Table Of Content№ 2154 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»
Кафедра инженерной графики и дизайна
Т.Ю. Васильева
Л.О. Мокрецова
О.Н. Чиченева
Компьютерная графика
3D-моделирование с помощью системы
автоматизированного проектирования AutoCAD
Лабораторный практикум
Рекомендовано редакционно-издательским
советом университета
Москва 2013
1
УДК 004
В19
Рецензент
д-р техн. наук, проф. С.М. Горбатюк
Васильева, Т.Ю.
В19 Компьютерная графика : 3D-моделирование с помощью
системы автоматизированного проектирования AutoCAD : лаб.
практикум / Т.Ю. Васильева, Л.О. Мокрецова, О.Н. Чиченева. –
М. : Изд. Дом МИСиС, 2013. – 48 с.
Приведен пример создания модели детали с использованием техноло-
гии 3D-моделирования в системе автоматизированного проектирования
AutoCAD 2012 (русская версия) и двухмерных многовидовых чертежей
по построенной 3D-модели. Рассмотрены все необходимые теоретические
вопросы, указана литература для подготовки к лабораторным работам.
Предназначен для выполнения лабораторных работ по курсу «Компьютерная
графика» для всех специальностей направления 651300 «Металлургия».
© Т.Ю. Васильева,
Л.О. Мокрецова,
О.Н. Чиченева, 2013
2
Содержание
Предисловие.......................................................................................... 4
Лабораторная работа 1. Построение 3D-модели детали................... 5
Лабораторная работа 2. Создание двухмерных многовидовых
чертежей по построенной 3D-модели................................................ 20
Лабораторная работа 3. Организация распределенной работы.
Внешние ссылки................................................................................... 26
Библиографический список................................................................. 37
Приложение........................................................................................... 38
3
ПРЕДИСЛОВИЕ
Курс «Информатика» входит в цикл общеобразовательных дисци-
плин и состоит из нескольких разделов, одним из которых является
«Компьютерная графика». Этот раздел изучает прикладные про-
граммы, предназначенные для работы с технической графикой. Цель
курса состоит в освоении студентами начальных навыков работы с
прикладными программами Симплекс, Компас 3D и AutoCAD.
AutoCAD – это мощный универсальный пакет программ САПР,
предназначенный для любого специалиста, работающего с техниче-
ской графикой. Пакет рассчитан на широкий круг пользователей.
В настоящее время наибольшее распространение получила
3D-технология создания чертежей, которая состоит в том, что
конструктор сразу создает наглядную, виртуальную модель дета-
ли, узла или здания, собирая ее из объемных примитивов (приз-
ма, цилиндр, конус и т.д., а также примитивов на основе враще-
ния или перемещения плоского контура), не прибегая к построе-
нию чертежа. Модель формируется на экране, ее можно осмот-
реть со всех сторон, разрезать, получить произвольное сечение,
отредактировать форму. С помощью программных средств мо-
дель можно нагрузить и выполнить ее прочностной расчет. Этот
естественный для человека вариант проектирования стал реально
возможным в последние десять лет.
Чертежи по 3D-технологии получают после того, как модель соз-
дана, т.е. на завершающей стадии проектирования и в значительной
мере в автоматическом режиме. Система сама строит необходимые
виды, разрезы, в первом приближении проставляет размеры, хотя за
конструктором остается задача определить оптимальное содержание
параметров чертежа. Несомненно, что по мере подготовки специали-
стов 3D-технология станет преобладающим методом конструирова-
ния и проектирования.
Для выполнения данных лабораторных работ необходимо иметь
представление об интерфейсе системы автоматизированного проек-
тирования AutoCAD, уметь пользоваться основными командами
двухмерного построения (меню «Рисование», «Редактировать», «Раз-
меры») и управления изображением на экране.
4
Лабораторная работа 1
ПОСТРОЕНИЕ 3D-МОДЕЛИ ДЕТАЛИ
(2 часа)
1.1. Цель работы
Изучить основы построения чертежа по 3D-технологии. Смоделиро-
вать в AutoCAD одно из заданий, предлагаемых студентам (прил.).
1.2. Содержание работы
Дан чертеж детали, состоящий из трех видов (рис. 1.1). Необхо-
димо построить трехмерную модель данной детали.
Рис. 1.1. Исходные данные лабораторной работы 1
5
1.3. Выполнение работы
1 ЭТАП. Настройка системы для 3D-построений
Настройка среды для 3D-проектирования предусматривает на-
стройку пространства модели и пространства листа. Основные дей-
ствия по настройке следующие:
– Загрузить AutoCAD и создать новый рисунок. Для этого необ-
ходимо в меню «Файл» выбрать пункт «Создать …», в появившемся
списке шаблонов можно согласиться с предлагаемым образцом, на-
жав кнопку «Открыть», а можно выбрать специальный шаблон для
3D-моделирования – acad3D.dwt. В последнем случае изображение
AutoCAD на экране примет вид, представленный на рис. 1.2.
– Настроить режим работы в пространстве модели. Для этого
убедитесь, что в нижней части экрана активна закладка «Модель».
Задайте для пространства модели шаг 5, сетку 5 (меню «Сервис» →
«Режимы рисования …») и лимиты 180×140 (меню «Формат» →
«Лимиты чертежа»), соответствующие с некоторым запасом габа-
ритным размерам моделируемой детали. Отобразите заданную об-
ласть на весь экран (меню «Вид» → «Зумирование» → «Все»).
– Перейдем в пространство листа. Для этого в нижней части экра-
на надо активировать закладку «Лист1». Если появилось диалоговое
окно с настройками печати, то согласитесь с его предложениями (кла-
виша «ОК»). Удалите на листе дежурное видовое окно. Задайте разме-
ры листа (меню «Файл» → «Диспетчер параметров листов …» → «Ре-
дактировать ….» → «Формат листа» выбрать ISO А3 (420×297 мм)).
– Задайте два новых слоя с именами разметка и модель. Для
создания новых слоев в меню «Формат» → «Слой …».
– В ленте команд находится панель инструментов «Моделирова-
ние». Внешний вид данной панели инструментов приведен на рис. 1.3.
Потребуется применить команды из меню «Рисование» (рис. 1.4).
– Сохраните чертеж с настройками (меню «Файл» → «Сохранить
как …»).
6
я
и
н
а
в
о
р
и
л
е
д
о
м
-
D
3
я
л
д
а
н
а
р
к
э
д
и
в
й
и
н
ш
е
н
В
2.
1.
с.
и
Р
»
е
и
н
а
в
о
р
и
л
е
д
о
М
«
в
о
т
н
е
м
у
р
т
с
н
и
ь
л
е
н
а
П
3
1.
с.
и
Р
8
9
»
е
и
н
а
в
о
с
и
Р
«
ю
н
е
М
4.
1.
с.
и
Р
2 ЭТАП. Создание 3D-модели детали
Для построения трехмерной модели детали необходимо мысленно раз-
делить модель на поверхности, из которых она состоит. В данном примере
моделируемая деталь состоит из основания – прямоугольной призмы, в
которой выполнены четыре цилиндрических отверстия; на основании рас-
положен цилиндр, в котором выполнен вырез в виде четырехугольной
призмы, расположенной перпендикулярно оси вращения цилиндра; и в
основании, и в стоящем на нем цилиндре выполнен вырез в виде шести-
гранной призмы; два ребра жесткости, расположенные на основании, пред-
ставляют собой трехгранные призмы. Таким образом, для построения дан-
ной модели надо построить следующие поверхности:
– четырехгранную призму (длиной 140 мм, шириной 100 мм и
высотой 20 мм);
– четыре цилиндра (высотой 20 мм и диаметром основания 20 мм) ;
– цилиндр (высотой 70 мм и диаметром основания 70 мм) ;
– шестигранную призму (высотой 90 мм, шестиугольник в осно-
вании вписан в окружность диаметром 50 мм) ;
– четырехугольная призма (высотой 20 мм, шириной 30 мм и
глубиной не менее 70 мм) ;
– две трехгранные призмы – клинья (шириной 10 мм, длину и высоту
клина необходимо определить при помощи дополнительных построений).
Для создания 3D-модели детали используется меню «ПСК», «Ри-
сование», «Моделирование», «Редактировать» (подменю «3D опера-
ции» и «Редактирование тела») и «Вид» (подменю «3D виды»).
Построение трехмерной модели начнем с того, что создадим в
слое с именем «Разметка» вспомогательные линии построения. К
ним относятся осевые линии чертежа, а также линии, помогающие
построить модель детали, но не участвующие в создании тела детали.
В данном примере необходимо построить осевые линии, которые
зададут центр всей детали и центры цилиндрических отверстий в ос-
новании детали (рис. 1.5), а также линии, помогающие определить
положение и длину ребра жесткости. Так как данные линии необхо-
димы только для построения модели, то можно не устанавливать для
них каких-либо специальных свойств (например, тип линии – центр).
Данные линии можно строить командами из меню «Рисование» →
«Отрезок» или «Прямая» (в этом случае линии будут бесконечными
и могут строиться как параллельные линии на определенном рас-
стоянии), может понадобиться команда «Круг», если осевая линия
представляет собой дугу или окружность.
10
