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计算机制图——AutoCAD 2020
模块六　三维实体建模
模块六　三维实体建模
任务1 三维实体建模基本操作
任务2　绘制圆台三维实体
任务3　绘制台阶轴三维实体
任务4　绘制连接盘三维实体
任务5　绘制凸模三维实体
任务6　绘制六角螺母三维实体
任务7　绘制轴承支座三维实体
任务8　绘制箱体三维实体
任务9　绘制三通三维实体
任务10　绘制渐开线直齿圆柱齿轮三维实体
模块六　三维实体建模
任务1 三维实体建模基本操作
1．会建立用户坐标系（UCS）。
2．会应用视点命令观察三维模型。
3．会应用视觉样式命令查看三维模型的显示效果。
学习目标
任务引入
应用AutoCAD 创建三维模型，必然用到一些基本操作，如工作空间的切换、UCS 的建立、三维模型的观察、视觉样式的应用等。本次任务学习这些基本操作，为三维实体建模打好基础。
任务1 三维实体建模基本操作
相关知识
一、三维模型的类型
1．线框模型
3．实体模型
2．曲面模型
二、切换工作空间
工具栏上的“工作空间”下拉列表，或者状态栏上的“切换工作空间”按钮
任务1 三维实体建模基本操作
三、用户坐标系
1．WCS 与UCS
AutoCAD 的坐标系是三维笛卡儿直角坐标系，分为世界坐标系（WCS）和用户坐标系（UCS）。AutoCAD 默认的坐标系是世界坐标系（WCS）。WCS 坐标轴的交汇处显示“口”形的标记。AutoCAD 允许用户建立自己的坐标系，即用户坐标系（UCS），UCS 没有“口”形标记，如图6-3c 和图6-3d 所示。
任务1 三维实体建模基本操作
2．UCS 的建立
（1）命令执行方法
1）功能区：单击“默认”→“坐标”面板中的。
2）菜单栏：选择“工具”→“新建UCS”子菜单中的命令。
3）命令行：UCS。
（2）操作提示
命令： UCS
当前 UCS 名称： * 世界*
指定 UCS 的原点或［ 面（F）/命名（NA）/对象（OB）/上一个（P）/视图（V）/世界（W）/X/Y/Z/Z轴（ZA）］ <世界 >：
任务1 三维实体建模基本操作
（3）选项说明
1）指定UCS 的原点：使用一点、两点或三点定义一个新的UCS。
①如果指定单个点，则以指定点为新建用户坐标系原点，X 轴、Y 轴和Z 轴的方向保持不变。
②如果指定两个点，则以指定的第一点为坐标系原点、第二点为X 轴正向上的点建立新用户坐标系。
③如果指定三个点，则以指定的第一点为坐标系原点、第二点为X 轴正向上的点、第三点为Y 轴正向上的点建立新用户坐标系。
2）面：将UCS 动态对齐到三维对象的面。
任务1 三维实体建模基本操作
3）命名：保存、恢复或删除已定义的UCS 名称。
4）对象：将UCS 与选定的二维或三维对象对齐。
5）上一个：恢复上一个UCS。
6）视图：将UCS 的XY 平面与垂直于观察方向的平面对齐。
7）世界：将UCS 与世界坐标系（WCS）对齐。
8）X/Y/Z：绕指定轴旋转当前UCS。
9）Z 轴：将UCS 与指定的Z 轴正向对齐。
任务1 三维实体建模基本操作
3．动态UCS
单击状态栏中的“动态UCS”按钮 ，该按钮亮显时，可以使用动态坐标系在三维实体的平整面上创建对象，而无须手动更改UCS 方向。动态UCS 激活后，指定的点和绘图工具（如极轴追踪和栅格）都将与动态UCS 建立的临时UCS 相关联。
四、观察三维模型
1．标准视点
AutoCAD 提供了俯视、仰视、左视、右视、前视和后视6 个基本视点，另外还提供了西南等轴测、东南等轴测、东北等轴测和西北等轴测4 个特殊视点。
任务1 三维实体建模基本操作
2．启动标准视点的方式
（1）功能区：单击“常用”→“视图”列表框中的视点命令按钮。
（2）菜单栏：选择“视图”→“三维视图”→各种标准视点命令。
任务1 三维实体建模基本操作
3．动态观察
（1）启动“动态观察”命令的方法
1）导航栏：单击界面右侧导航栏“动态观察”按钮下方的箭头，可以选择各种“动态观察”命令。
2）菜单栏：选择“视图”→“动态观察”→各种“动态观察”命令。
（2）动态观察的类型及功能
1）受约束的动态观察：沿XY 平面或Z 轴约束三维动态观察。
任务1 三维实体建模基本操作
2）自由动态观察：不参照平面，在任意方向上进行动态观察。沿XY 平面和Z 轴进行动态观察时，视点不受约束。
3）连续动态观察：连续地进行动态观察。
五、视觉样式
1．启动“视觉样式”命令的方法
（1）功能区：选择“常用”→“视图”→“视觉样式”列表框，在下拉列表中选择相应的命令按钮。
（2）菜单栏：选择“视图”→“视觉样式”，在菜单中选择相应的命令。
（3）命令行：vs（或vscurrent）。
任务1 三维实体建模基本操作
2．各种视觉样式的功能
任务1 三维实体建模基本操作
3．视觉样式管理器
单击“视图”菜单→“视觉样式”→“视觉样式管理器”命令，系统弹出如图6-13 所示“视觉样式管理器”对话框。
任务1 三维实体建模基本操作
六、导航工具
1．ViewCube 工具
通过ViewCube，用户可以在标准视图和等轴测视图间进行切换。
任务1 三维实体建模基本操作
2．SteeringWheels 工具
SteeringWheels 是追踪菜单，划分为不同部分（称作按钮），每个按钮代表一种导航工具。控制盘（二维导航控制盘除外）有两种不同样式：大控制盘和小控制盘，如图所示。
模块六　三维实体建模
任务2 绘制圆台三维实体
1．掌握基本三维实体的绘制。
2．会创建圆台三维实体。
学习目标
任务引入
本次任务要求根据图6-17a 所示圆台零件图，绘制其三维实体，如图6-17b 所示。
任务2 绘制圆台三维实体
相关知识
一、基本三维实体命令
通过“绘图”→“建模”菜单，或“建模”工具栏，或“建模”功能区，或通过命令行输入相应命令，都能执行基本三维实体命令。
任务2 绘制圆台三维实体
二、创建圆柱体
1．命令执行方法
（1）功能区：单击“常用”→“建模”→“圆柱体”按钮 。
（2）菜单栏：选择“绘图”→“建模”→“圆柱体”命令。
（3）命令行：cyl（或cylinder）。
2．示例 创建底面半径为40 mm、高为60 mm 的圆柱体。
命令： _cylinder（执行“圆柱体”命令）
指定底面的中心点或［ 三点（3P）/ 两点（2P）/ 切点、切点、半径（T）/ 椭圆（E）］：0，0，0 ↙（指定圆柱体底面中心）
指定底面半径或［ 直径（D）］：40 ↙（指定底面半径值）
指定高度或［ 两点（2P）/轴端点（A）］ <80.0000>：60↙（指定圆柱体高度）
任务2 绘制圆台三维实体
（3）设置实体表面网格线数量
命令： isolines ↙
输入 ISOLINES 的新值 <4>： 30 ↙（设置实体表面网格线数量）
（4）单击“视图”菜单→“重生成”命令，AutoCAD 提示：
命令： _regen 正在重生成模型。
（5）设置实体消隐的网格密度
命令： facetres ↙
输入 FACETRES 的新值 <0.5000>： 5 ↙（设置实体消隐后的网格密度）
（6）单击“视图”菜单→“消隐”命令，重新生成模型，结果如图6-18c 所示。
任务2 绘制圆台三维实体
三、创建圆锥体
1．命令执行方法
（1）功能区：单击“常用”→“建模”→“圆锥体”按钮 。
（2）菜单栏：选择“绘图”→“建模”→“圆锥体”命令。
（3）命令行：cone。
任务2 绘制圆台三维实体
2．示例
创建底面半径为10 mm、高为12 mm 的圆锥。操作步骤如下：
命令： _cone（执行“圆锥体”命令）
指定底面的中心点或［ 三点（3P）/ 两点（2P）/ 切点、切点、半径（T）/ 椭圆（E）］：0，0，0 ↙（指定底面中心坐标）
指定底面半径或［ 直径（D）］ <80.0000>： 10 ↙（指定底面半径）
指定高度或［ 两点（2P）/轴端点（A）/顶面半径（T）］ <300.0000>： 12↙（指定圆锥高度）
3．选项说明
（1）出现“指定底面的中心点或［三点（3P）/ 两点（2P）/ 切点、切点、半径（T）/椭圆（E）］：”提示时，如果选择“椭圆”，则可以绘制椭圆锥体。
任务2 绘制圆台三维实体
（2）出现“指定高度或［两点（2P）/ 轴端点（A）/ 顶面半径（T）］：”提示时，如选“顶面半径”，当输入的数值与底面半径相同时，则为圆柱，如是一个非零的半径，则为圆台。
四、创建棱锥体
1．命令执行方法
（1）功能区：单击“常用”→“建模”→“棱锥体”按钮 。
（2）菜单栏：选择“绘图”→“建模”→“棱锥体”命令。
（3）命令行：pyr 或pyramid。
任务2 绘制圆台三维实体
2．示例
创建底面外切圆半径为20 mm、高为40 mm 的正四棱锥体。操作步骤如下：
命令： _pyramid（执行“棱锥体”命令）
4 个侧面　外切
指定底面的中心点或［ 边（E）/ 侧面（S）］：（指定底面的中心点）
指定底面半径或［ 内接（I）］ <28.2843>： 20 ↙（指定底面外切圆半径）
指定高度或［ 两点（2P）/ 轴端点（A）/ 顶面半径（T）］ <40.0000>： 40 ↙（指定高度）
任务2 绘制圆台三维实体
任务实施
1．绘图前准备
（1）启动AutoCAD 2020，单击“文件”→“新建”，打开“选择样板文件”对话框。选择“acadiso”样板后单击打开。
（2）为便于观察，选择“西南等轴测”视点。
（3）选择“二维线框”视图样式。
（4）建立粗实线、细实线两个图层。
2．执行“圆锥体”命令
命令： _cone（执行“圆锥体”命令）
指定底面的中心点或［ 三点（3P）/ 两点（2P）/ 切点、切点、半径（T）/ 椭圆（E）］：0，0，0 ↙（指定底面的中心点）
任务2 绘制圆台三维实体
指定底面半径或［ 直径（D）］ <10.0000>： 20 ↙（指定底面半径）
指定高度或［ 两点（2P）/轴端点（A）/顶面半径（T）］ <12.0000>： t↙（选择“顶面半径”选项）
指定顶面半径 <0.0000>： 10 ↙（输入顶面半径）
指定高度或［ 两点（2P）/轴端点（A）］ <12.0000>： 10 ↙（指定圆台高度）
执行上述操作，结果如图6-22a 所示，图6-22b 所示为圆台在消隐视觉样式（“视图” → “视觉样式”→“消隐”）中的效果，图6-22c 所示为圆台在概念视觉样式（“视图”→“视觉样式”→“灰度”）中的效果。
任务2 绘制圆台三维实体
知识拓展
放样
1．命令执行方法
（1）功能区：单击“常用”→“建模”→“放样”按钮 。
（2）菜单栏：选择“绘图”→“建模”→“放样”命令。
（3）命令行：loft。
任务2 绘制圆台三维实体
2．示例
绘制如图6-23 所示上圆下方三维实体，上面圆的直径为20 mm，下面正方形的边长为40 mm，三维实体的高度为30 mm。
3．选项说明
（1）“导向”：指定控制放样实体或曲面形状的导向曲线。
（2）“路径”：指定放样实体或曲面的单一路径，该路径曲线必须与横截面的所有平面相交。
（3）“仅横截面””：在不使用导向或路径的情况下，创建放样对象。
（4）“设置”：显示“放样设置”对话框，通过该对话框可以设置横截面上的曲面控制选项。
模块六　三维实体建模
任务3　绘制台阶轴三维实体
1．掌握“面域”命令的功能与操作。
2．掌握“旋转”命令的功能与操作。
3．会绘制台阶轴三维实体。
学习目标
任务引入
本次任务要求根据图6-24a 所示台阶轴零件图，绘制图6-24b 所示台阶轴三维实体图。
任务3　绘制台阶轴三维实体
相关知识
一、面域
1．命令执行方法
（1）菜单栏：选择“绘图”→“面域”命令。
（2）功能区：单击“常用”→“绘图”→“面域”按钮 。
任务3　绘制台阶轴三维实体
（3）命令行：region。
2．示例
将图6-25a 所示的图形转换为面域。
注意：创建面域之前，应对二维图上部分多余的线进行删除、修剪等操作，应保证相邻对象间连接端点的共享性，使之成为一个封闭的二维图，否则将不能创建面域
任务3　绘制台阶轴三维实体
二、旋转
1．命令执行方法
（1）菜单栏：选择“绘图”→“建模”→“旋转”命令。
（2）功能区：点击“常用”→“建模”→“旋转”按钮 。
（3）命令行：revolve。
2．示例
将图6-27 所示面域绕直线旋转360°，操作步骤如下：
命令: _revolve
当前线框密度: ISOLINES=4，闭合轮廓创建模式 = 实体
任务3　绘制台阶轴三维实体
选择要旋转的对象或 [模式(MO)]: _MO 闭合轮廓创建模式 [实体(SO)/曲面(SU)] <实体>: _SO
选择要旋转的对象或 [模式(MO)]: 指定对角点: 找到 1 个
选择要旋转的对象或 [模式(MO)]:（按Enter键或鼠标右键确认）
指定轴起点或根据以下选项之一定义轴[对象(O)/X/Y/Z]<对象>:（指定旋转轴的起点）
指定轴端点: （指定旋转轴的端点）
指定旋转角度或 [起点角度(ST)/反转(R)/表达式(EX)] <360>:360 （输入旋转角度）
执行上述操作，结果如图6-28 所示（“真实”视觉样式下的结果）。
任务3　绘制台阶轴三维实体
任务实施
1．启动AutoCAD 2020，将视图切换到俯视图。
2．绘制二分之一台阶轴轮廓线
3．生成面域
4．生成三维实体
任务3　绘制台阶轴三维实体
5．整理并保存
模块六　三维实体建模
任务4　绘制连接盘三维实体
1．掌握“拉伸”命令的功能与操作。
2．掌握“布尔运算”的功能与操作。
3．掌握“三维阵列”命令的功能与操作。
4．会创建连接盘三维实体。
学习目的
任务引入
本次任务要求根据图6-32a 所示连接盘零件图绘制如图6-32b 所示三维实体。
任务4　绘制连接盘三维实体
任务4　绘制连接盘三维实体
一、拉伸
相关知识
1．命令执行方法
（1）功能区：单击“常用”→“建模”→“拉伸”按钮 。
（2）菜单栏：选择“绘图”→“建模”→“拉伸”命令。
（3）命令行：ext（或extrude）。
2．示例
下面以指定高度方式拉伸正六边形为例，执行“拉伸”命令，系统提示：
任务4　绘制连接盘三维实体
命令： extrude（执行“拉伸”命令）
当前线框密度：ISOLINES=4，闭合轮廓创建模式 = 实体
选择要拉伸的对象或［ 模式（MO）］： MO↙
闭合轮廓创建模式［ 实体（SO）/曲面（SU）］ <实体 >：SO↙（指定创建模式）
选择要拉伸的对象或［ 模式（MO）］： 找到 1 个（ 拾取待拉伸的正六边形）
选择要拉伸的对象或［ 模式（MO）］： ↙（按Enter键确定）
指定拉伸的高度或［ 方向（D）/路径（P）/倾斜角（T）/表达式（E）］ <10.0000>：
12 ↙（指定拉伸高度）
完成上述操作，结果如图6-33 所示。
任务4　绘制连接盘三维实体
3．选项说明
（1）模式：控制拉伸对象是实体还是曲面。
（2）拉伸高度：沿Z 轴正向或负向拉伸选定对象。
（3）方向：用两个指定点指定拉伸的长度和方向。
（4）路径：指定基于选定对象的拉伸路径。
（5）倾斜角：指定拉伸的倾斜角。倾斜角范围为-90°～+90°。正角度表示从基准对象开始逐渐变细的拉伸，而负角度则表示从基准对象开始逐渐变粗的拉伸。
（6）表达式：输入公式或方程式以指定拉伸高度。
任务4　绘制连接盘三维实体
二、布尔运算
1．并集
（1）命令执行方法
1）菜单栏：选择“修改”→“实体编辑”→“并集”命令。
2）功能区：单击“常用”→“实体编辑”→“并集”按钮 。
3）命令行：uni（或union）。
（2）示例
选择图6-37a 中的长方体和圆柱体，执行“并集”命令，结果如图6-37b 所示。
任务4　绘制连接盘三维实体
2．差集
（1）命令执行方法
1）菜单栏：选择“修改”→“实体编辑”→“差集”命令。
2）功能区：单击“常用”→“实体编辑”→“差集”按钮 。
2）命令行：su（或subtract）。
（2）示例
选择图6-37a 中的长方体和圆柱体，执行“差集”命令，结果如图6-37c 所示。
任务4　绘制连接盘三维实体
3．交集
（1）命令执行方法
1）菜单栏：选择“修改”→“实体编辑”→“交集”命令。
2）功能区：单击“常用”→“实体编辑”→“交集”按钮 。
3）命令行：in（或intersect）。
（2）示例
选择图6-37a 中长方体和圆柱体，执行“交集”命令，结果如图6-37d 所示。
任务4　绘制连接盘三维实体
任务实施
1．启动AutoCAD 2020，将视图切换到俯视图。
2．绘制连接盘主视图
3．创建面域
4．拉伸面域
任务4　绘制连接盘三维实体
5．布尔运算
（1）并集运算
（2）差集运算
6．整理并保存
模块六　三维实体建模
任务5　绘制凸模三维实体
1．掌握“三维阵列”命令的功能及应用。
2．掌握三维实体“倒角”命令的功能及应用。
3．会创建凸模三维实体。
学习目的
任务引入
本次任务要求根据图6-41a 所示凸模零件图绘制图6-41b 所示三维实体。
任务5　绘制凸模三维实体
相关知识
一、三维阵列
1．启动“三维阵列”命令的方法
（1）功能区：单击“常用”→“修改”→各种阵列按钮。
（2）菜单栏：选择“修改”→“三维操作”→“三维阵列”命令。
（3）命令行：3darray。
2．矩形阵列
在行（X轴）、列（Y 轴）和层（Z 轴）矩形阵列中复制对象。
任务5　绘制凸模三维实体
（1）创建一个长方体。
（2）单击“常用”→“修改”→“矩形阵列”命令按钮 ，启动“矩形阵列”命令。
（3）选择长方体，按Enter 键，图形显示如图6-43 所示。同时，在功能区弹出“阵列创建”对话框，如图6-44 所示。
任务5　绘制凸模三维实体
（4）在“列”区域的“列数”文本框填写“4”，“介于”文本框填写列间距“30”；在“行”区域的“行数”文本框填写“2”，“介于”填写行间距“20”，“层级”区域的“级别”文本框填写“2”，“介于”填写行间距“10”。
（5）参数设置完毕，单击“关闭阵列”按钮，矩形阵列结果如图6-45 所示。
任务5　绘制凸模三维实体
3．环形阵列
用“环形阵列”命令将圆柱体（图6－46a）绕轴线阵列成图6－46b所示图形。
（1）打开源文件，单击“常用”→“修改”→“环形阵列”命令按钮 ，启动“环形阵列”命令，系统给出如下提示。
任务5　绘制凸模三维实体
命令：_arraypolar
选择对象：找到1 个（选择要阵列的对象）
选择对象：↙
类型= 极轴关联= 是
指定阵列的中心点或［基点（B）/ 旋转轴（A）］：（单击轴线上的某一点）
（2）系统自动弹出“阵列创建”对话框（见图6-47），在对话框“项目数”的文本框中输入“8”。
（3）单击“阵列创建”对话框中的“关闭阵列”按钮，结果如图6-46b 所示。
任务5　绘制凸模三维实体
二、三维实体倒角
1．应用“倒角”命令倒角
（1）启动三维实体“倒角”命令的方法
1）功能区：单击“常用”→“修改”→“倒角”命令按钮 。
2）菜单栏：选择“修改”→“倒角”命令。
3）命令行：cha（或chamfer）。
（2）示例
应用“倒角”命令对图6-48 所示长方体顶面四个棱边进行倒角，倒角距离为4 mm。
任务5　绘制凸模三维实体
启动“倒角”命令，系统给出如下提示。
命令： _chamfer
（“修剪”模式） 当前倒角距离 1 = 2.0000，距离 2 = 2.0000
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）］：（单击前上方的棱边）
基面选择...（长方体前面高亮显示，如图6-49a 所示）
输入曲面选择选项［ 下一个（N）/ 当前（OK）］ <当前（OK）>： n ↙（选择“下一个”选项，长方体顶面高亮显示，如图6-49b 所示）
输入曲面选择选项［ 下一个（N）/ 当前（OK）］ <当前（OK）>：↙（按Enter键确认）
指定基面倒角距离或［ 表达式（E）］ <2.0000>： 4 ↙（指定基面倒角距离）
指定其他曲面倒角距离或［ 表达式（E）］ <2.0000>： 4 ↙（指定其他曲面倒角距离）
选择边或［ 环（L）］： l↙（选择“环”选项）
任务5　绘制凸模三维实体
倒角结果如图6-50 所示。
选择环边或［ 边（E）］：（选择 1 个倒角边）
选择环边或［ 边（E）］： ↙（按 Enter键确认）
2．应用“倒角边”命令倒角
操作类似，不再赘述。
任务5　绘制凸模三维实体
任务实施
2．绘制圆柱体
3．绘制“逗号”
1．启动AutoCAD 2020，将视图切换到俯视图。执行UCS 命令，新建用户坐标系。
任务5　绘制凸模三维实体
5．环形阵列
4．创建并拉伸面域
6．布尔运算
7．倒角
8．整理并保存
模块六　三维实体建模
任务6　绘制六角螺母三维实体
1．掌握“剖切”“按住并拖动”“三维镜像”“螺旋”“扫掠”等命令的应用。
2．会绘制六角螺母三维实体。
学习目的
任务引入
本次任务要求绘制如图6-55 所示M12 六角螺母（GB/T 6170—2015）三维实体。
任务6　绘制六角螺母三维实体
相关知识
一、剖切
1．命令执行方法
（1）菜单栏：选择“修改”→“三维操作”→“剖切”命令。
（2）功能区：单击“常用”→“实体编辑”→“剖切”按钮 。
（3）命令行：sl（或slice）。
2．示例
任务6　绘制六角螺母三维实体
二、按住并拖动
（1）功能区：单击“常用”→“建模”→“按住并拖动”按钮 。
（2）命令行：presspull。
1．命令执行方法
2．示例
对图6－57a图中的A面执行按住/拖动操作，结果如图6－57b所示。
任务6　绘制六角螺母三维实体
三、三维镜像
（1）菜单栏：选择“修改”→“三维操作”→“三维镜像 ”命令。
（2）功能区：单击“常用”→“修改”→“三维镜像”按钮 。
（3）命令行：mirror3d。
1．命令执行方法
2．示例
对图6-58a 所示实体执行“三维镜像”命令，结果如图6-58b 所示。
任务6　绘制六角螺母三维实体
3．选项说明
（1）选择对象：选择要镜像的对象，然后按Enter 键确认。
（2）对象：使用选定平面对象的平面作为镜像平面。
（3）删除源对象：如果输入y，镜像后的对象将保留，而原始对象被删除。如果输入n，镜像后的对象将置于图形中并保留原始对象。
（4）最近的：相对于最后定义的镜像平面对选定的对象进行镜像处理。
（5）Z 轴：根据平面上的一个点和平面法线上的一个点定义镜像平面。
（6）视图：将镜像平面与当前视口中通过指定点的视图平面对齐。
（7）XY/YZ/ZX：将镜像平面与一个通过指定点的标准平面对齐。
（8）三点：通过三个点定义镜像平面。
任务6　绘制六角螺母三维实体
四、螺旋
1．命令执行方法
（1）菜单栏：选择“绘图”→“螺旋”命令。
（2）功能区：单击“常用”→“建模”→“螺旋”按钮 。
（3）命令行：helix。
2．示例
绘制一个底面中心为（0，0）、底面半径为15 mm、顶面半径为15 mm、高度为20 mm、顺时针旋转7 圈的弹簧线。
任务6　绘制六角螺母三维实体
命令： _helix（ 执行“螺旋”命令）
圈数 = 3.0000　 扭曲=CCW
指定底面的中心点： 0，0，0 ↙（输入中心点坐标）
指定底面半径或［ 直径（D）］ <10.000>： 15 ↙（指定底面半径 15）
指定顶面半径或［ 直径（D）］ <15.0000>：15↙（指定顶面半径 15）
指定螺旋高度或［轴端点（A）/ 圈数（T）/ 圈高（H）/ 扭曲（W）］ <30.0000>：t ↙（指定“圈数”选项）
输入圈数 <3.0000>： 7 ↙（输入圈数）
指定螺旋高度或［轴端点（A）/ 圈数（T）/ 圈高（H）/ 扭曲（W）］< 30.0000>： w ↙（指定“扭曲”选项）
输入螺旋的扭曲方向［顺时针（CW）/ 逆时针（CCW）］：cw ↙（指定顺时针）
指定螺旋高度或［轴端点（A）/圈数（T）/圈高（H）/扭曲（W）］ <30.0000>：20 ↙（ 指定螺旋高度）
任务6　绘制六角螺母三维实体
五、扫掠
1．命令执行方法
（1）菜单栏：选择“绘图”→“建模”→“扫掠”命令。
（2）功能区：单击“常用”→“建模”→“扫掠”按钮 。
（3）命令行：sweep。
2．示例
对图6-60a 中的圆面域，沿螺旋线扫掠，系统提示：
命令： sweep ↙（执行“扫掠”命令）
当前线框密度：ISOLINES=3，闭合轮廓创建模式 = 实体
选择要扫掠的对象或［ 模式（MO）］： 找到 1 个（拾取圆面域）
任务6　绘制六角螺母三维实体
选择要扫掠的对象或［ 模式（MO）］：↙（按Enter键结束拾取）
选择扫掠路径或［ 对齐（A）/基点（B）/ 比例（S）/ 扭曲（T）］：（拾取螺旋线）
任务6　绘制六角螺母三维实体
3．选项说明
（1）要扫掠的对象：指定要用作扫掠截面轮廓的对象。
（2）扫掠路径：基于选择的对象指定扫掠路径。
（3）模式：控制扫掠动作是创建实体还是创建曲面。
（4）对齐：指定是否对齐轮廓以使其作为扫掠路径切向的法向。
（5）基点：指定要扫掠对象的基点。
（6）比例：指定比例因子以进行扫掠操作。
（7）扭曲：设置正被扫掠的对象的扭曲角度。
任务6　绘制六角螺母三维实体
任务实施
1．绘制螺母倒角处三维实体
2．绘制螺母外形实体
任务6　绘制六角螺母三维实体
3．绘制M12 螺纹孔
4．保存
模块六　三维实体建模
任务7　绘制轴承支座三维实体
1．掌握“圆角”“圆角边”“边界”命令的应用。
2．会绘制轴承支座三维实体。
学习目的
任务引入
本次任务要求绘制如图6-77a 所示轴承支座三维实体，其零件图如图6-77b 所示间。
任务7　绘制轴承支座三维实体
任务7　绘制轴承支座三维实体
相关知识
一、三维实体修圆角
1．应用“圆角”命令修圆角
（1）命令执行方法
1）功能区：单击“常用”→“修改”→“圆角”按钮 。
2）菜单栏：选择“修改”→“圆角”命令。
3）命令行：f（或fillet）。
（2）示例
对图6-78a 所示实体的a 棱边修圆角，圆角半径为5 mm。
任务7　绘制轴承支座三维实体
命令: _fillet（执行“圆角”命令）
当前设置: 模式 = 修剪，半径 = 1.0000
选择第一个对象或 [放弃(U)/多段线(P)/半径(R)/修剪(T)/多个(M)]:R
输入圆角半径或 [表达式(E)] <1.0000>:5 ↙（输入圆角半径）
选择边或 [链(C)/环(L)/半径(R)]:（拾取a棱边）
选择边或 [链(C)/环(L)/半径(R)]:↙（按Enter键确认）
已选定 1 个边用于圆角。
任务7　绘制轴承支座三维实体
2．应用“圆角边”命令修圆角
命令: _FILLETEDGE（执行“圆角边”命令）
半径 = 1.0000
选择边或 [链(C)/环(L)/半径(R)]: r↙（选择“半径”选项）
输入圆角半径或 [表达式(E)] <1.0000>: 5↙（输入圆角半径）
选择边或 [链(C)/环(L)/半径(R)]:（拾取图6－68实体a棱边）
选择边或 [链(C)/环(L)/半径(R)]:↙（按Enter键确认）
已选定 1 个边用于圆角。
按 Enter 键接受圆角或 [半径(R)]: ↙（按Enter键接受圆角）
任务7　绘制轴承支座三维实体
二、边界
1．命令执行方法
（1）功能区：单击“绘图”→“边界”按钮 。
（2）菜单栏：选择“绘图”→“边界”命令。
（3）命令行：boundary。
2．示例
将图6-79a 中的由线段、圆弧、长方体边所组成的封闭区域A 创建为边界。
任务7　绘制轴承支座三维实体
任务7　绘制轴承支座三维实体
任务实施
1．绘制底板
2．绘制轴承孔和支架
任务7　绘制轴承支座三维实体
3．创建肋板
4．布尔运算
5．保存
模块六　三维实体建模
任务8 绘制箱体三维实体
1．掌握“抽壳”命令的功能及应用。
2．掌握光源的创建与设置。
3．会绘制箱体三维实体。
学习目标
任务引入
本次任务要求创建如图6-92a 所示箱体三维实体，应根据如图6-92b 所示箱体零件图创建。
任务8 绘制箱体三维实体
任务8 绘制箱体三维实体
相关知识
一、抽壳
1．命令执行方法
（1）功能区：单击“常用”→“实体编辑”→“抽壳”按钮 。
（2）菜单栏：选择“修改”→“实体编辑”→“抽壳”命令。
2．示例
对图6-93a 所示长方体执行“抽壳”命令，系统提示：
命令： _solidedit（ 执行“抽壳”命令）
实体编辑自动检查：SOLIDCHECK=1
任务8 绘制箱体三维实体
输入实体编辑选项［ 面（F）/边（E）/体（B）/放弃（U）/退出（X）］ <退出>： _body
输入体编辑选项［压印（I）/分割实体（P）/抽壳（S）/清除（L）/检查（C）/放弃（U）/
退出（X）］ < 退出>： _shell
选择三维实体：（ 拾取长方体）
删除面或［ 放弃（U）/ 添加（A）/ 全部（ALL）］： 找到一个面，已删除 1 个。（拾上端面）
删除面或［ 放弃（U）/添加（A）/全部（ALL）］：↙（ 按 Enter键结束拾取）
输入抽壳偏移距离： 2 ↙（输入抽壳偏移距离）
已开始实体校验。
已完成实体校验。
输入体编辑选项［压印（I）/ 分割实体（P）/ 抽壳（S）/ 清除（L）/ 检查（C）/ 放弃（U）/退出（X）］ <退出 >： ↙（ 按 Enter键或右击确定）
任务8 绘制箱体三维实体
二、光源
在命令行输入“light”并按Enter 键，可以选择创建各种光源。执行“light”命令后，系统弹出如图6-94 所示“光源- 视口光源模式”对话框。
任务8 绘制箱体三维实体
1．创建点光源
（1）命令执行方法
1）功能区：单击“可视化”→“光源”→“创建光源”→“点”。
2）菜单栏：选择“视图”→“渲染”→“光源”→“新建点光源”命令。
3）命令行：pointlight。
（2）操作过程
执行“新建点光源”命令，系统提示：
命令： _pointlight（执行“新建点光源”命令）
指定源位置 <0，0，0>：（指定点光源的位置）
输入要更改的选项［ 名称（N）/强度因子（I）/ 状态（S）/ 光度（P）/ 阴影（W）/
衰减（A）/ 过滤颜色（C）/ 退出（X）］ < 退出>：（输入需要设置的选项）
任务8 绘制箱体三维实体
（3）选项说明
1）名称：指定光源名。
2）强度因子：设定光源的强度或亮度。
3）状态：打开和关闭光源。
4）光度：如果启用光度，可以指定光照的强度或颜色。
5）阴影：阴影会明显地增强渲染图像的真实感。
6）衰减：该项用于控制光线如何随距离增加而减弱。
7）过滤颜色：可以赋予光源任意颜色。
任务8 绘制箱体三维实体
2．创建聚光灯
（1）命令执行方法
1）功能区：单击“可视化”→“光源”→“创建光源”→“聚光灯”。
2）菜单栏：选择“视图”→“渲染”→“光源”→“新建聚光灯”命令。
3）命令行：spotlight。
（2）操作过程
执行“新建聚光灯”命令，系统提示：
命令： _spotlight（执行“新建聚光灯”命令）
指定源位置 <0，0，0>：（指定源位置）
指定目标位置 <0，0，-10>：（指定目标位置）
任务8 绘制箱体三维实体
输入要更改的选项［ 名称（N）/强度因子（I）/ 状态（S）/ 光度（P）/聚光角（H）/照射角（F）/ 阴影（W）/ 衰减（A）/ 过滤颜色（C）/ 退出（X）］ < 退出>：（输入需要设置的选项）
（3）选项说明
1）聚光角：指定定义最亮光锥的角度，也称为光束角。
2）照射角：指定定义完整光锥的角度，也称为现场角。
任务8 绘制箱体三维实体
3．创建平行光
（1）命令执行方法
1）功能区：单击“可视化”→“光源”→“创建光源”→“平行光”。
2） 菜单栏： 选择“ 视图” →“ 渲染” →“光源”→“新建平行光”命令。
3）命令行：distanlig。
（2）操作过程
执行“新建平行光”命令，系统弹出“光源-光度控制平行光”对话框，如图6-97 所示。对话框提示目前设置的光源单位是光度控制单位，使用平行光可能会导致过度曝光。
任务8 绘制箱体三维实体
只有选择“允许平行光”，才可以继续创建平行光。图6-98 所示为“新建平行光”的效果。
4．模拟太阳光照
（1）设置地理位置
任务8 绘制箱体三维实体
任务8 绘制箱体三维实体
（2）设置阳光特性
任务8 绘制箱体三维实体
（3）设置阳光状态
任务8 绘制箱体三维实体
任务8 绘制箱体三维实体
5．光源的管理
（1）命令执行方法
1）功能区：单击“可视化”→“光源”右侧的箭头按钮 。
2）菜单栏：选择“工具”→“选项板”→“光源”命令。
3）命令行：lightlist。
（2）操作过程
启用“光源”命令后，系统弹出“光源管理”选项板，如图6-104 所示。双击需要修改的光线（如平行光1），系统弹出如图6-105 所示的“特性”选项板，在选项板中修改平行光的各类参数即可。
任务8 绘制箱体三维实体
任务8 绘制箱体三维实体
任务实施
1．创建箱体底板
2．创建箱壁
任务8 绘制箱体三维实体
3．创建前后凸台及通孔
4．创建左右凸台及通孔
任务8 绘制箱体三维实体
5．观察箱体
概念视觉样式
设置概念视觉样式参数
样式参数设置后的箱体
模拟太阳光照状态下的箱体
模块六　三维实体建模
任务9　绘制三通三维实体
1．掌握“三维旋转”命令的功能与应用。
2．掌握材质的编辑与添加。
3．会绘制三通三维实体。
学习目标
任务引入
本次任务要求绘制图6-125 所示的三通三维实体，三个模型尺寸完全相同，但材质不同，图6-125a 所示材质为黄铜，图6-125b 所示材质为铝，图6-125c 所示材质为铜。绘制时，可以按图6-126 所示尺寸绘制一个模型，然后复制其余两个模型，最后分别设置不同的材质，即可达到所需要的效果。
任务9　绘制三通三维实体
任务9　绘制三通三维实体
相关知识
一、三维旋转
1．命令执行方法
（1）功能区：单击“常用”→“修改”→“三维旋转”按钮 。
（2）菜单栏：选择“修改”→“三维操作”→“三维旋转”命令。
（3）命令行：3drotate。
2．三维旋转小控件
图6-127 所示为三维旋转小控件，由中心框和轴控制柄组成，红色代表X 轴、绿色代表Y 轴、蓝色代表Z 轴。
任务9　绘制三通三维实体
3．示例
将图6-128a 所示的图形绕X 轴旋转90°，执行“三维旋转”命令，系统提示：
命令： _3drotate（执行“三维旋转”命令）
UCS 当前的正角方向：ANGDIR= 逆时针　ANGBASE=0
选择对象： 找到 1 个（拾取6-128a 所示实体）
选择对象：↙（按Enter 键结束拾取，工件中心显示三维旋转小控件，如图6-128b所示）
指定基点：（指定UCS 原点为旋转基点，如图6-128c 所示）
拾取旋转轴：（指定X 轴为旋转轴，如图6-128d 所示）
指定角的起点或键入角度： 90 ↙（输入旋转角度）
执行上述操作，结果如图6-3d所示。
任务9　绘制三通三维实体
任务9　绘制三通三维实体
二、材质
1．材质浏览器
（1）打开材质库
选择“视图”→“渲染”→“材质浏览器”命令，打开“材质浏览器”选项板，如图所示。
1）“文档材质”面板：显示随打开的图形保存的材质。
2）“库”面板：列出当前可用的“材质”库中的类别。
任务9　绘制三通三维实体
（2）管理材质库
在“材质浏览器”选项板的底部，单击“管理库”下拉列表 ，可执行以下操作：打开现有的库、创建新库、删除库、创建类别、删除类别、重命名。
（3）将材质添加到库中
在材质样例上单击鼠标右键，在弹出的右键快捷菜单中选择要添加材质库的名称，可以将材质添加到某个库中。也可以将样例拖动到要添加的库中。
（4）从库中删除材质
1）选择材质并按Delete 键。
2）在材质上单击鼠标右键，在弹出的右键快捷菜单中选择“删除”命令。
任务9　绘制三通三维实体
2．材质编辑器
（1）命令执行方法
1）功能区：单击“可视化”→“材质”面板右下角 按钮。
2）菜单栏：选择“视图”→“渲染”→“材质编辑器”命令。
3）命令行：mateditoropen。
（2）选项说明
1）“常规”选项组
颜色：对象上材质的颜色在该对象的不同区域各不相同。
图像：控制材质的基础漫射颜色贴图。
任务9　绘制三通三维实体
图像褪色：控制基础颜色和漫射图像之间的组合。
光泽度：材质的反射质量定义光泽度或粗糙度。
高光：控制用于获取材质的镜面高光的方法。
2）“反射率”选项组
反射率模拟在有光泽对象的表面上反射的场景。
3）“透明度”选项组
完全透明的对象允许灯光穿过对象。值为1.0 时，该材质完全透明；值为0.0 时，材质完全不透明。
任务9　绘制三通三维实体
4）“剪切”选项组
剪切贴图以使材质部分透明，从而提供基于纹理灰度转换的穿孔效果。
5）“自发光”选项组
自发光贴图可以使部分对象呈现出发光效果。
6）“凹凸”选项组
可以选择图像文件或程序贴图以用于贴图。凹凸贴图使对象看起来具有起伏的或不规则的表面。
7）“染色”选项组
设置与白色混合的颜色的色调和饱和度值。
任务9　绘制三通三维实体
3．应用材质
（1）选择指定材质的对象，然后单击“材质浏览器”选项板“库”中的某个材质。
（2）将所选材质从Autodesk 库直接拖动至所选对象，同时，该材质被添加到文档材质。
（3）先选定对象或者面，通过在“材质浏览器”选项板中单击材质样例的快捷菜单中的“指定给选择”，可将材质指定给选定对象或者面。
4．示例
将“黄铜- 抛光”材质指定给图6-131a 所示圆柱体。
任务9　绘制三通三维实体
任务实施
1．绘制三通左端实体
（1）绘制左端轮廓
（2）生成实体
任务9　绘制三通三维实体
2．绘制三通中间竖直实体
（1）三维镜像
（2）三维旋转
任务9　绘制三通三维实体
3．绘制三通右端实体
4．绘制三通内孔
（1）布尔并集运算
任务9　绘制三通三维实体
（2）打通中间竖直通孔
任务9　绘制三通三维实体
（3）打通水平通孔
任务9　绘制三通三维实体
5．创建另外两个三通
（1）复制另外两个三通
任务9　绘制三通三维实体
（2）三维旋转
任务9　绘制三通三维实体
6．添加材质
7．整理并保存
模块六　三维实体建模
任务10　绘制渐开线直齿圆柱齿轮三维实体
任务实施
1．渐开线直齿圆柱齿轮几何参数计算
分度圆直径：d ＝ mz ＝ 6mm×20＝120mm；
齿顶圆直径：da＝m（z ＋2）＝6 mm ×（20 ＋ 2）＝132mm；
齿根圆直径：df ＝ m（z－2.5）＝6 mm ×（20－2.5）＝105mm；
基圆直径：db = dcosa = 120 mm×cos20°≈112.8mm。
2．渐开线的绘制方法
（1）渐开线的形成
直线在圆上纯滚动时，直线上一点K的轨迹称为该圆的渐开线，该圆称为渐开线的基圆，直线称为渐开线的发生线。因而，发生线在基圆上滚过的长度等于基圆上被滚过的相应弧长。
任务10　绘制渐开线直齿圆柱齿轮三维实体
（2）渐开线的绘制方法
渐开线的绘制从基圆开始，到齿顶圆结束；基圆到齿根圆部分为非渐开线，用直线和圆弧绘制。绘制时，只需要绘制出齿的一侧齿形轮廓，再通过镜像绘制出另一侧的齿形轮廓。为绘制基圆到齿顶圆部分渐开线，应先对基圆进行等分，可将其分为40 等份，之后在基圆上绘制一部分切线，取其长度为对应的弧长。40 等份的每段弧长L=πdb/40≈3.14×112.8 mm/40≈8.85 mm，若基圆上的点不算，则第1 个点的切线长是8.85 mm，第2 个是2×8.85 mm=17.7 mm，第3 个是3×8.85 mm=26.55 mm，第4 个是4×8.85 mm=35.4 mm，依此类推，最后将这些切线的端点用样条曲线光滑相连，即可得到一条渐开线。
3．绘制渐开线直齿圆柱齿轮三维实体
（1）绘制齿顶圆、齿根圆、基圆和分度圆
（2）40 等分
任务10　绘制渐开线直齿圆柱齿轮三维实体
（3）绘制一个齿形轮廓
任务10　绘制渐开线直齿圆柱齿轮三维实体
1）绘制四条切线。
2）绘制渐开线。
任务10　绘制渐开线直齿圆柱齿轮三维实体
3）将UCS 设置在基圆的渐开线起点上。
4）用“直线”命令将基圆与两相邻等分线的交点连接起来，将这条线段的中点与圆心的连线作为镜像时的对称线。
任务10　绘制渐开线直齿圆柱齿轮三维实体
5）对齿廓与齿根圆相交处倒圆角，圆角半径为R2.28 mm。
4）用“直线”命令将基圆与两相邻等分线的交点连接起来，将这条线段的中点与圆心的连线作为镜像时的对称线。
任务10　绘制渐开线直齿圆柱齿轮三维实体
5）对齿廓与齿根圆相交处倒圆角，圆角半径为R2.28 mm。
6）修剪、删除多余的线条，并将其建成面域。
（4）绘制齿根圆、φ30 mm 孔及键槽
任务10　绘制渐开线直齿圆柱齿轮三维实体
（5）拉伸面域生成三维实体
（6）齿端倒角
任务10　绘制渐开线直齿圆柱齿轮三维实体
（7）环形阵列
（8）进行布尔运算
任务10　绘制渐开线直齿圆柱齿轮三维实体
4．添加材质
5．整理并保存
THANK YOU!

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