CAD除了強(qiáng)大二維繪圖功能外還具備基本的三維造型能力。若物體并無(wú)復(fù)雜的外表曲面及多變的空間結(jié)構(gòu)關(guān)系,則使用CAD可以很方便地建立物體的三維模型。本章我們將介紹CAD三維繪圖的基本知識(shí)。


1. 三維幾何模型分類(lèi)

在CAD中,用戶可以創(chuàng)建3種類(lèi)型的三維模型:線框模型、表面模型及實(shí)體模型。這3種模型在計(jì)算機(jī)上的顯示方式是相同的,即以線架結(jié)構(gòu)顯示出來(lái),但用戶可用特定命令使表面模型及實(shí)體模型的真實(shí)性表現(xiàn)出來(lái)。


1.1 線框模型(Wireframe Model)

線框模型是一種輪廓模型,它是用線(3D空間的直線及曲線)表達(dá)三維立體,不包含面及體的信息。不能使該模型消隱或著色。又由于其不含有體的數(shù)據(jù),用戶也不能得到對(duì)象的質(zhì)量、重心、體積、慣性矩等物理特性,不能進(jìn)行布爾運(yùn)算。圖11-1顯示了立體的線框模型,在消隱模式下也看到后面的線。但線框模型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于繪制。


1.2 表面模型(Surface Model)

表面模型是用物體的表面表示物體。表面模型具有面及三維立體邊界信息。表面不透明,能遮擋光線,因而表面模型可以被渲染及消隱。對(duì)于計(jì)算機(jī)輔助加工,用戶還可以根據(jù)零件的表面模型形成完整的加工信息。但是不能進(jìn)行布爾運(yùn)算。如圖11-2所示是兩個(gè)表面模型的消隱效果,前面的薄片圓筒遮住了后面長(zhǎng)方體的一部分。


CAD的三維建模教程解說(shuō)CAD的三維建模教程解說(shuō)


1.3 實(shí)體模型


實(shí)體模型具有線、表面、體的全部信息。對(duì)于此類(lèi)模型,可以區(qū)分對(duì)象的內(nèi)部及外部,可以對(duì)它進(jìn)行打孔、切槽和添加材料等布爾運(yùn)算,對(duì)實(shí)體裝配進(jìn)行干涉檢查,分析模型的質(zhì)量特性,如質(zhì)心、體積和慣性矩。對(duì)于計(jì)算機(jī)輔助加工,用戶還可利用實(shí)體模型的數(shù)據(jù)生成數(shù)控加工代碼,進(jìn)行數(shù)控刀具軌跡仿真加工等。如圖11-3所示是實(shí)體模型。


CAD的三維建模教程解說(shuō)


實(shí)體模型


2. 三維坐標(biāo)系實(shí)例——三維坐標(biāo)系、長(zhǎng)方體、倒角、刪除面


CAD的坐標(biāo)系統(tǒng)是三維笛卡兒直角坐標(biāo)系,分為世界坐標(biāo)系(WCS)和用戶坐標(biāo)系(UCS)。圖11-4表示的是兩種坐標(biāo)系下的圖標(biāo)。

圖中“X”或“Y”的剪頭方向表示當(dāng)前坐標(biāo)軸X軸或Y軸的正方向,Z軸正方向用右手定則判定。


世界坐標(biāo)系


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表示坐標(biāo)系的圖標(biāo)


缺省狀態(tài)時(shí),CAD的坐標(biāo)系是世界坐標(biāo)系。世界坐標(biāo)系是唯一的,固定不變的,對(duì)于二維繪圖,在大多數(shù)情況下,世界坐標(biāo)系就能滿足作圖需要,但若是創(chuàng)建三維模型,就不太方便了,因?yàn)橛脩舫3R诓煌矫婊蚴茄啬硞€(gè)方向繪制結(jié)構(gòu)。如繪制圖所示的圖形,在世界坐標(biāo)系下是不能完成的。此時(shí)需要以繪圖的平面為XY坐標(biāo)平面,創(chuàng)建新的坐標(biāo)系,然后再調(diào)用繪圖命令繪制圖形。


用戶坐標(biāo)系


CAD的三維建模教程解說(shuō)













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