任务1 三维实体支架的绘制

本任务以绘制三维实体支架为例，介绍三维视图、UCS、实体创建、布尔运算、长方体等知识。图8－1所示为支架的平面尺寸，实体支架的制图步骤如下。

（1）新建一个图形文件。执行“菜单浏览器”→“格式”→“图层”，打开图层特性管理器，新建图层，如图8－2所示。

（2）单击“图层特性管理器”，将“底板”层设置为当前层。单击视图工具栏中的主视图按钮“”，绘制如图8－3（a）所示图形。执行“菜单浏览器”→“视图”→“三维视图”→“西南等轴测”，将绘图环境转化为三维绘图空间，结果如图8－3（b）所示。

（3）单击绘图工具栏中的面域按钮“”，选取步骤（2）绘制的对象，按回车键退出命令。再单击“建模”工具栏中拉伸按钮“”，选取创建的面域对象，输入拉伸距离50，按回车键退出命令，其结果如图8－4（a）所示。

（4）单击“图层特性管理器”，将“连接板”层设置为当前层。单击视图工具栏中的俯视图按钮“”，绘制如图8－5所示的图形。执行“菜单浏览器”→“视图”→“三维视图”→“西南等轴测”，将绘图环境转化为三维绘图空间，结果如图8－6所示。

（5）单击绘图工具栏中面域按钮“”，选取步骤（4）绘制的两个对象，按回车键退出命令。再单击“建模”工具栏中的拉伸按钮“”，选取创建的两个面域对象，输入拉伸距离－20，按回车键退出命令，结果如图8－7所示。

（6）单击实体编辑工具栏中的差集按钮“”，选取大的对象，即图8－8所示的1号对象，按回车键，再选取小的对象，即图8－8所示的2、3号对象，按回车键退出命令，结果如图8－9所示。

（7）单击“图层特性管理器”，将“支承板”层设置为当前层。单击视图工具栏中的主视图按钮“”，绘制如图8－10（a）所示图形。执行“菜单浏览器”→“视图”→“三维视图”→“西南等轴测”，将绘图环境转化为三维绘图空间，结果如图8－10（b）所示。

（8）单击绘图工具栏中的面域按钮“”，选取步骤（7）绘制的对象，按回车键退出命令。再单击“建模”工具栏中拉伸按钮“”，选取创建的面域对象，输入拉伸距离15，按回车键退出命令，结果如图8－11所示。

（9）单击“图层特性管理器”，将“圆柱体”层设置为当前层。单击视图工具栏中的主视图按钮“”，绘制φ18、φ32两圆。执行“菜单浏览器”→“视图”→“三维视图”→“西南等轴测”，将绘图环境转化为三维绘图空间。再单击“建模”工具栏中“”拉伸按钮，选取φ18、φ32两圆，输入拉伸距离18，按回车键退出命令，结果如图8－12所示。

（10）单击实体编辑工具栏中的差集按钮“”，选取大的对象，即图8－12所示的φ32圆柱，按回车键，再选取小的对象，即图8－12所示的φ18圆柱，按回车键退出命令，结果如图8－13所示。

（11）单击“图层特性管理器”，将“连接板”层设置为当前层。单击视图工具栏中的主视图按钮“”，绘制如图8－14所示图形，并将其创建为面域。执行“菜单浏览器”→“视图”→“三维视图”→“西南等轴测”，将绘图环境转化为三维绘图空间。再单击“建模”工具栏中的拉伸按钮“”，选取创建的面域对象，输入拉伸距离45，按回车键退出命令，结果如图8－15所示。

（12）单击实体编辑工具栏中的并集按钮“”，选取所有对象，按回车键退出命令，结果如图8－16所示。单击视图工具栏中的俯视图按钮“”，绘制φ16圆。执行“菜单浏览器”→“视图”→“三维视图”→“西南等轴测”，将绘图环境转化为三维绘图空间，结果如图8－17所示。

（13）单击“建模”工具栏中的拉伸按钮“”，选取步骤（12）绘制的φ16圆，输入拉伸距离－50，按回车键退出命令，结果如图8－18所示，再单击实体编辑工具栏中的差集按钮“”，选取大的对象，即立体图，按回车键，再选取小的对象，即φ16的圆柱，按回车键退出命令，结果如图8－19所示，即为三维实体支架图。

知识点1 三维观察

1.设置三维视图

设置三维视图时，调用命令的方式如下。

·工具栏：“视图”

·菜单命令：“视图”→“三维视图”

·键盘命令：View

“视图”工具栏中包括十种视图（见图8－20），即“俯视”、“仰视”、“左视”、“右视”、“前视”、“后视”、“西南等轴测”、“东南等轴测”、“西北等轴测”、“东北等轴测”，如图8－21所示。

2.视口

采用“视口”命令可以建立多个绘图区域。各视口可采用“三维视图”命令设置同一模型的不同视点视图。

调用命令的方式如下。

·工具栏：“视口”→“新建视口”

·菜单命令：“视图”→“视口”→“新建视口”

·键盘命令：Vports

执行命令后，系统弹出“视口”对话框，如图8－22所示。

3.三维动态观察

三维动态观察是指视点围绕目标移动，而目标保持静止的观察方式。它包括受约束的动态观察、自由动态观察和连续动态观察，其中常用的是受约束的动态观察和自由动态观察，其下拉菜单及工具栏分别如图8－23、图8－24所示。

1）受约束的动态观察

受约束的动态观察用拖动鼠标的方式来控制观察三维视图。调用命令的方式如下。

·工具栏：“动态观察”→“受约束的动态观察”

·菜单命令：“视图”→“动态观察”→“受约束的动态观察”

·键盘命令：3DOrbit

命令执行后，将对三维视图沿XOY平面或Z轴约束方式进行三维动态观察。

2）自由动态观察

自由动态观察用导航球来控制三维视图。调用命令的方式如下。

·工具栏：“动态观察”→“自由动态观察”

·菜单命令：“视图”→“动态观察”→“自由动态观察”

·键盘命令：3DFOrbit

命令执行后，将对三维视图在任意方向上进行三维动态观察。

知识点2 用户坐标系（UCS）

在使用AutoCAD 2010进行三维绘图时，用户坐标系（UCS）的原点位置、X轴、Y轴和Z轴的角度是可以任意调整的，这样绘制三维实体将更便捷。UCS命令用于建立、管理和使用用户坐标系。

1.调用命令的方式

·菜单命令：“工具”→“新建UCS”

·键盘命令：UCS

执行命令后，命令行提示如下。

指定UCS的原点或［面（F）/命名（NA）/对象（OB）/上一个（P）/视图（V）/世界（W）/X/Y/Z/Z轴（ZA）］〈世界〉：

2.命令行中各选项的含义

（1）“指定UCS的原点” 使用一点、两点或三点定义一个新的UCS。如果指定单个点，当前UCS的原点将会移动而不会改变X、Y、Z轴的方向。

（2）“面（F）” 将UCS与三维实体的选定面对齐。

（3）“命名（NA）” 按名称保存并恢复通常使用的UCS方向。

（4）“对象（OB）” 根据选定三维对象定义新的坐标系。新建坐标系的拉伸方向即Z轴正方向与选定对象的拉伸方向相同。

（5）“上一个（P）” 恢复上一个UCS。

（6）“视图（V）” 以垂直于观察方向的平面为XY平面，建立新的坐标系， UCS原点保持不变。

（7）“世界（W）” 将当前用户坐标系设置为世界坐标系。

（8）“X/Y/Z” 绕指定轴旋转当前坐标系。

（9）“Z轴（ZA）” 用指定的Z轴正半轴定义UCS。

知识点3 通过拉伸创建实体

1.功能

拉伸是指沿指定的方向将二维封闭的图形对象拉伸指定距离来创建三维实体或曲面的方法。

2.调用命令的方式

·工具栏：“建模”→“拉伸”

·下拉菜单：“绘图”→“建模”→“拉伸”

·命令行：Extrude

3.操作步骤

执行拉伸命令后，命令行提示如下。

当前线框密度：ISOLINES＝（当前值） 选择要拉伸的对象：（选定要拉伸的对象后，按回车键）

指定拉伸的高度或［方向（D）/路径（P）/倾斜角（T）］：

4.命令行中各选项的含义

（1）“指定拉伸的高度” 此为默认选项。设定拉伸的高度值后回车，如图8－25所示。

（2）“方向（D）” 指定两点间的长度和方向，以确定拉伸体的长度和方向。

（3）“路径（P）” 选择指定路线作为拉伸路径，该路径将作为三维实体的中心，如图8－26所示。

（4）“倾斜角（T）” 按一定的倾斜角度拉伸对象，如图8－27所示。

知识点4 布尔运算

三维实体的布尔运算是指通过实体的相加、相减、相交来创建复杂实体的过程。

1.并集运算

1）功能

将实体相加，通过加法操作合并选定的三维实体和面域。

2）调用命令的方式

·工具栏：“建模”→“并集”

·菜单命令：“修改”→“实体编辑”→“并集”

·键盘命令：Union

3）操作步骤

执行并集命令后，命令行提示如下。

选择对象：（选中对象后回车即可）

此时，系统对两对象求和，如图8－28所示。

2.差集运算

1）功能

将实体相减，从一个实体中删除与另一个实体的公共部分。

2）调用命令的方式

·工具栏：“建模”→“差集”

·菜单命令：“修改”→“实体编辑”→“差集”

·键盘命令：Subtract

3）操作步骤

执行差集命令后，命令行提示如下。

选择要从中减去的实体、曲面和面域...（选中实体1）

选择要减去的实体、曲面和面域...（选中实体2）

此时，系统从实体1中减去实体2，如图8－29所示。

3.交集运算

1）功能

将实体相交，得到两个或两个以上实体的公共部分。

2）调用命令的方式

·工具栏：“建模”→“交集”

·菜单命令：“修改”→“实体编辑”→“交集”

·键盘命令：Intersect

3）操作步骤

执行交集命令后，命令行提示如下。

选择对象：（选中对象后回车即可）

此时，系统对两对象求交集，如图8－30所示。

知识点5 长方体

1.功能

主要用于创建指定尺寸的三维实体长方体。

2.调用命令的方式

·工具栏：“建模”→“长方体”

·菜单命令：“绘图”→“建模”→“长方体”

·键盘命令：Box

3.操作步骤

执行命令后，命令行提示如下。

指定第一个角点或［中心（C）］：

4.命令行中各选项的含义

（1）“指定第一个角点”。为默认选项，根据长方体一角点位置绘制长方体。当输入长方体的角点后，命令行提示如下。

指定其他角点或［立方体（C）/长度（L）］：

其中，各选项含义如下。

①“指定其他角点”：输入另一角点的坐标绘制长方体，这个长方体的各边与当前UCS的X、Y和Z轴平行。

②“立方体（C）”：创建一个立方体。输入“c”后，命令行提示为

指定长度：（直接输入长方体的长度即可）

③“长度（L）”：按指定长、宽、高绘制长方体。此时长方体长、宽、高的方向分别与当前UCS的X、Y和Z轴平行。

（2）“中心（C）” 使用指定的圆心创建长方体。执行命令后，命令行提示如下。

指定中心：（直接输入长方体的中心点坐标）

指定角点或［立方体（C）/长度（L）］：

其中，各选项含义如下。

①“指定角点”：输入长方体一角点的坐标绘制长方体。长方体的各边与当前UCS的X、Y和Z轴平行。

②“立方体（C）”：创建一个立方体。输入C后，命令行提示为

指定长度：（直接输入长方体的长度即可）

③“长度（L）”：按指定长、宽、高绘制长方体。此时长方体长、宽、高的方向分别与当前UCS的X、Y和Z轴平行。