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第11章创建三维图形素材


第11章
创建三维图形

AutoCAD 2016实用教程

本章概述
目前,三维图形的绘制广泛应用在工程设计和绘图过程中。使用 AutoCAD可以通过3种方式来创建三维图形,即线架模型方式、曲面模 型方式和实体模型方式。线架模型方式为一种轮廓模型,它由三维的直 线和曲线组成,没有面和体的特征。曲面模型用面描述三维对象,它不 仅定义了三维对象的边界,而且还定义了表面,即具有面的特征。实体 模型不仅具有线和面的特征,而且还具有体的特征,各实体对象间可以 进行各种布尔运算操作,从而创建复杂的三维实体图形。

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11.1 绘制三维点和线
在AutoCAD中,用户可以使用点、直线、样条曲线、三维多段线及 三维螺旋线等命令绘制简单的三维图形。
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绘制三维点 绘制三维直线和样条曲线 绘制三维多段线 绘制三维弹簧

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11.1.1 绘制三维点
在AutoCAD中选择“显示菜单栏”命令,在弹出的菜单中选择“绘 图”|“点”|“单点”命令,可以在命令行中直接输入三维坐标绘制三维 点。 由于三维图形对象上的一些特殊点,如交点、中点等不能通过输入 坐标的方法来实现,可以采用三维坐标下的目标捕捉法来拾取点。

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11.1.2 绘制三维直线和样条曲线
两点决定一条直线。当在三维空间中指定两个点后,如点(0,0,0)和 点(1,1,1),这两个点之间的连线即是一条3D直线。

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11.1.3 绘制三维多段线
在“功能区”选项板中选择“常用”选项卡,在“绘图”面板中单 击“三维多段线”按钮 ,或在快捷工具栏选择“显示菜单栏”命令, 在弹出的菜单中选择“绘图”|“三维多段线”命令(3DPOLY),此时命 令行提示依次输入不同的三维空间点,以得到一个三维多段线。

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11.1.4 绘制三维弹簧
在“功能区”选项板中选择“常用”选项卡,在“绘图”面板中单 击“螺旋”按钮 ,或在快捷工具栏选择“显示菜单栏”命令,在弹出 的菜单中选择“绘图”|“螺旋”命令,可以绘制三维弹簧。

练习11-1 绘制一个底面中心为(0,0),底面半径为120,顶面半径为80,高度 为200,顺时针旋转30圈的弹簧。
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11.2 绘制三维网格
在AutoCAD 2016中,在快捷工具栏选择“显示菜单栏”命令,在 弹出的菜单中选择“绘图”|“建模”|“网格”中的命令,或在“功能区” 选项板中选择“网格”选项卡,在“图元”面板中单击有关的按钮,可 以绘制三维网格。
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绘制三维面与多边三维面 控制三维面的边的可见性 绘制三维网格 绘制旋转网格 绘制平移网格

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绘制直纹网格 绘制边界网格

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11.2.1 绘制三维面与多边三维面
在快捷工具栏选择“显示菜单栏”命令,在弹出的菜单中选择“绘 图”|“建模”|“网格”|“三维面”命令(3DFACE),可以绘制三维面。

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11.2.2 控制三维面的边的可见性
在命令行中输入“边”命令(EDGE),可以修改三维面的边的可见 性。

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11.2.3 绘制三维网格
在命令行中输入“三维网格”命令(3DMESH),可以根据指定的M 行N列个顶点和每一顶点的位置生成三维空间多边形网格。M和N的最小 值为2,表明定义多边形网格至少要4个点,其最大值为256。

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11.2.4 绘制旋转网格
在“功能区”选项板中选择“网格”选项卡,在“图元”面板中单 击“建模,网格,旋转曲面”按钮 ,或在快捷工具栏选择“显示菜单 栏”命令,在弹出的菜单中选择“绘图”|“建模”|“网格”|“旋转网 格”命令(REVSURF),可以将曲线绕旋转轴旋转一定的角度,形成旋转 网格。

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11.2.5 绘制平移网格
在“功能区”选项板中选择“网格”选项卡,在“图元”面板中单 击“建模,网格,平移曲面”按钮 ,或在快捷工具栏选择“显示菜单 栏”命令,在弹出的菜单中选择“绘图”|“建模”|“网格”|“平移网 格”命令(TABSURF),可以将路径曲线沿方向矢量进行平移后构成平移 曲面。

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11.2.6 绘制直纹网格
在“功能区”选项板中选择“网格”选项卡,在“图元”面板中单 击“建模,网格,直纹曲面”按钮 ,或在快捷工具栏选择“显示菜 单栏”命令,在弹出的菜单中选择“绘图”|“建模”|“网格”|“直纹 网格”命令(RULESURF),可以在两条曲线之间用直线连接从而形成直 纹网格。

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11.2.7 绘制边界网格
在“功能区”选项板中选择“网格”选项卡,在“图元”面板中单 击“建模,网格,边界曲面”按钮 ,或在快捷工具栏选择“显示菜单 栏”命令,在弹出的菜单中选择“绘图”|“建模”|“网格”|“边界网 格”命令(EDGESURF),可以使用4条首尾连接的边创建三维多边形网 格。

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11.3 绘制基本实体
在AutoCAD中,最基本的实体对象包括多段体、长方体、楔体、圆 锥体、球体、圆柱体、圆环体及棱锥体,可以在“功能区”选项板中选 择“常用”选项卡,在“建模”面板中单击相应的按钮,或在 “功能区” 选项板中选择“实体”选项卡,在“图元”面板中单击相应的按钮,还 可以在快捷工具栏选择“显示菜单栏”命令,在弹出的菜单中选择“绘 图”|“建模”子命令来创建。
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绘制多段体 绘制长方体与楔体 绘制圆柱体与圆锥体 绘制球体与圆环体 绘制棱锥面

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11.3.1 绘制多段体
在“功能区”选项板中选择“实体”选项卡,在“图元”面板中单 击“多段体”按钮 ,或在快捷工具栏选择“显示菜单栏”命令,在 弹出的菜单中选择“绘图”|“建模”|“多段体”命令(POLYSOLID), 可以创建三维多段体。
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练习11-2 绘制管状多段体。

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11.3.2 绘制长方体与楔体
在“功能区”选项板中选择“常用”选项卡,在“建模”面板中单 击“长方体”按钮 ,或在“功能区”选项板中选择“实体”选项卡, 在“图元”面板中单击“长方体”按钮 ,或在快捷工具栏选择 “显示菜单栏”命令,在弹出的菜单中选择“绘图”|“建模”|“长方体” 命令(BOX),可以绘制长方体,此时命令行显示如下提示。
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练习11-3 绘制一个500×300×100的长方体。

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11.3.2 绘制长方体与楔体
在“功能区”选项板中选择“常用”选项卡,在“建模”面板中单 击“楔体”按钮 ,或在快捷工具栏选择“显示菜单栏”命令,在弹出 的菜单中选择“绘图”|“建模”|“楔体”命令(WEDGE),都可以绘制 楔体。

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11.3.3 绘制圆柱体与圆锥体
在“功能区”选项板中选择“常用”选项卡,在“建模”面板中单 击“圆柱体”按钮 ,或在“功能区”选项板中选择“实体”选项卡, 在“图元”面板中单击“圆柱体”按钮 ,或在快捷工具栏选择 “显示菜单栏”命令,在弹出的菜单中选择“绘图”|“建模”|“圆柱体” 命令(CYLINDER),可以绘制圆柱体或椭圆柱体。

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11.3.3 绘制圆柱体与圆锥体
在“功能区”选项板中选择“常用”选项卡,在“建模”面板中单 击“圆锥体”按钮 ,或在快捷工具栏选择“显示菜单栏”命令,在 弹出的菜单中选择“绘图”|“建模”|“圆锥体”命令(CONE),都可以 绘制圆锥体或椭圆形锥体。

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11.3.4 绘制球体与圆环体
在“功能区”选项板中选择“常用”选项卡,在“建模”面板中单 击“球体”按钮 ,或在“功能区”选项板中选择“实体”选项卡, 在“图元”面板中单击“球体”按钮 ,或在快捷工具栏选择 “显示菜单栏”命令,在弹出的菜单中选择“绘图”|“建模”|“球体” 命令(SPHERE),可以绘制球体。

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11.3.4 绘制球体与圆环体
在“功能区”选项板中选择“常用”选项卡,在“建模”面板中单 击“圆环体”按钮 ,或在快捷工具栏选择“显示菜单栏”命令,在弹 出的菜单中选择“绘图”|“建模”|“圆环体”命令(TORUS),都可以 绘制圆环实体,此时需要指定圆环的中心位置、圆环的半径或直径,以 及圆管的半径或直径。
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练习11-4 绘制一个圆环半径为150, 圆管半径为30的圆环体。

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11.3.5 绘制棱锥面
在“功能区”选项板中选择“实体”选项卡,在“图元”面板中单 击“棱锥体”按钮 ,或在快速访问工具栏选择“显示菜单栏”命令, 在弹出的菜单中选择“绘图”|“建模”|“棱锥体”命令(PYRAMID), 可以绘制棱锥体。

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11.4 通过二维图形创建实体
在AutoCAD 2016中,通过拉伸二维轮廓曲线或者将二维曲线沿指 定轴旋转,可以创建出三维实体。
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将二维图形拉伸成实体 将二维图形旋转成实体 将二维图形扫掠成实体 将二维图形放样成实体 根据标高和厚度绘制三维图形

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11.4.1 将二维图形拉伸成实体
在“功能区”选项板中选择“常用”选项卡,在“建模”面板中单 击“拉伸”按钮 ,或选择“实体”选项卡,在“实体”面板中单击 “拉伸”按钮 ,还可以在快捷工具栏选择“显示菜单栏”命令, 在弹出的菜单中选择“绘图”|“建模”|“拉伸”命令(EXTRUDE),可 以通过拉伸二维对象来创建三维实体或曲面。拉伸对象被称为断面,在 创建实体时,断面可以是任何二维封闭多段线、圆、椭圆、封闭样条曲 线和面域,其中,多段线对象的顶点数不能超过500个且不小于3个。

拉伸倾斜角为0°

拉伸倾斜角为15°

拉伸倾斜角为-10°

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11.4.1 将二维图形拉伸成实体
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练习11-5 绘制拉伸图形。

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11.4.2 将二维图形旋转成实体
在“功能区”选项板中选择“常用”选项卡,在“建模”面板中单 击“旋转”按钮 ,或选择“实体”选项卡,在“实体”面板中单击 “旋转”按钮 ,还可以在快捷工具栏选择“显示菜单栏”命令, 在弹出的菜单中选择“绘图”|“建模”|“旋转”命令(REVOLVE),可 以通过绕轴旋转二维对象来创建三维实体或曲面。在创建实体时,用于 旋转的二维对象可以是封闭多段线、多边形、圆、椭圆、封闭样条曲线、 圆环及封闭区域。三维对象、包含在块中的对象、有交叉或自干涉的多 段线不能被旋转,而且每次只能旋转一个对象。 ? 练习11-6 绘制旋转图形。

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11.4.3 将二维图形扫掠成实体
在“功能区”选项板中选择“常用”选项卡,在“建模”面板中, 或选择“实体”选项卡,在“实体”面板中单击“扫掠”按钮 ,还可 以在快捷工具栏选择“显示菜单栏”命令,在弹出的菜单中选择“绘 图”|“建模”|“扫掠”命令(SWEEP),可以通过沿路径扫掠二维对象 来创建三维实体和曲面。如果要扫掠的对象不是封闭的图形,那么使用 “扫掠”命令后得到的是网格面,否则得到的是三维实体。

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11.4.3 将二维图形扫掠成实体
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练习11-7 绘制扫掠图形。

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11.4.4 将二维图形放样成实体
在“功能区”选项板中选择“常用”选项卡,在“建模”面板中, 或选择“实体”选项卡,在“实体”面板中单击“放样”按钮 ,还可 以在快捷工具栏选择“显示菜单栏”命令,在弹出的菜单中选择“绘 图”|“建模”|“放样”命令(LOFT),可以将二维图形放样成实体。

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11.4.4 将二维图形放样成实体
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练习11-8 以绘制的圆为截面进行放样创建放样实体。

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11.4.5 根据标高和厚度绘制三维图形
在AutoCAD中,用户可以为将要绘制的对象设置标高和延伸厚度。 一旦设置了标高和延伸厚度,就可以用二维绘图的方法得到三维图形。 使用AutoCAD绘制二维图形时,绘图面应是当前UCS的XY面或与其平行 的平面。标高就是用来确定这个面的位置,它用绘图面与当前UCS的XY 面的距离表示。厚度则是所绘二维图形沿当前UCS的Z轴方向延伸的距 离。

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