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摘 要：该文通过实例说明在AutoCAD2008软件中如何用辅助建模工具借助二维图形快速建立三维模型，为三维绘图实际操作提供了较为典型的案例，取得了较好的效果。
关键词：三维对齐 建模 二维图形 Auto CAD2008
中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）02（a）-0155-03
目前，AutoCAD这项技术越来越成熟，版本更新很快，功能越来越强，尤其是三维建模方面突破很快。但是不少企业和个人在使用CAD软件时更多地注重其二维功能。殊不知，在AutoCAD中借助二维图形，用好一些特殊的工具，掌握一些特殊的方法，其建模速度是三维专业建模软件望尘莫及的。这种建模方法对于职业院校的CAD教学效果尤为显著，下面以两个实例来说明。
1 助两个视图辅助建模
图1所示为一零件图，如果要建这个零件的模型，不同的软件有不同的方法。但是如果要求在CAD软件中建模，很多人会觉得比较麻烦。CAD建模方法一般有两大类：一类是利用基本体组合模型；另一类是利用辅助建模工具建模。之所以会感觉麻烦，是因为在CAD教学中，三维模型的建立要求比较低，大多数只讲基本体的建立。稍微提高一点，用基本体组合一些简单的模型。
在该例子中如何将建模与机械制图联系起来呢？首先，应该分析主、俯视图的对应关系。只有将对应关系理清，才能充分利用CAD快速而准确建立三维模型。在建模过程中笔者进行了这样的处理：删除俯视图中的尺寸线，转换视角至西南等轴侧。在西南等轴侧视图中用按住并拖动命令进行拉伸。该命令是AutoCAD2008版新增的工具，会自动生成并捕捉需要拉伸的面域，只需按住并将其拖动至合适的位置或合适的尺寸。如果用的软件版本比较低需要做好几个面域，步骤比较多，速度比较慢。
AutoCAD2008版本的推出是一次革命性的改版，无论从界面还是功能都较以前的版本有了很大的改变，界面设计更加人性化，工具更多，绘图更方便。选择该版本作为CAD课程的教学既能满足可操作性又体现了现代工程设计的新思想和新理念。该论文中的图形及模型均在AutoCAD2008版本中建成。
为了便于说明，将俯视图标上区域号。经过分析主俯视图可知，区域1应拉伸14，拖放后的模型如图2（b）所示。区域2拖放至29，区域3拖放至29-5=24，区域4拖放至29-3=26，区域5拖放至29，区域6拖放至14，6个区域拖放完成后的模型如图2（c）所示。在（c）图的基础上创建直径为10的圆孔即完成图1模型的建立，整个建模过程在一分钟之内完成。
这个建模过程真正操作起来很简单，关键点在于对图形的理解和CAD工具的有效结合，这需要深厚的机械制图基本功。有些学生在学习时比较浮躁，没有掌握本质，当图形稍有变化就不知如何处理，这是教学过程中出现最多的问题，也是最不容易解决的问题。
2 助三个视图辅助建模
以上例子仅有两个视图，属于比较简单的类型，而见到的零件图大多是三个视图。如果是三个视图，又该怎样处理？有没有简单实用的方法？笔者通过对以下典型图形的分析来说明如何借助三个视图快速建立模型。
如图3（a）所示为又一零件图，该零件三个视图看似简单，如果尝试一下会发现用以上介绍的方法根本行不通。如果用基础模型的组合来构造该模型速度慢还易出错。对于这样的图形究竟该怎么处理？有没有简单有效的方法？这是值得探究的。
2.1 关键点分析
建此模型的关键是要能读懂三视图，很多职业院校往往将CAD教学与专业课教学相孤立，教CAD的教师只是会用这个软件画图，可能对《机械制图》这门课程并不了解。因此教师仅以课本为中心从头到尾将知识讲述一遍，学生无法理解CAD在专业课中是如何使用的，不能加深对CAD的理解。也可能教《机械制图》的老师根本不会CAD软件，所以学生虽然两门课程都学了，但是在应用方面肯定会有所欠缺。而利用二维视图辅助建立模型的关键就是对三视图要理解透彻。
根据制图的三原则：长对正，高平齐，宽相等，对照零件图要能看得懂这三个图中的某一个区域在其他视图中所对应的位置。在仔细分析该零件图的基础上最好在大脑中要有一个大概的模型，这种能力在三维建模时显得尤为重要。然而这个能力的培养不是一朝一夕能完成的，需要长期的训练。
笔者在建模过程中对图形做了如下处理：（1）关闭中心线、尺寸线和虚线图层；（2）删除三个视图内部多于的线条，保留最外部的轮廓线；（3）转换视角（西南等轴侧）如图3（b）所示；（4）根据零件图的尺寸对三个视图分别用按住并拖动命令进行拉伸，拉伸后的模型如图3（c）所示。
2.2 难点分析
经过以上几个步骤还是没有能建成最终模型，建此模型的难点在于下一步骤，在图3（c）的基础上用三维对齐工具。三维对齐工具使用时基点的选择比较关键，在一个视图上选择的点在另一个视图上位置不但要明确而且要便于操作。
如图4（a）所示在三个视图中分别选择A、B、C三点，让这三个视图对齐于俯视图中的C点。在对齐过程中，A点的+Z方向与C点的—X方向对齐，A点的—X方向与C点的+Y方向对齐；B点的+Y方向与C点的+Z方向对齐，B点的—X方向与C点的—X方向对齐。这个过程中如果对齐的方向有一个错误会导致整个建模的错误。对齐后的情况如图4（b）所示，在其基础上用交集工具即得到最终模型如图4（c）所示。
整个建模过程用了6步：关闭图层→保留外部轮廓线→转换视角→按住拖动→三维对齐→交集。在这个过程中突破难点是关键，而难点的突破机械制图的识图能力是关键。在机械制图的教学过程中，可以结合模型的建立来加深学生对图形的理解；在CAD的教学中，能有效利用所学的机械制图知识，可以在很大的程度上激发学生的学习兴趣，对这两个学科都能起到一定的促进作用。“学以致用”是学习的一项原则，也是学习的动力。
这种建模方法是高效而有趣的，关键是要掌握精髓，不能浅尝辄止。要达到一种境界需要在实际的教学中让学生有效地、有针对性地对典型图形加以练习，这样会极大地促进他们对机械制图知识学习兴趣，从而更能够加深对知识的理解。
3 结语
这种借助二维图形辅助建模方法看似简单，要真正掌握首先需要对机械制图中的三视图知识有透彻的理解，其次，使用三维对齐工具时选择方向一定要思维清晰。图形是千变万化的，建模方法也应灵活，而只有思想灵活，方法才能灵活。AutoCAD的三维建模被很多人所忽视，但是笔者认为对于一个专业的机械人员来说，对于一个教CAD的教师来说，这样的软件应该充分发挥它的作用，将它运用到极致。
参考文献
[1] 王智全.CAD教学与学生创新能力培养[J].科技信息，2008（24）：559-560.
[2] 唐永勇，冯剑，陈国民，等.机械制图中CAD教学的软件选择与教学设计[J].图学学报，2014（10）.
[3] 朱彦彦.关于CAD课程教学的几点思考与改进[J].职业教育，2013（12）：67.
[4] 陈建国，张玲.CAD三维建模技术的发展[J].机电技术， 2010（4）：141-145.
[5] 曾文瑜，王维昌.AutoCAD2008三维建模思路分析的引导教学[J].岳阳职业技术学院学报，2010（3）：61-63.
关键词：三维对齐 建模 二维图形 Auto CAD2008
中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）02（a）-0155-03
目前，AutoCAD这项技术越来越成熟，版本更新很快，功能越来越强，尤其是三维建模方面突破很快。但是不少企业和个人在使用CAD软件时更多地注重其二维功能。殊不知，在AutoCAD中借助二维图形，用好一些特殊的工具，掌握一些特殊的方法，其建模速度是三维专业建模软件望尘莫及的。这种建模方法对于职业院校的CAD教学效果尤为显著，下面以两个实例来说明。
1 助两个视图辅助建模
图1所示为一零件图，如果要建这个零件的模型，不同的软件有不同的方法。但是如果要求在CAD软件中建模，很多人会觉得比较麻烦。CAD建模方法一般有两大类：一类是利用基本体组合模型；另一类是利用辅助建模工具建模。之所以会感觉麻烦，是因为在CAD教学中，三维模型的建立要求比较低，大多数只讲基本体的建立。稍微提高一点，用基本体组合一些简单的模型。
在该例子中如何将建模与机械制图联系起来呢？首先，应该分析主、俯视图的对应关系。只有将对应关系理清，才能充分利用CAD快速而准确建立三维模型。在建模过程中笔者进行了这样的处理：删除俯视图中的尺寸线，转换视角至西南等轴侧。在西南等轴侧视图中用按住并拖动命令进行拉伸。该命令是AutoCAD2008版新增的工具，会自动生成并捕捉需要拉伸的面域，只需按住并将其拖动至合适的位置或合适的尺寸。如果用的软件版本比较低需要做好几个面域，步骤比较多，速度比较慢。
AutoCAD2008版本的推出是一次革命性的改版，无论从界面还是功能都较以前的版本有了很大的改变，界面设计更加人性化，工具更多，绘图更方便。选择该版本作为CAD课程的教学既能满足可操作性又体现了现代工程设计的新思想和新理念。该论文中的图形及模型均在AutoCAD2008版本中建成。
为了便于说明，将俯视图标上区域号。经过分析主俯视图可知，区域1应拉伸14，拖放后的模型如图2（b）所示。区域2拖放至29，区域3拖放至29-5=24，区域4拖放至29-3=26，区域5拖放至29，区域6拖放至14，6个区域拖放完成后的模型如图2（c）所示。在（c）图的基础上创建直径为10的圆孔即完成图1模型的建立，整个建模过程在一分钟之内完成。
这个建模过程真正操作起来很简单，关键点在于对图形的理解和CAD工具的有效结合，这需要深厚的机械制图基本功。有些学生在学习时比较浮躁，没有掌握本质，当图形稍有变化就不知如何处理，这是教学过程中出现最多的问题，也是最不容易解决的问题。
2 助三个视图辅助建模
以上例子仅有两个视图，属于比较简单的类型，而见到的零件图大多是三个视图。如果是三个视图，又该怎样处理？有没有简单实用的方法？笔者通过对以下典型图形的分析来说明如何借助三个视图快速建立模型。
如图3（a）所示为又一零件图，该零件三个视图看似简单，如果尝试一下会发现用以上介绍的方法根本行不通。如果用基础模型的组合来构造该模型速度慢还易出错。对于这样的图形究竟该怎么处理？有没有简单有效的方法？这是值得探究的。
2.1 关键点分析
建此模型的关键是要能读懂三视图，很多职业院校往往将CAD教学与专业课教学相孤立，教CAD的教师只是会用这个软件画图，可能对《机械制图》这门课程并不了解。因此教师仅以课本为中心从头到尾将知识讲述一遍，学生无法理解CAD在专业课中是如何使用的，不能加深对CAD的理解。也可能教《机械制图》的老师根本不会CAD软件，所以学生虽然两门课程都学了，但是在应用方面肯定会有所欠缺。而利用二维视图辅助建立模型的关键就是对三视图要理解透彻。
根据制图的三原则：长对正，高平齐，宽相等，对照零件图要能看得懂这三个图中的某一个区域在其他视图中所对应的位置。在仔细分析该零件图的基础上最好在大脑中要有一个大概的模型，这种能力在三维建模时显得尤为重要。然而这个能力的培养不是一朝一夕能完成的，需要长期的训练。
笔者在建模过程中对图形做了如下处理：（1）关闭中心线、尺寸线和虚线图层；（2）删除三个视图内部多于的线条，保留最外部的轮廓线；（3）转换视角（西南等轴侧）如图3（b）所示；（4）根据零件图的尺寸对三个视图分别用按住并拖动命令进行拉伸，拉伸后的模型如图3（c）所示。
2.2 难点分析
经过以上几个步骤还是没有能建成最终模型，建此模型的难点在于下一步骤，在图3（c）的基础上用三维对齐工具。三维对齐工具使用时基点的选择比较关键，在一个视图上选择的点在另一个视图上位置不但要明确而且要便于操作。
如图4（a）所示在三个视图中分别选择A、B、C三点，让这三个视图对齐于俯视图中的C点。在对齐过程中，A点的+Z方向与C点的—X方向对齐，A点的—X方向与C点的+Y方向对齐；B点的+Y方向与C点的+Z方向对齐，B点的—X方向与C点的—X方向对齐。这个过程中如果对齐的方向有一个错误会导致整个建模的错误。对齐后的情况如图4（b）所示，在其基础上用交集工具即得到最终模型如图4（c）所示。
整个建模过程用了6步：关闭图层→保留外部轮廓线→转换视角→按住拖动→三维对齐→交集。在这个过程中突破难点是关键，而难点的突破机械制图的识图能力是关键。在机械制图的教学过程中，可以结合模型的建立来加深学生对图形的理解；在CAD的教学中，能有效利用所学的机械制图知识，可以在很大的程度上激发学生的学习兴趣，对这两个学科都能起到一定的促进作用。“学以致用”是学习的一项原则，也是学习的动力。
这种建模方法是高效而有趣的，关键是要掌握精髓，不能浅尝辄止。要达到一种境界需要在实际的教学中让学生有效地、有针对性地对典型图形加以练习，这样会极大地促进他们对机械制图知识学习兴趣，从而更能够加深对知识的理解。
3 结语
这种借助二维图形辅助建模方法看似简单，要真正掌握首先需要对机械制图中的三视图知识有透彻的理解，其次，使用三维对齐工具时选择方向一定要思维清晰。图形是千变万化的，建模方法也应灵活，而只有思想灵活，方法才能灵活。AutoCAD的三维建模被很多人所忽视，但是笔者认为对于一个专业的机械人员来说，对于一个教CAD的教师来说，这样的软件应该充分发挥它的作用，将它运用到极致。
参考文献
[1] 王智全.CAD教学与学生创新能力培养[J].科技信息，2008（24）：559-560.
[2] 唐永勇，冯剑，陈国民，等.机械制图中CAD教学的软件选择与教学设计[J].图学学报，2014（10）.
[3] 朱彦彦.关于CAD课程教学的几点思考与改进[J].职业教育，2013（12）：67.
[4] 陈建国，张玲.CAD三维建模技术的发展[J].机电技术， 2010（4）：141-145.
[5] 曾文瑜，王维昌.AutoCAD2008三维建模思路分析的引导教学[J].岳阳职业技术学院学报，2010（3）：61-63.