1、AutoCAD 2013 三维造型实验指导书 工程制图基础 清华大学 AutoCAD 三维造型练习 （习题集 P62 5-2-1） 用 AutoCAD 创建如图 1 所示的支座模型（不标注）。 图 1 支座 一、 建立绘图环境 工作空间： 在快速访问工具栏中 选择“工作空间三维建模” 工作空间 ； 绘图极限：使用“绘图极限” limits 命令，设置绘图范围为 A4 图幅（ 297 210）； 命令： limits 将图限检查选项设为 OFF。 打开辅助绘图按钮中“栅格显示” 在“栅格显示”按钮上右键单击，弹出菜单中选择“设置 S ” , 弹出草图设置对话框； AutoCAD 2013 三维造
2、型实验指导书 工程制图基础 清华大学 清除选项“显示超出界 限的栅格”，单击“确定”按钮。 双击鼠标中键，在屏幕中心区域显示 A4 范围作图区栅格。 创建图层：创建“点画线”和“实体”两个图层； 命令： layer 1. 点画线层 线型： Center（无线型，点击 加载（ L） ）； 颜色：红色； 线宽： 0.2 2. 实体层 线型： Continous； 颜色： 蓝 色； 线宽： 0.4 图 2 图层设置 二、 三维造型 本实验创建的支座三维模型需要 构造以下 几个基本体 , 并通过布尔并及布尔差运 算实现最终形体的构造 ： AutoCAD 2013 三维造型实验指导书 工程制图基础 清华
3、大学 1. 支撑板 造型 选择主视图方向 在“视图”功能面板中 选择“三维导航” 下 拉 列表 , 选择标准视图方向“前视” 。 绘制点画线 将点画线设为当前层，利用“直线 line”、“偏移 offset” 、 “打断 -break” 、“修剪 -trim”等 命令，按给定的尺寸在 A4 图纸中央 区域 绘出 如图 3 所示的点画线。 布尔并 布尔差 AutoCAD 2013 三维造型实验指导书 工程制图基础 清华大学 图 3 绘制点画线 绘制 支撑板 轮廓 将实 体 层设为当前层，使用“圆 circle”、“直线 line”命令，画出 支撑板 的轮廓草图（图4）； 注意图中给 出的尺寸“
4、*”代表圆的直径， “ R*” 代表圆或圆弧的半径尺寸 ， 将“对象捕捉” 模式打开，使圆心捕捉至点画线交点处 。 中间的两个 50 圆应使用“相切，相切，半径”选项绘制 AutoCAD 2013 三维造型实验指导书 工程制图基础 清华大学 图 4 支撑板 轮廓草图 使用“裁剪”命令“ Trim” 将草图修剪成图 5 所示的最终轮廓。 命令： Trim 选择对象 ： 回车接受全部选择； 选择要修剪的对象： 选择要被剪掉的对象，然后 回车 确定选择完成。 未被修剪的多余对象，用鼠标左键选定后，用 erase 命令（或键盘 Delete 键）删除。 图 5 支撑板 轮廓 AutoCAD 2013
5、三维造型实验指导书 工程制图基础 清华大学 生成面域 使用“面域” region 命令， 或 在“绘图”功能面板中 选择右图所示 面域 按钮， 将所画的轮廓形成一 个 封闭的 区 域。 命令 : region 选择对象 : 依次选择构成所画轮廓的各个元素，构建选择集； 选择对象 : 回车，结束构造选择集 已提取 1 个环。 已创建一个面域 将鼠标放置在所生成的面域边界上，确认已经生成了一个 完整 面域。 生成三维实体 改变观察方向 ，在“ 视图”功能面板中选择“三维导航”下拉列表 , 选择标准视图方向“西南等轴测” 结果如图 6 所示。 图 6 改变观察方向 使用拉伸 “ extrude” 命
6、令 ， 或在“建模”功能面板中选择右图所示拉伸按钮， 创建 支撑板 实体模型，如图 7 所示。 命令 : extrude 当前线框密度 : ISOLINES=4 选择 要拉伸的 对象 : 拾取 面域 ； 选择 要拉伸的对象 : 回车； 指定拉伸高度或 路径 (P): 8 输入拉伸高度 8； AutoCAD 2013 三维造型实验指导书 工程制图基础 清华大学 图 7 拉伸实体 注意实体的拉伸方向 应 选择向前侧拉伸。 2. 创建后端凸台 绘制后端凸台轮廓 改变观察方向 ， 在“视图”功能面板中选择“三维导航”下拉列表 ,选择 标准视图方向“后视” ； 使用“圆 circle” 或“圆弧 arc
7、” 、 “直线 line”、“偏移 offset”“修剪trim”等命令，绘制后端圆头方板凸台轮廓草图 ，见图 8； 使用“裁剪” (trim) 命令，修剪成最终轮廓； 使用“面域” （ region） 命令，生成一个封闭的轮廓，如图 8 所示。 图 8 绘制圆头方板凸台轮廓 AutoCAD 2013 三维造型实验指导书 工程制图基础 清华大学 拉伸创建 后端面凸台实体 改变观察方向 , 在“视图”功能面板中选择“三维导航”下拉列表 , 选择“西南等轴测”方向 ，如图 9 所示 。 使用“ 建模 ” “拉伸” extrude 命令，选择上述所绘制的轮廓面域， 向后拉伸， 拉伸高度为 9，创建
8、后端面圆头方板凸台实体 。 注意凸台拉伸方向与前一个 支撑板 实体的拉伸方向 相反 。如图 10 所示。 图 9 改变观察方向 图 10 后端面凸台 按住键盘键和鼠标中键旋转模型，进行三维浏览，之后回到西南等轴测视图方 向。 3. 创建 48 圆柱体 选择 “圆柱” cylinder 命令 ， 或 在“建模”功能面板中 选择“圆柱体” 按钮， 创建圆柱实体，如图 11 所示。 命令 :cylinder 当前线框密度 : ISOLINES=4 指定圆柱体底面的中心点或 椭圆 (E) : 使用交点对象捕捉模式 拾取点画线的交点； 指定圆柱体底面的半径或 直径 (D): 24 输入圆柱半径 24 指
9、定圆柱体高度或 另一个圆心 (C): 83 输入拉伸高度 83； 在视图功能面板中 ，选 择“ 视觉样式”下拉列表 ，切换不同的模型 视觉 显示模式，以观察模型。最后设为 二 维线框 视觉样式 。 AutoCAD 2013 三维造型实验指导书 工程制图基础 清华大学 三维线框模式 三维隐藏模式 真实模式 图 11 创建 48 圆柱体 4. 创建 54 圆柱片 选择 “ 建模 ” “圆柱 体 ”， 创建 另一个 圆柱实体， 确认 状态栏 辅助功能按钮“允许 /禁止动态 UCS”按钮处于打开状态。 命令 :cylinder 当前线框密度 : ISOLINES=4 指定圆柱体底面的中心点或 椭圆 (
10、E) : 拾取圆柱 前 端面圆心； 指定圆柱体底面的半径或 直径 (D): 27 指定圆柱体高度或 另一个圆心 (C): 8 AutoCAD 2013 三维造型实验指导书 工程制图基础 清华大学 图 12 创建 54 圆柱 5. 创建圆锥凸台 绘制凸台轮廓 顶部圆锥凸台采用旋转实体 创建。 建立 顶部 凸 台 的截面 之前 首先需要改变坐标系的方位，因为拉伸和旋转实体的默认截面轮廓 绘制在 XOY 平面上。 确认辅助功能按钮“对象捕捉”按钮处于打开状态。 在“ 坐标 ”功能 面板中 选择 “三点（ 3）” 创建用户坐标系 UCS，如右图所示 ： 命令 :_UCS 指定 UCS 的原点 : 拾取
11、 两点画线交点 ； 在正 X 轴范围上指定 点 : 拾取圆柱前端面圆心； 在 UCS XY 平面的正 Y 轴范围上指定点 : 拾取竖直点画线的上端点； 提示：用 SHIFT+右键进行对象捕捉。 将坐标系变换 到如图 13、 14 所示的位置（点画线交点处）。 修改坐标系后，可使用工作平面视图命令 plan，使用户坐标系 XY 平面平行于屏幕方向 命令 : PLAN PLAN 输入选项 当前 UCS UCS 世界 : 回车接受默认选项； AutoCAD 2013 三维造型实验指导书 工程制图基础 清华大学 图 13 变换用户 坐标系 UCS 图 14 当 前工作平面 利用“偏移”和“直线”命令，
12、在点画线层，绘制如图 15 所示的 两条 点画线，用以确定凸台的位置。 使用 shift+鼠标中键旋转视图，观察点画线位置 图 15 圆锥凸台轴线位置点画线 在实 体图 层绘制如图 16 所示的凸台截面，并利用“面域” region 命令生成 封闭 面域 。 AutoCAD 2013 三维造型实验指导书 工程制图基础 清华大学 图 16 凸台截面 旋转生成凸台 选择 “建模 ” “旋转” revolve 命令，创建圆锥凸台，如图 17 所示。 命令 : revolve 当前线框密度 : ISOLINES=4 选择对象 : 拾取凸台轮廓； 选择对象 : 回车 指定旋转轴的起点或 定义轴依照 对象
13、 (O)/X 轴 (X)/Y 轴 (Y): 拾取旋转轴的端点； 指定轴端点 : 拾取旋转轴的另一个端点； 指定旋转角度 : 回车。 改变观察方向 ,选取 “西南等轴测” 方向 ； AutoCAD 2013 三维造型实验指导书 工程制图基础 清华大学 图 17 创建圆锥凸台 6. 创建 前部 安装凸台 绘制安装凸台轮廓 确认 辅助功能按钮“允许 /禁止动态 UCS”按钮处于打开状态。 在 支撑 板前端面处 利用 “圆 circle”和“直线 line” 命令及 “ 修剪 trim” 命令绘制出安装凸台轮廓。 提示： 将光标放置支撑板前端面，使其显示为虚线，并 捕捉支撑 板前端面左右两端的R25
14、圆弧 的圆心 的方式 来获取 R14 圆心位置，系统将自动 在 支撑 板前端面 生成动态 用户坐标系 UCS。 绘制图 18 所示安装凸台轮廓， 使用“面域”命令，生成 凸台截面面域。 图 18 安装凸台轮廓 AutoCAD 2013 三维造型实验指导书 工程制图基础 清华大学 拉伸生成安装凸台实体 选择“ 建模 ” “拉伸” extrude 命令 ，创建安 装凸台实体 ，拉伸厚度为 8。 如图 19所示。 图 19 拉伸生成凸台 7. 创建 肋 板实体 绘制 肋 板轮廓 首先改变视图方向，在“视图”功能面板中选择“三维导航”下拉列表 , 选择标准视图方向“左视”。 绘制如图 20 所示的轮廓
15、，并用“面域”命令生成 肋 板轮廓面域。 图 20 绘制 肋 板轮廓 选取 “西南等轴测” 视图方向。 AutoCAD 2013 三维造型实验指导书 工程制图基础 清华大学 使用“拉伸”命令，生成 肋板 实体 ，厚度为 8， 如图 21 所示。 图 21 拉伸生成 肋 板 利用“移动” move 命令，把 肋 板平移到 形体的 对称位置。如图 22 所示。 命令 : move 选 择对象 : 拾取 肋板 拉伸体； 选择对象 : 回车 ； 指定基点或 位移 (D): 拾取 肋板 底部后侧 棱 线 的 中点（图 22） ； 指定第二个点或 : 拾 安装凸台底部后侧棱线中点 ； 图 22 移动 肋板
16、 到对称面位置 AutoCAD 2013 三维造型实验指导书 工程制图基础 清华大学 肋板 将移动到支座的对称面位置，见图 23。选取 “视图” “ 三维导航 ” “左视”，观察 肋板 位置。 图 22 移动后 肋板 位置 图 24 肋板 左视图位置 回到西南等轴测视图方向。 8. 创建支座实体 布尔运算 选择功能区 “实体编辑” “并集” 按钮 ，选择上述所创建的各个实体，将其“并”成一个实体。如图 25 所示。 命令 : union 选择对象 : 选择全部的实体； 选择对象 : 回车结束命令 AutoCAD 2013 三维造型实验指导书 工程制图基础 清华大学 图 25 布尔并运算形成一个
17、整体 将鼠标放置在实体模型上，确认各个基本体已经合并为一个实体。 在视图功能面板中 ，选择“ 视觉样式”下拉列表 ，切换不同的模型显示模式，以观察模型。 （ a）三维隐藏模式 （ b）概念模式 （ c）真实模式 图 26 不同的模型显示方式 回到二维线框显示模式。 AutoCAD 2013 三维造型实验指导书 工程制图基础 清华大学 9. 创建孔 选择 “ 建模 ” “圆柱 体 ” cylindar 命令 ， 生成 直径为 32 的 圆柱， 圆柱的长度应 等于或 略长于 现有实体 圆柱 ，如图 28 所示。 命令 : cylindar 指定底面的中心点或 三点 (3P)/两点 (2P)/切点、
18、切点、半径 (T)/椭圆 (E): 首先将鼠标放置在立体前侧 54 圆柱端面上，使之显示为虚线，在将光标移至前端面圆心处，左键选择圆心点； 将在 54 圆柱 前端面上建立动态 UCS（图 27） 指定底面半径或 直径 (D) : 16 指定高度或 两点 (2P)/轴端点 (A) : 110 图 27 创建前端面动态 UCS 图 28 创建 32 圆柱 AutoCAD 2013 三维造型实验指导书 工程制图基础 清华大学 选择 “实体编辑” “差集” 按钮 ， 使用 subtract 命令 形成 32 孔，选择“真实”模型显示模式，结果 如图 29 所示。 命令 : subtract 选择要从中
19、减去的实体或面域 . 选择对象 : 拾取支座主体； 回车 选择对象 : 选择要减去的实体或面域 拾取 32 圆柱体； 回车 选择对象 : 找到 1 个 选择对象 : 回车结束。 图 29 布尔差运算生成 32 孔 用同样的方法，创建其余的三个孔。 分别为底部的两个直径 14 的孔 和 顶部 10 的油孔，顶部 10 孔与 32 大孔穿通。 结果如图 30 所示。 图 30 创建 其余的 孔 AutoCAD 2013 三维造型实验指导书 工程制图基础 清华大学 10. 修改 材质 在功能区 选择“渲染”选项卡 ， 在 “ 材质”功能面板中选择“材质浏览器”。 试着将不同的预设材质拖放到支座模型上
20、，查看其材质效果 不锈钢 -锻造缎光 铜 -强拉丝缎光 樱桃木 图 31 添加材质 11. 生成铸造圆角 和倒角 利用 修改面板中的 “圆角” fillet 命令，生成铸造圆角。如图 32所示。 AutoCAD 2013 三维造型实验指导书 工程制图基础 清华大学 命令 : fillet 当前设置 : 模式 = 修剪，半径 = 0.0000 选择第一个对象或 放弃 (U)/多段线 (P)/半径 (R)/修剪 (T)/多个 (M): 拾取要倒圆角的边； 输入圆角半径 : 3 输入圆角半径 3； 选择边或 链 (C)/半径 (R): c 选择链选项； 选择边链或 边 (E)/半径 (R): 拾取要
21、倒圆角的链； 选择边链或 边 (E)/半径 (R): 回车确认。 使用“倒角” chamfer 命令，将 32 孔两边进 行 45倒角 。 命令 : chamfer 选择第一条直线或 放弃 (U)/多段线 (P)/距离 (D)/角度 (A)/修剪(T)/方式 (E)/多个 (M): 选择 32 孔左端圆弧 指定基面的倒角距离 : 输入 3 指定其他曲面的倒角距离 : 回车确认 选择边或 环 (L): 选择边或 环 (L): 选择 32 孔左端圆弧 选择边或 环 (L): 选择边或 环 (L): 回车确认 结果如图 33 所示。 图 32 铸造圆角 图 33 支座 模型 使用图层特性 Layer 命令打开图层管理器，关闭 点画线图 层的显示； 结果如图 34 所示。 AutoCAD 2013 三维造型实验指导书 工程制图基础 清华大学 图 34 关闭 点画线 层的显示 实验结束
