三维实体建模详解.docx
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三维实体建模详解
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