CAD三维入门经典教程.docx

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CAD三维入门经典教程

CAD三维入门经典教程

CAD三维建模

1．CAD三维建模首先应做什么？

答：

首先应当熟悉世界坐标系和三维空间的关系。

其次

是掌握CAD的用户坐标系以及多个视图的使用技巧。

另外必须熟悉面域的操作和多段线的编辑。

至于基本立体的绘图练习全靠反复训练，掌握各自的特点。

切记：

CAD的每一个命令中都蕴涵着各自的技巧，好好探索和熟练它们。

2．何为三维世界坐标系？

答：

世界坐标系是CAD在作图时，用于确定平面或空间点位置的一个笛卡尔坐标体系，每一个坐标的正向和另两个坐标的旋向必须符合右手定则。

CAD在平面作图时的三维世界坐标系标志是坐标符号图中有一“W”字样。

一般将X-Y平面理解为水平面，Z轴方向表示高度距离，就是说“Z”值等同于用来确定X-Y水平面高度的标高命令“ELEV”。

无论是“Z”值还是“ELEV”值，其“+”值表示在X-Y面上方，而“-”值表示在X-Y面的下方。

用户在作图时要切记这一点。

注意：

不管你的三维建模设计多复杂，作图过程中一定要有个基本坐标体系不能变。

否则，作图方向的紊乱，将使你陷入困境！

3．如何灵活使用三维坐标？

答：

在三维实体建模的作图过程中，要经常地变换坐标系统，从而有利于作图。

CAD的世界坐标系是不变的，主要是用户坐标系的变换，其命令为“UCS”，它可以完成平移、新建坐标方向、旋转等功能。

执行过“UCS”后，命令行提示如下：

用户可以选择需要的项目。

如果选择新建项，即键如“N”后回车，则命令行再次显示为：

用户即可确定Z轴方向，利用三点重新定坐标系或分别绕X、Y、Z轴旋转任意角度。

也可以打开工具条点击图标，如图一所示，常用的项目用户一定要熟练。

图一坐标变换工具条

注意：

坐标“UCS”的变换是作图方向或实体定位的需要，不可任意倾斜。

4．如何使用柱面坐标和球面坐标？

答：

这两个坐标主要适用于三维建模作图，而且在三维模型空间较为直观。

尤其是在渲染效果图中用来确定灯光的位置十分方便。

柱面坐标的形式为：

（R<角度1，H），相对坐标形式为：

（@R<角度1，H）,其中R为柱面的半径，角度1为柱面上的点在X-Y平面上的投影点与X轴正向的夹角，H为距X-Y平面的高度值。

利用柱面坐标很容易在圆柱实体的表面上确定一点的位置。

球面坐标的形式为：

（R<角度1<角度2），相对坐标形式为：

（@R<角度1<角度2）,其中R为球面的半径，角度1为球面上的点X-Y平面上的投影点与X轴正向的夹角，X-Y平面应过球面中心，角度2为球面上的点与X-Y平面的夹角。

在球体表面上定点较为容易。

切记：

柱面和球面坐标可以绘制三维空间折线，尤其是绘制圆柱和球面螺旋线。

5．如何认定CAD的作图平面？

答：

CAD的作图平面是X-Y坐标面，或者是在与X-Y坐标面平行的平面上作图。

不论是二维绘图还是三维建模中的大部分作图都在该平面上完成，栅格也是在该平面上显示。

因此一般将X-Y平面称为平面视图（PLAN）。

但是在三维屏幕状态下作图时，只要每个点的坐标中Z值不为零，就意味着点已经不在X-Y平面上。

如LINE命令的不同形式：

（30，40）为在X-Y平面上画线，而（30，40，50）为距X-Y平面50处定一个点。

切记：

只有画线命令可以在三维空间任意方向作图。

6．哪些二维绘图中的命令可以在三维模型空间继续使用？

答：

纯正的二维绘图命令应理解为没有宽度和厚度的图线，因此又称为二维线框命令。

这些命令只能在X-Y面上或与该坐标面平行的平面上作图，它们是：

圆及圆弧、椭圆和圆环，多义线及多段线、多边形和矩形、文字及尺寸标注。

所以在使用这些命令时要弄清楚是在哪个平面上工作。

而直线、射线和构造线可在三维空间任意画线。

对于二维编辑命令均可在三维空间使用，但必须在X-Y平面内，只有镜像、阵列和旋转在三维空间还有不同的使用方法。

切记：

圆、圆弧、多边形和面域只能在X-Y平面或平行其该面的平台上作图。

7．哪些二维编辑命令可在三维空间继续使用？

答：

以下命令的使用方法在二维或三维空间是一样的。

即：

复制（Copy）、移动（Move）、偏移（Offset）、倒角（Chamfer）、倒圆角（Fillt）、修剪（Trim）、延伸（Extend）、断开（Break）及延长等。

而镜像、阵列、旋转三个命令在三维空间的使用方法略有不同。

8.如何确定三维观察方向？

答：

所谓确定三维观察方向就是从某个方位观察三维模型，设置方法有多种。

下拉“视图”菜单---在“三维视图”中的各项均是确定观察方向的命令，用户可以逐一测试，以便在三维建模时灵活运用。

执行“VPOINT”命令也是常用的定位方法。

键入“VPOINT”后，命令行提示：

（），这有三种不同选择，第一用户可以直接键入（X，Y，Z）坐标值，X、Y、Z可以分别取0和1或-1，即键入（0，0，1）、（1，-1，1）、（-1，-1，-1）等值均可，不同的组合代表不同的观察方向；用户也可先键入“R”选择第二种方式确定方位，键入“R”后屏幕提示如下：

给定角度显示：

也就是说用户要分别输入在X-Y面内的位置，而后再定与X-Y面的夹角以便定观察高度；

如果用户直接按回车（ENTER）键，则屏幕上将出现一个如下图四所示的坐标球和三角架。

此图说明：

（1）小“+”光标如在小圆5内移动，由Z正向看X-Y平面，若在圆心处为俯视图方向；在小圆外大圆内时，表示从Z负向看X-Y平面；

（2）小“+”在水平线13上方时，表示由Y正向看X-Y平面；而在下方时，表示由Y负向看X-Y平面；

（3）小“+”在竖直线24右边时，表示由X负向看X-Y平面；而在左边时，表示由X正向看X-Y平面；边缘

（4）小“+”光标在大圆外移动，表示绕Z轴旋转实体；

（5）小“+”光标在小圆边缘移动，表示由X-Y面的方

图二罗盘和三角架北向观察实体。

切记：

无论从何方位观察实体，但观察后必须点击图标，返回原来的作图状态！

9．如何使用过滤坐标？

答：

所谓的过滤坐标就是在作图过程中为确定某一点的位置，而该点（X，Y，Z）坐标的某一个值想借助另一点的同名坐标，则可用坐标过滤的办法来完成。

即可以分别逐个过滤，也可一次过滤两个（实际为一个平面）。

如图一所示，要在矩形的正上方绘制一个圆柱体，而圆柱体的底部圆心距离矩形中心的高度为本50毫米。

则执行过程

图三分别过滤X、Y坐标

为：

（1）执行画圆柱体命令，命令提示如图二所示，输入“。

X”回车后捕捉1点。

然后

图四过滤X坐标

显示提示如图三所示；

（2）再输入“。

Y”回车后捕捉2点。

命令提示如图四所示；

图五过滤Y坐标

（3）最后直接输入Z坐标值，再完成圆柱体的作图。

图六输入Z坐标

用户也可以一次过滤两个坐标，一般是“。

XY”，选定一个参考点后，再给出Z值即可。

注意：

坐标过滤代替不了坐标“UCS”变换，前者偶然使用，而后者最常用。

图七视口对话框

10．为什么要采用多视口观察实体？

答：

在三维建模的作图过程中，有时需要及时的观察整体或局部效果，或者为了确定某一实体的位置，应从不同的角度显示实体，但又不想失去原有的实体状态。

所以，CAD为用户提供了多视口观察工具。

执行“VPORTS”命令，显示视口对话框，如图七所示。

如图八所示，是设置了四个视口。

CAD只能在一个视口中工作，用户只需在要工作的

视口中左击鼠标键就可进入，此时该视口的边界亮显，光标也同时变为十字形的工作状态。

图八四个视口观察实体

视口操作有很强的功能，这里先建议用户利用视口设置不同的观察方向，如图八各视口所

示。

但是如果要在某一个视口中添加实体，那么其它视口中也同样显示出来。

注意：

在绘制或编辑三维模型时最好在一个视口中工作。

11．如何将各分线段合并为一条多段线？

答：

可以执行“PEDIT”命令或由下拉“修改”菜单---选“多段线”后。

屏幕提示“选择多段线”，用户只要捕捉任一个线段实体，屏幕回应“是否将其转换为多段线？

〈Y〉”，回车认可后命令行显示如下提示：

键入“J”后，即可选则首尾相连的各个线段实体，选择结束击两次回车就完成了全部操作。

切记：

将多个实体合并成一个实体（多义线）在建立面域或三维曲面轮廓时，常用！

12．如何创建面域并进行布尔运算？

答：

创建面域的命令有三种执行方式，即：

一是直接

键入“REGION”，二是点击图标“”，三是下拉“绘图”菜单---“面域”。

执行完命令后，CAD开始加载DLL文件，稍后提示用户选择要面域的对象，用户一定要选取封闭的几何图形或由多个线段实体组成的封闭区域。

否则CAD均不能创建所需要的面域。

所谓的面域布尔运算就是逻辑计算，用户需要打开实体编辑工具条，如图九所示，其中前三项是面域的布尔运算命令。

图十所示为一个圆与一个矩形两个面域进行并（UNION）、差（SUBTRACT）、交（INTERSECT）运算的结果。

切记：

在进行差（SUBTRACT）运算时，要先选择主体确定后，再选择需要减去的实体。

因此，不能同时选择主体和被减实体。

图九实体编辑工具条图十面域布尔运算

13．如何保证在三维建模时作图的清晰快捷？

答：

这是一个不错的问题，的确在三维建模作图过程中，随着模型结构的复杂化，不仅要频繁地更换坐标系（UCS），同时还要绘制一些辅助线用作实体的定位。

复杂的模型纷乱的线条很难准确捕捉需要的目标。

那么，最好的办法就是利用图层来解决这一烦心的问题，与当前作图无关的图层可以先关闭或冻结。

切记：

一句铭言“无用的线变得有用，重叠的图层看起来更分明。

”

14．三维多义线有什么用途？

答：

三维多义线主要用来绘制三维螺旋线和锥形螺旋线。

使用时可以直接键入“3DPOLY”命令，然后与二维画线命令一样输入每个点的坐标，但Z坐标值不应全为零。

由“3DPOLY”绘制的多义折线可以用“PEDIT”进行编辑或者转化为光滑的空间曲线。

例如使用柱面坐标可以绘制三维螺旋线。

15．如何使用三维平面命令？

答：

CAD提供了两个三维平面命令，即“3DFACE”和“PFACE”命令。

这两个命令使用方法完全不同，而且没有图标，只能直接输入命令。

首先介绍“3DFACE”的使用技巧，直接键入命令“3DFACE”后，CAD提示用户分别输入四个点即完成第一个平面，继续提示输入第二平面的3，4点，完成后再要求输入第三个平面的3、4点···等等。

至此，用户已经清楚该命令的使用技巧，那就是在第一个平面所需的四个点输入完后，CAD将第一个平面的3、4点自动认作是第二个平面的1、2点，这样一直进行下去，直到拥护中断执行为止。

如图十一所示，是用该命令绘制的两个三维模型图。

图十一3DFACE平面

16．三维平面PFACE又如何使用呢？

答：

了解了“3DFACE”命令的使用方法后，我们再来看看“PFACE”如何使用？

先看图十二所示的三维房屋线框模型，该模型共有20个顶点，

图十二房屋模型图十三房屋模型建立三个平面

有12表面，这些表面有四边形，也有五边形或七边形。

显然利用“3DFACE”命令为每个平面着色是不可能的，而使用“PFACE”可以解决该问题。

键入“PFACE”后命令行显示“”，用户可按自己规定的顶点顺序号码使用光标逐个捕捉，完毕后回车提示“”，要求用户输入所规定的第一平面的起点序号数“”。

这里有两点要明白，一是具体哪一个面作为第一个平面是任意的；二是所定平面上的点哪一个点作为第一点也是任意的。

但只能输入序号数且按顺时针或逆时针的次序，每输入一个按一次回车键“ENTER”。

图十三所示说明，用户可以使用此命令逐个为平面上色。

注意：

一定要弄清楚该命令的使用方法，才能明白它的使用技巧。

17．哪些三维曲面命令要经常使用？