目前二維圖形在工程設(shè)計(jì),生產(chǎn)制造和技術(shù)交流中起著很重要的作用,但有很多場(chǎng)合,需要再通過(guò)實(shí)體造型來(lái)分析產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)特性、直觀地表達(dá)設(shè)計(jì)效果、構(gòu)造動(dòng)畫(huà)模型等。因此,三維造型設(shè)計(jì)是現(xiàn)代設(shè)計(jì)重要的手段之一。
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43P. $) "\N 1 三維建模方法 otR7E+*3 創(chuàng)建三維模型時(shí),首先對(duì)模型的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,選擇最佳的建模方案,建立構(gòu)成模型的各個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)體,利用ＡｕｔｏＣＡＤ創(chuàng)建長(zhǎng)方體、球體、圓柱體、圓環(huán)體、楔體、圓環(huán)等基本的實(shí)體,或通過(guò)將二維圖形拉伸(Ｅｘｔｒｕｄｅ)和旋轉(zhuǎn)(Ｒｅｖｏｌｖｅ)創(chuàng)建實(shí)心體,然后對(duì)三維實(shí)體進(jìn)行編輯、布爾運(yùn)算等操作,從而構(gòu)成復(fù)雜的實(shí)體模型。
v 7wyQx+Q 但當(dāng)我們已完成二維圖形的繪制時(shí),便可運(yùn)用形體分析法,將復(fù)雜零件分解成幾個(gè)組成部分,然后整理出各部分的特征視圖,依據(jù)特征視圖處在基本視圖中的位置,將其分批復(fù)制(Ｃｏｐｙｃｌｉｐ)、粘貼(Ｐａｓｔｅｃｌｉｐ)至另一文件,采用拉伸和旋轉(zhuǎn)創(chuàng)建各部分的相應(yīng)實(shí)心體,經(jīng)組合編輯,完成實(shí)體造型。既能充分利用現(xiàn)有圖形資源,省去了二維圖形的繪制,還避免了頻繁改變用戶坐標(biāo)系,簡(jiǎn)化了建模過(guò)程,操作方便、直觀,有效地提高了三維建模的作圖效率。
Sl, DZ! 2 三維建模實(shí)例 @Xl(A]w%! 現(xiàn)以圖1所示的支架為例,詳述由二維圖形進(jìn)行實(shí)體造型的操作方法及步驟。
K6p\ >J yVmp,""a 2.1 形體分析,特征視圖
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a(Y[]V 用形體分析法讀圖1,把支架分解成五部分,分別為底板、空心圓柱、耳板、肋板、空心圓柱凸臺(tái)。在此“三視圖”的文件中,以圖1為基礎(chǔ),運(yùn)用實(shí)體編輯和繪圖命令,如復(fù)制(Ｃｏｐｙ)、修剪(Ｔｒｉｍ)、鏡像(Ｍｉｒｒｏｒ)、特性匹配(Ｍａｔｃｈｐｒｏｐ)、Ｌｉｎｅ(直線)等,分別整理出各部分及其相關(guān)要素的特征視圖,如圖2所示:
W6NhJ#M7 x-CjxU3 2.2 創(chuàng)建三維實(shí)體
>,]a>V 把各組成部分的特征視圖按其處在基本視圖中的位置分類,分批將文件“三視圖”中的圖2復(fù)制,然后粘貼到另一新建的文件中。因?yàn)槔鞎r(shí)的高度只能沿當(dāng)前ＵＣＳ的Ｚ軸方向,復(fù)制和粘貼注意坐標(biāo)系的對(duì)應(yīng)關(guān)系。對(duì)于輸出數(shù)據(jù)的圖形文件在復(fù)制操作前要處于正確的擺放角度,對(duì)于接受數(shù)據(jù)的圖形文件在粘貼操作前要調(diào)整好用戶坐標(biāo)系,以生成不同方向的實(shí)體,滿足作圖需要。
uhfK \.3 2.2.1 分析特征視圖位置
u0&R*YV 在五個(gè)組成部分中,其特征視圖在俯視圖2中有:(ａ)、(ｂ)、(ｃ);特征視圖在主視圖2中有:(ｄ)、(ｅ)。
9u{[e" 2.2.2 生成俯視圖上的實(shí)體
mnK<5KLg1 (1)執(zhí)行復(fù)制命令,選擇文件“三視圖”中的圖2(ａ)、(ｂ)、(ｃ)。
jsE8=zZs (2)新建一個(gè)文件,命名為“實(shí)體造型”。因當(dāng)前缺省視圖為俯視圖,可直接粘貼圖2(ａ)、(ｂ)、(ｃ)。
C?gqX0[ q (3)選擇圖2(ａ)、(ｂ)、(ｃ),執(zhí)行面域(Ｒｅｇｉｏｎ)命令,并對(duì)由圖2(ａ)、(ｃ)建立的面域分別執(zhí)行差集(Ｓｕｂｔｒａｃｔ)命令,減去一個(gè)圓后生成一新的面域。
Za |iU`e\ (4)單擊視圖工具條中的ＳＷＩｓｏｍｅｔｒｉｃＶｉｅｗ按鈕,表示將當(dāng)前視圖切換為正等軸測(cè)圖,正等軸測(cè)圖采用俯視圖的用戶坐標(biāo)系,再分別拉伸上步生成的面域,得到圖3中實(shí)體Ａ、Ｂ、Ｃ。
w!6 {{m 2.2.3 生成其特征視圖在主視圖上的實(shí)體
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W (1)單擊“最小化”按鈕,將當(dāng)前文件“實(shí)體造型”的窗口“最小化”。
w)+1^eW (2)在三視圖文件中執(zhí)行復(fù)制命令,選擇圖2(ｄ)、(ｅ)。單擊“最小化”按鈕,將當(dāng)前窗口“最小化”。
Et N, (3)單擊“最大化”按鈕,將文件“實(shí)體造型”的窗口“最大化”。單擊視圖工具條中的ＦｒｏｎｔＶｉｅｗ按鈕,將當(dāng)前視圖切換為“主視圖”,粘貼圖2(ｄ)、(ｅ)。
z:f& k}( (4)選擇圖2(ｄ)、(ｅ),執(zhí)行面域命令。
p ;}`PW (5)單擊視圖工具條中的ＳＷＩｓｏｍｅｔｒｉｃＶｉｅｗ按鈕,將當(dāng)前視圖切換為正等軸測(cè)圖,正等軸測(cè)圖采用主視圖的坐標(biāo)系作為新的用戶坐標(biāo)系,再分別拉伸圖2(ｄ)、(ｅ)形成的面域,得到圖3中實(shí)體Ｄ和Ｅ。
=|1_6.tz 圖2(ｅ)建立的面域要生成為空心圓柱凸臺(tái),聯(lián)系零件鑄造工藝過(guò)程,可執(zhí)行拉伸命令,拉伸的高度為空心圓柱凸臺(tái)與直立的空心圓柱在前后方向的定位尺寸48。
>: 6iFPP 2.3 完成支架的三維實(shí)體圖
6GunEYK!N8 針對(duì)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),靈活地組合應(yīng)用移動(dòng)(Ｍｏｖｅ)、切割(Ｓｌｉｃｅ)、復(fù)制(Ｃｏｐｙ)、三維陣列(3Ｄａｒｒａｙ)、三維鏡像(Ｍｉｒｒｏｒ3Ｄ)、并集(Ｕｎｉｏｎ)、差集等命令,對(duì)上步生成的實(shí)心體進(jìn)行編輯。
?DUim1KG 2.3.1 根據(jù)相對(duì)位置移動(dòng)各組成部分
";rXCH. 移動(dòng)的關(guān)鍵問(wèn)題是定位,如要精確定位,首先要設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)。在“對(duì)象捕捉”選項(xiàng)卡中,對(duì)象捕捉設(shè)置為端點(diǎn)、中點(diǎn)、圓心等。在“捕捉和柵格”選項(xiàng)卡中,捕捉類型為極軸捕捉,設(shè)置極軸間距為1。在“極軸追蹤”選項(xiàng)卡中,極軸角設(shè)置的“角增量”為90°。
0 q"4\#4l 移動(dòng)時(shí),可運(yùn)用“對(duì)象捕捉”功能準(zhǔn)確地獲得實(shí)體上的特殊點(diǎn)。當(dāng)位移第二點(diǎn)不是特殊點(diǎn)時(shí),可調(diào)用“捕捉自(Ｆｒｏｍ)”功能,輸入位移點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的相對(duì)直角坐標(biāo);如果位移點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)是沿Ｘ,Ｙ軸方向移動(dòng)的,利用自動(dòng)追蹤對(duì)齊功能,則更為快捷。
MSS[-} 2.3.2 布爾運(yùn)算,完成支架的三維建模
m_/U t 對(duì)于復(fù)雜零件,在建模的時(shí)候并不需要準(zhǔn)確地作出零件每一組成部分的實(shí)體,然后對(duì)它們求并集。而是簡(jiǎn)化其中的一些細(xì)節(jié),如圖3Ｂ和Ｅ表示的實(shí)體并不如實(shí)反映空心圓柱與空心圓柱凸臺(tái)的結(jié)構(gòu)形狀(它們的真實(shí)結(jié)構(gòu)如圖3Ｆ和Ｇ所示),且相互間產(chǎn)生干涉。如果在組合時(shí),先對(duì)各組成部分求并集,后對(duì)其上相關(guān)要素(中空部分)求差集,就能夠消除干涉的影響,簡(jiǎn)化作圖過(guò)程。
3Jizv,? A z:~|P 2.3.3 三維圖像的處理
%eDSo9Y 渲染(Ｒｅｎｄｅｒ)能生成高質(zhì)量的圖像,使三維實(shí)體具有表面色彩或以某種材質(zhì)表現(xiàn)出來(lái),并產(chǎn)生透視效果。
7gf(5p5ZV 在圖中添加光源,對(duì)實(shí)體附加材質(zhì),經(jīng)過(guò)渲染后結(jié)果如圖4所示。
giNXX jl -#f.} H' 3 結(jié)論 PzSL E>Q 由二維圖形進(jìn)行實(shí)體造型時(shí),建立同一個(gè)模型的方法可以有多種,但只要處理好下述幾方面的操作:利用剪貼板交換數(shù)據(jù)時(shí),注意坐標(biāo)系的對(duì)應(yīng)關(guān)系;建模過(guò)程要聯(lián)系零件的加工制造過(guò)程;設(shè)置良好的繪圖環(huán)境以保證移動(dòng)時(shí)精確定位;合理的布爾運(yùn)算次序以消除干涉的影響。便會(huì)簡(jiǎn)化建模過(guò)程,提高建模效率,收到事半功倍的效果。
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