 指定第二個目標點：定義第二個目標點。 當只選取兩對點時，且選取對齊時，對齊命令相當于平移命令和縮放命令的組合，如圖10-62所示。

圖7-62兩對點對齊

指定第三個源點：定義第三個源點。直接回車則為只選擇兩對源點和目標點，并出現下列提示，否則提示輸入第三個目標點。 當選取三個點時，對齊命令相當于平移命令和三維旋轉命令的組合，如圖10-63所示。

圖7-63三對點對齊

7.4.4三維旋轉 1.功能 用戶可以在二維和三維空間中某對象繞指定軸旋轉。 2.調用 菜單：修改→三維操作→三維旋轉 命令：Rotate3D

3.格式 執行該命令后，AutoCAD依次顯示： 當前正向角度:ANGDIR=逆時針ANGBASE=0 選擇對象: 指定軸上的第一個點或定義軸依據[對象(O)/最近的(L)/視圖(V)/X軸(X)/Y軸(Y)/Z軸(Z)/兩點(2)]:指定軸上的第二點: 指定旋轉角度或[參照(R)]:

7.4.5倒角和圓角 一、倒角 1.功能 對二維圖形和三維實體進行倒角。 2.調用 命令：chamfer 菜單：修改→倒角 按鈕：

3.格式執行該命令后，選擇第一條直線或[多段線(P)/距離(D)/角度(A)/修剪(T)/方式(M)/多個(U)]:這時選取要倒角的三維實體的邊，AutoCAD繼續提示：基面選擇...輸入曲面選擇選項[下一個(N)/當前(OK)]<當前>:指定基面的倒角距離<默認值>:指定其他曲面的倒角距離<默認值>:圖7-44倒角

圖7-45環倒角

二、圓角 1.功能 對二維圖形和三維實體進行倒圓角。 2.調用 命令：fi