三维实体造型Read
mastercam9.1快捷键和功能讲解2（1）
mastercam9.1快捷键和功能讲解2（1）mastercam快捷键详解点的编辑：输⼊坐标：当要输⼊点的X，Y，Z坐标与上⼀次对应相同时，该坐标可不输⼊，系统⾃动以上次点的对应坐标做为这次点的对应坐标。
绘图→点→指定位置→相对点→选已知点→极坐标→输⼊S（以两个已知点距离定义相对距离）L（选取图素长度）A（⾓度）→。
绘图→点→等分绘点（n等份，但输⼊点数为n+1）绘图→点→指定长度（创建点与选取时靠近⿏标的端点之间距离为指定长度，圆的端点为0°位置点）曲线：当TYPE为P时，创建的为参数型样条曲线；当为N时，创建为NURBS样条曲线。
⽣成曲线⽅法：1、选取通过点2、转换已有曲线串联3、熔接两条曲线。
1、选取通过点：1、⼿动（依次顺序指定通过的各点）2、⾃动（选取已有第⼀、第⼆和最后⼀个点，系统⾃动根据这3点和绘图区其他各点的位置⾃动选取曲线通过点并绘出曲线，为了避免扭曲，系统会⾃动删除或空掉⼀些⽆关的点）当选取第⼀点和最后⼀点相同时，可创建⼀条封闭曲线，但必须⾄少存在三个不同位置点。
端点状态：设置曲线端点处切线⽅向。
（Y时：选取完后将显⽰曲线⾸尾切向，并可编辑曲线→F为编辑第⼀点，L为编辑最后⼀点。
N时：则不显⽰）三点弧：将曲线端点切线⽅向设置为邻近3个点（F为前三点，L为选取的后三点）确定的圆弧切线⽅向。
⾃然状态：系统默认，⾃动计算出⽣成最⼩长度曲线的端点切线⽅向，端点状态为N时系统即是采⽤该切向⽣成曲线）值输⼊：输⼊点坐标来设置端点切向。
⾓度：通过指定切线⽅向与+X轴夹⾓来定义。
另⼀图素：通过另⼀曲线上的点的切线⽅向设置。
另⼀端点：选择曲线时，应该靠近所需端点那端。
换切向：切向反向。
（三点⾃然状态不能切换）2、转换已有曲线串联3、熔接两条曲线：创建⼀条与两条曲线在选取位置相切的样条曲线。
第⼀曲线：重新选取第⼀条曲线及切点。
第⼆曲线；重新选取第⼆条曲线及切点修整⽅式：1、修剪第⼀条2、修剪第⼆条B、两条均修剪N、不修剪熔接值1/2：指定与第1/2条曲线的熔接值。
STL文件的读取显示
通过前面对 STL 文件的结构分析可知，STL 文件由文件路径及文件名、三角 面片法向量、三角形面片的顶点、三角形顶点定义开始标识符(outer Ioop)及结 束标识符(endIoop)和三角形面片定义结束标识符(endfacet)等字符串信息构成。 在本文中只需要其中的三角形顶点信息，因此要对读入的字符串进行是否为三角 形顶点信息的判断，这里通过 Push Line(Verte×Array＆vertices)函数来实现 判断。
读取STL文件时，只需要读取STL文件中表示向量和三角形顶点的相应数据， 不需要读文件中的其它信息。依次按逆时针方向读入各个三角形面片的3顶点坐 标值。由于三角面片外法矢量可以通过右手螺旋法则由3顶点坐标值计算出来， 因此可不对其进行存储，以节省存储空间。如果后续处理需用到法矢量， 可利用以下的外法矢量计算公式：
ifstream：：in)；／／打开要读取的STL文件 Read Line(Jjne)： Push Line(Vert jces)： }
Read Line(string＆line)函数不对Read(Vertex Array & vertices)函数中 读入的行字符串信息进行是否为三角形顶点字符串信息的判断，而只对读入的字 符串进行存储，并通过strtok(buff，Del)函数对读入的每行字符串信息进行分 隔，以区别读入的每个字符，为下一步对三角形顶点字符串信息的判断做准备。 部分实现程序如下： void Vertex Reader：：Read Line(string＆line) { 一一一 char★token = strtok(buff。Del)；／／分解字符串为一组标记串 while(token){ Tken．push．．back(token)； token=strtok(NULL。Del)； }
计算机图形学06：实体几何造型基础
分解表示
边界表示
构造表示
四叉树、八 叉树等方法
扫 描 表 示
基本图形
构 造 实 体 几 何 表 示
特 征 表 示
三维实体的表示
线框模型 ----物体的骨架
表面模型
----物体的皮肤
实体模型 ----”有血有肉”的物体模型
三维实体的表示
线框模型 ----物体的骨架
形体表示成一组轮廓线的集合，只需建立三维线段表 数据结构简单、处理速度快 所构成的图形含义不确切，与形体之间不存在一一对应关系，有二义性 不便进行光照或消隐处理，不适合真实感显示和数控加工
欧拉公式与欧拉运算
欧拉运算时，必须要保证欧拉公式和下述条件成立，才能 够保证形体的拓扑有效性。
面单连通，没有孔，且被单条边环围住； 实体的补集是单连通，没有洞穿过它； 边完全与两个面邻接，且每端以一个顶点结束； 顶点至少是三条边的汇合点。
1 1 2
5 2 4 3 5 2 3
正则 形体
数据结构
xyz坐标
顶点表 V1 V2 V3 … 边表 E1 E2 E3 …
起点 终点
环表 F1 F2 F3 …
边号（按右手法则）
三维实体的表示
过程模型
以一个过程和相应的控制参数描述 以一个数据文件和一段代码的形式存在
包括----随机插值模型、迭代函数系统、 L系统、粒 子系统、复变函数迭代等
第6讲：实体几何造型基础
第六章：实体几何造型基础
线框模型
实体几何的定义 三维实体表示的数据模型
实体造型（Solid Modeling）
几何造型技术
第一代：手工绘制工程图 第二代：二维计算机绘图 第三代：三维线架系统 第四代：曲面造型 第五代：实体造型
实体造型技术的研究
实体造型技术的研究实体造型技术的研究可以追到溯到六十年代初期，不过，直到六十年代后半期，有关实体造型的报道仍然很少。
七十年代初期，出现了一些实体造型系统，如英国剑桥大学的BUILD-1系统，德国柏林工业大学的COMPAC系统，日本北海道大学的TIPS-1系统和美国罗切斯特大学的PADL-1、PADL-2系统等。
这些早期的实体造型系统有一个共同的特点：不支持精确的曲面表示，用多面体表示形体。
多面体模型的优点是数据结构相对简单，集合运算、明暗图的生成和显示速度快。
但是，同一系统中存在两种表示：精确的曲面表示和近似的多面体逼近，违背了几何定义唯一性原则；而且，曲面形体使用多面体模型只是近似表示，存在误差，若要提高表示精度时，就需要增加离散平面片的数量，庞大数据量影响计算速度和计算机的存储管理，也是难以接受的。
显然，要为了解决这个问题，就需要在几何造型系统中采用精确的形体表示模型。
六、七十年代，雕塑曲面的研究取得了很大的进展，Coons曲面、Bezier曲线和曲面、B样条曲线和曲面等设计方法相继提出，并在汽车、航空和造船等行业得到了广泛的应用。
曲面造型系统由于缺乏面片的连接关系，不仅使曲面的交互修改非常复杂，而且也难于构造封闭的形体。
实体造型系统则由于不能有效地处理复杂曲面，也使其几何造型的覆盖域受到了很大的限制。
自然，如何构造能够精确表示形体的几何造型系统，成了人们研究的目标。
1978年，英国Shape Data公司推出了实体造型系统Romulus，并首次引入了精确的二次曲面，二次曲面的表示采用了代数方程的形式。
八十年代末，出现了NURBS曲线曲面设计方法，已有的曲线曲面表示方法，如Bezier方法、B样条方法等，可以用NURBS方法统一表示，且能精确表示二次曲线曲面。
由于NURBS的强大的表示能力，能够精确表示形体的几何造型系统，纷纷采用了NURBS方法，国际标准化组织也已将NURBS作为定义工业产品形状的唯一数学方法。
AutoCAD中所有英语词汇的翻译
Standard 标准 标准
Start 起点 启动
start angle 起点角度 起始角度
start tangent 起点切向 起始切点
Start Up dialog box “启动”对话框 「启动」对话方块
starting 起始 起点
statements 状态说明 叙述,. 声明, 陈述式
switch 开关 开关
swivel 旋转 旋转
swivel 旋转 旋转
sym 符号 符号
symbol set 符号集 符号集
symbol table 符号表 符号表
Symmetrical 对称 对称
Synchronize 同步 同步
system requirements 系统需求 系统需求
snap angle 捕捉角度 锁点角度
snap grid 捕捉栅格 锁点格点
Snap mode 捕捉模式 锁点模式
snap resolution 捕捉分辨率 锁点解析度
SnapTips 捕捉提示 锁点提示
solid 填充 实体, 2D 实面
solid (二维)填充/(三维)实体 实体, 2D 实面
purge 清理 清除
pyramid 棱锥面 三角锥体
QDIM 快速标注 快速标注
qsave 快存 快速存档
qtext 快速文字 快速文字
Quadratic 二次 二次
quality 质量 品质
Quick Tour 快速指南 快速导览
radian 弧度 弪度
Radio Button 单选钮 圆钮
style 样式 字型
三维造型设计实验指导书
《三维造型设计》实验指导书工程软件教研室辽宁工学院2005年7月目录实验一雏形实体造型 (1)实验二曲面造型 (3)实验三高级曲面造型 (5)实验一雏形实体造型一、实验目的通过实际上机操作，使学生掌握应用软件提供的基本造型命令，并能利用这些命令创建零件实体。
二、实验原理及方法利用应用软件提供的基本造型命令创建零件实体。
三、实验仪器586以上微机及Pro/ENGINEER软件。
四、实验步骤1．启动计算机进入Pro/E环境2.进入零件创建环境1）在Pro/E环境下选菜单项File->New 创建新文件2）图1所示菜单中选择文件类型—Part文件子类型 Solid3)设置文件名及特征创建模板4）点击图1中的OK进入零件创建环境2．创建零件1）创建第一个实体特征图1第一个实体特征的创建命令：Exteude、Revolve、Sweep、Bland。
2）创建其它特征特征种类包括：Hole、Round、Chamfer、Cut Protrusion、Rib、Shell 等。
五、整理程序，写出实验报告六、思考题1．拉伸方向与绘图平面的关系？2．对拉深截面有何要求？3．用Sweep方法创建实体特征式其截面与轨迹线有何要求？4．在用Blend方法创建特征时对截面的边数有何规定？若截面为一个圆和一个方形，需要如何处理？5．阵列的位置参数如何考虑？6．创建Rib时要注意那些问题？实验二曲面造型一、实验目的通过实际编程操作基本掌握软件提供的曲面设计及编辑命令并能利用其创建带有曲面的零件。
二、实验原理及方法利用曲面设计及编辑命令创建带有曲面的零件。
三、实验仪器586以上微机及Pro/ENGINEER软件。
四、实验步骤1．启动计算机进入Pro/E环境2．进入零件创建环境1）在Pro/E环境下选菜单项File->New 创建新文件2）图中所示菜单中选择文件类型—Part文件子类型 Solid3)设置文件名及特征创建模板4）点击图中的OK进入零件创建环境3．创建零件创建曲面可采用：Exteude、Revolve、Sweep、Bland等命令。
计算机图形学三维造型技术
化要求而产生的，是建立在实体造型方法基础之上， 更适合于计算机集成制造系统的产品设计方法
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特征模型 vs. 设计意图
特征的引用直接体现了设计意图
Brep也称为边界模型－Boundary Model表示了点边 面等几何信息及其相互连接关系
用于表示物体边界的有--平面多边形(三角网格是其特例)、 曲面片
边界表示的数据结构
翼边结构
半边结构
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翼边结构
由Baumgart引入
精简的、基于边的边界模型 表示出体素的面、边、点的信息，并可检索
什么是客观存在（有效）—实体的定义
具有一定的形状 具有封闭的边界（表面) 内部连通 占据有限的空间 经过运算后，仍然是有效的物体
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关于实体（2）
内点 边界点 取内点运算i 取闭包运算c
正则运算r r • A c •i • A
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关于实体（3）
推移表示
实体模型
构造实体几何表示
特征表示
空间分割表示
非传统造型技术
分形造型
粒子系统
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特征造型系统举例
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什么是特征(Feature)
由工作中的面、边及顶点围成的一个特定几何外形/ 一个具有一定工程含义的特定形状
用于论证设计、工程和制造的任何实体
根据边的方向，将新的边界面分类为：in和 out
根据布尔操作类型，将in/out类边界面恰当 组合，构造结果实体：拼合边表和顶点表
实体造型简介实体造型简介实体造型出现于世纪年代
2.1 实体造型简介2.1.1 实体造型简介实体造型出现于20世纪60年代初期，但由于当时理论研究和实践都不够成熟，实体造型技术发展缓慢。
20世纪70年代初出现了简单的具有一定实用性的基于实体造型的CAD/CAM系统，实体造型在理论研究方面也相应取得了发展。
如1973年，英国剑桥大学的布雷德(I.C.Braid)曾提出采用六种体素作为构造机械零件的积木块的方法，但仍然不能满足实体造型技术发展的需要。
在实践中人们认识到，实体造型只用几何信息表示是不充分的，还需要表示形体之间相互关系、拓扑信息。
到20世纪70年代后期，实体造型技术在理论、算法和应用方面逐渐成熟。
进入20世纪80年代后，国内外不断推出实用的实体造型系统，在实体建模、实体机械零件设计、物性计算、三维形体的有限元分析、运动学分析、建筑物设计、空间布置、计算机辅助制造中的数控程序的生成和检验、部件装配、机器人、电影制片技术中的动画、电影特技镜头、景物模拟、医疗工程中的立体断面检查等方面得到广泛的应用。
现在的三维实体造型技术是指描述几何模型的形状和属性的信息，并保存于计算机内，由计算机生成具有真实感的、可视的三维图形技术。
三维实体造型可以使零件模型更加直观，便于生产和制造。
因此，在工程设计和绘图过程中，三维实体建模应用的十分广泛。
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。
而且实体模型能为一些工程应用，如数控加工、有限元分析等提供数据。
实体模型通常也可以线框模型或表面模型的方式进行显示，用户可以对它进行消隐、着色或渲染处理。
2.1.2 实体造型方法在实体造型的应用软件中，使用的几何实体造型的方法一般有扫描表示法(Sweeping)、构造实体几何法(Constructive Solid Geometry〕和边界表示法(Boundary representation)三种。
2022年第十章D实体造型
• 在AutoCAD中，上下左右的定义如左后
X
O
前
左下
西
东
南
图 上下左右的定义 图 东南西北的定义
▪ 2、模型的消隐
• 消隐操作用来隐藏图形中被前景对象遮掩的背景 对象，使三维图形的显示更加简洁，结构更加清 晰，但消隐模型不够逼真，消隐操作只是用来检 查建模的正确性。 【菜单】［View］→［Hide］ 【工具栏】Render工具栏 → 【命令行】hide
四、切割实体——Slice
▪ 【功能】将三维实体切割获得新的实体结构。 ▪ 【菜单】［Draw］→［Solids］→［Slice］ ▪ 【工具栏】Solids工具栏 →
一、基本体素的定位 ——三维编辑
▪ 1、3D移动 ▪ 2、3D旋转 ▪ 3、3D镜像 ▪ 4、3D阵列 ▪ 5、3D对齐
二、基本体素的组合 ——布尔操作
一、面域
▪ 面域是由封闭的边界构成的二维封闭区域。 ▪ 在三维空间中就象是一张纸，没有厚度，但不透明，
可以遮挡其它物体；并且可以挖孔。 ▪ 其边界可以是一条图线对象或一系列相连的图线对
象，组成边界的对象可以是直线、圆、圆弧、椭圆、 椭圆弧、样条曲线等。 ▪ 这些对象要求自行封闭形成封闭区域，或与其他对 象首尾相接形成封闭区域。 ▪ 如果边界对象内部相交，就不能生成面域。 ▪ 在AutoCAD中，面域不论有多少图线组成，其都是 一个对象。
• 实体模型常见的造型方法有 体素法 扫描法
1、体素法
▪ 先将实体分解成系统已经提供的基本体素或者可以由系统生 成的基本体素。
▪ 然后将基本体素依次定位，再使用连接操作进行组合。连接 操作包括： • 加连接（并集∪） • 减连接（差集－） • 相交连接（交集∩）
利用计算机虚拟技术创建中学物理虚拟实验室平台
利用计算机虚拟技术创建中学物理虚拟实验室平台王淑娟（西安文理学院数学与计算机工程学院,西安,710065）摘要：利用计算机技术虚拟中学物理实验，可以达到更加便捷、真实的效果，这对于发展中学物理教学形式和提高教学质量具有重要的意义。
本文介绍了建设虚拟实验室的必要性和可行性，并选取了一个典型的中学物理实验进行虚拟。
最后，展望了中学物理虚拟实验室的发展前景。
关键词：中学物理；虚拟；实验中图分类号: G633.7The use of computer virtual technology to create a virtual physicslaboratory platformWang Shujuan(Department of mathematics and computer engineering,School of xi’an University of Arts and science,Xi’an,710071,China)Abstract：It gives a convenient way to simulate the experimental process and plays an important role in the development of teaching form and improvement of teaching quality.This paper introduces the virtual laboratory and its necessity and feasibility with a typical experiment.At last,the prospect of a virtual high school physics laboratory is discussed.Keywords：High School Physics;Virtual;Experiment0 引言随着新课改实施及素质教育的进一步深化，不少专家学者和广大物理教师充分认识到实验教学是中学物理教学的一个重要环节，对于提高教学质量、提升学生的学习兴趣具有重要意义。
三维几何造型技术
数学知识，因此要对操作者进行一定的培训。
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3.2.3 实体模型（Solid Model）
1、建模 实体模型与表面模型不同之处在于确定了表面的哪一侧存在实
体这个问题。用有向棱边的右手法则确定所在面外法线的方向， 如规定正向指向体外。如此只需将上图的面表改为如下，即可确 切地分清体内体外，形成实体模型。
形成悬挂面。
有必要对传统的点的集合运算施加一定的限制，为此定义
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线框、表面与实体模型的比较
模型表示
应用范围
局限性
二维线框 画二维线框图（工程图）无能法产观 生察 有参 实数 际的 意变 义化 的， 形不 体可
三维线框 画二、三维线框图
不能表示实体、图形会有 二义性
表面模型
1、点
几何造型中最基本的几何元素
端点 交点 切点 孤立点（形体定义立点般不存在）
在自由曲线和曲面的描述中常用到：用于确定曲线和曲面的位 置与形状。
控制点：相应 面曲 不线 一或 定曲 经过。 型值点：相应 面曲 一线 定或 经曲 过。 2、插 边 值点：为提 度高 ，输 在出 上精 述两 入点 的之 一间 系插 列
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2、优缺点 优点： （1）包含的信息全面，不仅记录了全部几何信息，而 且记录了全部点、线、面、体的拓扑信息。 （2）无二义性。可以消隐、剖切、有限元网格划分、 生成NC刀具轨迹。 （3）可计算物理特性。 实体造型包括两部分： （1）体素定义和描述
（2）体素间的布尔运算（构成复杂实体的有效工具）
圆弧、二次曲线及样条曲线组成 。 它的计算机表示包括两方面的信息：一类是几何信息，记录各顶
CAXA-me编程教程
实验二数控铣床加工实验一、实验目的1．了解数控铣床组成及其工作原理。
2．了解零件数控加工的手工编程和自动编程方法。
3．熟悉数控铣床CAD/CAM 软件的使用方法。
4．掌握用数控铣床加工零件的工艺过程。
二、实验内容及安排1．实验前仔细阅读本实验指示书的内容。
2．教师利用微机演示数控铣CAM 软件的使用方法。
3．学生使用数控铣CAM 软件对指定零件进行三维设计和编程。
4．教师讲解数控铣床的组成及其工作原理，演示数控铣床操作过程。
5．学生进行程序传输和机床操作，完成零件加工。
三、实验设备1．数控铣床5台。
2．由16台计算机组成的局域网。
3．与机床通讯用计算机5台。
四、CAD/CAM软件——CAXA制造工程师简介CAXA制造工程师（以下简称ME）是一套具有Windows风格的全中文软件，通过曲面与实体结合可进行三维造型，利用软件与数控加工相关的菜单功能，可以自动生成适用于数控系统的加工程序，从而实现CAD/CAM一体化。
该软件的基本功能为绘制曲线、绘制曲面、实体造型和自动生成零件表面的加工轨迹和加工程序。
下面分别加以讲解。
1.绘制曲线在ME中的曲线绘制分为草图曲线绘制和空间曲线绘制。
草图曲线的绘制主要为生成实体作准备，它是一个平面的封闭图形。
空间曲线（包括平面曲线）主要为生成曲面作准备，它既可以封闭，也可以开放。
（1）绘制草图曲线①确定基准平面绘制草图曲线必须依赖于一个基准平面，因此开始绘制新草图前就必须先选择一个平面作为基准面。
②选择基准平面用鼠标点取特征树中平面（包括三个坐标平面和已构造的平面）的任何一个，或直接用鼠标点取已生成的实体上的某个平面。
③点取草图器按钮“”，在特征树中添加了一个草图树枝，表示已经处于草图状态，可以绘制一个新草图。
④执行平面曲线绘制命令、删除命令 、“曲线裁剪”命令 、点选取工具⑤执行“检查环是否闭合”命令点取右边工具条最下方的“检查环是否闭合”图标表明草图是闭合的可以进行后续操作。
第10章 三维实体造型简介
分解实体的方法与工程制图中分析立体的形
体分析法有些相似，只是体素法分解的结果是根 据建模系统的造型能力决定的，可以比较图10-2 和图10-3。
图10-2 体素法造型
图10-3 工程制图形体分析
连接操作包括： 加连接（并集∪） 减连接（差集－） 相交连接（交集∩）
这样的连接操作 被称为布尔操作或 者集合运算。
10.2.2 观察三维模型的基本方法 1、通过预设视图观察
AutoCAD提供了六个标准视图和四个等轴测视图查看方向
a）俯视 b）仰视 c）左视 d）右视 e）主(前)视 f）后视
g）西南等轴测 h）东南等轴测 i）东北等轴测 j）西北等轴测
在AutoCAD中，上 下、左右、前后的 定义如图10-10。
旋转
图10-4 扫描法造型
扫描法常作为基本体素生成方法使用。
10.1.3 实体模型体素分解的常见思路
将一个零件实体分解为若干个基本体素的思路常见的有 三种：立体形状造型法、功能结构造型法和工艺结构造型法。
1、立体形状造型法 优先考虑立体的造型简便，以造型为目的，将立体
分解为若干个功能结构体素的方法。
例:（10<45,8）表示点在XY平面上的投影到原点距离为10个 单位，与X轴的夹角为45°，且沿Z轴方向有8个单位的点。
4、球面坐标
格式：R < α < β
R：点与原点的距离。 α：点与原点的连线在XY平面上的投影与X轴的夹角。 β：点与原点的连线与XY平面的夹角。
例：（25<40<70）表示点相对原点的距离为25个单位，与原 点连线在XY平面上的投影与X轴的夹角为40°，与原点的连 线与XY平面的夹角为70°。
线框模型
实体造型研究现状和发展趋势
实体造型的研究现状和发展趋势实体造型技术目前已经成孰。
实体造型技术是一块阶石，使我们走向更理想的公司或工厂：其整个产品的设计都能以实体模型的组合件方式存储于计算机中，所有工程和制造部门工作人员均能方便地从图形工作站网络存取这些信息。
外购件目录不再是一条清单，而是数据库信息，其中标明了所需的全部几何和功能特性。
制造部门的人员在工作站旁边，就可以看到逼真的装配件彩色图像，可以要求远在外地的工程设计部门的人员对工程设计进行修改。
工程部门的人员可重新修改存储在数据库中的实体模型，核算修改后的设计，更新零件数据库，并在几小时、基至几分钟内就能通知制造部门的人员，他们所要求的设计修改业已完成。
1.什么是实体造型实体造型是几何造型中一个新的重要领域，是几何学发展到现在与当代计算机强大功能相结合的先进技术。
实体造型（Solid Modeling）这一术语是实现三维几何实体完整信息表示的理论、技术和系统的整体概括。
通过这种完整的、无二义性的三维几何实体的表示，至少原则上可以自动地算出，被表示物体的任何有效定义了的几何特性。
迅速发展的实体造型技术正使得CAD/CAM中的“A”字不仅仅表示“Aided”或“Assisted”(辅助)，而且具有“Automated”(自动)的含义。
由此可见，实体造型的最显著特点就是所表示物体的完整性和无二义性。
换言之，能完整且无二义性地表示物体即为实体造型和显著特点。
2.实体造型的历史实体造型可看作是第五代几何造型方法，前四代分别为手工绘画、二维计算机绘图、三维线架系统和曲面造型。
机械制造行业及其他部门仍在广泛地使用手工绘图，但许多公司、厂矿已配置了后四代系统，形成五代并存的局面。
尽管有人断言，技术发展将出现无图纸工作环境，但我们认为，五代造型方法将较长时期并存使用，在实际生产中发挥各自优势。
实体造型的出现可以追溯到60年代初期，即L.G.Roberts寻找处理实体和景物（Scene）分析问题之时。
AutoCAD2014机械制图模块7 三维实体的创建与编辑
任务2 创建基本几何体
执行上述命令后，根据命令行提示，选择不同选项 可有3种方式创建圆柱体。
1.以圆为底面创建圆柱体 2.以椭圆为底面创建椭圆柱体 3.由轴端点指定高度和方向创建圆柱体
返回目录
任务2 创建基本几何体
知识点3 圆锥体
“圆锥体命令”可以圆或椭圆为底面，创建实体圆锥体或圆 台，如图7-29所示。默认情况下，圆锥体的底面位于当前UCS的XY 平面上，圆锥体的高度与 Z 轴平行，如图7-30所示。调用命令的 方式如下： • 功能区：“实体”选项卡→“图元”面板→“圆锥体” • 键盘命令：CONE
返回目录
任务1 三维观察及UCS的创建
知识点3 视觉样式 视觉样式控制边、光源和着色的显示。用户可通过更
改视觉样式的特性控制其显示效果。应用视觉样式或更 改其设置时，关联的视口会自动更新以反映这些更改。 调用命令的方式如下： • 功能区：“视图”选项卡→“视觉样式”面板→选择各 预定义的视觉样式 • 键盘命令：SHADEMODE
返回目录
任务2 创建基本几何体
第10步：创建多段体。
返回目录
任务2 创建基本几何体
第11步：将半圆多段体移至如图7-23所示的立体前， 使用“并集”命令合并实体。
第12步：在立体底部创建一个22×23×4的长方体， 作差集，完成三实体的创建，如图7-25所示。
第13步：保存图形文件。
返回目录
任务2 创建基本几何体
返回目录
任务2 创建基本几何体
执行上述命令后，根据命令行提示，选择不同选项可有 3种方式创建圆柱体。
1.以圆为底面创建圆柱体 2.以椭圆为底面创建椭圆柱体 3.由轴端点指定高度和方向创建圆柱体
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AutoCAD 2016第14章 三维实体造型与编辑
14.2 创建复杂的实体模型
14.2.5 用放样法创建三维实体(LOFT命令)
• 功能
通过对包含两条或两条以上横截面曲线的一组曲线进行 放样(绘制实体或曲面)来创建三维实体或曲面。
(“三维建模”工作空间) ② “实体”→“图元”面板→“多段体”下拉菜单→“棱锥体”按钮
(“三维建模”工作空间) ③ “默认”→“创建”面板→“长方体”下拉菜单→“棱锥体”按钮
(“三维基础”工作空间) ➢菜 单：“绘图(D)”→“建模(M)”→“棱锥体(Y)” ➢工具栏：“建模”→“棱锥体”按钮 ➢命令行：PYRAMID
14.2 创建复杂的实体模型
14.2.1 拉伸法创建三维实体(EXTRUDE命令)
• 功能
用拉伸方法创建实体，是将二维对象通过拉伸(增加 新的一维)创建三维实体。
14.2 创建复杂的实体模型
14.2.1 拉伸法创建三维实体(EXTRUDE命令)
• 访问方法
➢选项卡： ① “常用”→“建模”面板→“拉伸”按钮
(“三维基础”工作空间) ➢菜 单：“绘图(D)”→“建模(M)”→“楔体(W)” ➢工具栏：“建模”→“楔体”按钮 ➢命令行：WEDGE
14.1 创建基本的实体模型
14.1.4 圆锥体的绘制(CONE命令)
• 功能
用于创建圆锥、圆台或椭圆锥、椭圆台。
• 访问方法
➢选项卡： ① “常用”→“建模”面板→“长方体”下拉菜单→“圆锥体”按钮
14.1.3 楔形体的绘制(WEDGE命令)
• 功能
用于绘制楔形体。
第十五章三维实体建模
FILLET
使用 FILLET 命令，可以为所选择的对象 抛圆或圆角。缺省方法是指定圆角半径 并选择要进行圆角的边。其他方法为每 个要进行圆角的边单独指定参数并为一 系列相切的边圆角。
SECTION
域，可填充或消隐。
5.2、组合基本实体成复杂实体
-使用布尔运算将现有实体实行并、交、差运 算成复杂实体；
-Union并集合并两个或多个实体（或面域），
构成一个复合实体；
-Subtract差集删除两实体间的公共部分；
-Intersect交集将两个实体以上的重叠部分创
建成新的实体。
5.3、编辑复合实体 - 使用Fillet、Chamfer对实体实行圆角和倒角； -运用Solidedit实体编辑命令中“删除面”去掉 圆角和倒角； -Solidedit编辑实体常用选项： - 拉伸(E)/移动(M)/偏移(O)/删除(D)/复制(C)
CHAMFER
CHAMFER 命令给实体的相邻面加倒角。 为实体对象倒角的步骤
1 从“修改”菜单中选择“倒角”。 2 选择要倒角的基面边 (1)。 AutoCAD 亮显选定的边的两相邻曲面之一。 3 要选择另一个曲面，输入 n（下一个）；或按
ENTER 键使用当前曲面。 4 指定基面距离。 基面距离是指从所选择的边到基面上一点的距离，其
EXTRUDE
用 EXTRUDE 可以通过拉伸（添加厚度）选定的对象 来创建实体。可以沿指定路径拉伸对象或按指定高度 值和倾斜度拉伸对象。
可以拉伸封闭多段线、多边形、圆、椭圆、封闭样条 曲线、圆环和面域。不能拉伸包含在块中的对象。也 不能拉伸具有相交或自相交段的多段线。
CAD三维造型
4.旋转（REVOLVE） 4.旋转（REVOLVE） 旋转
旋转操作是指绕轴扫掠二维对象来创建三维 实体或曲面。 可以旋转的二维对象的实体包括： 实体或曲面 。 可以旋转的二维对象的实体包括 ： 椭圆、多边形、封闭的多段线 面域等 多段线、 圆、椭圆、多边形、封闭的多段线、面域等。
第 14 讲
第7章 三维实体造型
内容提要： 内容提要： 7-1 基本三维实体造型 7-2 特征三维实体造型 7-3 三维组合体的构建 7-4 编辑三维实体
§7-2
特征三维实体造型
一、特征三维造型概念 二、特征三维造型方法 1. 拉伸（Extrude） 拉伸（ ） 2.按住并拖动 （presspull） 按住并拖动 3.旋转（Revolve） 旋转（ 旋转
拉伸封闭的多段线生成三维实体： 拉伸封闭的多段线生成三维实体：
（3）拉伸面域生成三维实体 ）
什么是面域？ 什么是面域？ 面域是使用形成闭合环的对象创建的二维闭合区域。 面域是使用形成闭合环的对象创建的二维闭合区域。 闭合环的对象创建的二维闭合区域 环可以是直线、多段线、圆、圆弧、椭圆、椭圆弧和样条 环可以是直线、多段线、 圆弧、椭圆、 曲线的组合。组成环的对象必须闭合 必须闭合， 曲线的组合。组成环的对象必须闭合，或通过与其他对象 共享端点而形成闭合的区域。 共享端点而形成闭合的区域。
选择要旋转的对象（面域） 选择要旋转的对象（面域）
根据“对象（ ） 根据“对象（O）”定义旋转轴
根据X定义旋转轴 根据 定义旋转轴
面域绕X轴旋转 面域绕 轴旋转
面域绕指定轴、 面域绕指定轴、 绕对象旋转
旋转角度180°
旋转角度360°
5.放样（LOFT） 5.放样（LOFT） 放样
AutoCAD2018三维实体的编辑.pdf
第16章 三维实体的编辑本章主要介绍以下内容 z 实体的基本性质z 实体的移动和复制等基本编辑 z 如何对实体进行圆角和倒角处理 z 如何编辑实体的边和面 z 如何变更三维实体16.1 实 体 性 质实体是由边和面组成的如图16-1所示图16-1 实体的组成元素将实体分解的话每一个面都变成独立的面域可以单独修改或移动16.2 基 本 编 辑16.2.1 取消用户在绘制图形的过程中难免有绘制错的地方AutoCAD 提供的Undo 命令可以帮助用户纠正这些错误用户可以利用如下的几种方法输入Undo 命令z 键盘输入UNDO 或U z 执行菜单命令Edit Undoz 单击Standard 工具栏上的Undo 图标z 输入快捷键Ctrl+ZAutoCAD 提供的具有如下所示的强大的功能z Undo 可以无限制地逐级取消多个操作步骤直至返回到当前图形的开始状态边面第16章 三维实体的编辑 365zUndo 不受存储图形的影响用户可以保存图形但Undo 命令仍然有效z Undo 几乎适用于所有的命令AutoCAD 提供的Undo 命令不仅可以取消用户绘图操作而且还能取消模式设置图层的创建以及其他操作z Undo 提供了几个用于管理命令组或同时删除几个命令的不同选项用户如果要选择该选项只能通过键盘来启动Undo 命令但AutoCAD提供的Undo 命令不是万能的如下所示的一些功能就不受Undo 功能的影响 z 用CONFIG 所配置的AutoCAD选项 z NEW 或OPEN 所建立或捕捉的图形z PSOUT QSA VE SA VE 和SA VE AS 所存盘的图形z PLOT所输出的图形因为Undo 命令不可能让打印机收回打印纸并擦去上面的图形 16.2.2 重复用户在执行Undo命令时难免会操作失误此时AutoCAD提供的REDO 命令能帮助用户挽回最近一次失误用户可以通过如下几种方法输入REDO 命令 z 键盘输入REDOz 执行菜单命令Edit Redoz 在Standard 工具栏中用鼠标左键单击Redo图标z 输入快捷键Ctrl+Y 16.2.3 删除用户在绘制图形的过程中有时为了绘制的方便常绘制一些辅助的实体如定位线而这些实体在最后的图纸中是不能出现的那怎么办在AutoCAD 中用户可以利用它提供的删除Erase 命令删除这些不必要的实体有时用户可能会发生误操作用户也可以利用AutoCAD 提供的恢复Oops 命令来恢复被误删的实体在AutoCAD 中该命令可以帮助用户删除一些不必要的实体启动Erase 删除命令的方法有如下几种z 键盘输入ERASE 或Ez 执行菜单命令Modify Erasez 用鼠标左键单击Modify 工具栏上Erase 图标用上述几种方式中任一种输入命令后AutoCAD 将有如下提示Select objects:选择需要删除的实体在选实体时用户既可用拾取框选取实体也可用Bounding Window 界限窗口和Crossing Window 相交窗口选择实体用户利用Erase 命令删除实体时假如发生了误操作删除有用的图形实体在执行完删除操作之后紧跟着用户可以用Oops 或Undo 命令将删除的实体恢复366 第16章 三维实体的编辑16.2.4 恢复在执行Erase命令时难免操作失误Oops 命令可帮助用户纠正这一失误 用户可以通过如下几种方法输入Oops命令 键盘输入OOPS 16.2.5 实体的偏移有时用户需要从现有的几何造型上以一个设定的距离来进行复制用户可以采用Copy命令也可以采用AutoCAD 提供的Offset 命令用户可以通过以下方法输入Offset 命令z 键盘输入OFFSET 或Oz 执行菜单命令Modify Offsetz在Modify 工具栏上用鼠标左键单击Offset 图标用上述3种方式中任一种输入命令则AutoCAD将有如下提示Offset distance or Through <16-0000>:1Offset distance 偏离距离用户如果在上述提示下直接输入一给定的数值则AutoCAD 会把该数值当做执行偏离的距离同时AutoCAD 会有如下提示Select object to offset:选取要偏移的物体Side to offset?点取要偏移的方向Select object to offset:执行完以上操作后AutoCAD 会将用户所选实体以用户所指定的偏离距离以及偏离方向进行偏离2Through 通过用户如果在上述提示下输入T 则表示用户要通过所指定的一点进行实体的偏移选择该选项时AutoCAD 会有如下提示Select object to offset:选取对象Through point:单击要通过的点Through point:执行完以上操作后AutoCAD 将用户所选实体通过指定的点进行偏离 第一步执行偏离命令具体的操作过程如下所示Command: _offsetSpecify offset distance or [Through] <1.0000>: 10 Select object to offset or <exit>:选取实体Specify point on side to offset:指定偏离方向 Select object to offset or <exit>:选取实体Specify point on side to offset: 指定偏离方向Select object to offset or <exit>:选取实体 Specify point on side to offset: 指定偏离方向Select object to offset or <exit>:选取实体Specify point on side to offset: 指定偏离方向第16章三维实体的编辑 367Select object to offset or <exit>:选取实体Specify point on side to offset: 指定偏离方向Select object to offset or <exit>:选取实体Specify point on side to offset: 指定偏离方向Select object to offset or <exit>:选取实体Specify point on side to offset: 指定偏离方向Select object to offset or <exit>:选取实体Specify point on side to offset: 指定偏离方向Select object to offset or <exit>:选取实体Specify point on side to offset: 指定偏离方向图16-2 执行偏离命令的原图 图16-3 执行偏离命令后的图形第二步对实体执行剪切命令有关剪切命令将在后面介绍具体的操作过程如下所示Command: TRIMCurrent settings: Projection=UCS Edge=Extend Select cutting edges ...Select objects: 1 found Select objects:Select object to trim or [Project/Edge/Undo]: Select object to trim or [Project/Edge/Undo]: Select object to trim or [Project/Edge/Undo]:重复执行以上的操作直至剪切完所有的多余的线型第三步延伸实体有关延伸命令将在后面介绍具体的操作过程如下所示 Command: _extendCurrent settings: Projection=UCS Edge=Extend Select boundary edges ... Select objects: 1 found Select objects:Select object to extend or [Project/Edge/Undo]: eEnter an implied edge extension mode [Extend/No extend] <Extend>: Select object to extend or [Project/Edge/Undo]:选取要延伸的边Command: _extend368 第16章 三维实体的编辑Current settings: Projection=UCS Edge=Extend Select boundary edges ... Select objects: 1 found Select objects:Select object to extend or [Project/Edge/Undo]: Select object to extend or [Project/Edge/Undo]:执行完以上操作后AutoCAD 将绘制出如图16-4所示的实体图形第一步执行Pedit 命令有关Pedit 命令将在后面介绍具体的操作过程如下所示Command: pedit Select polyline:Object selected is not a polyline Do you want to turn it into one? <Y>Enter an option [Close/Join/Width/Edit vertex/Fit/Spline/Decurve/Ltype gen/Undo]: jSelect objects: 1 foundSelect objects: 1 found, 2 total Select objects: 1 found, 3 total Select objects: 1 found, 4 total Select objects: 1 found, 5 total Select objects: 1 found, 6 totalSelect objects: Specify opposite corner: 1 found, 7 total Select objects: 1 found, 8 totalSelect objects: 8 segments added to polylineEnter an option [Open/Join/Width/Edit vertex/Fit/Spline/Decurve/Ltype gen/Undo]:执行完以上操作后整个图形实体中的单个实体变成了一个实体第二步执行偏离命令具体的操作过程如下所示Command: _offsetSpecify offset distance or [Through] <1.0000>: 10 Select object to offset or <exit>: Specify point on side to offset:执行完以上操作后AutoCAD 将绘制出如图16-4所示的图形实体16.2.6 实体的复制Copy 命令可以让用户十分方便地将实体目标的一个或多个副本复制到新的位置上节约用户绘制图形实体的时间在AutoCAD 2004中用户还可以通过剪贴板把一张图纸上图16-4 执行完剪切和延伸命令后的图形第16章三维实体的编辑 369的某个实体复制到另外的一张图纸上下面分别介绍这两项内容利用Copy 命令复制图形实体用户可以通过如下几种方法输入Copy 命令 z 键盘输入COPY 或Coz 执行菜单命令Modify Copyz 在Modify 工具栏上用鼠标左键单击Copy图标用上述任一种方法输入命令则AutoCAD 将有如下提示Select objects:选择所要复制的实体目标Specify base point or displacement, or [Multiple]:1复制单个实体用户如果在上述提示下直接借助目标捕捉功能或十字光标确定基点位置后AutoCAD 将会出现如下的提示Specify second point ofdisplacement or <use first point as displacement>:确定复制目标的终点位置执行完以上操作后AutoCAD 将根据用户给出终点位置复制所选实体图形如图16-5所示其中1为原图2为复制后的图形2多重复制用户在上述提示下键入M后按Enter 键则AutoCAD 将出现如下提示Specify base point:确定复制基点Specify second point of displacement or <use first point as displacement>:要求确定复制终点位置用户执行完以上操作后AutoCAD 将一直提醒用户继续输入实体的另外的终点位置直至用户在上述提示下直接回车或通过鼠标右键来关闭该命令在图16-6中对单个的实体正六边形形进行多次复制图16-5 复制单个实体 图16-6 多重复制第一步绘制正六边形具体的操作过程如下所示Command: _polygonEnter number of sides <6>:Specify center of polygon or [Edge]:指定正六边形的中心370 第16章 三维实体的编辑Enter an option [Inscribed in circle/Circumscribed about circle] <I>:Specify radius of circle:输入圆的半径执行完以上操作后AutoCAD 将绘制出图16-8中的正六边形第二步绘制圆Command: _circleSpecify center point for circle or [3P/2P/Ttr (tan tan radius)]:指定圆的中心Specify radius of circle or [Diameter] <16.8082>:指定圆的半径执行完以上操作后AutoCAD 将绘制出图16-8左上角的圆 第三步执行复制命令具体的操作过程如下所示Command: COPY Select objects: Other corner: 23 found Select objects:<Base point or displacement>/Multiple: M Base point:确定圆的基点Second point of displacement:确定圆的位置如点1 Second point of displacement: 确定圆的位置如点2 Secondpoint of displacement: 确定圆的位置如点3Second point of displacement: 确定圆的位置如点4 Second point of displacement: 确定圆的位置如点5 Second point of displacement:确定圆的位置如点6Second point of displacement:执行的结果如图16-7所示图16-7 用复制命令复制的多个实体利用剪贴板复制剪贴板Clipboard 是Windows 提供的一个实用工具可方便地实现应用程序间图形数据和文本数据的传递在AutoCAD 中用户可以通过如下几种方法输入Copyclip 命令第16章三维实体的编辑 371z 键盘输入COPYCLIP z 执行菜单命令Edit Copy z 输入快捷键Ctrl+C用户利用上述命令将所选择的图形复制到Windows 剪贴板上从而转移到另外的图纸或其他的文档文件中 16.2.7 三维旋转用户可以通过AutoCAD 提供的Rotate 命令旋转实体图形用户可以通过如下几种方法输入Rotate 命令z 键盘输入ROTATE 或RO z 执行菜单命令Modify Rotatez在Modify 工具栏中,用鼠标左键单击Rotate 图标用上述几种方式中任一种方式输入后AutoCAD 将有如下提示Select objects:选取实体Select objects: ↙也可以继续选取Base point:确定旋转基点<Rotation angle>/Reference:1<Rotation angle>确定旋转的角度值选择该选项时AutoCAD 会将所选实体绕旋转基点按指定的角度值进行旋转用户确定的旋转角度值为正值则实体按逆时针方向旋转用户确定的旋转角度值为负值则实体按顺序时针方向旋转2Reference 以参考方式移动实体选择该选项时AutoCAD 会有如下提示Reference angle <0>:输入参考方向的角度值 New angle:输入相对于参考方向的角度值执行完以上操作后AutoCAD 将根据用户的设置将所选对象以参考方式进行旋转选择该选项可避免用户去进行较为繁琐的计算Command: _rotateCurrent positive angle in UCS: ANGDIR=counterclockwise ANGBASE=0 Select objects: 1 foundSelect objects: 1 found, 2 total Select objects: 1 found, 3 total Select objects: 1 found, 4 total Select objects:Specify base point:指定圆心Specify rotation angle or[Reference]: 50执行完以上操作后AutoCAD 将对左上图中所选取的实体以所输入的角度值进行旋转执行的结果如图16-8的右下图所示图16-8 执行旋转命令前后图形372 第16章三维实体的编辑16.2.8 三维镜像在设计中用户常常绘制对称的实体这时用户可以通过AutoCAD提供的Mirror 镜像命令来绘制这些对称实体从而节约用户的绘图时间用户可以通过如下几种方法输入Mirror 命令z键盘输入MIRROR 或MIz执行菜单命令Modify Mirrorz在Modify工具栏中用鼠标左键单击Mirror 图标用上述任一种方法输入命令则AutoCAD会有如下提示Select objects:选取欲镜像的对象如图16-10中的左图Select objects:也可继续选取First point of mirror line:输入镜像线上的一点如图16-9中图中的点3Second point:输入镜像线上的另外一点如图16-9中图中的点4Delete old objects? <N>在该提示下用户如果直接回车则AutoCAD将在绘出所选对象的镜像图形的同时保留原来的对象用户如果在上述提示下输入Y后再回车则AutoCAD将在绘出所选对象的镜像图形的同时删除原对象执行完以上操作后AutoCAD 将绘制出如图16-9中右图所示图形实体本例制作如图16-10所示的扳手具体过程如下图16-9 利用Mirror命令绘制的图形图16-10 1作正多边形单击按钮或者在命令行直接输入polygonCommand: polygonEnter number of sides <4>: 8Specify center of polygon or [Edge]: 0,0,0Enter an option [Inscribed in circle/Circumscribed about circle] <I>:cSpecify radius of circle: 402重复上述指令作外接圆半径为60的正十二边形结果如图16-11所示3生成实体单击按钮或者在命令行直接输入extrudeSelect Objects选中上述两个正多边形Specify height of extrusion or [Path]:30Specify angle of taper for extrusion <0>:4单击按钮或者执行View3D Views Front命令切换到前视图第16章 三维实体的编辑3735作多义线单击按钮或者在命令行直接输入plineSpecify start point: 0Specify next point:Specify next point or:close结果如图16-12所示图16-11图16-126设置用户坐标系在命令行直接输入ucs 将坐标系的新原点移动到上述多义线的右端点7单击 按钮或者执行View3D Views right 命令切换到右视图8作矩形单击按钮或者在命令行直接输入rectangle 将矩形两个对角设为-3015和30–15结果如图16-13所示9生成实体单击按钮或者在命令行直接输入extrude 以上述多义线为路径拉伸上述矩形10单击按钮或者执行View 3D Views Front 命令结果如图16-14所示图16-13图16-1411单击按钮或者在命令行直接输入hide 执行View3D Views SE Isometric命令结果如图16-15所示12单击按钮或者执行View 3D Views Top命令13设置用户坐标系在命令行直接输入ucs 将坐标系的新原点移动到上述扳手手柄的右端边的中点14作多义线单击按钮或者在命令行直接输入plineSpecify start point: 015Specify next point: @180< 180374 第16章三维实体的编辑Specify next point or [Arc/Close/ Halfwidth/Length/Undo/Width]:aSpecify endpoint of arc or [Angle/CEnter/CLose/Direction/H alfwidth/Line/Radius/ Second pt/Undo/Width]: rSpecify radius of arc: 15Specify endpoint of arc or [Angle]: @30<–90Specify next point: @180< 0 结果如图16-16所示图16-15图16-16 15单击 按钮或者执行Drawing Region 命令将上述多义线区域面化 16生成实体单击 按钮或者在命令行直接输入extrude 将上述多义线区域拉伸为15的实体 17差集处理单击 按钮或者在命令行直接输入subtract 从手柄上减去上述实体结果如图16-17所示18单击按钮或者在命令行直接输入hide 结果如图16-18图16-17图16-18 19单击 按钮或者在命令行直接输入fillet 设定圆角半径为20将手柄各边进行圆角处理结果如图16-19所示 20单击 按钮或者在命令行直接输入union 将螺丝孔和手柄合为一体21镜像处理执行Modify 3D Operation Mirror 3D 命令将上述实体沿着yz 平面对称过来22单击 按钮或者在命令行直接输入union结果如图16-20所示 23单击 按钮或者执行View Render Render...命令选择合适的材质最终得第16章三维实体的编辑375 到图16-10所示的效果图16-19 图16-2016.2.9 三维阵列在绘制实体的过程中有时为了节约时间常常使用AutoCAD提供的阵列命令来生成一组实体用户可以通过如下几种方法输入Array命令z键盘输入ARRAY或ARz执行菜单命令Modify Arrayz在Modify工具栏中用鼠标左键单击工具栏中Array图标用上述3种方式中任一种输入命令AutoCAD 将有如下提示Select objects:选取要阵列的对象Select objects:也可继续选取Rectangular or Polar array (<R>/P):该提示行中各选项的含义如下所示1Rectangular 矩形阵列执行该选项时AutoCAD 会有如下提示Number of rows (---) <1>:输入矩形阵列的行数Number of columns (|||) <1>:输入矩形阵列的列数Unit cell or distance between rows (---):1Unit cell用户如果在上述提示下直接输入一个点的位置则AutoCAD 会以单位网格的方式阵列用户所输入的一点为单位网格上的一个对角的位置同时AutoCAD会给出如下所示的提示Other corner:输入单位网格上的另一角的位置执行完以上操作后AutoCAD 会以该单位网格的高与宽作为阵列的行间矩与列间矩然后进行矩形阵列2distance between rows如果用户直接输入数值则AutoCAD会以用户所输入的数值作为矩形阵列的行间矩同时AutoCAD 会给出如下的提示Distance between columns (|||):输入列间矩执行完以上操作后AutoCAD 会以用户所确定的行数列数以及指定的行间矩与列间距对用户所选实体执行矩形阵列2Polar array 环形阵列用户如果在上述提示下输入P则AutCAD将执行环形阵列命令同时AutoCAD将如下提示376 第16章 三维实体的编辑Base/<Specify center point of array>:输入环形阵列的阵列中心点的位置Number of items:输入阵列的个数Angle to fill (+=ccw, -=cw) <360>:输入环形阵列的圆心角 Rotate objects as they are copied? <Y> 在该提示下用户若直接按Enter 键则表示阵列时对象要按照其相对于阵列中心的位置作旋转若输入N 则表示阵列时对象不进行旋转只作平移 下面举例说明如何使用阵列命令本例制作的套轴如图16-21所示具体过程如下1作辅助线单击按钮Command: xlineSpecify a point or [Hor/ Ver/ Ang/ Bisect/Offset]: h Specify through point: 000 2作等位线单击按钮或者在命令行直接输入offsetCommand: offsetSpecify offset distance or[Through] <1.0000>: 100 Select Object to offset or <exit>: Specify point on side to offset:3重复上述指令在x 轴两侧分别作两条水平直线与x 轴的距离分别为100和150结果如图16-22所示4重复上述指令在y 轴右侧分别作两条竖直直线与y轴的距离分别为35和50结果如图16-23所示图16-21 图16-22图16-23 5修剪处理单击按钮或者在命令行直接输入trim 将上述直线修剪成一个矩形框结果如图16-24所示 6作圆单击 按钮或者在命令行直接输入circle 作两个圆半径为10结果如图16-25所示 7作线段单击 按钮或者直接选择Drawing Line 命令或者在命令行直接输入line 作两圆的切线结果如图16-26所示 8修剪处理单击按钮或者在命令行直接输入trim 对上述图形进行修剪结果如图16-27所示第16章 三维实体的编辑 377图16-24 图16-259在命令行直接输入revsurfCommand: revsurfSelect Object to revolve:Select Object that defines the axis of revolution:Specify start angle <0>:Specify included angle+=ccw, -=cw<360>: 结果如图16-28所示图16-26 图16-27图16-2810旋转处理单击按钮或者在命令行直接输入revolve 将上述矩形框绕着铅直直线旋转一周结果如图16-28所示 11阵列上述平键执行Modify 3D Operation 3D Array 命令12生成块单击 按钮将上述八个实体合并成一个块13消隐处理单击 按钮或者在命令行直接输入hide 14单击 按钮或者执行View Render Render命令选择合适的材质最终得到图16-22所示的效果 16.2.10 修正位置用户可以利用AutoCAD 提供的修正位置ALIGN 命令改变所选实体的方向和位置修正位置命令是旋转命令与移动命令的组合用户可以通过如下几种方法输入Align 命令z 键盘输入ALIGN z 执行菜单命令Modify 3D Operation Align 用上述几种方式中任一种输入命令后AutoCAD将有如下提示Select objects:选取对象如图16-29左图中的实体Select objects:378 第16章 三维实体的编辑Specify 1st source point:选择要改变位置的对象上的第一点如图16-29中图中的点1Specify 1st destination point:选择第一目的点如图16-29中图中的点2Specify 2nd source point:选择要改变位置的对象上的第二点如图16-29中图中的点3 在上述提示下如果用户直接按Enter 键则所选对象的位置发生平移即已选择的第一点与第一目的点在平移后重合如果选择移动对象上的一点则AutoCAD 将有如下提示Specify 2nd destination point:确定第二目的点如图16-30中图中的点4 Specify 3rd source point or <continue>: 在该提示下如果用户直接回车则所选对象位置改变且对象上的第一点与第一目的点重合对象上的第二点位于第一目的点与第二目的点的连线上如图16-29所示图16-29 执行Align 命令前后的图形用户如果选取的是三维图形则还可以在AutoCAD 提示下给出第三点第三目的点16.2.11 比例缩放 用户可以利用AutoCAD 提供的Scale 命令将图形任意的缩放以满足用户的需要 用户可以通过如下几种方法输入Scale 命令z 键盘输入SCALE 或SCz 执行菜单命令Modify Scalez 在Modify 工具栏中用鼠标左键单击Scale 图标 用上述任一种方法输入则AutoCAD会有如下提示Select objects选取要缩放的对象 Select objects 也可继续选取 Base point 选取基点如点1如图16-30所示图中以高亮度显示的是所选取的实体点1是基点选取基点后AutoCAD 将会继续提示<Scale factor>/Reference: 下面介绍该提示行中各选项的含义 1<Scale factor>比例系数用户可以通过该选项直接输入比例系数执行完该选项后AutoCAD 将把用户所选实体按用户所指定的比例系数相对于基点进行缩放 如果用户输入的比例系数是位于0与1之间则AutoCAD 将缩小所选的实体如果用户输入的比例系数大于1则AutoCAD 将放大所选的实体将图16-31中的实体分别以2第16章 三维实体的编辑 379和0.5的比例系数进行缩放结果如图16-31所示图16-30 所选取的原图 图16-31 按一定比例系数缩放后的图形 2Reference 将所选实体按参考方式进行缩放选择该选项时AutoCAD 将提示如下 Reference length <1>:输入参考长度的值New length:输入新的长度值 执行完以上操作后AutoCAD会根据参考长度的值自动计算缩放系数然后进行相应的缩放以参考方式缩放图16-32中左图所示的实体的结果如图16-32右图所示图16-32 以参考方式缩放实体16.2.12 切割实体在AutoCAD 中用户可以利用Slice命令对剖切三维实体从而很方便得到该实体图形的剖切面用户可以利用如下几种方法启动Slice 命令z 键盘输入Slice 或SL z 执行菜单命令Draw Solids Slicez 在Solids 工具栏上单击 Slice 图标用上述几种方法中任一种输入命令后AutoCAD 会有如下提示Select objects:选取要切开的实体 Select objects:也可继续选取Specify first point on slicing plane by [Object/Zaxis/View/XY/YZ/ZX/ 3points] <3points>:该提示行中各选项的含义如下所示13points 用户可以通过指定3点确定一个剖切平面来剖切三维实体图形如图16-33所示选择该选项时AutoCAD 会有如下提示Specify second point on plane:输入第二点Specify third point on plane:输入第三点 Specify a point on the desired side of the plane or [keep Both sides]:380 第16章三维实体的编辑用户可以利用该提示行确定切开后的实体保留方式1keep Both sides 保留切开后得到的两个实体如图16-34所示图16-32 利用3点确定一个剖切面剖切实体图16-33 保留切开后得到的两个实体2Specify a point on the desired side of the plane 保留平面选取点一侧实体如图16-35所示3Object 用指定实体所在平面切开实体如图16-36所示图16-35 保留平面选取点一侧实体第16章 三维实体的编辑 381图16-36 用指定的平面在实体上切开实体选择该选项时AutoCAD 会有如下提示Select a circle, ellipse, arc, 2D-spline, or 2D-polyline:选取实体Specify a point on the desired side of the plane or [keep Both sides]: 确定所切实体的保留方式与前面介绍的相同此处不再介绍4Zaxis 指定平面作为剖切平面剖切实体如图16-37所示图16-37 用指定平面剖切实体选择该选项时AutoCAD 会有如下提示Specify a point on the section plane:输入切平面上的任一点Specify a point on the Z-axis (normal) of the plane:输入与切平面垂直的任一直线上的任一点Specify a point on the desired side of the plane or [keep Both sides]: 确定所切实体的保留方式与前面介绍的相同此处不再介绍382 第16章 三维实体的编辑5View 用与当前视图平面平行的平面作剖切面剖切实体如图16-38所示图16-38 用与当前视图平面平行的平面作剖切面剖切实体选择该选项时AutoCAD 会有如下提示 Specify a point on the current view plane <0,0,0>: 输入位于切平面上的一点 Specify a point on the desired side of the plane or [keep Both sides]: 确定所切实体的保留方式与前面介绍的相同 6XY/YZ/ZX 表示分别用与当前UCS 的XOY YOZ ZOX 平面平行的平面作为剖切面如图16-39所示的以与XOY 平面平行的平面作为剖切面如图16-40所示的以与YOZ 平面平行的平面作为剖切面如图16-41所示的以与ZOX 平面平行的平面作为剖切面选择该选项时AutoCAD 会有如下提示以ZX 平面为例Specify a point on the ZX-plane <0,0,0>:输入位于切平面ZX 平面上的一点 Specify a point on the desired side of the plane or [keep Both sides]: 确定所切实体的保留方式与前面介绍的相同此处不再介绍图16-39 用于XOY平面平行的平面作为剖切面 图16-40 用于YOZ平面平行的平面作为剖切面图16-41 用于ZOX 平面平行的平面作为剖切面第16章 三维实体的编辑 38316.2.13 生成剖面 利用AutoCAD 提供的Section 命令用户可以方便地从所给的三维实体上得到该实体任意位置上的剖切面图形用户可以用如下几种方法启动Section 命令z 键盘输入Section 或secz 执行菜单命令Draw Solids Sectionz 工具栏输入在Solids 工具栏上选取Section 图标用上述几种方法中任一种输入命令后AutoCAD 会有如下提示Select objects:选择实体 Select objects:也可继续选取Specify first point on Section plane by [Object/Zaxis/View/XY/YZ/ZX]<3points>: 该提示行中各选项的含义与前面介绍的相同此处不再具体的介绍确定剖切平面后AutoCAD 使自动生成剖面图形用户对它进行单独编辑如图16-42所示 具体的操作过程如下所示Command:sectionSelect objects:Specify first point on Section plane by [Object/Zaxis /View/XY/ YZ/ZX] <3points>: 分别利用该提示行中的各选项生成剖切面其中图16-43是利用3points 选项生成剖切面图16-44是利用Object 选项生成剖切面图16-45利用Zaxis 选项生成剖切面图16-46利用View 选项生成剖切面图16-47利用XY 选项生成剖切面图16-48利用YZ 选项生成剖切面图16-49利用ZX 选项生成剖切面图16-42 执行section 命令的原图图16-43 利用3points 选项生成剖切图形图16-44 利用Object 选项生成剖切图形图16-45 利用Zaxis 选项生成剖切图形。
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几何造型技术
第一代：手工绘制工程图 第二代：二维计算机绘图 第三代：三维线架系统 第四代：曲面造型 第五代：实体造型
1
实体造型系统的发展（1/3）
60年代初期 70年代初期
英国剑桥大学的BUILD-1系统 德国柏林工业大学的COMPAC系统 日本北海道大学的TIPS-1系统 美国罗切斯特大学的PADL-1、PADL-2系统等 5年后推出BUILD-2系统
3
实体造型系统的发展（3/3）
国际标准化组织
将NURBS作为定义工业产品形状的唯一数学方 法。
最有代表性的两个几何造型系统
Parasolid：1985年，Shape Data公司 ACIS： 1990年，美国Spatial Technology公司
目前，许多流行的商用CAD/CAM软件，如 Unigraphics、Solidedge、Solidwork、 MDT等，都在Parasolid或ACIS基础上开发。
P
有悬面
有悬边
一条边有两个
点P的邻域非
以上的邻面
单连通
16
数据模型——边界表示（6/12）
几何元素
正则形体
非正则形体
面
是形体表面的一部分
边
只有两个邻面
可以是形体表面的一 部分，也可以是形体 内的一部分，也可以 与形体相分离。
可以有多个邻面、一 个邻面或没有邻面。
可以与多个面（或边）
点
至少和三个面（或三条边）邻
4
三维实体的表示（1/7）
模型分类
5
三维实体的表示（2/7）
数据模型
完全以数据描述 以数据文件的形式存在 包括----边界表示、分解表示、构造表示等
6
三维实体的表示（3/7）
线框模型 ----物体的骨架
表面模型 ----物体的皮肤
实体模型 ----”有血有肉”的物体模型
7
三维实体的表示（4/7）
邻接，也可以是聚集
接
体、聚集面、聚集边
或孤立点。
17
数据模型——边界表示（7/12）
欧拉特征
设表面s由一个平面模型给出，且v,e,f分别表示其顶点、 边和小面的个数，那么v-e+f是一个常数，它与s划分形 成平面模型的方式无关。该常数称为Euler特征。
欧拉公式 v-e+f=2
v=8,e=13,f=7
5
1
2
3
5
正则
2
3
1
4
形体
1
4
2
(a)v=8,e=12,f=6 增加一条边：v=8,e=13,f=7
(b) v=9,e=14,f=7 形体的欧拉运算
(c) v=9,e=16,f=9
20
数据模型——边界表示(10/12)
广义欧拉公式
v-e+f-r=2(s-h)
r: 多面体表面上内孔数 s: 相互分离的多面体数 h: 贯穿多面体的孔洞数
18
数据模型——边界表示（8/12）
欧拉物体
满足欧拉公式的物体
欧拉运算
增加或者删除面、边和顶点以生成新的欧拉物 体的过程
19
数据模型——边界表示（9/12）
欧拉运算时，必须要保证欧拉公式和下述条件成 立，才能够保证形体的拓扑有效性。
面单连通，没有孔，且被单条边环围住； 实体的补集是单连通，没有洞穿过它； 边完全与两个面邻接，且每端以一个顶点结束； 顶点至少是三条边的汇合点。
最成熟、无二义性
物体的边界与物体一一对应
实体的边界是表面的并集 表面的边界是边的并集
12
数据模型——边界表示（2/12）
用于表示物体边界的有
平面多边形 曲面片
平面多面体
表面由平面多边形组成的多面体
曲面体
由曲面片组成的物体
13
数据模型——边界表示（3/12）
描述形体的信息：
Geometry
v=24,e=36,f=15 r=3,s=1,h=1
v=16,e=32,f=16 r=0,s=1,h=1
描述形体的几何元素（顶点、边、面）之间的连接关系， 形成物体边界表示的“骨架”
Topology
描述形体的几何元素性质和度量关系， 如位置、大小、方向、尺寸、形状等信息 犹如附着在“骨架”上的肌肉
14
数据模型——边界表示（4/12）
表示形体的基本几何元素 ：
顶点（Vertex） 边（Edge）
线框模型 ----物体的骨架
形体表示成一组轮廓线的集合，只需建立三维线段表 数据结构简单、处理速度快 所构成的图形含义不确切，与形体之间不存在一一对应关系，
有二义性 不便进行光照或消隐处理，不适合真实感显示和数控加工
用线框模型表示的有二义性的物体
8
三维实体的表示（ce）
环（Loop） 体（Body）
15
数据模型——边界表示（5/12）
正则形体与非正则形体：
要保证几何造型的可靠性和可加工性，形体上任意一点的 足够小的邻域在拓扑上必须是一个等价的封闭圆，即该点 的邻域在二维空间中是一个单连通域
点至少和三个面（或三条边）邻接，不允许存在孤立点 边只有两个邻面，不允许存在悬边 面是形体表面的一部分，不允许存在悬面
2
实体造型系统的发展（2/3）
早期系统的特点：
用多面体表示形体，不支持精确的曲面表示
1978年，英国Shape Data公司，ROMULUS系统， 首次引入精确的二次曲面方法用于精确表示几何形 体
1980年，Evans & Sutherland开始将ROMULUS投 放市场
80年代末，NURBS曲线曲面设计方法，不仅能对 已有的曲线曲面（如Bezier方法、B样条方法等）进 行统一表示，还能精确表示二次曲线曲面。
扑信息 表示完整而无歧义
10
三维实体的表示（7/7）
过程模型
以一个过程和相应的控制参数描述 以一个数据文件和一段代码的形式存在 包括----随机插值模型、迭代函数系统、 L系统、粒
子系统、复变函数迭代等
11
数据模型——边界表示（1/12）
Boundary Representation， 也称BR表示或BRep表示
将形体表示成一组表面的集合，形体与其表面一一对应，避 免了二义性
能够满足真实感显示和数控加工等需求 只有面的信息，形体信息不完整 无法计算和分析物体的整体性质（如体积、重心等） ，限制
了在工程分析方面的应用
9
三维实体的表示（6/7）
实体模型 ----”有血有肉”的物体模型
用来描述实体，主要用于CAD/CAM 包含了描述一个实体所需的较多信息，如几何信息、拓