根據(jù)二維CAD圖進(jìn)行三維建模的方法

2019-10-05 劉菲菲 中關(guān)村在線

  AutoCAD是一款自動(dòng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件,被廣泛應(yīng)用于二維繪圖、詳細(xì)繪制、設(shè)計(jì)文檔和基本三維設(shè)計(jì)。現(xiàn)已經(jīng)成為國(guó)際上廣為流行的繪圖工具。AutoCAD的多文檔設(shè)計(jì)環(huán)境,讓非計(jì)算機(jī)專業(yè)人員也能很快地學(xué)會(huì)使用。使用AutoCAD進(jìn)行二維繪圖,對(duì)具有機(jī)械制圖基礎(chǔ)的人來(lái)說(shuō),一般都比較容易掌握。但對(duì)三維建模,特別是自學(xué)者,卻總覺(jué)得不知從何下手。本篇AutoCAD教程就教大家由三視圖繪制三維實(shí)體圖時(shí),整個(gè)建模過(guò)程的步驟和方法。

一、分析三視圖,確定主體建模的坐標(biāo)平面

  在拿到一個(gè)三視圖后,首先要作的是分析零件的主體部分,或大多數(shù)形體的形狀特征圖是在哪個(gè)視圖中。從而確定畫(huà)三維圖的第一步――選擇畫(huà)三維圖的第一個(gè)坐標(biāo)面。這一點(diǎn)很重要,初學(xué)者往往不作任何分析,一律用默認(rèn)的俯視圖平面作為建模的第一個(gè)繪圖平面,結(jié)果將在后續(xù)建模中造成混亂。

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  此零件主要部分為幾個(gè)軸線平行的通孔圓柱,其形狀特征為圓,特征視圖明顯都在主視圖中,因此,畫(huà)三維圖的第一步,必須在視圖管理器中選擇主視圖,即在主視圖下畫(huà)出三視圖中所畫(huà)主視圖的全部圖線。

AutoCAD教程:根據(jù)二維圖畫(huà)三維圖的方法及思路

  此零件的特征圖:上下底板-四邊形及其中的圓孔,主體-圓筒及肋板等,都在俯視圖,故應(yīng)在俯視圖下畫(huà)出三視圖中的俯視圖。

  圖3是用三維圖模畫(huà)三維圖,很明顯,其主要結(jié)構(gòu)的形狀特征――圓是在俯視方向,故應(yīng)首先在俯視圖下作圖。圖3:

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二、構(gòu)型處理,盡量在一個(gè)方向完成基本建模操作

  確定了繪圖的坐標(biāo)平面后,接下來(lái)就是在此平面上繪制建模的基礎(chǔ)圖形了。必須指出,建模的基礎(chǔ)圖形并不是完全照抄三視圖的圖形,必須作構(gòu)型處理。所謂構(gòu)型,就是畫(huà)出各形體在該坐標(biāo)平面上能反映其實(shí)際形狀,可供拉伸或放樣、掃掠的實(shí)形圖。

  如圖1所示零件,三個(gè)圓柱筒,按尺寸要求畫(huà)出圖4中所示6個(gè)綠色圓。與三個(gè)圓筒相切支撐的肋板,則用多段線畫(huà)出圖4中的紅色圖形。其它兩塊肋板,用多段線畫(huà)出圖中的兩個(gè)黃色矩形。 圖4:

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  這樣處理后,該零件的建模操作可在一個(gè)方向上完成。

  不要擔(dān)心紅色肋板穿過(guò)了兩圓筒的孔,這可以在對(duì)圓筒差集后得到圓滿處理。要注意的是必須先并后差。這是后話。

  再如圖3所示零件,左側(cè)半圓筒,用多段線畫(huà)出圖5中所示綠色圖形;右側(cè)的內(nèi)孔及鍵槽也須用多段線畫(huà)出;中間的水平肋板,則用多段線畫(huà)出如圖中的紅色圖形。

  該零件中垂直方向的梯形肋板,由于在俯視圖中不反映實(shí)形,故不能在此構(gòu)型,需另行處理。

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三、確定零件上各形體的建模位置

  畫(huà)出了各形體的實(shí)形圖后,即可轉(zhuǎn)到西南等軸測(cè)圖下,進(jìn)行拉伸、放樣等建模操作。但必須先確定各形體建模的準(zhǔn)確位置。

  仍以圖3所示零件為例,左側(cè)半圓柱體的下端面,比右側(cè)圓筒的下端面高4mm,而中間水平肋板的下端面,又比左側(cè)半圓柱體的下端面高2mm,按此尺寸將左側(cè)圖形和中間紅色圖形移動(dòng)到位如圖6:

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  之后即可按尺寸將各圖拉伸到位,如圖7:

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  必須明確,第一個(gè)繪圖平面為俯視圖平面時(shí),所畫(huà)圖形均處于零件的底部(Z軸的正方向朝上);而第一個(gè)繪圖平面為主視圖平面時(shí),所畫(huà)圖均位于零件的后面(Z軸的正方向指向繪圖者);第一個(gè)繪圖平面為左視圖平面時(shí),所畫(huà)圖形則位于零件的右端(Z軸的正方向朝左)。

  如圖1所示零件,在轉(zhuǎn)到西南等軸測(cè)圖下以后,必須按左視圖中所標(biāo)三肋板的后面相對(duì)于該零件后面(本例為三圓筒的后面)的位置進(jìn)行移動(dòng)(移動(dòng)前應(yīng)準(zhǔn)確計(jì)算出應(yīng)移距離),如圖8:

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  之后即可按尺寸將各形體拉伸到位如圖9:

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  這樣處理以后,拉伸高度一定是正值,直接輸入數(shù)字即可。

四、其它位置的建模

  對(duì)于那些不在主建模平面內(nèi)反映實(shí)形的部分,一般可在剛才建模的西南等軸測(cè)圖下進(jìn)行處理。有的可直接在此三維坐標(biāo)系下畫(huà)出實(shí)形圖,并進(jìn)行拉伸或放樣等操作,有的必須調(diào)整UCS坐標(biāo)。

  再以圖3所示零件為例,可以在西南等軸測(cè)圖下按其定形定位尺寸直接作出垂直肋板的實(shí)形圖-梯形,如圖10中的黃色梯形。然后,可在此坐標(biāo)系下直接對(duì)此梯形進(jìn)行拉伸操作(拉伸前用三維多段線重描此梯形,或在畫(huà)梯形時(shí)直接用三維多段線畫(huà))。要注意的是,如果此實(shí)形圖畫(huà)在該肋板的后平面上,拉伸時(shí)高度取正值;如果畫(huà)在該肋板的前端面上,拉伸時(shí)的高度應(yīng)取負(fù)值。圖10中畫(huà)在肋板的后端面上。圖10:

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  進(jìn)行差、并集后得到實(shí)體如圖11:

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  圖12所示零件,三板分別在三個(gè)不同的坐標(biāo)平面上。由三視圖可知,水平板在俯視圖中反映實(shí)形,故基礎(chǔ)建模平面可選俯視平面。在俯視圖下畫(huà)出水平板的實(shí)形圖后,轉(zhuǎn)西南等軸測(cè)圖進(jìn)行拉伸得水平板實(shí)體。之后可在此三維坐標(biāo)下直接變換UCS坐標(biāo)(用Z軸矢量),畫(huà)出立板的實(shí)形圖后拉伸成形。圖12:

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  按位置要求畫(huà)出與水平板成實(shí)角

  對(duì)于與水平板成135°夾角的斜板,必須先轉(zhuǎn)到主視圖,按位置要求畫(huà)出與水平板成實(shí)角135°的斜線,如圖13:

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  然后用動(dòng)態(tài)觀察儀將其轉(zhuǎn)到可觀察的位置,用三點(diǎn)確定UCS坐標(biāo)位置,如圖14所示:

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  接下來(lái)即可在此坐標(biāo)系下畫(huà)出斜板的實(shí)形圖,如圖15:

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  按尺寸要求拉伸到位,如圖16:

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  差、并集后完成實(shí)體建模,圖17:

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  必須指出,三維建模的方法很多,途徑也各有不同,本文所舉各例的建模方法僅是諸法之一,但建模思路大致應(yīng)該如此。