AutoCAD2008巧借二維圖形快速建模

吳建麗

摘 要：該文通過實例說明在AutoCAD2008軟件中如何用輔助建模工具借助二維圖形快速建立三維模型，為三維繪圖實際操作提供了較為典型的案例，取得了較好的效果。

關鍵詞：三維對齊 建模 二維圖形 Auto CAD2008

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）02（a）-0155-03

目前，AutoCAD這項技術越來越成熟，版本更新很快，功能越來越強，尤其是三維建模方面突破很快。但是不少企業(yè)和個人在使用CAD軟件時更多地注重其二維功能。殊不知，在AutoCAD中借助二維圖形，用好一些特殊的工具，掌握一些特殊的方法，其建模速度是三維專業(yè)建模軟件望塵莫及的。這種建模方法對于職業(yè)院校的CAD教學效果尤為顯著，下面以兩個實例來說明。

1 助兩個視圖輔助建模

圖1所示為一零件圖，如果要建這個零件的模型，不同的軟件有不同的方法。但是如果要求在CAD軟件中建模，很多人會覺得比較麻煩。CAD建模方法一般有兩大類：一類是利用基本體組合模型；另一類是利用輔助建模工具建模。之所以會感覺麻煩，是因為在CAD教學中，三維模型的建立要求比較低，大多數(shù)只講基本體的建立。稍微提高一點，用基本體組合一些簡單的模型。

在該例子中如何將建模與機械制圖聯(lián)系起來呢？首先，應該分析主、俯視圖的對應關系。只有將對應關系理清，才能充分利用CAD快速而準確建立三維模型。在建模過程中筆者進行了這樣的處理：刪除俯視圖中的尺寸線，轉換視角至西南等軸側。在西南等軸側視圖中用按住并拖動命令進行拉伸。該命令是AutoCAD2008版新增的工具，會自動生成并捕捉需要拉伸的面域，只需按住并將其拖動至合適的位置或合適的尺寸。如果用的軟件版本比較低需要做好幾個面域，步驟比較多，速度比較慢。

AutoCAD2008版本的推出是一次革命性的改版，無論從界面還是功能都較以前的版本有了很大的改變，界面設計更加人性化，工具更多，繪圖更方便。選擇該版本作為CAD課程的教學既能滿足可操作性又體現(xiàn)了現(xiàn)代工程設計的新思想和新理念。該論文中的圖形及模型均在AutoCAD2008版本中建成。

為了便于說明，將俯視圖標上區(qū)域號。經(jīng)過分析主俯視圖可知，區(qū)域1應拉伸14，拖放后的模型如圖2（b）所示。區(qū)域2拖放至29，區(qū)域3拖放至29-5=24，區(qū)域4拖放至29-3=26，區(qū)域5拖放至29，區(qū)域6拖放至14，6個區(qū)域拖放完成后的模型如圖2（c）所示。在（c）圖的基礎上創(chuàng)建直徑為10的圓孔即完成圖1模型的建立，整個建模過程在一分鐘之內(nèi)完成。

這個建模過程真正操作起來很簡單，關鍵點在于對圖形的理解和CAD工具的有效結合，這需要深厚的機械制圖基本功。有些學生在學習時比較浮躁，沒有掌握本質，當圖形稍有變化就不知如何處理，這是教學過程中出現(xiàn)最多的問題，也是最不容易解決的問題。

2 助三個視圖輔助建模

以上例子僅有兩個視圖，屬于比較簡單的類型，而見到的零件圖大多是三個視圖。如果是三個視圖，又該怎樣處理？有沒有簡單實用的方法？筆者通過對以下典型圖形的分析來說明如何借助三個視圖快速建立模型。

如圖3（a）所示為又一零件圖，該零件三個視圖看似簡單，如果嘗試一下會發(fā)現(xiàn)用以上介紹的方法根本行不通。如果用基礎模型的組合來構造該模型速度慢還易出錯。對于這樣的圖形究竟該怎么處理？有沒有簡單有效的方法？這是值得探究的。

2.1 關鍵點分析

建此模型的關鍵是要能讀懂三視圖，很多職業(yè)院校往往將CAD教學與專業(yè)課教學相孤立，教CAD的教師只是會用這個軟件畫圖，可能對《機械制圖》這門課程并不了解。因此教師僅以課本為中心從頭到尾將知識講述一遍，學生無法理解CAD在專業(yè)課中是如何使用的，不能加深對CAD的理解。也可能教《機械制圖》的老師根本不會CAD軟件，所以學生雖然兩門課程都學了，但是在應用方面肯定會有所欠缺。而利用二維視圖輔助建立模型的關鍵就是對三視圖要理解透徹。

根據(jù)制圖的三原則：長對正，高平齊，寬相等，對照零件圖要能看得懂這三個圖中的某一個區(qū)域在其他視圖中所對應的位置。在仔細分析該零件圖的基礎上最好在大腦中要有一個大概的模型，這種能力在三維建模時顯得尤為重要。然而這個能力的培養(yǎng)不是一朝一夕能完成的，需要長期的訓練。

筆者在建模過程中對圖形做了如下處理：（1）關閉中心線、尺寸線和虛線圖層；（2）刪除三個視圖內(nèi)部多于的線條，保留最外部的輪廓線；（3）轉換視角（西南等軸側）如圖3（b）所示；（4）根據(jù)零件圖的尺寸對三個視圖分別用按住并拖動命令進行拉伸，拉伸后的模型如圖3（c）所示。

2.2 難點分析

經(jīng)過以上幾個步驟還是沒有能建成最終模型，建此模型的難點在于下一步驟，在圖3（c）的基礎上用三維對齊工具。三維對齊工具使用時基點的選擇比較關鍵，在一個視圖上選擇的點在另一個視圖上位置不但要明確而且要便于操作。

如圖4（a）所示在三個視圖中分別選擇A、B、C三點，讓這三個視圖對齊于俯視圖中的C點。在對齊過程中，A點的+Z方向與C點的—X方向對齊，A點的—X方向與C點的+Y方向對齊；B點的+Y方向與C點的+Z方向對齊，B點的—X方向與C點的—X方向對齊。這個過程中如果對齊的方向有一個錯誤會導致整個建模的錯誤。對齊后的情況如圖4（b）所示，在其基礎上用交集工具即得到最終模型如圖4（c）所示。

整個建模過程用了6步：關閉圖層→保留外部輪廓線→轉換視角→按住拖動→三維對齊→交集。在這個過程中突破難點是關鍵，而難點的突破機械制圖的識圖能力是關鍵。在機械制圖的教學過程中，可以結合模型的建立來加深學生對圖形的理解；在CAD的教學中，能有效利用所學的機械制圖知識，可以在很大的程度上激發(fā)學生的學習興趣，對這兩個學科都能起到一定的促進作用。“學以致用”是學習的一項原則，也是學習的動力。

這種建模方法是高效而有趣的，關鍵是要掌握精髓，不能淺嘗輒止。要達到一種境界需要在實際的教學中讓學生有效地、有針對性地對典型圖形加以練習，這樣會極大地促進他們對機械制圖知識學習興趣，從而更能夠加深對知識的理解。

3 結語

這種借助二維圖形輔助建模方法看似簡單，要真正掌握首先需要對機械制圖中的三視圖知識有透徹的理解，其次，使用三維對齊工具時選擇方向一定要思維清晰。圖形是千變?nèi)f化的，建模方法也應靈活，而只有思想靈活，方法才能靈活。AutoCAD的三維建模被很多人所忽視，但是筆者認為對于一個專業(yè)的機械人員來說，對于一個教CAD的教師來說，這樣的軟件應該充分發(fā)揮它的作用，將它運用到極致。

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