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CAD2009课件_第9讲 机械零件曲面造型的制作技巧与技术要领

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CAD2009课件_第9讲 机械零件曲面造型的制作技巧与技术要领的内容简介:

第9讲:机械零件曲面造型的制作技巧与技术要领 学习目标 掌握设置视点的方法 掌握视图的切换技巧 了解动态观察器的应用 了解WCS与UCS 了解视觉样式 掌握基本曲面体和复杂曲面体的创建方法 掌握面域和边界的创建知识 重点与难点 视点的设置 视图的切换 WCS与UCS 视觉样式 基本曲面体和复杂曲面体的创建 面域和边界的创建 AutoCAD软件共为用户提供了三种模型,用以表达物体的三维形态,分别是线框模型、曲面模型和实体模型。其中,“线框模型”是由描述三维对象的点和线等组成的,它仅能表现出物体的轮廓框架,但是可视性较差;而“曲面模型”是由一系列有连接顺序的棱边围成的表面,再由表面的集合来定义三维物体,它是在线框模型的基础上增加了面边信息和表面特征信息等,不仅能着色,还可以对其进行渲染,以更形象逼真的表现物体的真实形态;而“实体模型”则是实实在在的物体,它除了包含线框模型和曲面模型的所有特点,还具备实物的一切特性。 通过AutoCAD提供的这三类模型,不仅能让非专业人员对物体的外形有一个感性的认识,还能帮助专业人员降低绘制复杂图形的难度,使一些在二维平面图中无法表达的东西清晰而形象地出现在屏幕上。 这一讲通过制作一个复杂的机座零件曲面造型,使大家了解和掌握基本体曲面和复杂体曲面的创建功能、掌握三维显示、三维观察以及UCS的创建及应用等技能,培养大家使用基本的网格建模工具和三维辅助工具,制作各类机械产品曲面造型的能力。 设置视点 在三维空间中可以从不同的位置观察图形,这些位置就称为视点。在AutoCAD中,视点的设置主要有两种途径,一种是使用[视点]命令通过命令行进行设置,另一种是使用[视点设置]命令通过对话框设置视点。 通过[视点]命令行设置视点 [视点]命令就是直接输入观察点的坐标或角度来确定视点。执行此命令主要有以下几种方式: 1.菜单栏:单击菜单[视图]/[三维视图]/[视点]命令。 2.命令行:在命令行中输入Vpoint。 执行[视点]命令后的系统出现如下提示: 命令:Vpoint 切换视图 为了便于观察和编辑三维模型,AutoCAD为用户提供了一些标准视图,具体有六个正交视图和四个等轴测图,如下图所示,其工具按钮都排列在如下图所示的[视图]工具栏上。平面视图 除了上述十个标准视图之外,AutoCAD还为用户提供了一个[平面视图]工具,使用此命令,可以将当前UCS、命名保存的UCS或WCS,切换为各坐标系的平面视图,以方便观察和操作,如下图所示。 动态观察器 AutoCAD为用户提供了动态观察功能,使用此功能,可以进行观察三维物体的任意部分,比较方便快捷。有关三维动态观察功能,主要有三种功能,具体如下: 受约束的动态观察:此种动态观察功能,需要按住鼠标中间拖曳,进行手动设置观察点,以观察模型的不同侧面,如右图所示。单击菜单[视图]/[动态观察]/[受约束的动态观察]命令,或单击[动态观察]工具栏上的 按钮,都可以激活该功能。 自由动态观察:自由动态观察功能使用起来较为方便,当激活此功能后,绘图区会出现如右中图所示的圆形辅助框架,用户可以从多个方向进行自由地观察三维物体。 单击菜单[视图]/[动态观察]/[自由动态观察]命令,或单击[动态观察]工具栏上的 按钮,都可以激活该功能。 WCS与UCS 为了更好地辅助绘图,AutoCAD为用户提供了一种非常灵活的坐标系——用户坐标系(UCS),此坐标系弥补了世界坐标系(WCS)的不足,用户可以随意定制符合作图需要的UCS,在三维绘图中至关重要。 执行[UCS]命令主要有以下几种方式: 1.菜单栏:单击菜单[工具]/[新建UCS]级联菜单命令,如右上图所示。 2.工具栏:单击[UCS]工具栏上的各按钮,如右中图所示。 3.命令行:在命令行输入UCS。 二维线框 [二维线框]命令是用直线和曲线显示对象的边缘,此对象的线型和线宽都是可见的,如右上图所示。执行该命令主要有以下几种方式: 1.工具栏:单击[视觉样式]工具栏上的按钮。 2.菜单栏:单击菜单[视图]/[视觉样式]/[二维线框]命令。 三维线框 默认设置下,[三维线框]命令也是用直线和曲线显示对象的边缘轮廓,如右中图所示。与二维线框显示方式不同的是,表示坐标系的按钮会显示成三维着色形式,并且对象的线型及线宽都是不可见的,如果将 COMPASS 系统变量的值设置为 “1”,那么在此种着色方式下,系统将显示坐标球。 执行此着色命令主要有以下几种方式: 创建基本体曲面 三维面:[三维面]命令用于可以在二维空间的任意位置创建三边或四边的表面,并可将这些表面连接在一起形成一个多边的表面。执行该命令主要有以下几种方法: 1.菜单栏:单击菜单[绘图]/[建模]/[网格]/[三维面]命令。 2.命令行:在命令行中输入3DFace。 现假设将如右上图所示的线框创建为如右中图所示的三结构,学习使用[三维面]命令。 执行[三维面]命令,根据AutoCAD命令行的操作提示,进行创建三维面: 命令: _3dface 技巧:如果在最后的一个命令提示行后直接按Enter键,系统将以前面三个点为顶点生成三维平面。“不可见”选项用来控制当前所创建三维平面边界的可见性,“退出”选项则可以结束命令。 基本体表面: AutoCAD共提供了长方体表面、棱锥面、楔体表面、上半球面、球面、圆锥面、圆环面、下半球面和网格等九种基本体表面工具,如右上图所示。 小技巧:起始角为轨迹线开始旋转时的角度,旋转角表示轨迹线旋转的角度。在系统以逆时针方向为选择角度测量方向的情况下,如果用户输入的角度为正,则按逆时针方向旋转构造旋转曲面,否则按顺时针方向构造旋转曲面。 平移曲面 “平移曲面”是指一条轨迹线或图形对象沿着一条指定方向矢量平移延伸而形成的三维曲面,如右上图所示。创建此曲面的工具为“Tabsurf”。 小技巧:为生成直纹曲面而选取的两个对象必须同时闭合或同时打开。如果一个对象为点,那么另一个对象可以是闭合的,也可以是打开的。另外,当边界曲线不是封闭时,选择点的位置不同,结果生成的图形也不同。 边界曲面 “边界曲面”是指以4条空间直线或曲线为边界创建得到的空间曲面,如右中图所示,用于生成曲面的四条边必须首尾相连形成一个封闭图形。 小技巧:每条边选择的顺序不同,生成的曲面形状也不一样。用户选择的第一条边确定曲面网格的M方向,第二条边确定网格的N方向 。 面域和边界 面域:[面域]命令用于创建由封闭图形所形成的二维实心区域,所创建的面域不但含有边的信息,还有边界内的信息,利用这些信息可以计算工程属性,如面积、重心和惯性矩等,还可以对面域进行各种布尔运算,如面域的相加、相减和相交等。 执行[面域]命令主要有以下几种方式: 1.菜单栏:单击菜单[绘图]/[面域]命令。 2.工具栏:单击[绘图]工具栏上的按钮。 3.命令行:在命令行输入Region。 4.快捷键:在命令行输入REN。 创建闭合边界 使用命令中的“多段线”功能,可以从多个对象或单个对象中提取一个或多个闭合多段线,所提取的闭合多段线与原图形重合。假设从右上图(左)所示图形中提取如右上图(右)所示的闭合闭界,则可按如下步骤进行操作: 1.首先绘制右上图(左)所示的矩形和圆弧。 2.在命令行输入BO并敲击Enter键,激活[边界]命令,打开如右中图所示的[边界创建]对话框。 小结 这一讲主要学习了各种三维曲面模型的创建方法和创建技巧。通过本章实例的制作,可以体会出,复杂网格面模型的制作比较繁琐,但是由于面模型的占用空间比较少,建模速度比较快,所以使用网格曲面工具制作机械产品的三维模型,还是一种比较常用的方式。 在知识点讲解过程中,首先讲述了视点的设置、视图的切换、坐标系的创建管理以及三维对象的着色显示等三维辅助建模工具;然后重点介绍了三维面、基本体曲面和复杂曲面的创建方法和创建技巧;最后简单介绍了面域的创建方法和布尔运算功能。 本讲重点需要掌握的知识如下: 1.在理解“视点”和“视图”概念及功能的基础上,掌握视点的设置方法和视图的切换技巧; 2.在讲述坐标系的定义与切换时,需要了解和掌握UCS与WCS的区别以及UCS的各种创建功能; 3.在讲述视觉样式功能时,除了解和掌握二维线框、三维线框、三维隐藏、真实和概念等五种着色方式之外,还需要了解和掌握各种样式的修改管理等; 4.在讲述基本曲面功能时,需要了解和掌握三维面以及九种基本体网格表面的简单创建技巧; 5.在讲述复杂曲面功能时,需要了解和掌握旋转网格、直纹网格、平移网格以及边界网格等的具体创建方法和操作技巧;讲述面模型的创建命令,需要了解和掌握三维面和网格曲面的区别以及各自的创建方法和创建技巧;掌握各种曲面的特点以及曲面线框密度的设置。 6.在讲述面域和边界功能时,不但要理解面域和边界的功能概念,还需要掌握边界、面域的创建技巧;掌握并集、差集、交集等三种布尔运算功能。
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