三维实体建模详解26页.docx

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三维实体建模详解26页

三维实体建模

三维实体建模的方法主要有以下几种方式如：

三维线架建模、叠加法建模、混合建模法等。

在三维实体建模中，具体运用何种建模法，应根据模型的具体情况而定。

●三维线架法建模：

三维线架建模法是指在空间各坐标平面内绘制相应的平面图，由这些平面图图形搭建起空间的三维线架图。

然后，用生成三维实体的命令，创建三维实体模型。

●叠加建模法：

叠加法建模是指在创建的基本实体的基础上，通过加、减实体进行实体模型的创建。

●混合法建模：

混合法是综合以上的建模方法。

【实训任务1】运用“线架结构建模法”绘制如图1所示的支架三维实体模型。

图1支架三维实体模型

●应用线架结构建模方法创建三维模型的操作步骤：

在前视平面上绘制草图

（1）在前视平面中绘制平面图形。

单击【视图】工具栏上的【前视】

工具按钮，将【前视平面】设置为当前的绘图面。

绘制如图1-1所示的图形，并将图形2、5生成【面域】。

在前视平面上，绘制6个独立的图形，

其中：

二个同心圆（3、4）：

其中心高度为50，圆直径大小分别为“70”和“38”（将生成圆筒造型）；

二个矩形（1、5）：

下面的矩形其大小为：

70×5（该矩形将生成支架底坐标底部的通槽）。

上面的矩形大小为：

图1-2在前视平面绘制平面图8×48（该矩形将生成上面的“开

口通槽”）。

草图

（2）：

用于创建圆筒两端的支撑。

长度为70，高度为35，垂直高度为50，其圆弧半径比R35略小一点。

直线（6）：

该直线用于定位直径分别为26和16的圆。

直线的长度为85，垂直高度为90。

在左视平面上绘制草图

（2）在左视平面上绘制草图。

单击【视图】工具栏上的【左视】

工具按钮，将【左视平面】设置为当前的绘图面。

绘制如图1-3所示的图形，并将各图其生成【面域】。

在左视平面上绘制4个独立的图形。

其中：

底座草图（7）：

如图中“红色”图形所示。

坚固座草图（8）：

宽度为40，顶端圆弧半径为R20，圆弧中心高度为90。

两个同心圆（9、10）：

用于创建紧固座

图1-3在左视平面上绘制草图两端的沉孔造型。

在轴测视图中：

（3）将两同心孔（9、10）与直线（6）两端对齐。

如图1-4所示。

单击【视图】工具栏上的【西南轴测】

工具按钮，将【左视】转换到【西南等轴】测视图。

选择两个同心圆，利用【M】（移动）命令，将同心圆的圆心捕捉至直线的左端点处。

然后，

选择直径为Φ26的圆复制到直线的右端点处。

结果如图1-4所示。

图1-4移动和复制圆

创建支架实体模型体

各图形编号示意图如图1-5所示。

●创建支架底座和固定架实体。

（4）选择对象7，将其拉伸长度为85；

选择对象8，将其拉伸长度为42.5。

拉伸后的实体如图1-6所示。

图1-5各图形编号示意图

图1-6拉伸生成实体图1-7镜像与合并实体

（5）转换至前视平面，将生成的实体镜像。

然后，合并实体，结果如图1-7所示。

●创建圆筒与支撑实体

（6）选择对象2，拉伸长度为30，然后，在俯视平面内镜像至另一侧，如图1-8所示。

图1-8拉伸生成支撑实体图1-9创建圆筒实体

（7）选择对象3、4，将其拉伸长度为40，如图1-9所示。

（8）转换至俯视图。

将生成的圆筒（）实体中的3个实体镜像至另一侧，如图1-10所示。

图1-10镜像拉伸的实体图1-11合并对象2、3、7、8

（9）合并实体。

选择对象2、3、7、8生成的实体，将其合并，结果如图1-11所示。

（10）拉伸对象1，其拉伸长度为30；拉伸对象10，其拉伸长度为85；分别拉伸对象9，拉伸长度为8，并注意拉伸的方向应朝向实体内侧。

结果如图1-12所示。

图1-12拉伸对象1、9、10图1-13创建实体模型

（11）镜像对象1至另一侧。

（12）实体求差，完成实体模型的创建，如图1-13所示。

●创建两侧的键槽孔造型

（13）将视图转换至俯视图。

以俯视图为绘制草图平面，绘制如图1-14所示。

图1-14绘制键槽平面图图1-15在前视图中的显示

（14）再将视图转换至前视图。

绘制的键槽图形现底座顶面距离为10，现需将绘制的键槽向上移动10，将绘制的图形移动至底座的顶面。

（15）将视图转换至轴测视图。

选择绘制的键槽平面图向下拉伸高度为20，如图1-16所示。

（16）用布尔差集运算将拉伸后的实体减去，生成键槽孔造型如图1-17所示。

图1-17完成支架实体模型图1-18在俯视图中标注尺寸

三维尺寸标注

对模型进行三维尺寸标注，需要用【UCS】（用户坐标系）在不同的坐标平面进行坐标原点的设置来进行尺寸的标注，具体三维的尺寸标注如下。

（17）在前视图中标注尺寸。

将视图转换至前视平面，标注尺寸如图1-18所示。

（18）再将视图转换至轴测视图。

在西南轴测视图中将各尺寸移动至所需的位置如图1-19所示。

图1-18在前视平面中标注尺寸

图1-19移动尺寸至所需的位置

（19）将视图转换至俯视平面。

在俯视面上标注尺寸如图1-20所示。

图1-20在俯视平面上标注尺寸

（21）将视图再转换至轴测视图。

然后，将尺寸移动至合适的位置上，如图1-21所示。

图1-21移动尺寸至所需的位置

（22）将视图转换至左视图。

在左视平面上标注尺寸如图1-22所示。

图1-22在左视图上标注尺寸图1-23完成三维尺寸标注

（23）将视图转换至轴测视图。

移动尺寸至所需的位置上，完成三维尺寸的标注。

注意：

以上尺寸标注是采用在不同的视图平面上标注尺寸，然后，在轴测视图上移动尺寸的尺寸标注方法。

也可运用建立用户坐标的方法进行三维尺寸的标注。

【实训任务2】运用“叠加法”创建固定座零件模型。

固定座实体模型如图2所示。

图2-固定座立体模型

●应用叠加法创建三维固定座模型的操作步骤：

（1）在左视平面绘制草图1。

在命令行输入：

PL（多段线命令），回车；绘制如图2-1所示的草图1。

图2-1绘制草图1图2-2创建拉伸基本实体

提示：

草图1用【多段线】绘制后，图形闭合可直接进行【拉伸】命令生成立体。

如果采用一般的线段绘制闭合的草图1，则必须先创建【面域】或者应用【编辑多段线】（PE）线命令将一般线段转换合并为【多段线】后，才能应用【拉伸】命令使其生成立体。

（2）【拉伸】草图1生成基本实体。

在命令行输入：

EXT（拉伸），回车；选择草图1后按回车，在命令行输入：

50（拉伸值），回车，创建的基本拉伸实体如图2-2所示。

（4）建立【用户坐标系】。

在命令行输入：

UCS（用户坐标系），回车；再输入：

N（新建），回车；再输入：

3（3点确定原点），回车。

鼠标在基本实体底部的左上角点单击，以该点作为坐标原点（O点）。

然后，鼠标右移动捕捉基本实体底部的右下角点（B点），接着移动鼠标至右上角点（C点），设置的用户坐标系如图2-3所示。

图2-3建立用户坐标系图2-4绘制草图2

（5）绘制草图2。

按【F8】打开【正交】功能，绘制的草图2如图2-4所示，并创建面域。

（6）【拉伸】创建左边的支耳造型。

在命令行输入：

EXT，按回车键；选择草图2，接着在命令行输入：

10（拉伸高度），按回车键，创建的支耳实体造型如图2-5所示。

图2-5拉伸创建支耳实体图2-6镜像实体

（7）【求差】生成支耳的孔造型。

在命令行输入：

SU（差集运算），回车；先选择R10的实体，回车后再选择圆柱体，再次按回车键完成差集运算，创建孔造型。

（8）【镜像】支耳实体。

在命令行输入：

MI（镜像），回车；选择支耳实体后，再按回车键。

用鼠标捕捉基本实体底部上下两条边线的中间点，以此作为镜像轴线，将支耳镜像至右边，结果如图2-6所示。

（9）【求和】运算将两支耳与拉伸实体成为整体。

在命令行输入：

UNI（并集运算），回车；选择所有的实体后，再按回车键，完成求和运算。

（10）重新建立【用户坐标系】。

在命令行输入：

UCS，回车；再输入：

N，回车；再输入：

3，回车。

用前述的方法，将坐标原点设置到如图2-7所示的位置。

图2-7设置用户坐标系图2-8绘制草图3

（11）绘制草图3。

在命令行输入：

C（圆命令），回车后，绘制两个直径分别为“ø30”和“ø20”的同心圆，然后，修改直径为“ø30”的圆，绘制的草图3如图2-8所示。

（12）拉伸草图3生成实体。

在命令行输入：

EXT，回车；选择草图3中的二个图形，输入：

-40（即向下拉伸），回车后创建的二个实体如图2-9所示。

图2-9拉伸创建二个实体图2-10创建中间圆柱体与孔造型

（12）先求和后求差。

在命令行输入：

UNI，回车后，选择前面合并的实体和直径“ø30”生成的实体，回车完成求和运算。

在命令行输入：

SU，回车；选择前面合并的实体，回车后，再选择“ø20”生成的圆柱体，再回车完成求差运算，结果如图2-10所示。

（13）绘制草图4。

在顶部绘制一个20×30矩形，然后，再创建成面域，如图2-11所示。

图2-11绘制草图4图2-12创建拉伸实体

（14）向下拉伸求差创建一个缺口。

在命令行输入：

EXT。

回车；选择草图4，回车；输入：

-5，回车后向下创建一个实体，如图2-12所示。

（15）求差创建缺口。

在命令行输入：

SU，回车，先选择全并实体，回车后再选择拉伸实体，回车后，完成固定座零件圆柱体与孔造型，如图2-13所示。

图2-13创建圆柱与孔造型图2-14绘制草图5

（16）绘制草图5。

重新建立用户坐标系。

然后，用【多段线】绘制如图2-14所示的草图5。

（17）镜像草图5。

将草图5镜像右边。

（18）向上拉伸20，求差创建前端斜角造型，完成的固定座零件实体模型如图2-15所示。

图2-15完成固定座实体模型

●三维尺寸标注

在标注三维模型尺寸时，可按照高度上的层次进行标注，在标注尺寸前，应先建立用户坐

标系，然后，再进行标注。

标注的尺寸的位置应力求位置合适，适于查看不要遗漏。

（19）建立用户坐标系，标注最底层的线性尺寸5、10、30、40、70如图2-16所示。

图2-16标注最底层尺寸图2-17标注直径与半径尺寸

（20）重新建立用户坐标系，标注支耳上的直径与半径尺寸ø10、R10如图2-17所示。

（21）重新建立用户坐标系，标注缺口层上的13、ø20、ø30尺寸如图2-18所示。

图2-18标注直径尺寸图2-19标注顶层的尺寸10、50

（22）重新建立用户坐标系，标注顶层上的尺寸10、50如图2-19所示。

（23）重新建立用户坐标系，标注（左视平面上的）高度尺寸10、40如图2-20所示。

图2-20标注高度尺寸10、40图2-21标注高度尺寸5

（24）重新建立用户坐标系，标注高度尺寸5，如图2-21所示。

（25）至此，尺寸标注结束，固定座立体模型与尺寸标注结果如图2-22所示。

图2-22固定座模型

（26）保存文件。

【实训任务3】根据给出的立体模型图创建该立体模型并标注尺寸，模型图如图3所示。

图3零件立体模型

【建立实体模型】操作

●创建底板实体造型

（1）在俯视平面绘制草图1，如图3-1所示。

图3-1绘制草图1图3-2拉伸基本体

（2）拉伸创建基本实体。

在命令行输入：

EXT，回车选择草图1，再回车输入：

9，回车完成拉伸创建的拉伸基本体如图3-2所示。

（3）拉伸求差创建底板上的4×ø8的圆柱孔造型。

在命令行输入：

SU，回车后先选择拉伸创建的基本体，回车后再选择4个圆柱体，回车完成圆柱孔造型如图3-3所示。

图3-3创建底板造型

●创建圆管造型

（4）建立用户坐标系。

在命令行输入：

UCS，回车后输入：

N，再回车后输入：

3，回车后确定坐标原点，建立的用户坐标系如图3-4所示。

图3-4建立用户坐标系图3-5绘制草图2

（5）绘制草图2。

在命令行输入：

PL，回车；线的起点放置在底板的中心点上，绘制如图3-5所示的草图2（矩形）。

（6）旋转创建中间和圆柱体。

在命令行输入：

REV（旋转命令），回车后选择草图2，再回车用鼠标捕捉矩形在中心处直线的上下A、B两点，以此作为旋转轴，回车创建旋转体如图3-6所示。

图3-6创建旋转体造型图3-7建立用户坐标系

（7）求和运算。

在命令行输入：

UNI，回车后选择底板和圆柱体，再回车完成求和运算。

（8）重新建立用户坐标系。

重新建立的用户坐标系如图3-7所示。

（9）绘制草图3。

在命令行输入：

C（圆命令），回车后鼠标捕捉圆柱体的圆心为圆点，输入：

10，回车完成草图3的绘制，如图3-8所示。

图3-8绘制草图3图3-9完成圆管的创建

（10）拉伸求差创建圆柱孔造型。

在命令行输入：

EXT，回车选择草图3，再回车输入：

-44，回车创建圆柱体造型。

（11）差集运算。

在命令行输入：

SU，回车选择合并的实体，再回车选择草图3的拉伸体，回车创建出一个圆柱孔造型如图3-9所示。

●创建两侧加强筋造型

（12）转换视图平面至主视平面。

单击【视图】工具栏上的【主视】

工具按钮，如图3-10所示。

图3-10主视平面图3-11绘制草图4

（13）绘制草图4。

在命令行输入：

PL，回车，绘制草图3，然后，镜像至另一侧，如图3-11所示。

提示：

Ø绘制筋板截面图形时，如果将筋板的高度所在的边直接与圆柱体正投影边相切，由于筋板具有一定的宽度，在连接部则会导致如图3-11-1所示的缝隙。

并且筋的宽度越宽，则缝隙越大。

图3-11-1筋与圆柱体间产生缝隙

Ø在主视平面内绘制筋截面图形容易绘制，为了不导致“缝隙”的产生，应将筋的垂直边往圆柱体的边缘线内侧偏一定距离绘制，如图3-11所示。

（14）在轴测视图中，检查筋截面草图位置。

单击【视图】工具栏上的【西南等轴】

工具按钮，如果位置不对，用捕捉工具和移动的方式，将绘制的草图4，移动到底板宽度的中间点处，结果如图3-12所示。

图3-12筋截面图形图3-13创建筋板造型

（15）拉伸草图4。

拉伸操作同前，在此不再重复。

拉伸的宽度值为“3.5”。

然后，转换至俯视平面，以圆柱体的水平中心轴线为镜像轴，将拉伸的实体镜像至另一侧，生成筋板的宽度“7”。

再对前面创建的所有实体进行合并，成为一个整体，结果如图3-13所示。

●创建竖板造型

（16）将视图转换至俯视平面。

单击【视图】工具栏上的【俯视】

工具按钮，将视图转换至俯视平面，如图3-14所示。

图3-14建立用户坐标系图3-15转换至俯视平面

（17）绘制草图5。

绘制如图3-16所示的草图5。

图3-16绘制草图5西南等轴测视图草图5的正确位置

（18）拉伸生成竖板造型。

向上拉伸草图5，高度为38，生成的竖板如图3-17所示。

图3-17创建竖板造型图3-18建立用户坐标系

（19）求和运算。

运用UNI命令，选择所有的实体，回车后将其结合成一个整体。

（20）重新建立用户坐标系。

将用户坐标系的原点设置在竖板的左下角点处，如图3-18所示。

（21）绘制草图6。

以竖板的中心点为圆心，画一个直径为ø12的圆，如图3-19所示。

图3-19绘制草图6图3-20拉伸生成圆柱体

（22）拉伸草图6。

用【拉伸】命令，选择草图6向实体内部的方向拉伸，拉伸值为15，回车后创建一个圆柱孔造型，如图3-20所示。

（23）求差创建圆柱孔。

应用【差集运算】命令，选择合并实体，回车后再选择拉伸的圆柱体，再回车创建圆柱孔造型如图3-21所示。

图3-21完成零件的三维实体建模

【三维尺寸标注】操作

（24）建立用户坐标系。

在西南轴测图状态下，将坐标原点放置到模型底层的左上角点上，如图3-22所示。

图3-22设置用户坐标系图3-23标注底层尺寸

（25）标注底层尺寸22、36，如图3-23所示。

（26）重建用户坐标系。

将坐标原点放置在如图3-24所示的位置上。

（27）标注上一层尺寸7、22、56、70、R7和ø8，如图3-25所示。

图3-24建立用户坐标系图3-25标注上一层的尺寸

（28）重建用户坐标系。

将坐标原点放置在如图3-26所示的位置上。

（29）标注顶层的尺寸ø20、ø34如图3-27所示。

图3-26重建用户坐标系图3-27标注顶层尺寸

（30）重建用户坐标系。

将坐标原点设置在如图3-28所示的位置。

图3-28重建用户坐标系图3-29标注高度尺寸19、38和44

（31）标注高度尺寸19、22、38和44。

（32）重建用户坐标系。

将坐标原点设置在如图3-30所示的位置。

（33）标注筋板的高度尺寸29，如图3-31所示。

图3-30重建用户坐标系图3-31标注筋板高度尺寸

（34）重建用户坐标系。

将坐标原点设置在如图3-32所示的位置。

（35）标注底板高度尺寸为“9”，如图3-33所示。

图3-32坐标原点放置的位置图3-33标注底板的高度尺寸

（36）重建用户坐标系。

将坐标原点设置在如图3-34所示的位置。

（37）标注竖板上孔的直径尺寸“ø12”，如图3-35所示。

图3-34坐标原点旋转的位置图3-35标注竖板上孔的直径尺寸

（38）保存文件。

【实训任务4】根据给出的连接座立体模型图创建该立体模型并标注尺寸，连接座模型如图4所示。

●形体分析

该零件由中间呈

C形，顶部有一沉头

孔造型，底部有一圆

柱孔。

两侧为半圆形

支耳造型，支耳上有

一圆柱孔。

对于该零件的结构

构特点，先在右视图中

绘制“C型”截面草图，图4连接座三维实体模型

拉伸创建零件的中间造型；然后，在俯视平面上绘制支耳的截面草图，向上拉伸创建支耳造型，

合并实体后，再创建沉头孔和其他圆柱孔造型。

●操作步骤

（1）设置绘图面。

单击【视图】工具栏上的【左视】

工具按钮，将【左视图】设置为绘图面。

（2）绘制草图1。

在命令行输入：

PL（多段线），回车，用多段线绘制草图1，如图4-1所示。

（3）创建拉伸实体1。

在命令行输入：

EXT，回车；选择草图1，回车；输入：

110，回车创建的拉伸实体如图4-2所示。

图4-1绘制草图1图4-2创建拉伸实体

（4）建立用户坐标系。

将坐标原点设置在拉伸实体的左下角点处，如图4-3所示。

（5）绘制草图2。

绘制的草图2如图4-4所示。

图4-3建立用户坐标系图4-4绘制草图2

（6）创建拉伸实体2。

在命令行输入：

EXT，回车；选择草图2回车；再输入：

32，回车创建拉伸实体2如图4-5所示。

图4-5创建拉伸实体2图4-6支耳镜像

（7）求差运算创建支耳造型。

在命令行输入：

SU，回车；选择拉伸实体2中半径为R44的实体，回车；再选择圆柱体，回车创建支耳上圆柱孔造型。

（8）镜像支耳至另一侧。

在命令行输入：

MI，回车；选择支耳再回车；鼠标捕捉拉伸实体1底面上长度的两端中点为镜像轴，完成支耳镜像如图4-6所示。

（9）求和运算。

在命令行输入：

UNI（求和运算），回车后选择所有的拉伸实体，生成一个合并实体。

（10）重建用户坐标。

将坐标原点设置在顶面，如图4-7所示。

图4-7重建用户坐标系图4-8绘制草图3

（11）绘制草图3。

草图3为两个直径分别为ø54、ø32的同心圆，如图4-8所示。

（12）拉伸草图3。

在命令行输入：

EXT，回车后选择ø54的圆，输入：

-8，回车创建一个圆柱体（注意：

拉伸方向应朝向实体内）。

再次按回车键（继续执行拉伸命令），选择ø32的圆，输入：

-135，回车创建第二个圆柱体，结果如图4-9所示。

图4-9创建二个拉伸实体图4-10创建沉头孔与通孔造型

（13）求差创建沉头孔与通孔造型。

在命令行输入：

SU，回车；选择合并实体，回车再选择二个圆柱体，回车后完成沉头孔与通孔的创建，如图4-10所示。

（14）绘制草图4。

用【PL】（多段线）

命令，绘制如图4-11所示的草图4。

然后，镜像至另一侧。

图4-11绘制草图4并镜像

（15）拉伸草图4。

向下拉伸深度值为“-35”，创建拉伸实体如图4-12所示。

图4-12创建拉伸实体图4-13完成连接座实体模型创建

（16）求差运算。

在命令行输入：

SU，回车；先选择合并的实体，回车后再选择二个拉伸实体，再次回车创建倒斜角造型如图4-13所示。

【实体模型尺寸标注】操作

●标注底层的尺寸

（17）建立用户坐标系。

将坐标原点设置到如图4-14所示的位置。

（18）标注底层的尺寸：

30、110、164，如图4-15所示。

图4-14建立用户坐标系图4-15标注底层的尺寸

●标注支耳的尺寸

（19）重建用户坐标系。

将坐标原点设置到如图4-16所示的位置。

（20）标注两孔中心距210、R44和ø42的尺寸，如图4-17所示。

图4-16建立用户坐标系图4-17标注210、R44和ø42的尺寸

●标注通孔的尺寸

（21）重建用户坐标系。

将坐标原点设置到如图4-18所示的位置。

（22）标注40、45、ø32尺寸，如图4-19所示。

图4-18新建用户坐标系图4-19标注尺寸45、55和ø32

●标注顶层的尺寸

（23）重建用户坐标系。

将坐标原点设置到如图4-20所示的位置。

（24）标注20、32、45、110、144、ø32和ø54尺寸，如图4-212所示。

图4-20建立用户坐标系图4-21标注顶层的尺寸

●标注高度方向的尺寸

（25）重建用户坐标系。

将坐标原点设置到如图4-22所示的位置。

（26）标注20、32、45、110、144、ø32和ø54尺寸，如图4-23所示。

图4-22建立用户坐标系

图4-23标注高度方向尺寸

（27）保存文件。

【实训任务5】创建如图5所示的滑动轴承座模型。

●形体分析

该零件为滑动轴承座，左侧为一

倒角R8长62高30的矩形板件，圆角

中心处有一直径为ø9的孔。

中间部位

为一个截面R=15和R=10，长度为34

的半圆管状体。

其两侧和上方三角形

筋板造型。

采用叠加的方法创建模型，具体

可先在不同的平面绘制草图。

拉伸创

建为实体，再进行合并实体，如求和

或求差组合完成模型的创建。

图5滑动轴承座模型

●操作步骤

（1）设置正等轴测视图。

单击【视图】工具栏上的【西南轴测】

工具按钮，将绘图面转换至【西南轴测】视图面。

此时，系统坐标系图标和原十字光标自动转换成如图5-2所示。

系统坐标系光标符号

图5-1等轴测视图的坐标系与光标

（2）绘制三条相互垂直的中心线。

在命令行输入：

L，回车；绘制三条相互垂直的中心线，并将坐标原点放置在垂直线的交点处，如图5-2所示。

图5-2绘制三条相互垂直的中心线图5-3绘制两个矩形

（3）绘制两个矩形和一条辅助中心线。

在命令行输入：

REC，回车；绘制两个矩形如图5-3所示。

（4）重建用户坐标系。

将坐标原点设置在辅助线与中心线的交点处，如图5-4所示。

图5-4重建用户坐标系图5-5绘制两个半圆

（5）绘制两个半圆图形。

在命令行输入：

E（圆弧命令），回车；再输入：

C（以圆心画弧），捕捉原点为圆心，画一个半径为R15的圆弧（起点至终点为180度）。

再次回车输入