Трехмерные построения

В панели инструментов Solids (Тела) (рис.3.1) собраны кнопки операций построения тел. Эти операции изучаются в данном разделе.

Рис.3.1. Панель инструментов Solids.

Первые шесть кнопок этой панели предназначены для построения твердотельных объектов стандартной формы. Этим кнопкам соответствуют следующие команды системы AutoCAD: BOX (ЯЩИК), SPHERE (ШАР), CYLINDER (ЦИЛИНДР), CONE (КОНУС), WEDGE (КЛИН) и TORUS (TOP).

С помощью команды BOX (ЯЩИК) построим в МСК твердотельный параллелепипед. Для удобства в предварительно очищенном графическом экране рекомендуется установить в качестве вида юго-западную изометрию.
Первый запрос команды BOX (ЯЩИК):

Specify corner of box or [CEnter]<0,0,0>: (Угол ящика или /Центр/ <0,0,0>:)

Нажмите клавишу <Enter> — это означает, что точка первого угла ящика будет выбрана по умолчанию, т. е. примет текущее значение в начале МСК. Можно ввести и любые другие координаты трехмерной точки.

Выбор опции CEnter (Центр) ведет к варианту построения ящика с фиксацией положения не первого угла, а центра параллелепипеда.

Следующий запрос:

Specify corner or [Cube/Length]: (Угол или [Куб/Длина]:)

Здесь можно задать точку другого угла ящика. Опция Cube (Куб) ведет к построению куба (параллелепипеда с одинаковыми значениями длины, ширины и высоты). Выберите опцию Length (Длина).

Далее система запрашивает длину ребра:

Specify length: (Длина:)

Задайте длину 400. Затем следующий запрос:

Specify width (Ширина:)

Введите ширину 350.

И, наконец, последний запрос высоты:

Specify height: (Высота:)

Задайте высоту 200.

Результат построения твердотельного паратлелепипеда (ящика) приведен на рис.3.2.

Рис.3.2. Построение твердотельного ящика.

Теперь на верхней поверхности ящика построим цилиндр с радиусом 100 мм и высотой 150 мм. Команда CYLINDER (ЦИЛИНДР) запрашивает:

Curent wire frame density: ISOLINES=4 Specify center point for base of cylinder or fEllipticalJ <0,0,0>:

(Текущая плотность каркаса: ISOLINES=4 Центральная точка основания цилиндра или [Эллиптический] <0,0,0>:)

Задайте точку 200,175,200.

Далее:

Specify radius for base of cylinder or [Diameter]: (Радиус основания цилиндра или [Диаметр]:)

Введите радиус 100.

Specify height of cylinder or [Center of other end]: (Высота цилиндра или [Центр другого основания]:)

Задайте высоту цилиндра 150.

В результате чего на верхней грани ящика будет построен твердотельный цилиндр (рис.3.3).

Рис. 3.3. Построение твердотельного цилиндра.

Обратите внимание на то, что для наглядности система AutoCAD рисует образующие цилиндра, количество которых (четыре) равно текущему значению системной переменной ISOLINES (см. первое сообщение команды CYLINDER (ЦИЛИНДР)). На первый взгляд, количество образующих на рис.3 равно двум, однако это не так, поскольку в данном виде произошло совмещение передних и задних образующих.

Увеличим количество образующих до 28. Для этого необходимо изменить значение системной переменной ISOLINES на 28. Это можно сделать с помощью команды SETVAR (УСТПЕРЕМ), но проще прямо ввести название переменной в командной строке: ISOLINES и нажать клавишу <Enter>. Система AutoCAD выдаст запрос:

New value for ISOLINES <4>: (Новое значение ISOLINES <4>:)

Введите 28 и выполните регенерацию экрана с помощью пункта Regen (Регенерировать) падающего меню View (Вид) или с помощью команды REGEN (РЕГЕН).

На рис.3.4 видно, что количество образующих увеличилось, и мы имеем более точное представление о форме объекта.

Рис. 3.4. Изменение количества образующих для отображения твердотельных объектов.

Теперь на ближней к нам правой боковой стенке ящика построим другой ящик, который станет затем углублением. Для начала установим НОВУЮ ПСК по правой боковой грани. Для этого воспользуйтесь кнопкой панели инструментов UCS (ПСК). Система AutoCAD выдаст первый запрос:

Select face of solid object: (Выберите грань твердотельного объекта:)

Щелкните мышью по нижнему ребру правой передней стенки ящика. Правая грань подсветится и появится запрос:

Enter an option [Next/Xflip/Yflip] <accept>: (Задайте опцию 1Сменить/обратитьХ/обратитьУ] <принять>:)

Если у вас пиктограмма новой системы координат высветилась в том же виде, как на рис.3.5, то нажмите клавишу <Enter> в знак согласия с выбранной ПСК.

Рис. 3.5. Установка ПСК по грани тела.

Постройте теперь с помощью команды BOX (ЯЩИК) ящик, задав у него первый угол (100,0,0), второй угол — (300,—170,0), а высоту — —250 мм. Внутри основного ящика появится второй (рис.3.6).

Рис. 3.6. Построение ящика в ПСК, установленной по грани

Теперь с помощью уже известных нам кнопок и , соответствующих командам UNION (ОБЪЕДИНЕНИЕ) и SUBTRACT (ВЫЧИТАНИЕ), объедините большой ящик с цилиндром, а из образовавшегося составного тела вычтите малый ящик. Результат представлен на рис.3.7.

Рис. 3.7. Объединение и вычитание тел.

Тела можно строить методом выдавливания или вращения областей. Эти операции выполняются с помощью кнопок ВЫДАВЛИВАНИЕ (Extrude) и ВРАЩЕНИЕ (Revolve) панели инструментов Тела (Solids) (см. рис. 3.1).

Рассмотрим построение участка твердотельной трубы с помощью команды EXTRUDE (ВЫДАВИТЬ).

Установим на пустом экране в качестве вида юго-западную изометрию. Построим два круга с центрами в начале координат и радиусами 100 и 80.

Преобразуем их в области. Для создания области двумерных объектов воспользуемся командой REGION (Область) в панели инструментов Draw ( Рисование ).

Затем с помощью команд UNION (ОБЪЕДИНЕНИЕ) и SUBTRACT (ВЫЧИТАНИЕ) создадим кольцо. Из большой области вычтем малую и получим область в форме кольца (рис.3.8).

Рис. 3.8. Построение области в форме кольца.

На рисунке показана также будущая траектория выдавливания.

Для ее построения с помощью кнопки панели инструментов UCS (ПСК) повернем оси на угол 90° до вертикального положения оси Y.

В новой системе координат построим полилинию из трех сегментов:

первый из них является прямолинейным с вершинами в точках с координатами (0,0) и (0,500),

второй сегмент — дуговой, касающийся первого и заканчивающийся в точке (100,600),

третий сегмент — снова прямолинейный, касающийся дугового и заканчивающийся в точке (1000,600).

Вызовем команду EXTRUDE (ВЫДАВИТЬ). На запрос о выборе объектов укажите область в форме кольца. Следующий запрос:
Specify height of extrusion or [Path]: (Глубина выдавливания или [Траектория]:)

Выберите опцию Path (Траектория). Далее система выдаст запрос:

Select extrusion path: (Траектория выдавливания:)

Укажите полилинию в качестве траектории выдавливания.

Результат приведен на рис.3.9.

Команда INTERFERE (ВЗАИМОД) позволяет создать тело, занимающее общий объем двух или более тел. Команде соответствует кнопка панели инструментов Solids (Тела).

Рис. 3.9. Построение трубы с помощью выдавливания.

Рассмотрим построение 3D с помощью команды REVOLVE (ВРАЩЕНИЕ) .

Установим на пустом экране в качестве вида юго-западную изометрию (Рис.3.10).

Рис. 3.10. Юго-западный вид в трехмерной ПСК.

В плоскости XY построим 2-х мерный объект. Для этого воспользуемся комадой PLINE (ПОЛИЛИНИЯ).

Укажем в качестве стартовой точку с координатами 0,10. Построим отрезок длинной 40 мм по оси Y. Затем построим отрезок длинной 130мм по оси Х (точка 130,50). Далее построим отрезок длинной 30 мм по оси Y (точка 130,80). Перейдем в режим дуги и соединим точки 130,80 и 180,80. Затем перейдем в режим отрезка и соединим точки 180,80 и 180,25. Далее построим отрезок до точки 190,25. Затем до точки 190,10 и замкнем полилинию в точке 0,10.

В результате построения получим 2-х мерный объект следующего вида:

Рис. 3.11. Построение 2-х мерного объекта в плоскости XY.

Далее с помощью команды Chamfer (Фаска) снимем фаску длинной 10мм со следующих углов (рис.3.12):

Рис. 3.12. Снятие фаски с 2-х мерного объекта.

Затем с помощью команды Fillet (Сопряжение) скруглим следующий угол радиусом 10мм (рис.3.13):

Рис. 3.13. Скругление грани 2-х мерного объекта.

Далее скруглим следующий угол радиусом 20мм (Рис.3.14).

Рис. 3.14. Скругление замыкающей грани 2-х мерного объекта.

ПРИМЕЧАНИЕ^*

^*Для того чтобы скруглить конечные отрезки непрерывной полилинии необходимо в свойствах полилинии ( Properties) в подменю « Misc» в пункте « Closed» указать значение « Yes». Тем самым можно преобразовать разомкнутый 2-х мерный объект, созданный с помощью полилинии, в замкнутый объект.

Далее необходимо вызвать команду REVOLVE (ВРАЩЕНИЕ),

щелкнув по пиктограмме .

На запрос команды выберем 2-х мерный объект (рис.3.15):

Рис. 3.15. Выбор 2-х мерного объекта для вращения.

После выбора объекта необходимо выбрать ось вращения:

Specify start point for axis of revolution or define axis by [Object/X (axis)/Y (axis)]:

Стартовая точка оси вращения или [Объект/Ось Х/ОсьY].

В качестве оси вращения укажем ось Х. Угол поворота укажем равным 360°. В результате вращения 2-х мерного объекта получим следующий 3D объект (рис.3.16):

Рис. 3.16. Вращение 2-х мерного объекта вокруг оси Х на угол 360°.

С помощью команды ISOLINES установим количество направляющих равным 50. Количество направляющих будет применено ко всем 3D объектам. После выполнения команды REGEN получится следующее изображение (рис.3.17):

Рис. 3.17. Изменение количества направляющих линий 3D объектов.

Таким образом, мы построили трехмерное тело с помощью команды вращения (REVOLVE).

Рис. 3.18. 3D объект, полученный путем вращения.