AutoCAD应用在三维设计中

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AutoCAD从R11版开始引进较高级的实体造型方法，即AME高级造型扩展功能（Advanced Modeling Extension）。AME是通过对基本体素进行布尔运算逐步形成一实体模型，它允许用多个实心体组成一个实体模型。但因其计算速度较慢、不易构造形状较为复杂的实体，并且AME只是一个AutoCAD开发系统的应用程序系统，使用前必须将其加载，因此，AutoCAD在R13、R14版中采用了新的实体造型技术——ACIS实体造型。其特点主要为：实体造型速度和计算速度大大提高，精度也有所提高，可以构造形状更为复杂的实体。并且ACIS实体命令不须加载，它已成为AutoCAD命令中的一部分，其命令形式与AME有良好的继承性。但同时ACIS也丢失了一些AME有用的功能，如不能改变已有实体体素的尺寸；不能将组合的实体分解成单个体素等，给三维设计也带来了不小的麻烦。
/ ~+ q0 |& q4 ^* W一、如何运用AutoCAD进行三维机械设计
( ]! \. t( r; R; @# p& G2 g在运用AutoCAD三维实体设计中，首先要保证作图环境为模型空间（Model Space）而不是图纸空间（Paper Space），否则无法生成三维模型。在AutoCAD中体素是指最基本的实体元素，通过这些不同尺寸实体元素的相加（Union）、相减（Subtract）、相交（Intersect）等运算可以得到我们所需要的实体模型。通常AutoCAD提供的体素有以下几种：Box（长方体）、Sphere（球体）、Wedge（楔体）、Cone（圆锥体）、Cylinder（圆柱体）和Torus（圆环体）。
形状较为复杂的实体虽然也可以通过各种运算由体素形成，却较为繁琐。此时我们可以使用拉伸（Extrude）和旋转（Revolve）命令作出形状复杂的拉伸体和回转体，再用相加、相减、相交等命令得到所需要的实体。必须注意的是拉伸和旋转命令作用的对象一定要是在同一平面内的封闭多义线或一个面域，多义线可以通过绘制多义线命令（Polyline）得到，使用多边形（Polygon）、长方形（Rectangle）和圆（Circle）命令得到的多边形、长方形和圆也是封闭多义线。我们还可以用编辑多义线（Edit Polyline）命令将由单线条组成的图形编辑成多义线。面域是通过面域化命令（Region）将封闭的多义线转化为面域，它已不再是线条而是面，所以面域和面域之间可以进行相加、相减、相交等运算。拉伸命令除了可以以一定的高度和锥角拉伸外，还可以按照一定的路径拉伸，但此拉伸路径必须是一条多义线但不必封闭，并且与被拉伸的多义线或面域不在同一平面。
需要注意的是AutoCAD有一些用来制作三维曲面的命令，这些命令与三维实体命令较为相似，并且用法也基本相同，这主要是应用于建筑行业建立建筑模型，进行布局及外观效果的分析。但得出的只是曲面而不是实体，因此不能进行物理特性计算及干涉检查，因此要加以区别使用，以免产生不必要的误会。
用户坐标系（User Coordinate System）的使用对于三维设计有着重要的意义。在二维设计中我们早已在使用一种特殊的UCS，称为大地坐标系（World Coordinate System），这个坐标系就是我们的作图平面。但在三维设计中我们不可能将所有的图形都在这一个平面中作出，我们还需要设定许多不同的二维作图平面，通过UCS命令我们就可以定义这些二维平面。如我们可以用三点法定义所需的UCS，即选取一个平面上的三个点，这三个点可以用捕捉方式拾取实体的交点、边的中间点、球的球心、圆柱面的圆心或将点的坐标输入等等方法，另外UCS坐标平面还可以通过已有的平面用偏移或旋转的方法得到。坐标之间可以切换，对于定义好的UCS还可以进行保存，已备日后编辑时使用。
+ b# @8 _2 o: Z我们不可能在一个视图中将三维实体看清楚，同样AutoCAD也提供了各种视角观测的视图，如正交视图有上、下、左、右、前和后；等轴视图有东南等轴、东北等轴、西南等轴和西北等轴视图，另外还可以用三维动态视图命令（3D Dynamic View）将实体转成任意角度观察，便于我们理解实体的形状。实体在设计完成后，AutoCAD还有一些编辑实体的命令，如Slice命令、Fillet命令和Chamfer命令。Fillet和Chamfer命令可以将实体的边界根据需要倒圆角或直角；Slice命令则可将实体根据所选平面分割，这个命令可以使我们很容易看出实体的内部形状，检查设计是否正确。
: z: G9 B* a7 j- j7 ~通过使用渲染（Render）命令，可以根据默认的或自己设定的颜色、光线、背景等条件渲染得到所设计实体的效果图，并且可以保存为图片格式文件，便于做方案和演示时使用。
如需得到实体的物理特性可用Massprop命令计算体积、重量、转动惯量或其他物理特性。对于装配件，用干涉检查命令（Interfere）可以检查零件之间是否有干涉，并可找出干涉的位置，这样可保证设计的正确性。另外，AutoCAD还提供了用三维实体图生成二维平面图的功能，除了可以生成正交的视图外，还可以生成轴侧视图。
AutoCAD的三维实体设计功能虽然不很完善，但简单易学。本文因篇幅有限，不能将所有命令一一列出并详细说明，详细用法可以参考专门介绍AutoCAD R13、R14的书籍。