根據(jù)二維CAD圖進(jìn)行三維建模的方法
AutoCAD是一款自動計算機(jī)輔助設(shè)計軟件,被廣泛應(yīng)用于二維繪圖、詳細(xì)繪制、設(shè)計文檔和基本三維設(shè)計。現(xiàn)已經(jīng)成為國際上廣為流行的繪圖工具。AutoCAD的多文檔設(shè)計環(huán)境,讓非計算機(jī)專業(yè)人員也能很快地學(xué)會使用。使用AutoCAD進(jìn)行二維繪圖,對具有機(jī)械制圖基礎(chǔ)的人來說,一般都比較容易掌握。但對三維建模,特別是自學(xué)者,卻總覺得不知從何下手。本篇AutoCAD教程就教大家由三視圖繪制三維實(shí)體圖時,整個建模過程的步驟和方法。
一、分析三視圖,確定主體建模的坐標(biāo)平面
在拿到一個三視圖后,首先要作的是分析零件的主體部分,或大多數(shù)形體的形狀特征圖是在哪個視圖中。從而確定畫三維圖的第一步――選擇畫三維圖的第一個坐標(biāo)面。這一點(diǎn)很重要,初學(xué)者往往不作任何分析,一律用默認(rèn)的俯視圖平面作為建模的第一個繪圖平面,結(jié)果將在后續(xù)建模中造成混亂。
此零件主要部分為幾個軸線平行的通孔圓柱,其形狀特征為圓,特征視圖明顯都在主視圖中,因此,畫三維圖的第一步,必須在視圖管理器中選擇主視圖,即在主視圖下畫出三視圖中所畫主視圖的全部圖線。
此零件的特征圖:上下底板-四邊形及其中的圓孔,主體-圓筒及肋板等,都在俯視圖,故應(yīng)在俯視圖下畫出三視圖中的俯視圖。
圖3是用三維圖模畫三維圖,很明顯,其主要結(jié)構(gòu)的形狀特征――圓是在俯視方向,故應(yīng)首先在俯視圖下作圖。圖3:
二、構(gòu)型處理,盡量在一個方向完成基本建模操作
確定了繪圖的坐標(biāo)平面后,接下來就是在此平面上繪制建模的基礎(chǔ)圖形了。必須指出,建模的基礎(chǔ)圖形并不是完全照抄三視圖的圖形,必須作構(gòu)型處理。所謂構(gòu)型,就是畫出各形體在該坐標(biāo)平面上能反映其實(shí)際形狀,可供拉伸或放樣、掃掠的實(shí)形圖。
如圖1所示零件,三個圓柱筒,按尺寸要求畫出圖4中所示6個綠色圓。與三個圓筒相切支撐的肋板,則用多段線畫出圖4中的紅色圖形。其它兩塊肋板,用多段線畫出圖中的兩個黃色矩形。 圖4:
這樣處理后,該零件的建模操作可在一個方向上完成。
不要擔(dān)心紅色肋板穿過了兩圓筒的孔,這可以在對圓筒差集后得到圓滿處理。要注意的是必須先并后差。這是后話。
再如圖3所示零件,左側(cè)半圓筒,用多段線畫出圖5中所示綠色圖形;右側(cè)的內(nèi)孔及鍵槽也須用多段線畫出;中間的水平肋板,則用多段線畫出如圖中的紅色圖形。
該零件中垂直方向的梯形肋板,由于在俯視圖中不反映實(shí)形,故不能在此構(gòu)型,需另行處理。
三、確定零件上各形體的建模位置
畫出了各形體的實(shí)形圖后,即可轉(zhuǎn)到西南等軸測圖下,進(jìn)行拉伸、放樣等建模操作。但必須先確定各形體建模的準(zhǔn)確位置。
仍以圖3所示零件為例,左側(cè)半圓柱體的下端面,比右側(cè)圓筒的下端面高4mm,而中間水平肋板的下端面,又比左側(cè)半圓柱體的下端面高2mm,按此尺寸將左側(cè)圖形和中間紅色圖形移動到位如圖6:
之后即可按尺寸將各圖拉伸到位,如圖7:
必須明確,第一個繪圖平面為俯視圖平面時,所畫圖形均處于零件的底部(Z軸的正方向朝上);而第一個繪圖平面為主視圖平面時,所畫圖均位于零件的后面(Z軸的正方向指向繪圖者);第一個繪圖平面為左視圖平面時,所畫圖形則位于零件的右端(Z軸的正方向朝左)。
如圖1所示零件,在轉(zhuǎn)到西南等軸測圖下以后,必須按左視圖中所標(biāo)三肋板的后面相對于該零件后面(本例為三圓筒的后面)的位置進(jìn)行移動(移動前應(yīng)準(zhǔn)確計算出應(yīng)移距離),如圖8:
之后即可按尺寸將各形體拉伸到位如圖9:
這樣處理以后,拉伸高度一定是正值,直接輸入數(shù)字即可。
四、其它位置的建模
對于那些不在主建模平面內(nèi)反映實(shí)形的部分,一般可在剛才建模的西南等軸測圖下進(jìn)行處理。有的可直接在此三維坐標(biāo)系下畫出實(shí)形圖,并進(jìn)行拉伸或放樣等操作,有的必須調(diào)整UCS坐標(biāo)。
再以圖3所示零件為例,可以在西南等軸測圖下按其定形定位尺寸直接作出垂直肋板的實(shí)形圖-梯形,如圖10中的黃色梯形。然后,可在此坐標(biāo)系下直接對此梯形進(jìn)行拉伸操作(拉伸前用三維多段線重描此梯形,或在畫梯形時直接用三維多段線畫)。要注意的是,如果此實(shí)形圖畫在該肋板的后平面上,拉伸時高度取正值;如果畫在該肋板的前端面上,拉伸時的高度應(yīng)取負(fù)值。圖10中畫在肋板的后端面上。圖10:
進(jìn)行差、并集后得到實(shí)體如圖11:
圖12所示零件,三板分別在三個不同的坐標(biāo)平面上。由三視圖可知,水平板在俯視圖中反映實(shí)形,故基礎(chǔ)建模平面可選俯視平面。在俯視圖下畫出水平板的實(shí)形圖后,轉(zhuǎn)西南等軸測圖進(jìn)行拉伸得水平板實(shí)體。之后可在此三維坐標(biāo)下直接變換UCS坐標(biāo)(用Z軸矢量),畫出立板的實(shí)形圖后拉伸成形。圖12:
按位置要求畫出與水平板成實(shí)角
對于與水平板成135°夾角的斜板,必須先轉(zhuǎn)到主視圖,按位置要求畫出與水平板成實(shí)角135°的斜線,如圖13:
然后用動態(tài)觀察儀將其轉(zhuǎn)到可觀察的位置,用三點(diǎn)確定UCS坐標(biāo)位置,如圖14所示:
接下來即可在此坐標(biāo)系下畫出斜板的實(shí)形圖,如圖15:
按尺寸要求拉伸到位,如圖16:
差、并集后完成實(shí)體建模,圖17:
必須指出,三維建模的方法很多,途徑也各有不同,本文所舉各例的建模方法僅是諸法之一,但建模思路大致應(yīng)該如此。