Какая команда объединяет трехмерную модель детали из нескольких геометрических тел в автокаде
Обновлено: 06.07.2024
В этом уроке мы будем учиться создавать трехмерные модели через программное средство AutoCAD. Разберемся с соответствующим функционалом программы.
Трехмерные координаты
Для представления и обработки трехмерных моделей программа AutoCAD применяет международную систему WCS. Соответствующий значок вы можете найти внизу чертежа с левой стороны. Вправо направляется ось Х, вверх - Y. Также есть и ось Z, простирающаяся по отношению к пользователю и по перпендикуляру к двум остальным осям. Формирование трехмерных объектов подразумевает собой одновременное использование всех координатных осей.
Способы внесения данных по координатам
В данном случае мы можем говорить о применении не только абсолютных, но и относительных координат. Абсолютные расскажут о положении объекта по отношению к узлу пересечения всех трех осей. Относительные координаты всегда получают на отношении уже готовых предметов или других элементов чертежа в пространстве. Они отличаются символом @ перед числовым значением.
Трехмерное пространство в системе Автокад позволяет также использовать на практике и прямоугольные координаты Декарта по трем осям. Вместо полярных координат можно применять сферические и цилиндрические координаты.
Под цилиндрическими параметрами понимают такие данные, которые просчитывают отрезок между началом координатной сетки и направлением под углом к каждой оси системы.
Под сферическими координатами понимаются отрезки между стартом координатной сетки и направлением под углом от оси абсцисс и плоскости ХY. Внесение требуемых координат всегда можно выполнить через строку команд или воспользовавшись интерактивной методикой, закрепив левую клавишу в заданном пункте. В последнем случае обязательно должен быть включен рабочий режим привязки к объектам и отслеживание объектов.
Значок, отвечающий за применение международной системы координат, расположился внизу слева. Именно он отмечает направление всех координатных осей, начало системы и задает ориентацию плоскостям. Пользователь системы может менять внешний вид такого символа по своему усмотрению.
Координатные системы
Программное средство AutoCad позволяет выполнять возведение объектов практически в любой плоскости в трехмерном режиме. Если плоскость, в которой выполняется формирование объектов не находится на параллели к плоскости XY, переход от международной системы к пользовательским настройкам можно совершить через задание дополнительной координатной сетки. Она должна выполнить функцию совмещения всех рабочих плоскостей. Функция UCS завершит такой переход. В таком случае начальная точка координатной пользовательской сетки будет находиться уже в другом пункте: центральная точка обрабатываемого объекта или его угол. Правило правой руки применяется для определения ориентации всех задействованных плоскостей. Когда по взаимному перпендикуляру выставляется большой, средний и указательный палец, ось Х будет совпадать с направлением большого пальца, ось Yбудет иметь общее направление с указательным, а Z– со средним пальцем. Положительное направление для вращения всегда будет выполняться против хода часов. Вращая правую руку, конструктор может в буквальном смысле увидеть, как располагаются оси координатной сетки.
Методы запуска программы:
X / Y / Z (Поворот вокруг осей X, Y, Z) — вращение координатной сетки выполняется в строгом соответствии с правилом правой руки. Если вы строите объекты через пользовательскую систему, точечные координаты будут полностью от неё зависеть. В некоторых случаях у конструктора возникает необходимость указать координаты точек именно по отношению к общепринятой международной системе. Тогда перед числовым значением стоит указать значок звездочки, например, *6,77.
Параметры высоты и уровня
Плоскость рабочего поля, совпадающая с XY из международной координатной сетки, именуется плоскостью построений. Для двумерных предметов всегда можно менять уровень через изменения параметра Z .
Особенно наглядно это можно рассмотреть в процессе перехода к видам изометрии. Сначала нужно активировать соответствующую вкладку View - 3D Views, потом выбрать нужный вид. Образ графического экрана кардинально преобразится. Теперь символ международной координатной сетки будет располагаться уже по центру. Все двумерные предметы будут выглядеть, как изометрические проекции.
Попробуем изобразить четырехугольную область с начальным углом в точке (0,0) и противоположным – (200,100).
Запустим работу контекстного меню, а именно вкладку Properties. Если менять значения поля Elevation на положительные или отрицательные цифры, положение уровня объекта будет варьироваться. Число +100 переместит фигуру вверх по оси Z , а -100 – санкционирует перемещение вниз по ней же.
Для построения трехмерных объектов, конструкторы часто используют еще и метод выдавливания. Под ним подразумевают манипуляцию с толщиной и высотой объекта. Выполнение функции может быть произведено через изменение соответствующих свойств объекта или посредством манипуляций над вкладкой Высоты. Разрешается внесение положительных или отрицательных чисел.
6.0pt'>Активация вкладки Tools ► New UCS
Криволинейная часть рабочих объектов отобразит несколько образующих линий. Если пользователь хочет выдавить прямоугольный объект или полилинию, будут сформированы предметы с боковыми элементами из непрозрачного материала. Если же речь идет о выдавливании цилиндра, основы также не будут прозрачными.
3D полилинии
В списке трехмерных объектов особое место принадлежит трехмерным полилиниям. Такая полилиния представляет собой трехмерный элемент, в состав которого входят прямолинейный объекты с общей взаимосвязью. Вершины таких объектов обязательно должны быть оснащены трехмерными координатами. Конструктор не может задать тип полилинии для такого предмета, так как он принадлежит сразу нескольким плоскостям. Создать такой объект можно через применение функции 3DPOLY, которая не гарантирует пользователю выполнение команд по возведению двумерных полилиний в качестве дуг и не только.
CAD-система Autodesk AutoCAD позволяет не только проектировать в двумерном пространстве и создавать плоские чертежи, но и моделировать в трехмерной среде и создавать 3D-модели.
Рассмотрим основы создания трехмерной модели в Автокаде, разберем базовые принципы работы в трехмерном пространстве и изучим необходимые команды.
Рабочее пространство
В отличие от других CAD-систем, моделирование в Автокаде производится в той же самой среде, что и двумерное черчение. Однако, по умолчанию в Автокад включено пространство для создания и редактирования чертежей, которое называется «Рисование и аннотации». Для перехода к командам трехмерного моделирования переключите рабочее пространство на «Основы 3D» нажатием иконки с шестеренкой в статусной строке.
Обратите внимание на то, как изменилась лента: теперь на вкладке «Главная» находятся все основные инструменты моделирования в AutoCAD.
Навигация в трехмерной модели
Если при работе с двумерными чертежами достаточно использовать для навигации две команды: панорамирование и зуммирование, то для трехмерных моделей необходимы еще и операции смены ориентации вида. Смена ориентации вида позволяет посмотреть на трехмерную модель с разных сторон.
Смена ориентации осуществляется нажатием на обозначение текущего вида, которое находится в левом верхнем углу рабочего поля AutoCAD
Также сменить ориентацию вида можно с помощью видового куба, который находится в правом верхнем углу рабочего поля. Нажимая на его грани, ребра и вершины, имеющие соответствующие названия, можно выбрать нужную ориентацию модели.
Для произвольного вращения модели на экране удобно использовать команду «Трехмерная орбита», которую можно запустить нажатием кнопки «Орбита» на панели навигации, или ввести команду 3DОРБИТА.
После запуска команды нажмите и удерживайте левую кнопку мыши и переместите курсор по экрану, модель начнет вращаться на экране.
Также для вращения модели удобно использовать мышку: просто зажмите клавишу Shift и колесо мыши, а потом начните перемещать курсор по экрану.
Основы создания трехмерных тел
Создание модели в Автокаде можно проводить несколькими способами. Рассмотрим два самых распространенных из них:
- построение из готовых трехмерных примитивов
- построение из тел, созданных на основе двумерных эскизов.
Для создания трехмерного примитива выберите на ленте нужную форму.
Например, для построения кубика выберем команду «Ящик». После запуска команды необходимо внимательно смотреть на запросы в командной строке и вводить требуемые значения. Для построения ящика нужно сначала указать первую точку основания и ввести размеры длины и ширины (для переключения между размерами нажмите клавишу Tab), а затем ввести высоту ящика. После завершения ввода в пространстве появится требуемый ящик.
Точно также строятся и остальные типы примитивов.
Для смены визуального стиля отображения модели нажмите на название стиля, которое находится в левом верхнем углу рабочего поля AutoCAD, и выберете подходящий.
Для удобства моделирования рекомендуется выбирать стиль «Концептуальный», «Реалистичный» - или «Тонированный с кромками».
Для создания трехмерного тела на основе двумерного эскиза необходимо предварительно создать плоский замкнутый контур с помощью команды «Полилиния». Контур может находиться на любой из стандартных плоскостей AutoCAD или на плоской поверхности существующего тела.
Запустим команду «Полилиния» и создадим контур, который станет основой трехмерного тела. К контуру предъявляется два обязательных требования: он должен быть замкнутым и не иметь самопересечений.
После создания контура можно построить на его базе тело операцией выдавливания. Другими словами, - придать плоскому эскизу высоту. Запустим команду «Выдавить», выберем контур и введем высоту тела.
Обратите внимание, что положительное значение высоты позволяет построить тело в одну сторону от эскиза, отрицательное - в другую.
Кроме операции выдавливания можно тело построить вращением контура вокруг оси. Например, создадим с помощью полилинии замкнутый контур в виде прямоугольного треугольника
Запустим команду «Вращение» и выберем сначала контур, а потом укажем две точки оси, вокруг которой будет вращаться наш контур. Для завершения операции необходимо ввести угол вращения тела, введем 360.
В итоге получим модель конуса.
Редактирование тел
Рассмотрим несколько операций редактирования тел.
Как построить в кубе отверстие или бобышку? Для выполнения таких построений используются булевы операции «Объединение» (позволяет сложить два тела), «Вычитание» (позволяет вычесть одно тело из другого) и «Пересечение» (результат выполнения операции - общая часть двух тел). Для запуска этих команд необходимо нажать соответствующие кнопки на ленте.
Построим бобышку на кубе. Построим куб с помощью операции «Ящик», а затем построим цилиндр с помощью команды «Цилиндр», но в качестве плоскости построения выберем верхнюю грань куба, а сам цилиндр построим вверх по направлению от куба
В итоге получим два тела: куб и цилиндр. Для объединения их в одно тело необходимо запустить команду «Объединение» и выбрать тела.
Построим отверстие в кубе. Возьмем аналогичный куб и построим цилиндр на верхней грани, но в направлении внутрь куба (цилиндр получится внутри куба).
Для того, чтобы вычесть цилиндр из куба и получить отверстие, необходимо выбрать команду «Вычитание» и указать сначала то тело, из которого будет вычитаться (куб), а потом то тело, которое будет вычитаться (цилиндр).
Для скругления ребер тела используется команда «Сопряжение по кромке». Для создания скругления запустите команду нажатием кнопки на ленте, затем выберите все ребра, которые необходимо скруглить и укажите радиус скругления.
Заключение
Как вы смогли убедиться, создание трехмерных моделей в AutoCAD не требует специальных навыков и умений. Пользователь, имеющий опыт работы с плоскими чертежами, легко освоит трехмерное моделирование в Автокаде.
Полученные в Автокаде модели можно использовать для самых разных целей: от создания плоских чертежей до визуализации и анимации движения тел или работы механизмов.
Кроме широчайшего инструментария для создания двухмерных чертежей, Автокад может похвастать функциями трехмерного моделирования. Эти функции довольно востребованы в сфере промышленного дизайна и машиностроении, где на основе трехмерной модели очень важно получить изометрические чертежи, оформленные в соответствии с нормами.
В данной статье ознакомимся с базовыми понятиями о том, как выполняется 3D моделирование в AutoCAD.
3D-моделирование в AutoCAD
Панель создания геометрических тел
Перейдите в режим аксонометрии, нажав на изображение домика в верхней левой части видового куба.
Первая кнопка с выпадающим списком позволяет создавать геометрические тела: куб, конус, сферу, цилиндр, тор и прочие. Чтобы создать объект, выберите его тип из списка, введите его параметры в командной строке или постройте графическим способом.
Панель редактирования геометрических тел
После создания базовых трехмерных моделей рассмотрим наиболее часто употребляемые функции их редактирования, собранные в одноименной панели.
Для проведения этой операции прямоугольник должен обязательно пересекать конус в одной из плоскостей.
Таким образом, мы вкратце рассмотрели основные принципы создания и редактирования трехмерных тел в Автокаде. Изучив эту программу более глубоко, вы сможете овладеть всеми доступными функциями 3D-моделирования.
Отблагодарите автора, поделитесь статьей в социальных сетях.
Твердотельные объекты наиболее полно из всех типов трехмерных моделей отражают свои свойства, например, массу, объем и момент инерции.
В трехмерной графике AutoCAD существует некоторая группа объемных тел, называемых телами-примитивами, геометрическая форма которых уже заранее определена применением специальных инструментов моделирования.
В двухмерной графике геометрические примитивы – это отрезок, круг, прямоугольник, эллипс и т.д. В 3D такими примитивами являются тела: параллелепипед, шар, цилиндр, конус, клин, тор, пирамида и политело, техника работы с которыми и будет рассмотрена ниже.
Так для чего все-таки нужны объемные примитивы и какова область их практического применения в трехмерном моделировании? В некоторых случаях тела-примитивы могут быть использованы в следующих приложениях:
- В качестве вспомогательных тел для последующего объединения с базовым телом или вычитания их из него (операции с трехмерными объектами, о которых ниже будет подробно рассказано).
- В предварительных (черновых) компоновках сложных составных моделей в качестве опять-таки вспомогательных тел (тел замещения), которые впоследствии будут заменены детализированными оригиналами.
- Для предварительных оценок масс инерционных параметров будущего изделия или определения плотности его компоновки.
Способы доступа к инструментам:
Инструмент Политело
Работа с инструментом Политело напоминает работу с инструментами плоского рисования Мультилиния и Полилиния, параметры которых задаются по приглашениям КС и вводятся с клавиатуры.
Для построения трехмерного примитива инструментом Политело первоначально необходимо задать определенные параметры. На рис. 4.5 показано несколько вариантов абстрактных фигур, созданных инструментом Политело.
Рис. 4.5. Тела, созданные инструментом Политело
Инструмент Ящик.
С помощью инструмента Ящик формируются твердотельные тела примитивы в виде куба или параллелепипеда, рис. 4.6.
Рис. 4.6. Параллелепипеды в различных визуальных стилях
Активизируйте любым способом инструмент Ящик и по приглашениям КС выполните следующий алгоритм:
- Первый угол или [Центр]: указать ЛКн любую точку рабочего пространства;
- Другой угол или [Куб/Длина]: ПКн > КМн > выбрать пункт, например, Длина;
- Длина: ввести в КС численное значение ⇒ Ent;
- Ширина: ввести в КС численное значение ⇒ Ent;
- Высота или [2 точки]: ввести в КС численное значение ⇒ Ent.
Основание созданного параллелепипеда всегда параллельно плоскости XY текущей ПСК.
Инструмент Клин.
Инструментом Клин создается твердотельный объект, напоминающий по форме разрезанный наклонной плоскостью параллелепипед. Основанием клина служит геометрическая фигура в виде квадрата или прямоугольника, которая находится в плоскости параллельной плоскости XY текущей ПСК. Варианты клинообразных примитивов показаны на рис. 4.7.
При вводе параметров клинообразного объекта необходимо указать координаты первого угла его основания, тогда наклонная грань будет расположена напротив этого угла. Высота клина может иметь положительное или отрицательное значение.
Рис. 4.7. Клинообразные тела в различных визуальных стилях
Активизируйте любым способом инструмент Клин и по приглашениям КС выполните алгоритм построения клина:
- Первый угол или [Центр]: указать щелчком ЛКн любую точку рабочего пространства;
- Другой угол [Куб/ Длина]: ПКн > КМн > выбрать пункт, например, Длина;
- Длина: ввести в КС численное значение ⇒ Ent;
- Ширина: ввести в КС численное значение ⇒ Ent;
- Высота или [2 т]: ввести в КС численное значение ⇒ Ent.
Если в КМн выбрать пункт Куб, то в приглашении КС появится только один запрос о высоте клина.
Инструмент Конус.
С помощью инструмента Конус в пространстве создаются примитивные тела конической формы, в том числе усеченные. Основанию конуса можно изначально задать геометрическую форму в виде круга или эллипса. На рис. 4.8 показаны конические тела, имеющие разные свойства: плотность каркаса, ориентацию в пространстве и визуальные стили отображения.
Рис. 4.8. Круглые и эллиптический (справа) конусы
Активизируйте любым способом инструмент Конус и по приглашениям КС выполните алгоритм:
- Центр основания или [3т/2т/Касательная/ Эллиптический]: щелкнуть ЛКн в любую точку рабочего пространства;
- Радиус основания цилиндра или [Диаметр]: ПКн > КМн > указать пункт Диаметр;
- Диаметр: ввести в КС численное значение ⇒ Ent;
- Высота или [2т/ Конечная точка оси/Верхний радиус]: ввести в КС численное значение ⇒ Ent.
На последнем шаге алгоритма построения конуса указано отрицательное значение его высоты, поэтому объект получился перевернутым.
Основание конуса всегда расположено в плоскости XY текущей ПСК, а вот если задать координаты вершины конуса, то его тело будет наклонено к плоскости XY.
Инструмент Сфера.
Инструмент Сфера формирует в пространстве твердотельный объект в виде шара. На рис. 4.9, шары показаны в различных визуальных стилях отображения.
Рис. 4.9. Твердотельный шар
Активизируйте любым способом инструмент Сфера и по приглашениям КС выполните следующий алгоритм:
- Центр или [3т/2т/ККР]: указать ЛКн в любую точку рабочего пространства;
- Радиус или [Диаметр]: ПКн > КМн > указать пункт Диаметр;
- Диаметр: ввести в КС численное значение ⇒ Ent;
Шар самый простой по выполнению объемный примитив из существующих тел-примитивов в программе. При вводе параметров шара нужно задать только центральную точку и радиус (диаметр), причем центральная точка шара является его центром по всем трем осям.
Плотностью изолиний на поверхности объекта управляет системная переменная ISOLINES , значение по умолчанию которой равно 4.
Системная переменная ISOLINES определяет количество линий контура для изображения поверхностей сферических, цилиндрических, а также конических тел и может принимать значения: целые числа от 0 до 2047.
Чтобы визуально оценить полученные результаты необходимо после изменения значения переменной выполнить дополнительно регенерацию рисунка. Введите в КС команду регенерации: _REGEN Þ Ent. Регенерировать рисунок можно и другим способом:
Вид > выбрать пункт Регенерировать.
В некоторых случаях можно обновить и плоский рисунок. Вероятно, вы обращали внимание на то, что особенно при сочетании больших и малых форм в рисунке, круги становятся шестигранниками, а кривые – ломаными отрезками и вообще над рисунком довлеет квадратура круга? Если это вас раздражает, попробуйте выполнить регенерацию рисунка.
Инструмент Цилиндр.
Инструмент Цилиндр позволяет сформировать твердотельное цилиндрическое тело с основанием в виде круга или эллипса, параллельного плоскости XY текущей ПСК, рис. 4.10.
Рис. 4.10. Цилиндры круглой и эллиптической формы
Активизируйте любым способом инструмент Цилиндр и по приглашениям КС выполните следующий алгоритм:
- Центр основания или [3т/2т/ККР /Эллиптический]: щелкнуть ЛКн в любую точку пространства;
- Радиус основания или [Диаметр]: ПКн > КМн > выбрать пункт Диаметр;
- Диаметр: ввести в КС численное значение ⇒ Ent;
- Высота или [2т/Конечная точка оси]: ввести в КС численное значение ⇒ Ent.
Возможно построение цилиндрического тела с эллиптическим основанием, если в первом пункте алгоритма щелкнуть ПКн и выбрать пункт Эллиптический.
Инструмент Тор.
Для построения твердотельного тора необходимо задать всего лишь два параметра – это непосредственно диаметр тора и диаметр его полости. Под полостью подразумевается в данном случае его твердотельная часть.
Что бы получился полноценный тор (с центральным отверстием) необходимо выполнить одно условие: диаметр тора должен быть всегда больше чем диаметр его полости. Варианты визуализации тора показаны на рис. 4.11.
Рис. 4.11. Варианты визуализации тора
Если это условие выполнить наоборот, то в результате получится так называемый самопересекающийся тор, т.е. тор у которого отсутствует центральное отверстие.
Активизируйте любым способом инструмент Тор и по приглашениям КС выполните следующий алгоритм:
- Центр или [3т/2т/ККР]: указать щелчком ЛКн любую точку рабочего пространства;
- Радиус или [Диаметр]: ПКн < КМн > выбрать пункт Диаметр;
- Диаметр: ввести в КС численное значение ⇒ Ent;
- Радиус полости или [2 т/Диаметр]: ввести в КС численное значение ⇒ Ent.
По аналогии с построением шара, плоскость XY делит твердотельный тор на две равные части в продольном сечении.
Инструмент Пирамида.
Основанием пирамиды служит плоская геометрическая фигура с числом сторон то 3-х до 32-х, лежащая в плоскости параллельной плоскости XY текущей ПСК, рис. 4.12. Вершиной пирамиды может быть либо точка, либо многоугольник и если выбирается последний, то пирамида формируется усеченной.
Пирамиду также можно построить наклонной относительно плоскости XY, если выбрать из КМн опцию Конечная точка оси.
Рис. 4.12. Некоторые типы многоугольных пирамид
Активизируйте любым способом инструмент Пирамида и по приглашениям КС выполните алгоритм построения пирамиды:
- Центральная точка основания или [Кромка/Стороны]: щелкнуть ЛКн в любую точку рабочего пространства;
- Радиус основания или [Вписанный]: ввести в КС численное значение ⇒ Ent;
- Высота или [2 т/Конечная точка оси/Радиус верхнего основания]: ввести в КС численное значение ⇒ Ent.
Если вначале выполнения алгоритма щелкнуть ПКн и выбрать пункт Сторона, то в КС появится запрос: Число сторон <4>), в ответ на который необходимо ввести численный параметр многоугольника, служащего основанием пирамиды.
Читайте также: