济源职业技术学院 教 案 首 页 ? 课程名称 现代机械制图 课时 3  主 要 教 学 内 容 时间分配   第九章 组合体的三维实体造型 1、三维实体的编辑和布尔运算 2、组合体的三维实体造型 ? ? ? 135分钟 ?  教学目的 1．掌握三维实体的编辑和布尔运算的方法； 2．用上述方法绘画组合体的三维实体造型；  教学重点 实体编辑  教学难点 布尔操作  教学方法 使用教具 讲授法 多媒体教学  拟留作业   授课总结 ? ? ? ? ?  ? 第九章 组合体的三维实体造型 本章重点； 三维实体编辑命令、 本章难点； 实体剖切、倒角，圆角命令 本章要求； 能熟练运用各种命令，做出符合要求的三维实体造型 四、本章内容： §9－1　三维实体的编辑和布尔运算； 实体模型具有线框模型和表面模型所没有的体的特征，其内部是实心的，所以用户可以对它进行各种编辑操作，如穿孔、切割、倒角和布尔运算，也可以分析其质量、体积、重心等物理特性。而且实体模型也能为一些工程应用，如数控加工、有限元分析等提供数据。 创建实体模型的方法归纳起来主要有两种；一种是利用系统提供的基本实体创建对象来生成实体模型；另一种是由二维平面图形通过拉伸旋转等方式生成三维实体模型。前者只能创建一些基本实体，如长方体、圆柱体、圆椎体、球体等；而后者则可以创建出许多形状复杂的三维实体模型，是三维实体建模中一个非常有效的手段。 对三维实体不仅可以进行复制、删除、移动等操作（其操做方法与二维图形的编辑类似，不再介绍）而且可以进行三维阵列、三维镜像、三维旋转、对齐等命令。 三维阵列； 用于在三维空间中将实体进行矩形或环形阵列。该命令可用于大量性通用构件模型的 阵列复制，用户只需创建好一个实体，就可将该实体按一定的顺序在三维空间中排列，极 大地减少工作量。 命令格式： ◆命令行：3Darray(回车) ◆ 菜单：[修改]→[三维操作]→[三维阵列] ◆工具栏：单击[修改]工具栏上的[阵列]按钮  步骤： 1)输入命令：3Darray(回车)。 2)选择矩形阵列或环形阵列。 3)如果用户选择矩形阵列，系统提示输入阵列的行数、列数、层数以及行距、列 距和层距：如果选择环形阵列，则系统提示阵列环形的中心点坐标、复制数目、阵列 的环绕角度。在创建环形阵列时，如果旋转角度输入为负值，则表示沿顾时针方向阵 列；输入正值，则表示沿逆时针方向阵列。 4)选择实体对象． 5)回车。 二、三维镜像 命令格式： ◆ 命令行：Mirror3D(回车) ◆菜单栏：[修改]→[三维操作] →[三维镜像] ◆工具栏：单击[修改]工具栏上的[镜像]按钮　 步骤： 1)输入命令：Mirror3D(回车)。 2)选择对象，可选择多个对象，选择完后回车。 3)指定镜像轴线上第一点。 4)指定镜像轴线上第二点。 5)系统提示是否删除源对象，选择后回车。 三、三维旋转 此命令可将实体按一定的轴进行旋转，以满足作图的需要。 命令格式， ◆ 命令行：Rotate3D(回车) ◆菜单栏：[修改]→[三维操作]→[三维旋转] ◆工具栏，单击[修改]工具栏上的[旋转]按钮  步骤： 1)选择对象后回车。 2)指定基点。 3)指定旋转角度。 四、下述4条编辑命令仅对具有质量的三维实心体有效； 1、实体斜面倒角 在机械设计中常常对机械零件的边缘、棱缘进行倒角处理。实体倒角包括斜面倒角和圆弧倒角，下面先进行实体的斜面倒角。 命令格式： ◆命令行：Chamfer(回车) ◆菜单：[修改]→[倒角] ◆工具栏：单击[修改]工具栏中的[倒角]按扭  步骤：1)输入命令：Chamfer(回车)，出现如下提示： 当前倒角距离1＝5．0000，距离2＝5．0000(回车)。 2)选择一条线作为等角线，等角线是实体表面形状的边缘线，两个表面的交线即等角线。 3)基表面选择。等角线所在的其中一个平面即为基表面。 4)回车，AutoCAD选择等角线所在的其中一个平面为基表面，回车即认可。如果 要选择另一个面为基表面，则要输入Next。 5)说明基表面倒角尺寸即输入斜面倒角的长度。回车即接受默认值。指定另一表 面的倒角长度。 6)选择基表面上的边用于倒角，回车接受默认值表示选择基表面上的所有边，这 些都将被按照同一尺寸进行倒角。 2、实体圆弧倒角 命令格式： ◆命令行：键入Fillet(回车) ◆菜单栏：[修改]→[圆角] ◆工具栏：单击[修改]工具栏中的[圆角]按扭  步骤： 1)输入命令：Fillet(回车)。 2)当前模式，模式：修改，半径：5．0000(回车)。 3)选择第一个对象或{多段线(P)／半径(R)／修剪(T))。 4)输入圆角半径<5．0000>：回车键入倒角圆弧的半径；回车接受默认值。 5)选择边或[链(C)／半径(R)L选择要被倒角的边。 3、实体剖切 通过定义截面，把一个实体对象切割成两半，并对切开的部分进行选择性保留，从而生成新的实体。 命令格式： ◆命令行：Slice(回车) ◆菜单栏：[绘图]→[实体]→[剖切] ◆工具栏：单击[实体]工具栏上的[剖切]按钮  步骤： 1)输入命令；Slice (回车）。 2)用鼠标选择要剖切的实体对象。 3)重复选择要剖切的实体对象，不再选择时回车即可。 4)定义分割平面。 5)选择所要保留的那一半实体，点击那一半即可。回车则说明两半都要。 对剖切平面选择的几点说明： 对象：对象选项说明定义的分割平面是二维对象，即圆、椭圆、圆弧、样条线、多义线等。所定义的二维对象在分割实体对象之前就已经存在。 Z轴：Z轴选项说明定义的分割平面是平行于XY平面且有一点在Z轴上的二维平面。 键入Z后，命令行显示为： 选择位于XY平面内的一点； 选择Z轴一点。 视图：视图选项说明定义的分割平面与当前视平面对齐。输入V后，命令行显示：指定一点即可定义分割平面的位置。 XY平面／YZ平面／ZX平面 XY平面／YZ平面／ZX平面选项说明定义的分割平面，平行于当前UCS中的XY／YZ ／ZX平面。输入ZY后，命令行显示：指明一个点确定XY平面的位置。 3点：3点选面说明用3点来定义分割平面。回车接受默认值，命令行显示： 选定第1点： 选定第2点： 选定第3点： 4、实体截面 实体剖切与实体截面的区别是：实体剖切是提用分割平面将实体的对象分割成若干 块，从面生成若干个新的实体；而实体截面是利用一个剖面将实体对象剖切开，然后看面域(或无名块)与实体对象相交截面的剖面视图。 命令格式： ◆命令行：Section(回车) ◆菜单栏：[绘图]→[实体]→[截面] ◆工具栏：单击[实体]工具栏上的[切割]按钮  步骤： 1)输入命令：Section(回车)。 2)选择要被剖视的实体对象。 3)[对象／Z轴／视图／XY平面／YZ平面／ZX平面／3点]：定义剖视平面这些选项的含义与Slice命令中出现的选项含义相同。 操作完毕，即生成剖面视图，用Move命令移动生成的新对象，以便查看. 二、布尔运算； 逻辑布尔运算，是由英国著名的数学家George Boole发明的，定义的操作方式有：与， 或、非、异或。在CAD制图过程中，我们经常用到的就是与、或、非三项，即并、差、交。布尔操作就是通过实体的部分进行重叠、连接、裁剪、编辑等手段来实现所期望的实 体模型的操作。 1．实体结合 实体结合是两个单独的实体连接而生成一个完整的独立实体。生成的新实体是两个实体加上它们的公共部分组成的实体。 命令格式： ◆命令行：Union(回车) ◆菜单：[修改]一[实体编辑]一[并集] · ◆ 工具栏：单击[实体编辑]工具栏上的[并集]按钮  步骤： 1)输入命令：Union(回车)。 2)选择要结合的实体对象(图中的球体)。 3)再选择别一个实体对象(图中的长方体)。 4)若不再选择，回车即可。 操作结束，AutoCAD将以上两个实体连接成为一个新的实体. 2.实体裁减 实体裁减是从两个实体中裁去其中一个与其重叠相交的部分后生成的新实体。 命令格式： ◆命令行：Sublract(回车) ◆菜单栏：[修改]→[实体编辑]→[差集] ◆工具栏：单击[实体编辑]工具栏上的[差集]按钮  步骤； 1)精入命令：Subtract(回车)。 2)选择实体和区域作为源对象从中裁减。 3)选择被裁减对象。选择裁减对象是有顺序的，Subtract命令要求先选定要从中裁 减的源对象，然后再选定要被裁掉的对象。 4)回车。 操作完毕，就生成了新实体。 3．实体重叠； 实体重叠是两个实体在连接后产生交叉重叠部分的操作，生成的新实体是它们共同拥有的那部分实体。 命令格式： ◆ 命令行：Intersect[(回车) ◆ 菜单栏：[修改]→[实体编辑]→[交集] ◆ 工具栏：单击[实体编辑]工具栏上的[交集]按钮  步骤： 1)输入命令：Intersect[(回车)。 2)选择实体对象． 3)选择另一个要重叠的实体对象。 4)回车。 §9－2　组合体的三维实体造型； 综合实例讲解；用轴支架的二维图形及尺寸，绘制三维图形。 一、绘图方法与步骤； 1、设置绘图界限；594×420。 2、设置图层；细点画线层、截面层、实体层。  3、调出工具条：坐标系(Ues)、视点(View)、实体(Solids)、实体编辑(SolidsEdilting)工具条。 4、绘制图形 二、绘制底板： 设置实体层为当前层。 选择观察视点：西南等轴测(SWlsometric)。 第一步：绘制长方体。单击图标→提示：指定长方体的起点→输入：0，0，0↓→提示：指定角点或[立方体(C)长度(L)]→输入：L↓→提示：指定长度→输入：200↓→ 提示：指定宽度输入：120↓→提示：指定高度→输入：25↓。 第二步：倒R30圆角。单击图标→提示：选择第一个对象或[多段线(P)／半径 (R)／修剪(T)]→选择需倒角的边→提示：输入圆角半径＜10.000＞→输入：30↓→，提示：选择边或[链(C)半径(R)]→↓。 第三步：在长方体的上表面绘制直径44的圆，并拉伸其高度为25的实体 设置细点画线层为当前层．启用直线命令在长方体的上表面绘制细点画线。 设置截面层为当前层，启用圆命令绘制直径44的圆(过程略)。 设置实体层为当前层，拉伸直径44的圆周。 单击图标 →提示：选择拉伸对象→选择两直径44的圆‘提示：指定拉伸高度→输入： －25↓→提示：指定倾斜角度＜0＞，→↓。 第四步：实体布尔运算一减运算。单击图标一提示：选择被减对象、选择长方体，并按Enter健一提示：选择减去对象一选择两个直径44圆，按Enter键，如图(a)所示。 三、绘制立板 第一步：新建UCS坐标系。单击图标→提示：选择选项→输入：N↓→提示：指定 原点或选择选项→：3／→提示：指定新原点→指定长方体的左上角点→在x轴正向上指定点→指定长方体的左下角点→提示：在Y轴正向上指定点→指定右上角点。 第二步：绘制立板截面图，并拉伸截面为实体。设置截面层为当前层，启用多段线命令绘制立板的后表面(过程略)。 设置实体层为当前层．拉伸截面为厚60mm的实体(输入拉伸高度为-60) (过程 第三步：减运算：从立板中减去内圆柱。 四、绘制肋板 第一步：设置截面层为当前层。启用多段线命令绘铡两个肋板的后截面(过程略)。 第二步：设置实体层为当前层。启用拉伸命令拉伸截面为厚度30mm的实体(过程略). 五、并运算 单击图标 →提示：选择并运算对象→选择底板、立板、两个肋板→按Enter键。 六、关闭用户坐标系UCS：单击图标 →显示UCS对话框→单击“设置”选项卡→关闭UCS→单击“确定”按钮。  七、消隐；单击图标 或单击菜单：“视图消隐”或命令行输入； 八、着色；命令行输入：shade 九、渲染  基本渲染。  底板三维模型  三维实体模型  消隐效果  着色效果