机械零件曲面造型的制作技巧与技术要领

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第,9,讲：机械零件曲面造型的制作技巧与技术要领,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,学习目标,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,当前视图方向,:VIEWDIR=0.0000,0.0000,1.0000,指定视点或,旋转,(R),：,/,通过输入观察点的坐标来确定视点,其中，“旋转”选项主要用于通过指定与,X,轴的夹角以及与,XY,平面的夹角来确定视点；而“显示坐标球和三轴架”选项是系统的默认选项。直接按,Enter,键即可选择该选项，此时屏幕绘图区会显示如下图所示的罗盘和三角轴架，三脚轴架代表,X,、,Y,、,Z,轴的方向。当用户相对于罗盘移动十字线时，三角轴架会自动进行调整以显示,X,、,Y,、,Z,轴对应的方向。,通过,【,视点预置,】,设置视点,【,视点预置,】,命令是通过对话框的形式进行设置视点的，执行此命令主要有以下几种方法：,1.,菜单栏：单击菜单,【,视图,】/【,三维视图,】/【,视点预置,】,命令。,2.,命令行：在命令行输入,DDVpoint,。,快捷键：在命令行输入,VP,。,激活,【,视点预置,】,命令后系统弹出如右图所示,【,视点预置,】,对话框。在该对话框中可以进行如下设置：,设置视点、原点的连线在,XOY,面上的投影与,X,轴的夹角,。具体操作就是在左边的图形上选择相应的点，或在“,X,轴”文本框内输入角度值。,设置视点、原点的连线与,XY,平面的夹角,。具体操作就是在右边的平圆图形上选择相应的点，或直接在“,XY,平面”文本框内输入角度值。,设置观察角度,。系统将设置的角度值默认为是相对于当前,WCS,，即默认选择的是“绝对于,WCS”,单选项，如果选择了“相对于,UCS”,单选项，则所设置的角度值就是相对于,UCS,的。,设置为平面视图,。单击 按钮，系统将重新设置为平面视图。平面视图的观察方向是与,X,轴的夹角为,270,度，与,XY,平面的夹角是,90,度。,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。,用户可以通过单击,【,视图,】,菜单栏中的这些标准视图命令，或单击,【,视图,】,工具栏上的相应视图按钮，即可进行在这些标准视图中进行切换。,上述六个正交视图和四个等轴测视图是用于显示三维模型的主要特征视图，其中每种视图的视点、与,X,轴夹角和与,XY,平面夹角等内容如下表所示。,视图,菜单选项,方向矢量,与,X,轴夹角,与,XY,平面夹角,俯视图,Tom,（,0,，,0,，,1,）,270,90,仰视图,Bottom,（,0,，,0,，,-1,）,270,90,左视图,Left,（,-1,，,0,，,0,）,180,0,右视图,Right,（,1,，,0,，,0,）,0,0,主视图,Front,（,0,，,-1,，,0,）,270,0,后视图,Back,（,0,，,1,，,0,）,90,0,西南轴测视图,SW Isometric,（,-1,，,-1,，,1,）,225,45,东南轴测视图,SE Isometric,（,1,，,-1,，,1,）,315,45,东北轴测视图,NE Isometric,（,1,，,1,，,1,）,45,45,西北轴测视图,NW Isometric,（,-1,，,1,，,1,）,135,45,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。,执行,【,平面视图,】,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,】/【,平面视图,】,命令。,2.,命令行：在命令行中输入,Plan,。,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。,连续动态观察：,当激活此功能后，用户可以连续地动态观察三维物体的不同侧面，而不需要进行手动设置视点。单击菜单,【,视图,】/【,动态观察,】/【,连续动态观察,】,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,。,在命令行中激活,【UCS】,命令后，系统将出现如下操作提示：,命令,:ucs,当前,UCS,名称,:*,世界*,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):,各选项功能如下：,【,指定,UCS,的原点,】,选项用于指定三点，以分别定位出新坐标系的原点、,X,轴正方向和,Y,轴正方向。,【,面（,F,）,】,选项用于选择一个实体的平面作为新坐标系的,XOY,面。用户必须使用点选法选择实体。坐标系原点为离选择点最近的实体平面顶点，,X,轴正向由此顶点指向离选择点最近的实体平面边界线的另一端点。用户选择的面必须为实体面域。,【,命名（,NA,）,】,选项用于恢复其他坐标系为当前坐标系、为当前坐标系命名保存以及删除不需要的坐标系。,【,对象（,OB,）,】,选项表示通过选择定的对象创建,UCS,坐标系。用户只能使用点选法来选择对象，否则无法执行此命令。,【,上一个（,P,）,】,选项用于将当前坐标系恢复到前一次所设置的坐标系位置，直到将坐标系恢复为,WCS,坐标系。,【,视图（,V,）,】,选项表示将新建的用户坐标系的,X,、,Y,轴所在的面设置成与屏幕平行，其原点保持不变，,Z,轴与,XY,平面正交。,【X】/【Y】/【Z】,选项：原坐标系坐标平面分别绕,X,、,Y,、,Z,轴旋转而形成新的用户坐标系。如果是在已定义的,UCS,坐标系中进行旋转，那么新的,UCS,系统是以前面的,UCS,系统旋转而成。,【,世界（,W,）,】,选项用于选择世界坐标系作为当前坐标系，用户可以从任何一种,UCS,坐标系下返回到世界坐标系。,【Z,轴,】,选项。此选项用于指定,Z,轴方向以确定新的,UCS,坐标系。,视觉样式,AutoCAD,为三维提供了几种控制模型外观显示效果的工具，巧妙运用这些着色功能，能快速显示出三维物体的逼真形态，对三维模型的效果显示有很大帮助。,执行视觉样式工具主要有以下几种方式：,1.,菜单栏：单击菜单,【,视图,】/【,视觉样式,】,选项，打开如下图所示的菜单栏，在此菜单栏上单击相应的命令即可激活该着色功能。,2.,工具栏：单击,【,视觉样式,】,工具栏上的各着色按钮，如下图所示。,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：,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,】/【,三维线框,】,命令。,三维隐藏,【,三维隐藏,】,命令用于将三维对象中观察不到的线隐藏起来，而只显示那些位于前面无遮挡的对象，如右下图所示。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,】/【,三维隐藏,】,命令。,真实着色,【,真实,】,命令可使对象实现平面着色，它只对各多边形的面着色，不对面边界作光滑处理，如右上图所示。执行此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,】/【,真实,】,命令。,概念着色,根据模型面上颜色和着色的外观，真实着色有三种显示形式，即无、实时和古氏，如右中图所示。执行此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,】/【,概念,】,命令。,管理视觉样式,使用,【,管理视觉样式,】,命令可以控制视口中模型的外观显示效果。可以