【摘 要】本文章闡述了一種在AutoCAD2010中由二維基本域面圖形進行實體造型的簡單實用的方法。上述方法使用平面圖形形體分解法，分解成一個個御面圖形，通過拉伸、立體造型、切割成需要的立體幾何圖形，最后經(jīng)過合并成需要的工件。充分使用已有平面域面圖形資源數(shù)據(jù)進行幾何數(shù)據(jù)空間交換，避免計算機輔助設(shè)計操作員頻繁改變AutoCAD用戶坐標(biāo)系，精簡了AutoCAD建立立體模型的過程。從而使AutoCAD建立立體模型簡單、快速、準(zhǔn)確、形象，達到計算機輔助操作員基本上都能進行AutoCAD三維立體模型的建立的目的。

【關(guān)鍵詞】AutoCAD；二維平面域面圖形；三維實體造型工件

現(xiàn)階段二維平面圖形在機械工程工件設(shè)計，工件生產(chǎn)制造和機械工件技術(shù)交流中都用AutoCAD圖紙，幾乎每個小型工廠都用AutoCAD圖紙?，F(xiàn)在大部分場合，工廠都需要計算機輔助設(shè)計操作員通過AutoCAD做出工件三維實體造型來分析工件產(chǎn)品的立體特性、動態(tài)特性、直觀性地表達工件設(shè)計的立體效果、構(gòu)造動畫效果模型等。因此，AutoCAD三維工件模型設(shè)計是現(xiàn)代化生產(chǎn)工件輔助設(shè)計必須常用的手段之一。

1.AutoCAD三維立體模型建模的主要方法

建立三維立體模型時，第一步先對三維立體模型的整體結(jié)構(gòu)進行分析、歸納，選擇最簡單、快速的建立模型方法，構(gòu)建三維立體模型的各個部分平面御的實體，使用AutoCAD構(gòu)建長方體、球體、圓柱體、圓環(huán)體、楔體、圓環(huán)等基本、簡單的三維實體，或進過把二維平面御面圖形拉伸和旋轉(zhuǎn)構(gòu)建三維實體模型，接著對三維實體模型進行切割、編輯、布爾運算等AutoCAD操作，最后構(gòu)建成復(fù)雜的三維實體工件模型。

現(xiàn)在當(dāng)我們已經(jīng)繪出二維平面圖形的時候，接著就可以使用形體分解方法，把復(fù)雜工件分解成幾個基本幾何圖形的組成部分，接著把分解出的各部分平面御圖形，根據(jù)平面御圖形形在基本視圖中的空間位置，把平面御圖形分批復(fù)制、粘貼至AutoCAD另一圖形文件中，然后使用拉伸和旋轉(zhuǎn)等AutoCAD命令構(gòu)建相應(yīng)部分的相應(yīng)三維實體，最后經(jīng)過組合、切割、編輯，構(gòu)建出完整三維實體模型。這樣我們既能充分使用已經(jīng)繪制的平面圖形資源，節(jié)省了二維平面圖形的繪畫，還能避免AutoCAD操作員經(jīng)常改變用AutoCAD戶坐標(biāo)系，精簡AutoCAD構(gòu)建三維立體模型過程，簡化操作、直觀繪制，大大地提高了三維立體模型建模的工作效率。

2.三維立體構(gòu)建模型模實例

首先我們以工件支架為例子，詳細敘述由二維平面圖形構(gòu)建三維立體模型的繪制方法及基本步驟。

2.1三維工件形體分解，特征平面視圖

用形體分解法分解圖，把工件支架平面圖分解成五部分，分別為底板平面域面、空心圓柱平面域面、耳板平面域面、肋板平面域面、空心圓柱凸臺平面域面。把“平面三視圖”的文件中，使用AutoCAD實體編輯和平面繪圖命令，如復(fù)制、修剪、鏡像、特性匹配、直線等，分別剪切出工件各部分及輔助部分的特征域面視圖。

2.2構(gòu)建三維立體模型實體

現(xiàn)在把工件組成部分的視圖按照工件所處基本視圖中的位置排序，一個一個將文件復(fù)制，接著粘貼到另一新建的AutoCAD文件中去。AutoCAD拉伸時的高度只能沿當(dāng)前UCS坐標(biāo)軸的Z軸方向拉伸，AutoCAD復(fù)制和粘貼時候要特別注意UCS坐標(biāo)系的Z軸方向。AutoCAD針對輸出工件數(shù)據(jù)的圖形文件在復(fù)制操作前要改變擺放角度，使工件平面視圖處于正確的位置。爾對于接受工件數(shù)據(jù)的圖形文件，在AutoCAD粘貼操作前要調(diào)整好AutoCAD用戶坐標(biāo)系UCS坐標(biāo)軸的Z軸方向，以便生成不同方向的三維實體模型，滿足AutoCAD繪圖需要。

（1）執(zhí)行AutoCAD平面復(fù)制命令，選擇文件“三維平面視圖”中的域面圖形。

（2）新建AutoCAD一個圖形文件，命名為“三維實體造型”。因為AutoCAD缺省視圖為俯視圖，可以直接把分解的平面視圖粘貼到三維實體造型文件里。

（3）選擇圖執(zhí)行AutoCAD的面域）命令，接著對由平面圖構(gòu)建的面域分別執(zhí)行差集、交集、并集等布爾運算命令，減去一個平面圓后產(chǎn)生一個嶄新的平面面域。

（4）在AutoCAD繪圖區(qū)里單擊視圖工具條中的西南等軸測按鈕，顯示將當(dāng)前視圖轉(zhuǎn)換為正等軸測圖，正等軸測圖使用的俯視圖的用戶坐標(biāo)系UCS，接著再一個一個拉伸上述步驟中產(chǎn)生的平面面域，最后產(chǎn)生三維實體造型。

2.3最后構(gòu)建的工件支架的三維實體造型立體圖

這步主要是相對工件零件的組成特點，熟練地綜合使用移動、切割、復(fù)制、三維陣列、三維鏡像、并集、差集、交集等AutoCAD命令，把上步產(chǎn)生的實心體進行編輯組合成工件實體模型。

2.3.1根據(jù)工件三維立體模型相對位置移動各三維實體的組成部分

移動的關(guān)鍵點是三維實體的定位，如果必須精確地進行三維定位，第一步要設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)。在AutoCAD“對象捕捉”選項卡里，對象捕捉設(shè)置的捕捉方式是端點捕捉、中點捕捉、圓心捕捉等。在“捕捉和柵格”選項卡里，捕捉類型是極軸捕捉，設(shè)置極軸間距為1。在“極軸追蹤”選項卡里，極軸角設(shè)置的“角增量”為90°。 接著移動三維實體模型時，可使用“對象捕捉”功能精準(zhǔn)地捕獲三維實體模型上的特定點。假設(shè)三維實體模型位移點對應(yīng)于基準(zhǔn)點是在沿X，Y軸方位移動時候，使用AutoCAD的自動追蹤功能，則非常快捷方便。

2.3.2使用AutoCAD的布爾運算命令，完成工件支架的三維模型構(gòu)建

現(xiàn)在相對復(fù)雜工件零件，在構(gòu)建模型的時候并不必須精準(zhǔn)地繪制工件零件每一個組成部分的三維實體模型，接著把它們做布爾運算的并集。而是精簡其中的一些部件線條，三維實體模型并不是恰如其分顯示空心圓柱與空心圓柱凸臺的構(gòu)件外形，并且是互相間產(chǎn)生干涉和衍射。假設(shè)在三維實體合并時，第一步對各構(gòu)成部件求布爾運算的并集，接著把塔上面相對應(yīng)的要素（中空部分）求布爾運算差集，最終就能夠消除干涉和衍射的作用，精簡AutoCAD繪制三維立體模型的過程。

2.3.3最后三維立體模型圖像的渲染、著色處理

渲染（Render）能產(chǎn)生真實如實際的三維的圖像，使三維實體模型顯示表面色彩或以某種金屬或木質(zhì)材質(zhì)表現(xiàn)出來，并且形成透視立體效果。

在AutoCAD三維實體模式圖中添加各種光源，對實體添加各種金屬或木質(zhì)等材質(zhì)，經(jīng)過AutoCAD渲染后效果真實如物。

3.結(jié)論

在AutoCAD中由二維平面域面圖形進行三維實體造型時，首先在AutoCAD構(gòu)建相同一個三維模型模型的方法應(yīng)該有相當(dāng)多的方法，但是必須掌握如下述幾方面的繪圖操作：使用剪貼板交換二維平面圖形數(shù)據(jù)時，我們一定要關(guān)注AutoCAD用戶坐標(biāo)系UCS的對應(yīng)關(guān)系，主要是Z軸方向；構(gòu)建三維立體模型的繪圖過程一定關(guān)注工件零件的機械加工制造工藝過程；設(shè)置優(yōu)秀的AutoCAD繪圖環(huán)境可以確保AutoCAD移動時精準(zhǔn)定位；有步驟的布爾運算次序可以清除衍射、干涉所產(chǎn)生輻射。通過以上步驟一定能精簡構(gòu)建模型步驟，提升構(gòu)建模型功效，獲得事半功倍的能效。

【參考文獻】

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