CAD三维入门经典教程

CAD三维入门经典教程
CAD三维建模
22．虽说已对三维绘图命令较为熟练，但仍难以快速制作所要的模型，是什么原因？
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1．CAD三维建模第一应做什么？
答：首先应当熟悉世界坐标系和三维空间的关系。

其次
是掌握CAD的用户坐标系以及多个视图的使用技巧。

另外必须熟悉面域的操作和多段线的编辑。

至于基本立体的绘图练全靠反复训练，掌握各自的特点。

切记：CAD的每一个命令中都蕴涵着各自的技巧，好好探索和熟练它们。

2．何为三维世界坐标系？
答：世界坐标系是CAD在作图时，用于确定平面或空间点位置的一个笛卡尔坐标体系，每一个坐标的正向和另两个坐标的旋向必须符合右手定则。

CAD在平面作图时的三维世界坐标系标志是坐标符号图中有一“W”字样。

普通将X-Y平面了解为程度面，Z轴方向表示高度间隔，就是说“Z”值同等于用来肯定X-Y程度面高度的标高敕令“ELEV”。

无论是“Z”值还是“ELEV”值，其“+”值表示在X-Y
面上方，而“-”值表示在X-Y面的下方。

用户在作图时要牢记这一点。

留意：不管你的三维建模设计多庞大，作图过程中一定要有个基本坐标体系不克不及变。

不然，作图方向的混乱，将使你堕入困境！
3．如何灵活使用三维坐标？
答：在三维实体建模的作图过程中，要经常地变更坐标体系，从而有利于作图。

CAD的世界坐标系是稳定的，主要是用户坐标系的变更，其敕令为“UCS”，它可以完成平移、新建坐标方向、旋转等功能。

执行过“UCS”后，敕令行提示以下：用户可以选择需要的项目。

如果选择新建项，即键如“N”后回车，则命令行再次显示为：用户即可确定Z轴方向，利用三点重新定坐标系或分别绕X、Y、Z轴旋转任意角度。

也可以打开工具条点击图标，如图一所示，常用的项目用户一定要熟练。

图一坐标变换工具条
注意：坐标“UCS”的变换是作图方向或实体定位的需要，不可任意倾斜。

4．如何使用柱面坐标和球面坐标？
答：这两个坐标主要适用于三维建模作图，而且在三维模型空间较为直观。

尤其是在渲染效果图中用来确定灯光的位置十分方便。

柱面坐标的形式为：（R<角度1，H），相对坐标形式为：（@ R<角度1，H）,其中R为柱面的半径，角度1为柱面上的点在X-Y平面上的投影点与X轴正向的夹角，H为距X-Y 平面的高度值。

利用柱面坐标很容易在圆柱实体的表面上确定一点的位置。

球面坐标的形式为：（R<角度1<角度2），相对坐标形式为：（@R<角度1<角度2）,其中R为球面的半径，角度1为球面上的点X-Y平面上的投影点与X轴正向的夹角，X-Y 平面应过球面中心，角度2为球面上的点与X-Y平面的夹角。

在球体表面上定点较为容易。

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牢记：柱面和球面坐标可以绘制三维空间折线，尤其是绘制圆柱和球面螺旋线。

5．如何认定CAD的作图平面？
答：CAD的作图平面是X-Y坐标面，或者是在与X-Y坐标面平行的平面上作图。

不论是二维绘图还是三维建模中的大部分作图都在该平面上完成，栅格也是在该平面上显示。

因此一般将X-Y平面称为平面视图（PLAN）。

但是在三维屏幕状况下作图时，只要每一个点的坐标中Z 值不为零，就意味着点曾经不在X-Y平面上。

如LINE敕令的不同形式：（30，40）为在X-Y平面上画线，而（30，40，50）为距X-Y平面50处定一个点。

切记：只有画线命令可以在三维空间任意方向作图。

6．哪些二维绘图中的敕令可以在三维模型空间连续使用？
答：纯正的二维绘图命令应理解为没有宽度和厚度的图线，因此又称为二维线框命令。

这些命令只能在X-Y面上或与该坐标面平行的平面上作图，它们是：圆及圆弧、椭圆和圆环，多义线及多段线、多边形和矩形、文字及尺寸标注。

所以在使用这些命令时要弄清楚是在哪个平面上工作。

而直线、射线和构造线可在三维空间任意画线。

对于二维编辑命令均可在三维空间使用，但必须在X-Y平面内，只有镜像、阵列和旋转在三维空间还有不同的使用方法。

牢记：圆、圆弧、多边形和面域只能在X-Y平面或平行其该面的平台上作图。

7．哪些二维编纂敕令可在三维空间连续使用？
答：以下敕令的使用办法在二维或三维空间是一样的。

即：复制（Copy）、移动（Move）、偏移（Offset）、倒角（Chamfer）、倒圆角（Fillt）、修剪（Trim）、延长
（Extend）、断开（Break）及延长等。

而镜像、阵列、旋转三个敕令在三维空间的使用办法略有不同。

8.如何确定三维观察方向？
答：所谓确定三维观察方向就是从某个方位观察三维模型，设置方法有多种。

下拉“视图”菜单---在“三维视图”中的各项均是确定观察方向的命令，用户可以逐一测试，以便在三维建模时灵活运用。

执行“VPOINT”命令也是常用的定位方法。

键入“VPOINT”后，命令行提示：（），这有三种不同选择，第一用户可以直接键入（X，Y，Z）坐标值，X、Y、Z 可以分别取和1或-1，即键入（。

1）、（1，-1，1）、（-1，-1，-1）等值均可，不同的组合代表不同的观察方向；用户也可先键入“R”选择第二种方式确定方位，键入“R”后屏幕提示如下：
给定角度显示：
也就是说用户要分别输入在X-Y面内的位置，尔后再定与X-Y面的夹角以便定观察高度；如果用户直接按回车（ENTER）键，则屏幕上将呈现一个以下列图四所示的坐标球和三角架。

此图申明：
1）小“+”光标如在小圆5内移动，由Z正向看X-Y
平面，若在圆心处为俯视图方向；在小圆外大圆内时，表
示从Z负向看X-Y平面；
2）小“+”在水平线13上方时，表示由Y正向看X-Y
平面；而在下方时，表示由Y负向看X-Y平面；
3）小“+”在竖直线24右边时，表示由X负向看X-Y
平面；而在左边时，表示由X正向看X-Y平面；边缘
4）小“+”光标在大圆外移动，表示绕Z轴旋转实体；
5）小“+”光标在小圆边沿移动，表示由X-Y面的方图二罗盘和三角架北向观察实体。

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牢记：无论从何方位观察实体，但观察后必须点击图标，返回原来的作图状况！9．如何使用过滤坐标？
答：所谓的过滤坐标就是在作图过程中为确定某一点的位置，而该点（X，Y，Z）坐标的某一个值想借助另一点的同名坐标，则可用坐标过滤的办法来完成。

即可以分别逐个过滤，也可一次过滤两个（实际为一个平面）。

如图一所示，要在矩形的正上方绘制一个圆柱体，而圆柱体的底部圆心距离矩形中心的高度为本50毫米。

则执行过程
图三分别过滤X、Y坐标
为：（1）执行画圆柱体命令，命令提示如图二所示，输入“。

X”回车后捕捉1点。

然后
图四过滤X坐标
表现提示如图三所示；（2）再输入“。

Y”回车后捕获2点。

敕令提示如图四所示；
图五过滤Y坐标
3）最后直接输入Z坐标值，再完成圆柱体的作图。

图六输入Z坐标
用户也可以一次过滤两个坐标，普通是“。

XY”，选定一个参考点后，再给出Z值即可。

注意：坐标过滤代替不了坐标“UCS”变换，前者偶然使用，而后者最常用。

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图七视口对话框
10．为什么要采用多视口观察实体？
答：在三维建模的作图过程中，偶然需求实时的观察团体或部分结果，或者为了肯定某一实体的位置，应从不同的角度表现实体，但又不想失去原有的实体状况。

所以，CAD为用户提供了多视口观察工具。

执行“VPORTS”敕令，表现视口对话框，如图七所示。

如图八所示，是设置了四个视口。

CAD只能在一个视口中工作，用户只需在要工作的视口中左击鼠标键就可进入，此时该视口的边境亮显，光标也同时变为十字形的工作状况。

图八四个视口观察实体
视口操作有很强的功能，这里先建议用户利用视口设置不同的观察方向，如图八各视口所示。

但是如果要在某一个视口中添加实体，那么其它视口中也同样显示出来。

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留意：在绘制或编纂三维模型时最好在一个视口中工作。

11．如何将各分线段合并为一条多段线？
答：可以执行“PEDIT”敕令或由下拉“修改”菜单---选“多段线”后。

屏幕提示“选择多段线”，用户只要捕获任一个线段实体，屏幕回应“是不是将其转换为多段线？〈Y〉”，回车认可后敕令行表现以下提示：
键入“J”后，即可选则首尾相连的各个线段实体，选择结束击两次回车就完成了全部操作。

切记：将多个实体合并成一个实体（多义线）在建立面域或三维曲面轮廓时，常用！12．如何创建面域并进行布尔运算？
答：创建面域的命令有三种执行方式，即：一是直接
键入“REGION”，二是点击图标“”，三是下拉“绘图”菜单---“面域”。

执行完命令后，CAD开始加载DLL文件，稍后提示用户选择要面域的对象，用户一定要选取封闭的几何图形或由多个线段实体组成的封闭区域。

否则CAD均不能创建所需要的面域。

所谓的面域布尔运算就是逻辑计算，用户需要打开实体编辑工具条，如图九所示，其中前三项是面域的布尔运算命令。

图十所示为一个圆与一个矩形两个面域进行并（UNION）、差（SUBTRACT）、交（INTERSECT）运算的结果。

牢记：在举行差（SUBTRACT）运算时，要先选择主体肯定后，再选择需求减去的实体。

因此，不克不及同时选择主体和被减实体。

图九实体编辑工具条图十面域布尔运算
13．如何保证在三维建模时作图的清晰快捷？
答：这是一个不错的题目，切实其实在三维建模作图过程中，随着模型结构的庞大化，不仅要频繁地更换坐标系（UCS），同时还要绘制一些辅助线用作实体的定位。

庞大的模型庞杂的线条很难正确捕获需求的目标。

那么，最好的办法就是使用图层来解决这一烦心的题目，与当前作图无关的图层可以先关闭或冻结。

切记：一句铭言“无用的线变得有用，重叠的图层看起来更分明。

”
14．三维多义线有什么用处？
答：三维多义线主要用来绘制三维螺旋线和锥形螺旋线。

使用时可以直接键入“3DPOLY”敕令，然后与二维画线敕令一样输入每一个点的坐标，但Z坐标值不应全为零。

由“3DPOLY”绘制的多义折线可以用“PEDIT”举行编纂或者转化为光滑的空间曲线。

例如使用柱面坐标可以绘制三维螺旋线。

15．如何使用三维平面敕令？
答：CAD提供了两个三维平面敕令，即“3DFACE”和“PFACE”敕令。

这两个敕令使用办法完全不同，而且没有图标，只能直接输入敕令。

首先介绍“3DFACE”的使用技巧，直接键入命令“3DFACE”后，CAD提示用户分别输入四个点即完成第一个平面，继续提示输入第二平面的3，4点，完成后再要求输入第三个平面的3、4点···等等。

至此，用户已经清楚该命令的使用技巧，那就是在第一个平面所需的四个点输入完后，CAD将第一个平面的3、4点自动认作是第二个平面的1、2点。

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这样一直举行下去，直到拥护停止执行动止。

如图十一所示，是用该敕令绘制的两个三维模型图。

图十一3DFACE平面
16．三维平面PFACE又如何使用呢？
答：了解了“3DFACE”敕令的使用办法后，我们再来看看“PFACE”如何使用？先看图十二所示的三维房屋线框模型，该模型共有20个顶点。

图十二房屋模型图十三房屋模型树立三个平面有12表面，这些表面有四边形，也有五边形或七边形。

显然使用“3DFACE”敕令为每一个平面着色是不大概的，而使用“PFACE”可以解决该题目。

键入“PFACE”后敕令行表现“”，用户可按自己规定的顶点顺序号码使用光标逐个捕获，完毕后回车提示“”，要求用户输入所规定的第一平面的出发点序号数“”。

这里有两点要明白，一是具体哪一个面作为第一个平面是任意的；二是所定平面上的点哪一个点作为第一点也是任意的。

但只能输入序号数且按顺时针或逆时针的序次，每输入一个按一次回车键“ENTER”。

图十三所示申明，用户可以使用此敕令逐个为平面上色。

注意：一定要弄清楚该命令的使用方法，才能明白它的使用技巧。

17．哪些三维曲面命令要经常使用？
答：如图十四所示，在CAD所给定的三维曲面工具
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图十四曲面工具栏
栏中，有八项是最基本的单体敕令，而四个三维多边形网格曲面，不仅使用频繁而且要有熟练的技巧。

留意：三维曲面的最大特点是可以使用“PEDIT”敕令举行编纂，也可使用捕获功能举行简单的编纂。

18．在使用四个三维多边形网格曲面之前应先做什么工作？
答：三维多边形网格曲面的表现精度有两个体系变量所控制。

变量取值不同绘出的三维实体也不同，如图十五所示。

图十五三维曲面的表现精度
牢记：体系变量SURFTAB1、SURFTAB2取值要适当，不易太大。

不然，将影响CAD的运行速率减慢，甚至可以造成死机。

19．三维旋转曲面有那些使用技巧？
答：在使用三维曲面命令（REVSURF）时，要注意三点：一是所要旋转的母线与轴线同位于一个平面内；二是同一母线绕不同的轴旋转以后得到的结果截然不同；三是要达到设计意
图应认真绘制母线。

当然要保证旋转精度。

如图十六所示为同一母线分别绕轴一和轴二旋转后的结果。

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图十六三维旋转曲面
另外要注意的是三维曲面在旋转过程中的起始角可以是任意的，要获得的曲面包角也是
图十七不同角度的三维旋转曲面
任意的（在360度范围内）。

如图十七所示的四个大小相同，而方位不同的曲面就是使用包角均为90度，但肇端角各不同。

使用这一技巧我们不难取得如图十八所示的浴缸曲面表面。

不言而喻我们在图十七的基础上又添加了四个侧面和底面。

图十八浴缸曲面
注意：三维旋转曲面在回转曲面体设计中非常实用，要多加练，探索使用技巧。

20．三维直纹曲面有什么使用技巧？
答：三维直纹曲面（RULESURF、）是要求用户给定任意两条线，即可形成一个曲面。

这两条边界线可以是直线或是曲线，也可以是共面线或是异面而线。

如图十九所示，是不同的边线形成的曲面。

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图十九三维直纹曲面
注意：在选择两条边界线时，选择的端点不同则会形成不同的曲面。

21．边境曲面是不是有更灵活的使用办法？
答：的确如此。

三维边界曲面（EDGESURF、）的使用很广泛，而且有灵活地使用技巧。

这主要体现在四条边界线的绘制和方位的确定。

四条边界线可以共面或着是不同方向的线，可以是直线或是曲线。

要绘制不同方向的直线或曲线必须通过变换坐标系才可达到目的。

永远记住CAD只能在X-Y面内画线，或者平行X-Y。

图二十边界曲面的边界线
如图二十所示为三种不同方位的四条边界线，则形成的曲面如图二十一所示。

图二十一边境曲面
切记：四条边界线无论如何倾斜，但它们的端点必须彼此相交。

22．虽然说已对三维绘图敕令较为熟练，但仍难以快速制造所要的模型，是什么原因？答：不错，这是任何CAD新手入手下手都感到焦急的事情。

我们还是要不厌其烦提醒用户留意：无论设计的CAD模型简单或庞大，也不管是二维或三维模型，都要始终牢记CAD制造的三个基本技能。

一是熟练使
用每一个敕令和体系变量；二是正确绘制实体的大小并肯定其位置；三是灵活地对模型举行编纂。

因此，在设计三维模型时更需求实时的举行编纂。

譬如在绘制二维图形时，要不断地移动坐标系（UCS），以包管绘图的正确性而又快速。

在三维模型设计中，不仅要不断地移动坐标位置或改变坐标平面的方向，还应画一些辅助作图线，用来为实体正肯定位。

切记：熟练而又灵活的编辑技巧是提高CAD制作效率的根本保证。

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23．如何使用镜像命令？
答：执行三维镜像敕令可由下拉“修改”菜单---选“三维操纵”—选“三维镜像”；或直接键入“Mirror3D”敕令。

执行此敕令后屏幕将提示用户先选择要镜像的实体，然后提示用户选定作为镜像基准的平面，如图二十二所示，肯定该平面的办法有许多种，用户可任意肯定。

如图二十三和图二十四所示，是选择实体右侧面上的三点作
图二十二
图二十三镜像前图二十四镜像后
为镜像面，镜像后的实体没有消隐处理。

而图二十五所示的两个曲面镜像过程是图十八浴缸的四个侧面是如何形成的。

图二十四浴缸侧面的镜像
注意：选择其它镜像基面也是很方便，用户不妨试一试。

24．如何使用三维阵列命令？
答：执行三维阵列命令可由下拉“修改”菜单---选“三维操作”—选“三维阵列”；或直接键入“3Darray”命令。

执行此命令后屏幕将提示用户先选择要阵列的实体，选定后回车屏幕提示用户选择要阵列的形式，即是矩形阵列还是环形阵列。

图二十五圆柱棒图二十六圆柱棒阵列图
矩形阵列是将三维实体按几行几列和几层排布，行、列、层数只少取一，不得为零。

而环形阵列是将三维实体按一轴线作圆周分布。

图二十五是一圆柱体棒，进行一行六列四层的矩形阵列。

所输入的列间距为30个单位，层间距为40个单位，阵列后如图二十六所示。

若是有行数，用户还需要输入行间距，其数值要大于圆柱棒的长度，否则行与行之间将发生重叠现象，从而影响图形的整体清晰性。

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如图二十七和图二十八所示，是两种环形阵列图的前后效果，用户自行分析作图及阵列技巧。

图二十七叶片的阵列图二十八线条的阵列
我们现在分析图二十九所示的伞顶曲面形成过程。

不难想象伞顶是由一圆弧曲线绕一轴
图二十九太阳伞图三十轴线与表面线
线阵列而成，问题的关键是曲线的轮廓和阵列的技巧。

（1）伞面的轮廓线先用多义线绘
图三十一表面线的两种阵列
制，然后用PEDIT编辑光滑成曲线。

这样可以获得满意的曲线轮廓形状；（2）伞的每片曲面用边界曲面形成，需要四条边界线。

所以可先阵列二份形成曲面片后再阵列；（3）也可一次阵列出所要份数，最后逐个连线再形成曲面，很显然这样一来作图较繁。

如图三十一所示。

图三十二伞的曲面阵列
从图三十二看出，先阵列2份构成曲面后，再阵列10份构成伞面。

至于如何将伞面的
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每片改变色彩，以及如何添加伞把和伞顶金饰，这项工作只好留给用户来完成了。

注意：二维阵列命令（）在三维建模时仍可使用，但只能
在X-Y平面内执行；而三维阵列命令（3Darray）是在空间执行，即增加了层。

25．如何使用三维旋转命令？
答：三维实体必须绕一轴线旋转。

执行三维阵列敕令可由
下拉“修改”菜单---选“三维操纵”
再选“三维旋转”；或直接键入“Rotate3D”敕令。

执行此敕令后屏幕将提示用户先选择
要旋转的实体，肯定后敕令行提示以下：
这时用户要选择一项。

较为常用的是选择“对象（O）”和
分别绕“X、Y、Z”轴或“两点（2）”旋转。

如果选择“对象（O）”将提示。

若选择其中的圆或圆弧，则实体将绕与圆或
圆弧垂直的轴线旋转，图三十三所示是同一实体绕不同轴旋转
后的情况。

图三十三三维实体旋转
注意：实体绕X、Y、Z轴旋转是指方向，具体轴的位置
由用户选择一基准点确定。

26．如何绘制三维四坡屋顶面？
答：三维四坡屋面在仿古建筑设计中经常见到，其画法有
多种多样，这里仅引见一种画法。

如图三十四所示，第一画出
屋坡面底边和屋顶脊线的表面，将屋顶脊线的表面上移一个屋
坡面高度；变更坐标（UCS）系画出屋坡面的圆弧曲线；使用三维镜像技巧画出别的三条弧线。

1)画屋底、定面（2）画屋坡弧线（3）屋坡弧线镜像
图三十四三维屋顶曲面画法（一）
如图三十五所示，利用边界曲面命令完成四个屋顶坡面的作图。

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图三十五三维屋顶曲面画法（二）
切记：在整个作图过程中应多设置几个图层。

如果是大型设计，再将图层合并。

27．如何生成扭曲面？
答：AutoCAD现在尚未添加扫掠放样敕令，不过在XXX 出品的别的CAD三维设计软件中曾经具备这种功能。

用户要想天生诸如电扇叶面或飞机机翼表面的三维模型，可使用边境曲面近似完成。

1）平面作图（2）第一次旋转（3）第二次旋转
4）连两曲面公共边境线（5）分析两曲面的边境
6）效果图
图三十六三维扭转曲面画法
28．如何将两个不同方位的三维实体按要求对齐？
答：对齐敕令“ALIGN”不仅适用于二维平面作图，同样也适用于三维实体编纂。

在二维中是选两个实体的两对对应点编纂，在三维编纂中只需选两个实体的三对对应点即可。

如图三十七（1）所示两实体，若完成目的要
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1）（2）（3）（4）
图三十七三维实体对齐
图三十八面域边界
求。

执行“ALIGN”命令后先选择小楔形体，然后根据命令行提示，按图三十七（2）所示的三步骤，使其三对对应点对齐，就可达到用户所要求的目的，如图三十七（3）、（4）所示。

29．在利用面域拉伸或旋转成实体时，看似封闭的线框为什么不能建立面域？
答：前面已经回答如何建立面域或怎样将面域进行布尔运算。

但在CAD新手上路时也的确经常碰到所提出的问题。

主要原因如图三十八所示，看似封闭的边界放大以后是不封闭的或有线超出，当然在边界上也不允许有其它线段穿过。

注意：如再碰到面域建立问题，可局部放大线段汇交处，查看是否有问题。

30．三维实体敕令在使用中有什么技巧？
答：每一个三维绘图命令都有多项选择，用户一定要认真熟悉每一项功能。

如长方体命令（BOX），在执行过该命令以后屏幕将提示如下：
此时如直接输入一个点坐标，则敕令行会渐渐提示绘制长方体所需的参数。

若输入“CE”则提示坐标，然后会询问是绘制正方体还是长方体。

普通选长度“L”较为方便。

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图三十九多级台阶
如图三十九（1）所示，要绘制一多级台阶的基座，随便的绘制将很难控制每层长方体的缩放系数。

而要绘制一个底座形体的长、宽、高（厚度）分别为200、160、40单位，共有六级构成，且每层高（厚度）40稳定，而长、宽分别缩小20个单位。

则技巧如图三十九的（2）图所示，先任画一轴线与X-Y面垂直，再以轴线底部基点为准，在上方20个单位处任画一圆，然后单行单列六层阵列或复制五个圆，中央距为40.执行长方体敕令后选“CE”，捕获下面第一个圆心，再选“L”分别输入200、160、40，即完成底座实体，依此类推完成别的各层长方体。

图三十九（4）是完成后的结果图。

提示：这种技巧在建筑领域，设计多级台阶较为方便快捷。

31．球体敕令使用有什么技巧？
答：球体命令（SPHERE或）使用较为简单，它主要与其它形体组合而成所需的模型。

如图四十（1）所示，是一实球体与另一圆柱进行差运算后形成的，要求每次组合前将球体任意旋转一个角度。

如果你想设计一个保岭球可不能这样旋转。

而图四十（2）所示，是利用圆心相同而半径不同的球体，组合运算后剖开图。

牢记：肯定球体上某一结构的方位，即可以旋转球体，也可使用辅助线。

图四十球体组合设计
32．圆柱体命令使用有什么技巧？
答：圆柱体在三维模型设计中使用的最多，用户能灵活而熟练地使用该敕令（），势必极大地提高你的设计能力和效益。

我们将举几例申明它的使用技巧，借此抛砖引玉，激发使用者的兴趣或商量更多更好的使用技巧。

如图四十一所示，是使用两个不同直径的圆柱体，经由过程改变其中一个高度或方向位置，然后再举行布尔运算天生以下个实体。

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图四十一圆柱体组合形式（一）。