CAD三维绘图教程与案例很实用

2021年2月15日发(作者：四月英文)

C

A

D

三

维

绘

图

教

程

与

案

例

很

实

用

< br>

Prepared on 21 November 2021

CAD

绘制三维实体基础

1

、三维模型的分类及三维坐标系；

除具有强大的二维绘图功能外，还 具备基本的三维造型能力。若物体并

2

、三维图形的观察方法；

AutoCAD

3

、创建基本三维实体；

无复杂的外 表曲面及多变的空间结构关系，则使用

AutoCAD

可以很方 便地建立物体的

4

、由二维对象生成三维实体；

三维 模型。本章我们将介绍

AutoCAD

三维绘图的基本知识。< /p>

5

、编辑实体、实体的面和边；

三维几何模型分类

在

AutoCAD

中，用户可以创建

3

< br>种类型的三维模型：线框模型、表面模型及实体

模型。这

3

种模型在计算机上的显示方式是相同的，即以线架结构显示出来，但用户

可用特定命令使表面模型及实体模型的真实性表现出来。

线框模型

(Wireframe Model)

线框模型是一种轮廓模型，它是用线（

3D

空间的直线及曲线）表达三维立体，不

包含 面及体的信息。不能使该模型消隐或着色。又由于其不含有体的数据，用户也不

能得到对 象的质量、重心、体积、惯性矩等物理特性，不能进行布尔运算。图

11-1

< p>
显示了立体的线框模型，在消隐模式下也看到后面的线。但线框模型结构简单，易于

绘制。

表面模型（

Surface Model

）

表面模型是用物体的表 面表示物体。表面模型具有面及三维立体边界信息。表面

不透明，能遮挡光线，因而表面 模型可以被渲染及消隐。对于计算机辅助加工，用户

还可以根据零件的表面模型形成完整 的加工信息。但是不能进行布尔运算。如图

11-2

所示是两个 表面模型的消隐效果，前面的薄片圆筒遮住了后面长方体的一部分。

图

11-1

线框模型

实体模型

图

11-2

表面模型

实体模型具有线、表面、体的全部信息。对于此类模型，可以区分对象的内部及

外部 ，可以对它进行打孔、切槽和添加材料等布尔运算，对实体装配进行干涉检查，

分析模型 的质量特性，如质心、体积和惯性矩。对于计算机辅助加工，用户还可利用

实体模型的数 据生成数控加工代码，进行数控刀具轨迹仿真加工等。如图

11-3

所示

是实体模型。

11

．

2

三维坐标系实例——三维坐标系、长方体、倒角、删除

面

AutoCAD

的坐标系统是三维笛卡儿直角坐标系，分 为世界坐标系（

WCS

）和用户坐

标系 （

UCS

）。图

11-4

表示的是两种坐标系下的图标。

图

11-3

实体模型

图中“

X

”或“

Y

”的剪

头方向表示当前坐标轴

X

轴或

Y

轴的正方向，

Z

轴正方向用右手定则 判定。

世界坐标

图

11-4

表示坐标系的图标

缺省状态时，

AutoCAD

的坐标系是世界坐标系。 世界坐标系是唯一的，固定不变

的，对于二维绘图，在大多数情况下，世界坐标系就能满 足作图需要，但若是创建三

维模型，就不太方便了，因为用户常常要在不同平面或是沿某 个方向绘制结构。如绘

制图

11-5

所 示的图形，在世界坐标系下是不能完成的。此时需要以绘图的平面为

XY

坐标平面，创建新的坐标系，然后再调用绘图命令绘制图形。

用户坐标系

绘图步骤分解：

11-5

所示的实体。

任务：

绘制如图

目的：

通过绘制此图形，学习长方体命令、实体倒角、删除面命令和

1.

绘制长方体

用户坐标系的建立方法。

调用长方体命令：

知识的储备：

基本绘图命令和对象捕捉、对象追踪的应用。

实体工具栏：

下拉菜单：

< p>
[

绘图

][

实体

] [

长方体

]

命令窗口：

BOX

AutoCAD

提示：

图

11-5

在用户坐标系下绘图

指定长方体的角点或

[

中心点

(CE)] <0,0,0>:

在屏幕上任意点单击

指定角点或

[

立方体

(C)/

长度

(L)]:

L< /p>

角

用于二 维图形的倒角、圆角编辑命令在三维图中仍然可用。单击“编辑”工具

栏上的倒角按钮， 调用倒角命令：

命令

: _chamfer

(

“修剪”模式

)

当前倒角距离

1 =

，距离

2 =

选择第一条直线或

[

多段线

(P)/

距离

(D)/

角度

(A)/

修剪

(T)/

< p>
方式

(M)/

多个

(U) ]:

在

AB

直线上单击

基面选择

...

输入曲面选择选项

[

下一个

(N)/

当前

(OK)] <

当前

>:

图

11-6

绘制长方体

图

11-7

长方体倒角

动坐标系，绘制上表面圆

因为

AutoCAD

只可以在

< br>XY

平面上画图，要绘制上表面上的图形，则需要建立

用 户坐标系。由于世界坐标系的

XY

面与

CDEF

面平行，且

X

轴、

< p>
Y

轴又分别与四边形

CDEF

的边平行，因此只要把世界坐标系移到

CDEF

面上即可。 移动坐标系，只改变坐

标原点的位置，不改变

X

、

Y

轴的方向。如图

11-8

所示。

（

1

）移动坐标系

在命令窗口输入命令动 词“

UCS

”，

AutoCAD

提示：

命令

: ucs

当前

UCS

名称

: *

世界

*

输入选项

图

11-8

改变坐标系

图

11-11

11-9

绘制上表面圆

应用

绘制侧面上圆

< br>图

[

新建

(N)/

移动

(M)/

正交

(G)/

上一个

(P)/

恢复

< br>(R)/

保存

(S)/

删除

(D)/

(A)

果倒角或圆角所创建的面不 合适，可使用

图

11-10

绘制侧面上圆

“删除面”命令删除，调用删除面命令方法：

实体编辑工具栏：

下拉菜单：

[

修改

][

实体编辑

][

删除面

]

观察三维图形——绘制球、视图、三维动态观察器、布尔运算

在绘制三维图形过程中，常常要从不同方向观察图形，

AutoCAD

默认视图是

XY

平面，方向为

Z

轴的正方向，看不到物体的高度。< /p>

AutoCAD

提供了多种创建

3D

视图的

方法沿不同的方向观察模型，比较常用的是用标准视点观察模 型和三维动态旋转方

法。我们这里只介绍这两种常用方法。标准视点观察实体工具栏如图

11-12

所示。

任务：

绘制如图

11-13

所示的物体

图

11-12

视图工具栏

图

11-13

股子

目的 ：

通过绘制此物体，掌握用标准视点和用三维动态观察器旋转方法观察模型，使

用圆角命令、布尔运算等编辑三维实体的方法。

知识的储备：

基本绘图命令、使用对象捕捉、建立用户坐标系

绘图步骤分解：

1

．绘制正方体

（

1

）新建两个图层：

层

名

颜色

线

型

线宽

实体层

白色

Continues

默认

辅助层

黄色

Continues

默认

并将实体层作为当前层。

单击“视图 ”工具栏上“西南等轴测”按钮，将视点设置为西南方向。

（

2

）绘制正方体

在“实体”工具栏上单击“长方体”按钮，调用长方体命令：

命令

: _box

指定长方体的角点或

[

中心点

(CE)] <0,0,0>:

在屏幕上任意一点单击

指定角点或

[

立方体

(C)/

长度

(L)]:

C

选择 对象

:

在立方体上单击

找到

1

个

选择对象

:

选择对象

:

在球体上单击

找到

1

个

.

选择对象

ISOLINES=4

图

图

:

11-14

立方体

图

11-17

11-15

挖两点坑

绘制球

图

11-20

图

11-18

挖六点坑

绘制三点坑

ISOLINES=12

(b)

图

11-16

挖坑

图

11-19

图

11-21

三维动态观察

挖坑完成

图

11-24 ISOLINES

对图形显示的影响

(a)

图

11-22

长方体圆角

图

11-23

长方体圆角

图

11-28

绘制环珠

图

11-27

环

图

11-25

布尔运算

图

11-30

拱形体

图

11-29

阵列准备

图

11-26

电视塔

图

11-31

绘制长方形和圆

图

11-33

路径拉伸

（

a

）

图

11-32

面域计算

（

b

）

图

11-35

绘制截面

图

11-34

旋转实体