Чтобы воспользоваться всеми возможностями трехмерного черчения, предоставляемыми программой, следует переключиться из пространства AutoCAD Classic (Классический AutoCAD) или 2D Drafting & Annotation (Двухмерное черчение и аннотирование) в 3D Modeling (Трехмерное моделирование). При переходе в пространство 3D Modeling (Трехмерное моделирование) рабочее окно программы AutoCAD приобретает несколько иной вид (рис. 9.1).

Рис. 9.1. Окно AutoCAD в пространстве трехмерного моделирования

Как видите, изменился состав групп на вкладках ленты в главном окне программы и инструментов на Tool Palettes (Инструментальные палитры). Например, если до этого вы работали в пространстве AutoCAD Classic (Классический AutoCAD), то с экрана исчезли панели инструментов рисования и редактирования, расположенные ранее по бокам.

В AutoCAD 2010 при переходе в пространство 3D Modeling (Трехмерное моделирование) на ленте появляются вкладки Mesh Modeling (Моделирование поверхностями) и Render (Тонирование). Некоторые возможности первой мы рассмотрим в главе 10. Вторая же вкладка по умолчанию содержит шесть групп (рис. 9.2):

Visual Styles (Стили визуализации) – определение внешнего вида поверхностей и ребер трехмерной модели;

Edge Effects (Эффекты края) – управление отображением эффектов границ;

Lights (Освещение) – создание и редактирование источников света;

Sun & Location (Солнце и местоположение) – создание и редактирование погодных условий, координат места нахождения, а также времени суток;

Materials (Материалы) – создание, редактирование и присвоение материалов объектам чертежа;

Render (Тонирование) – выбор качества и запуск процесса визуализации изображения.

Рис. 9.2. Вкладка Render (Тонирование) ленты

Несмотря на все перечисленные особенности пространства 3D Modeling (Трехмерное моделирование), принципы работы с программой при трехмерном моделировании остаются теми же, что и в рабочем пространстве AutoCAD Classic (Классический AutoCAD) или 2D Drafting & Annotation (Двухмерное черчение и аннотирование).

Просмотр трехмерных чертежей

До сих пор, работая с двухмерными чертежами, мы видели модель только в одной плоскости XY. Однако в трех измерениях не обойтись без просмотра модели с различных точек обзора.

Основным способом является так называемый вид в плане – это тот вид, который мы привыкли видеть на двухмерных чертежах. Модель в этом случае изображается так, как если бы мы смотрели на нее сверху.

Типовые проекции

Использование типовых проекций значительно упрощает просмотр трехмерных объектов. Направление проецирования можно выбрать с помощью команд группы меню Views (Виды) на вкладке View (Отображение) ленты. Программа предлагает выбрать шесть типовых проекций и четыре изометрических вида (рис. 9.3).

Рис. 9.3. Раскрытый список кнопки Views (Виды) на вкладке View (Отображение) ленты

Примечание

При запуске выбранной команды не только выводится на экран соответствующая проекция, но и автоматически выполняется масштабирование по границам.

Итак, можно выбрать один из следующих типовых видов.

Top (Верх) – точка зрения в этом случае находится над моделью. Это основной вид – вид в плане.

Bottom (Низ) – объект отображается так, как если бы вы смотрели на него снизу.

Left (Слева) – модель показывается с левой стороны.

Right (Справа) – модель показывается с правой стороны.

Front (Спереди) – в этом случае модель отображается спереди. Данный вид соответствует фронтальной проекции на технических чертежах.

Back (Сзади) – модель изображается так, как если бы на нее смотрели сзади.

SW Isometric (Ю-З изометрический) – юго-западный изометрический вид. При использовании различных изометрических видов чертеж всегда изображается сверху, только в различных видах пользователь смотрит на модель при разном повороте вокруг вертикальной оси. В данном случае видны левая, передняя и верхняя стороны модели. Так как в изометрических видах изображаются три измерения, а не два, как раньше, при этом можно увидеть гораздо больше деталей.

Примечание

Как вы уже, наверное, заметили, при обозначении изометрических видов используются географические термины. При этом направление оси X в МСК совпадает с направлением на восток. Однако географическая ориентация на вашем чертеже может быть не связана с названием изометрического вида.

SE Isometric (Ю-В изометрический) – в этом случае модель также показывается в трех измерениях. Пользователю видны правая, передняя и верхняя стороны модели.

NE Isometric (С-В изометрический) – северо-восточный изометрический вид позволяет увидеть правую, заднюю и верхнюю стороны модели.

NW Isometric (С-З изометрический) – северо-западный изометрический вид приближает к пользователю левую, заднюю и верхнюю стороны конструкции.

При всем многообразии типовых проекций и изометрических видов может возникнуть необходимость выбрать произвольную точку обзора. Например, при использовании стандартных изометрических видов в правильных фигурах, таких как куб, некоторые ребра могут накладываться друг на друга. Описанная проблема решается смещением точки обзора в произвольное место.

Дополнительные виды

Одним из способов получить нестандартный вид модели является использование команды DDVPOINT, которая запускается из меню View > 3D Views > Viewpoint Presets (Вид > Трехмерные виды > Установка точки зрения). На экране отобразится диалоговое окно Viewpoint Presets (Установка точки зрения) (рис. 9.4).

Рис. 9.4. Диалоговое окно Viewpoint Presets (Установка точки зрения)

В поле X Axis (С осью X) вводится угол между осью X и проекцией вектора наблюдения на плоскость XY. Такой угол обычно называют азимутом. В текстовом поле XY Plane (С плоскостью XY) диалогового окна задается угол наклона между вектором направления на точку обзора и ее проекцией.

Эти же углы можно указать и в графической зоне, расположенной сверху. Чтобы задать один из стандартных азимутов, следует щелкнуть кнопкой мыши внутри одного из секторов с нужным значением угла. При этом, зная, например, что угол 270° соответствует виду спереди, легко догадаться о соответствии углов и типовых видов.

В правой части окна указывается вертикальное направление вектора наблюдения. Угол 0° задает один из боковых видов, а угол 90° соответствует виду сверху, то есть типовому виду, к которому мы привыкли при работе с двухмерными чертежами. В типовых изометрических видах этот угол равен 35,3°. Например установив азимут равным 225°, а вертикальный угол 35,3°, мы получим типовой юго-западный изометрический вид (спереди и слева).

Если переключатель установлен в положение Absolute to WCS (Абсолютно в МСК), то направление просмотра задается относительно мировой системы координат (МСК). Чтобы указать угол зрения относительно ПСК, установите переключатель в положение Relative to UCS (Относительно ПСК).

Щелчок на кнопке Set to Plan View (Вид в плане), расположенной в нижней части окна, быстро устанавливает все настройки для просмотра вида в плане.

Трехгранник осей и компас

Еще одно средство установки нужного вида – трехгранник осей и компас. Чтобы воспользоваться данной возможностью, выполните команду меню View > 3D Views > Viewpoint (Вид > Трехмерные виды > Точка зрения). Можете также ввести команду VPOINT с клавиатуры. При этом в командной строке появятся следующие сообщения:

Current view direction: VIEWDIR=0.0000,0.0000,1.0000

Specify a view point or :

Числа в первой строке указывают координаты текущей точки зрения. В ответ на приглашение программы нажмите клавишу Enter. При этом графическая зона примет вид, показанный на рис. 9.5.

Рис. 9.5. Вид трехгранника осей и компаса

Попробуйте подвигать мышью, и вы увидите, как перемещается маленькое перекрестье в правом верхнем углу и при этом вращается пиктограмма системы координат. Рисунок, расположенный в углу, называется компасом. Чтобы понять, как задать точку зрения с помощью данного инструмента, постарайтесь подключить свое воображение и представить, что данный компас – это развернутый на плоскости глобус, причем центр окружностей представляет собой северный полюс. Находясь в этой точке, вы смотрите на модель сверху. Внутренняя окружность – это экватор (вид сбоку), а вся внешняя окружность – это южный полюс (вид снизу). Таким образом, вертикальное положение точки зрения задается перемещением указателя мыши от центра к краю или наоборот.

Значение азимута зависит от того, в каком сегменте окружности находится указатель. Например, если переместить его в правый нижний сегмент окружности, то вы увидите модель слева спереди. Если при этом указатель будет находиться во внутренней окружности, то, ко всему прочему, будет продемонстрирована верхняя сторона. А если он будет в положении между внутренней и внешней окружностями, то будет показана нижняя сторона модели.

Возможно, вы обратили внимание на то, что указание точки зрения с помощью диалогового окна Viewpoint Presets (Установка точки зрения) (см. рис. 9.4) во многом схоже с использованием трехгранника осей и компаса: в обоих случаях угол зрения определяется путем задания азимута (угла между осью X и проекцией вектора наблюдения на горизонтальную плоскость) и вертикального угла. Однако при использовании компаса отсутствует возможность точного определения углов.

На первом этапе применение трехгранника осей и компаса может показаться затруднительным, однако, освоив данный инструментарий, вы сможете быстро задавать положение точки зрения – многим этот метод кажется наиболее удобным.

Чтобы выбрать нужный вид, установите указатель в выбранную позицию и щелкните левой кнопкой мыши. Теперь модель отобразится на экране с учетом положения указателя в компасе (рис. 9.6).

Рис. 9.6. Отображение модели с учетом положения указателя в компасе

Отображение модели

В AutoCAD 2010 применяется такой подход к отображению моделей, при котором можно использовать стили визуализации. Под стилем визуализации понимается сохраненный набор параметров внешнего вида модели, включающий в себя вид граней и ребер модели, цвет фона, световые блики и многое другое. Поэтому можно однажды настроить отображение модели и сохранить эти настройки в виде стиля визуализации, чтобы затем при необходимости быстро возвращаться к нужному отображению модели.

Чтобы изменить внешний вид объекта, следует запустить команду VSCURRENT. Сделать это можно, выбрав один из пунктов в подменю View > Visual Styles (Вид > Стили визуализации) либо щелкнув на одном из значков в списке, который расположен в группе Visual Styles (Стили визуализации) на вкладке Render (Тонирование) ленты (рис. 9.7) либо на панели инструментов Visual Styles (Стили визуализации) (рис. 9.8).

Рис. 9.7. Раскрытый список кнопки Visual Styles (Стили визуализации) на вкладке Render (Тонирование) ленты

Рис. 9.8. Панель инструментов Visual Styles (Стили визуализации)

По умолчанию в программе имеются пять различных стилей визуализации.

2D Wireframe (Двухмерный каркас) – объекты отображаются в виде отрезков и кривых, с учетом типов и весов линий. Этот режим обычно используется для представления двухмерных объектов.

3D Wireframe (Трехмерный каркас) – объекты также отображаются в виде отрезков и кривых, но без учета типов и весов линий. Данный режим наиболее удобно использовать при редактировании, так как видны все ребра модели.

3D Hidden (Трехмерное сокрытие) – как и в предыдущем случае, модель отображается в каркасном виде, однако грани, скрытые поверхностями, показываться не будут. Данный режим можно считать эквивалентом выполнения команды HIDE.

Realistic (Реалистичный) – объекты раскрашиваются с учетом присвоенного им цвета или типа материала.

Conceptual (Концептуальный) – объекты также заливаются с учетом присвоенного им цвета или типа материала. Кроме того, в этом случае реалистичность вида достигается за счет сглаженности поверхностей и плавности цветовых переходов.

Внешний вид шестерни в стиле визуализации Conceptual (Концептуальный) показан на рис. 9.9. Запомните, что каждому видовому экрану может быть назначен свой стиль визуализации.

Рис. 9.9. Вид шестерни в стиле визуализации Conceptual (Концептуальный)

Поэкспериментируйте с отображением модели при различных стилях визуализации, чтобы подобрать наиболее подходящий.

Режим Orbit (Орбита)

Режим Orbit (Орбита) служит для просмотра модели и установки точки зрения. При использовании данного инструмента пользователь как бы вращается вокруг пространственной модели, что позволяет рассмотреть ее под различными углами. В режиме Orbit (Орбита) нельзя использовать другие команды для редактирования модели.

В AutoCAD 2010 используются три разновидности данного инструмента. Кроме режима Free Orbit (Свободная орбита), который присутствовал в более старых версиях программы, имеются два других режима: Constrained Orbit (Ограниченная орбита), который запускается по умолчанию, и Continuous Orbit (Непрерывная орбита).

Выбрать один из режимов Orbit (Орбита) можно с помощью кнопок в группе Navigate (Навигация) на вкладке View (Отображение) ленты или из меню View > Orbit (Вид > Орбита). Можно также воспользоваться панелью инструментов Orbit (Орбита).

Производительность компьютера в режиме Orbit (Орбита) напрямую зависит от количества вращающихся объектов. Поэтому сначала выделите только те объекты, которые необходимо просмотреть в режиме вращения, а затем уже запустите команду. При этом с экрана исчезнут все невыделенные объекты. Они появятся вновь, как только вы завершите просмотр модели.

Свободное вращение

После выбора режима Free Orbit (Свободная орбита) на экране появляется окружность, показанная на рис. 9.10.

Рис. 9.10. Вид модели при включенном режиме Free Orbit (Свободная орбита)

Данная окружность делит графическую зону на несколько областей. При перемещении указателя из одной области в другую он изменяет свой внешний вид. Таким образом AutoCAD извещает пользователя о том, что изменился способ вращения модели, то есть программа будет по-разному реагировать на движения указателя мыши в зависимости от того, в какой области он находится.

Рассмотрим различные способы вращения модели.

Поворот в режиме круговой стрелки. Выведите указатель за внешний контур орбиты. Он примет вид круговой стрелки с точкой в центре

Если теперь перемещать указатель, удерживая нажатой левую кнопку мыши, то объекты, находящиеся на экране, будут вращаться вокруг воображаемой оси, проходящей через центр окружности перпендикулярно плоскости чертежа. Отпустив кнопку мыши, вы зафиксируете полученный вид модели.

Поворот в режиме сферы с линиями. Если переместить указатель внутрь окружности, то он приобретет вид двух эллипсов со стрелками, расположенных в перпендикулярных плоскостях

Теперь, перемещая указатель при нажатой кнопке мыши, вы добьетесь вращения модели вокруг оси, лежащей в плоскости экрана и проходящей через центр окружности перпендикулярно направлению перемещения указателя. Например, если в данном режиме перемещать указатель в горизонтальном направлении, то модель будет вращаться вокруг вертикальной оси, проходящей через центр окружности. Отметим также, что указатель лучше перемещать примерно по прямой линии, иначе можно легко запутаться в положении модели.

Поворот вокруг вертикальной оси. Наверное, вы уже заметили, что по контуру окружности расположены четыре кружка – они также предназначены для вращения модели. Если установить указатель мыши в левый или правый кружок, то он приобретет вид эллипса со стрелкой, вытянутого в горизонтальной плоскости

Теперь при перемещении указателя вращение модели будет происходить вокруг вертикальной оси, проходящей через центр окружности параллельно плоскости экрана. Чтобы получить лучшее представление о данном режиме, можно провести аналогию вращающегося на талии обруча. Даже если при перемещении указатель выйдет из маленькой окружности, вращение будет происходить до тех пор, пока вы не отпустите кнопку мыши. Чтобы повторить вращение в этой же плоскости, опять переместите указатель в одну из окружностей и начните буксировку.

Поворот вокруг горизонтальной оси. Если переместить указатель в нижний или верхний кружок, расположенный на контуре окружности, он примет вид вытянутого в вертикальной плоскости эллипса

В данном случае модель будет вращаться вокруг горизонтальной оси, проходящей через центр окружности параллельно плоскости экрана. Чтобы представить себе такое вращение, вообразите, что вы толкаете перед собой колесо. Так же, как и в предыдущем случае, указатель не будет видоизменяться до тех пор, пока вы не отпустите кнопку мыши, чтобы закончить вращение.

Последние два режима хороши тем, что, независимо от того, в каком направлении вы будете перемещать мышь, вращение будет происходить только в одной плоскости – вертикальной или горизонтальной.

Ограниченное вращение

Режим ограниченного вращения в версии AutoCAD 2010 используется по умолчанию. Инструмент Constrained Orbit (Ограниченная орбита) можно вызвать одним из перечисленных выше способов. При этом окружность на экране не появится, а указатель примет такой же вид, как при вращении в режиме сферы с линиями

Основное отличие от поворота в режиме сферы с линиями состоит в том, что теперь вращение будет происходить в положительной полусфере, то есть вы не сможете взглянуть на модель со стороны отрицательного направления оси Z.

Совет

Чтобы быстро переключиться в режим Free Orbit (Свободная орбита), находясь в режиме Constrained Orbit (Ограниченная орбита), нажмите и удерживайте клавишу Shift. Кроме того, чтобы просто активизировать режим Constrained Orbit (Ограниченная орбита), нажмите клавишу Shift и среднюю кнопку (колесико) мыши. Отпустив кнопку или клавишу, вы вернетесь в режим черчения.

Непрерывное вращение

После выбора режима Continuous Orbit (Непрерывная орбита) необходимо задать направление вращения модели. Для этого нужно, удерживая нажатой левую кнопку мыши, указать то направление, которое необходимо. Для окончания вращения модели нажмите клавишу Esc или щелкните кнопкой мыши.

Настройки режима Orbit (Орбита)

Как говорилось ранее, в режиме Orbit (Орбита) невозможно выполнение команд, то есть их нельзя ввести в командную строку. Однако щелчком правой кнопки мыши можно вызвать контекстное меню с достаточно богатым набором возможностей (рис. 9.11).

Рис. 9.11. Контекстное меню в режиме Orbit (Орбита)

Рассмотрим команды, которые имеются в контекстном меню.

Пункт Exit (Выход) завершает выполнение команды и убирает контекстное меню с экрана.

Выделив строку Current Mode (Текущий режим), вы просто свернете контекстное меню без завершения работы команды.

В подменю Other Navigation Modes (Другие режимы навигации) перечислены все возможные инструменты, позволяющие просматривать модель различными способами в интерактивном режиме. Обратите внимание на то, что каждой команде назначена своя цифра, поэтому переключаться между данными режимами можно, не вызывая контекстное меню, а просто нажимая соответствующую клавишу на клавиатуре.

Первые три позиции занимают различные варианты режима Orbit (Орбита), описанные достаточно подробно.

После выбора пункта Adjust Distance (Регулировка расстояния) указатель принимает вид стрелки. Теперь если перемещать его вверх или вниз при нажатой левой кнопке мыши, то чертеж на экране будет приближаться или удаляться соответственно.

Команда Swivel (Шарнир) позволяет сымитировать вращение камеры вокруг вертикальной оси.

Команды Walk (Прогулка) и Fly (Полет) предоставляют ранее недоступные возможности. При выборе первой из них появляется возможность «прогуляться» по модели и рассмотреть ее с точки зрения обозревателя. Управление осуществляется клавишами управления курсором и с помощью палитры Position Locator (Положение наблюдателя) (рис. 9.12), которая появляется автоматически после вызова команды.

Рис. 9.12. Палитра управления перемещением по модели

Инструмент Fly (Полет) во многом аналогичен предыдущему. Эти две команды можно настроить в окне Options (Параметры) на вкладке 3D Modeling (Трехмерное моделирование).

Используйте команды Zoom (Масштабирование) и Pan (Панорамирование) точно так же, как если бы вы находились не в орбитальном режиме. В данном случае масштабирование производится в режиме реального времени.

Команды Zoom Window (Показать рамкой), Zoom Extents (Показать границы) и Zoom Previous (Показать предыдущий) предназначены для увеличения или уменьшения изображения модели в режиме Orbit (Орбита). Заметим, что изменять масштаб объектов можно и не вызывая контекстное меню, а просто используя колесико мыши.

Параллельную или перспективную проекцию можно выбрать, воспользовавшись командой Parallel (Параллельный) или Perspective (Перспективный). При применении первого способа все параллельные линии модели останутся таковыми и в изображении. Если же выбрать вариант Perspective (Перспективный), то линии, уходящие вглубь экрана, будут визуально сходиться. Такой эффект обычно используют в архитектурных чертежах.

Команда Reset View (Сбросить вид) может помочь в том случае, когда после долгих манипуляций с моделью вы желаете вернуть на экран вид, который был до перехода в режим Orbit (Орбита).

Из подменю Preset Views (Стандартные виды) можно выбрать один из стандартных видов модели, рассмотренных ранее.

В подменю Visual Styles (Стили визуализации) перечислены все стили визуализации, кроме 2D Wireframe (Двухмерный каркас).

Наконец, подменю Visual Aids (Визуальные средства) позволяет воспользоваться некоторыми дополнительными средствами, помогающими сориентироваться в трехмерном пространстве:

? Compass (Компас) – изображение на экране дополнится тремя окружностями – X, Y и Z, расположенными во взаимно перпендикулярных плоскостях;

? Grid (Сетка) – в плоскости XY вырисовывается сетка;

? UCS Icon (Знак ПСК) – добавляет на экран трехмерную пиктограмму ПСК (эта функция включена по умолчанию).

Трехмерные координаты

Построение новых объектов всегда происходит путем задания координат. Как в двухмерном, так и в трехмерном пространстве для этого могут применяться различные методы. Правда, ввод трехмерных координат обладает некоторыми особенностями, которые мы и рассмотрим.

Ввод трехмерных координат

При построении трехмерных объектов можно использовать те же способы задания координат, которые применяются при двухмерном моделировании. Отличительной особенностью указания пространственных координат является лишь то, что к осям X и Y, используемым ранее, добавляется еще и ось Z, проходящая перпендикулярно плоскости XY. Поэтому положение точек теперь будет определяться тремя координатами: x, y и z

Что касается полярных координат, применяемых в двухмерных чертежах, то в трехмерном пространстве их аналогами являются цилиндрические и сферические координаты. Кроме того, задавать координаты можно и в интерактивном режиме, то есть указывая их непосредственно на чертеже с помощью мыши.

Декартовы координаты

В трехмерном пространстве декартовы координаты имеют формат @X,Y,Z. Как видно, прямоугольные координаты почти так же указывались и в двухмерном пространстве – только добавилась третья координата. Напомним, что символа @ может и не быть, тогда положение точки будет задано относительно начала текущей системы координат – абсолютные координаты. Если же этот символ присутствует, то задается положение точки относительно предыдущей, то есть используются относительные прямоугольные координаты. В трехмерных чертежах чаще применяют именно относительные координаты.

Цилиндрические координаты

Абсолютные цилиндрические координаты представляются в формате расстояние<угол,расстояние . В данной записи первое расстояние – это длина проекции на плоскость XY вектора, начинающегося в начале текущей системы и заканчивающегося в точке, координаты которой задаются. Угол указывает значение между осью X и упомянутой проекцией вектора на плоскость XY. Второе расстояние, которое вводится после запятой, – это смещение точки вдоль оси Z. Как видно, цилиндрические координаты отличаются от полярных лишь добавлением координаты z Как задается точка с координатами 10<30,5 показано на рис. 9.13.

Рис. 9.13. Указание точки методом абсолютных цилиндрических координат

Если применяются относительные цилиндрические координаты, то перед предыдущей записью будет еще добавлен символ @. Тогда координата точки будет указываться путем смещения ее относительно предыдущей. Следует заметить, что при использовании цилиндрических координат, как абсолютных, так и относительных, указываемые расстояния фактически представляют собой катеты прямоугольного треугольника.

Сферические координаты

Абсолютные сферические координаты представляются в формате расстояние <угол <угол. В данной записи расстояние – это длина вектора, который проходит от начала координат до указываемой точки. Первый угол отсчитывается от оси X до проекции вектора на плоскость XY. Еще одно значение, которое следует указать, – это угол между плоскостью XY и упомянутым вектором. Точка с координатами 5<30<45 показана на рис. 9.14.

Рис. 9.14. Указание точки методом абсолютных сферических координат

Сферические координаты также могут быть и относительными. В этом случае как всегда добавляется знак @, а координата точки указывается путем смещения ее от предыдущей точки. Следует отметить, что, в отличие от цилиндрических координат, где расстояние до точки указывалось косвенным образом, в сферических координатах расстояние до точки указывается прямо.

Координатные фильтры

Координатные фильтры предназначены для указания координат комбинированным способом – выбирая точки с помощью перекрестья на чертеже и вводя недостающие координаты с клавиатуры. Существуют следующие фильтры точек:.X, Y, Z, XY, YZ и. XZ. Например, запись. XYозначает, что координаты x и y вы сможете «скопировать» с чертежа, а координату z задать иным способом – вводом с клавиатуры. Допустим, необходимо указать точку, отстоящую от конца отрезка, который расположен в горизонтальной плоскости, в направлении оси Z на заданное расстояние. Делается это следующим образом.

1. Вызовите какую-либо команду построения графического объекта, например LINE.

2. Наберите в командной строке. XY, чтобы задать координаты x и y для новой точки.

3. Щелкните кнопкой мыши на точке, координаты x, y которой необходимо скопировать. Обычно при этом используется один из режимов объектной привязки.

4. Переместите курсор вертикально вверх и введите с клавиатуры координату Z создаваемой точки.

Мы рассмотрели фильтр. XY подробно, так как он наиболее часто используется при трехмерных построениях: нередко модель начинают вычерчивать в плоскости XY, а затем уже задают смещение в вертикальном направлении. Применение координатных фильтров – достаточно трудоемкий способ задания координат, однако случается так, что задать точку каким-либо иным методом еще более затруднительно.

В целом, фильтрация точек применяется достаточно редко, так как применение объектных привязок значительно упрощает построение объектов.

Объектная привязка в трехмерном пространстве

Как в двухмерных, так и в трехмерных чертежах привязка к существующим объектам намного упрощает построение модели. Использование объектной привязки позволяет однозначно указать нужную точку, причем сделать это с абсолютной точностью. Однако не стоит забывать, что на трехмерных чертежах в определенных видах некоторые объекты могут сливаться. Поэтому следует выбирать вид без этого недостатка. В остальном же использование привязки к объектам в двухмерных моделях полностью аналогично применению ее в трехмерном пространстве.

Различные системы координат

Основной системой координат в AutoCAD является прямоугольная декартова система координат, которая называется мировой системой координат (МСК).

Она используется по умолчанию при создании нового чертежа. Направление осей демонстрируется с помощью трех стрелок (рис. 9.15). В трехмерных чертежах оси X и Y составляют горизонтальную плоскость, а ось Z направлена перпендикулярно вверх, то есть по умолчанию ось X соответствует ширине объекта, Y – глубине, а по оси Z отсчитывается высота.

Рис. 9.15. Трехмерное обозначение системы координат в AutoCAD

Кроме присутствующей во всех чертежах МСК, вы можете создать несколько собственных систем координат, называемых пользовательскими системами координат (ПСК). Применение ПСК обычно оправдано при создании трехмерных моделей, в которых присутствуют плоскости, не параллельные XY. Чтобы выполнять построения в таких плоскостях, необходимо создать систему координат, плоскость XY в которой будет параллельна одной из поверхностей объекта.

Программа AutoCAD обладает богатыми возможностями для трехмерного моделирования. Из прочитанной главы вы узнали о существовании трех видов модели для представления объектов в трехмерном пространстве. Вы познакомились с режимами просмотра трехмерных объектов как посредством статических видов, так и с помощью различных интерактивных режимов. Владея навыками задания трехмерных координат, вы без труда сможете перейти непосредственно к построению трехмерных моделей.

Построение аксонометрических проекций начинают с проведения аксонометрических осей.

Положение осей. Оси фронтальной ди-метрической проекции располагают, как показано на рис. 85, а: ось х - горизонтально, ось z - вертикально, ось у - под углом 45° к горизонтальной линии.

Угол 45° можно построить при помощи чертежного угольника с углами 45, 45 и 90°, как показано на рис. 85, б.

Положение осей изометрической проекции показано на рис. 85, г. Оси х и у располагают под углом 30° к горизонтальной линии (угол 120° между осями). Построение осей удобно проводить при помощи угольника с углами 30, 60 и 90° (рис. 85, д).

Чтобы построить оси изометрической проекции с помощью циркуля, надо провести ось z, описать из точки О дугу произвольного радиуса; не меняя раствора циркуля, из точки пересечения дуги и оси z сделать засечки на дуге, соединить полученные точки с точкой О.

При построении фронтальной диметрической проекции по осям х и z (и параллельно им) откладывают действительные размеры; по оси у (и параллельно ей) размеры сокращают в 2 раза, отсюда и название "диметрия", что по-гречески означает "двойное измерение".

При построении изометрической проекции по осям х, у, z и параллельно им откладывают действительные размеры предмета, отсюда и название "изометрия", что по-гречески означает "равные измерения".

На рис. 85, в и е показано построение аксонометрических осей на бумаге, разлинованной в клетку. В этом случае, чтобы получить угол 45°, проводят диагонали в квадратных клетках (рис. 85, в). Наклон оси в 30° (рис. 85, г) получается при соотношении длин отрезков 3: 5 (3 и 5 клеток).

Построение фронтальной диметрической и изометрической проекций . Построить фронтальную диметрическую и изометрическую проекции детали, три вида которой приведены на рис. 86.

Порядок построения проекций следующий (рис. 87):

1. Проводят оси. Строят переднюю грань детали, откладывая действительные величины высоты - вдоль оси z, длины - вдоль оси х (рис. 87, а).

2. Из вершин полученной фигуры параллельно оси v проводят ребра, уходящие вдаль. Вдоль них откладывают толщину детали: для фронтальной ди-метрической проекции - сокращенную в 2 раза; для изометрии - действительную (рис. 87, б).

3. Через полученные точки проводят прямые, параллельные ребрам передней грани (рис. 87, в).

4. Удаляют лишние линии, обводят видимый контур и наносят размеры (рис. 87, г).

Сравните левую и правую колонки на рис. 87. Что общего и в чем различие данных на них построений?

Из сопоставления этих рисунков и приведенного к ним текста можно сделать вывод о том, что порядок построения фронтальной диметрической и изометрической проекций в общем одинаков. Разница заключается в расположении осей и длине отрезков, откладываемых вдоль оси у.

В ряде случаев построение аксонометрических проекций удобнее начинать с построения фигуры основания. Поэтому рассмотрим, как изображают в аксонометрии плоские геометрические фигуры, расположенные горизонтально.

Построение аксонометрической проекции квадрата показано на рис. 88, а и б.

Вдоль оси х откладывают сторону квадрата а, вдоль оси у - половину стороны а/2 для фронтальной диметрической проекции и сторону а для изометрической проекции. Концы отрезков соединяют прямыми.

Построение аксонометрической проекции треугольника показано на рис. 89, а и б.

Симметрично точке О (началу осей координат) по оси х откладывают половину стороны треугольника а/2, а по оси у - его высоту h (для фронтальной диметрической проекции половину высоты h/2). Полученные точки соединяют отрезками прямых.

Построение аксонометрической проекции правильного шестиугольника показано на рис. 90.

По оси х вправо и влево от точки О откладывают отрезки, равные стороне шестиугольника. По оси у симметрично точке О откладывают отрезки s/2, равные половине расстояния между противоположными сторонами шестиугольника (для фронтальной диметрической проекции эти отрезки уменьшают вдвое). От точек m и n, полученных на оси у, проводят вправо и влево параллельно оси х отрезки, равные половине стороны шестиугольника. Полученные точки соединяют отрезками прямых.

Ответьте на вопросы

1. Как располагают оси фронтальной диметрической и изометрической проекций? Как их строят?

2. Какие размеры откладывают вдоль осей фронтальной диметрической и изометрической проекций и параллельно им?

3. Вдоль какой аксонометрической оси откладывают размер уходящих вдоль ребер предмета?

4. Назовите общие для фронтальной диметрической и изометрической проекций этапы построения.

Задания к § 13

Упражнение 40

Постройте аксонометрические проекции деталей, приведенных на рис. 91, а, б, в - фронтальные диметрические, для деталей на рис. 91, г, д, е - изометрические.

Размеры определите по числу клеток, считая, что сторона клетки равна 5 мм.

В ответах дано по одному примеру последовательности выполнения заданий.

Упражнение 41

Постройте в изометрической проекции правильные четырехугольную, треугольную и шестиугольную призмы. Основания призм расположены горизонтально, длина сторон основания 30 мм, высота 70 мм.

В ответах дан пример последовательности выполнения задания.

На сегодня мы приготовили для вас статью с обзором самых популярных и многофункциональных программ для черчения. Специалисты, архитекторы, дизайнеры, студенты, а так же любители с помощью этих программ для черчения смогут находить решения для проектирования интерьеров, домов, специализированных установок и в целом создавать свои проекты с максимальной эффективностью.

Все программы для черчения из данного обзора имеют просто огромное количество специализированных инструментов и образцов инструментов, таким образом программы позволяют выполнять проекты практически в полуавтоматическом режиме. Более популярным названием таких программ для черчения является системы автоматизированного проектирования, сокращенно САПР.

Безусловно самой популярно и многофункциональной программой для черчения от наших отечественных разработчиков является КОМПАС-3D. Данной программой в ВУЗах России пользуются практически все студенты, а многие инженеры считают данную программу наилучшей.

Программа для черчения КОМПАС-3D имеет достаточной простой и понятный интерфейс, множество инструментов, богатую справочную информацию по работе с программой и в ней вы с легкостью сможете подправить любые огрехи на чертежах быстро и легко.

Кроме того КОМПАС-3D позволяет проектировать детали и сборочные чертежи в 3D виде, в последующем можно перенести готовую модель и в 2D чертежи или наоборот.

КОМПАС-3D, обычно, идет в комплекте с дополнительными модулями программы для проектирования трубопроводов, электрических схем, пружин, систему прочностного анализа.

AutoCAD

AutoCAD – как и КОМПАС-3D, не менее популярная инженерная программа, но более сложна в освоении. Лучше всего данную программу изучать под прочтение методического пособия, чтобы разобраться во всех возможностях и преимуществах этой программы для черчения.

AutoCAD имеет ряд некоторых возможностей, позволяющих в некотором роде автоматизировать черчение в программе. В ней этой САПР можно с легкостью проставить размеры на чертеже, быстро исправить мелки ошибки на готовом чертеже, вести построение геометрических фигур в автоматическом режиме, задавая только размеры фигур.

AutoCAD так же позволяет разрабатывать быстро и легко 3D детали. В целом возможности этой программы для черчения очень велики, которые накапливались с момента выхода первой версии программы (почти 30 лет).

A9CAD

A9CAD – является бесплатной программой для черчения, получила признание многих пользователей, которые считают, что она мало в чем уступает такому гиганту САПР, как AutoCAD.

Не зря пользователи сравнивают данную программу для черчения с AutoCAD, ведь они практически схожи, стоит хотя бы обратить внимание на интерфейс A9CAD.

В программе можно создавать двухмерные чертежи разной сложности, проставлять размеры на чертежах, имеется поддержка слоев.

CorelDRAW Technical Suite

Не отстает в области разработки программ для черчения и такой разработчики гигант, как Corel, создав свой инженерный продукт CorelDRAW Technical Suite. С помощью данной комплексной САПР можно разрабатывать не только чертежи с широкими возможностями графического дизайна, но и полный спектр технической документации (справочники, методические руководства и т.п.).

Данная комплексная программа для черчения будет полезна инженерам, архитекторам, дизайнерам и даже модельерам при создании новых моделей одежды. В ней можно так же создавать трехмерные модели помимо двухмерных.

Разработчики программы заботятся о ее функциональности и быстро действии, так в последних версиях программы для черчения появились новые возможности для создания трехмерных моделей, улучшили производительность программного продукта, появились новые инструменты редактирования чертежей и многое другое.

VariCAD

Мультиплатформенной системой автоматизированного проектирования различных графических объектов в 2D и 3D является VariCAD, предназначенная в первую очередь для машиностроительного проектирования. Помимо этого данная программа для черчения предоставляет механические части расчетов, инструменты для обработки листового материала, символы и библиотека стандартных механических частей.

Графический интерфейс программы был сделан специально для быстрого выполнения двухмерного или трехмерного моделирования. Имеются инструменты для легкого проектирования трубопроводов и резервуаров.

Программа для черчения позволяет автоматические создать из трехмерной модели двухмерные чертежи, в обратном порядке не получится.

LibreCAD

LibreCAD – это бесплатная программа для черчения, являющаяся в полной мере системой автоматизированного проектирования двухмерных чертежей. Разработчики относят программу для выполнения задач в сфере архитектуры и машиностроения.

Функционал программы можно расширять дополнительными подключаемыми плагинами. В возможностях программы можно не сомневаться, разработчики уверяют, что программа может быть использована даже в составлении 2D карт звездного неба, солнечной системы или для представления очень маленьких объектов, например молекул.

С интерфейсом программы можно быстро разобраться, так как он устроен довольно просто.
Программа поддерживает слои, группировку объектов, командную строку и другие различные функции.

Graphite

Graphite – профессиональное, но в то же время легкое, программное решение для создания 2D и 3D чертежей и схем. Имеет просто огромное количество различных функций и инструментов для быстрого создания чертежей.

Программа для черчения прекрасно подойдет для студентов технических ВУЗов, инженеров-конструкторов и просто любителей. Может создавать многостраничные PDF-документы, пользовательские библиотеки, точный экспорт и импорт чертежей в форматах популярных САПР.

FreeCAD

FreeCAD – эффективный развивающийся проект, представляющий собой бесплатную программу для черчения в лице системы автоматизированного проектирования, задачей которой является полноценная замена дорогостоящих систем САПР. Поэтому проектирование в FreeCAD ничем не будет отличаться от проектирования в вышеприведенных программах.

В программе можно создавать трехмерные модели с последующим автоматическим созданием двухмерных чертежей проекций этих моделей. Можно производить импорт чертежей в большом количестве форматов. В наличии имеется множество инструментов для черчения.

В программе можно выполнять логические операции, экспортировать 3D геометрию для последующего высококачественного рендеринга в сторонних программах, а так же программа поддерживает работу с макросами. И в то же время программа является абсолютно бесплатной и мультиплатформенной.

DraftSight

DraftSight – еще одна бесплатная программа для черчения, которая является системой САПР профессионального уровня, отличающаяся от подобных программ своей простотой в использовании. Эта программа должна прекрасно подойти для студентов, которым приходится на всей стадии обучения чертить помногу. Так же может заменить платный аналог AutoCAD или же КОМПАС-3D.

Данная программа для черчения отличается от аналогов своей простотой в использовании и легким интерфейсом.

Судя по набору инструментов на уровне AutoCAD, бесплатности программы для черчения, по полной поддержке DWG и DXF форматов чертежей можно предугадать, что программа может стать одной из первых профессиональных систем САПР.

Наш обзор программ для черчения подошел к концу и выбирать программу для каждого придется лично самому, в зависимости от того, что вы хотите от нее получить в итоге, важен ли вам русский интерфейс программы и отдельное приложение или же комплексное решение. Все приведенные в обзоре инженерные программы для черчения по-своему хороши, так что выбор стоит за вами.

Для построения аксонометрических проекций применяют способы координат, вторичных проекций, сечений, вписанных сфер, проекционной связи и др..

Способы координат.

Часто приходится, пользуясь ортогональными проекциями, строить аксонометрические изображения по координатам. При построении необходимо откладывать по осям в аксонометрии соответствующие размеры, взятые с ортогонального чертежа.

Плоские и пространственные кривые строят по координатам отдельных точек. Приступая к вычерчиванию деталей в аксонометрии, следует прежде всего решить, вдоль какой оси будет направлен тот или иной их размер. Обычно длину откладывают вдоль оси OX, ширину – вдоль оси OY и высоту – вдоль оси OZ.

Аксонометрические координаты, откладываемые параллельно соответствующим осям, равны натуральным координатам X, Y, Z, измеренными по ортогональным проекциям и умноженным на соответствующий показатель искажения (рисунок 11.28).

Рисунок 11.28

На рисунке 11.29 показано выполнение аксонометрии детали с четвертью выреза

Рисунок 11.29

Способы сечений.

По данному комплексному чертежу предмета сначала строят аксонометрические проекции фигур сечения, затем дочерчивают части изображения предмета, расположенные за секущими плоскостями. Второй способ упрощает построение, освобождает чертеж от лишних линий (рисунок 11.30).

Рисунок 11.30

При выборе вида аксонометрического изображения необходимо учитывать следующее: если тело имеет квадратную форму или отдельная часть предмета квадратная, то следует выполнять прямоугольную диметрическую проекцию этого тела, так как в прямоугольной изометрии ухудшается наглядность изображения.

Другие способы построения аксонометрических проекций подробно рассмотрены в учебнике «Строительные черчение» авторы Будасов Б.В., Каменский В.П. (Стройиздат 1995г. с изменениями).

Пересечение тел в аксонометрии. Пересечение цилиндрических поверхностей.

Для построения изометрической проекции пересекающихся цилиндров необходимо построить линию пересечения этих тел (глава 8 п.8.3;п.8.4) на комплексном чертеже (рисунок 11.31).

Рисунок 11.31

Построение прямоугольной изометрической проекции пересекающихся цилиндров начинают с построения изометрии вертикального цилиндра. Далее через точку о´ 1 параллельно оси о´х´ проводят ось горизонтального цилиндра. Положение точки о´ 1 определяется высотой h, взятой с комплексного чертежа (рисунок 11.31). Отрезок, равный h, откладывают от точки о´ вверх по оси о´z´ (рисунок 11.32). откладывая от точки о´ 1 по оси горизонтального цилиндра отрезок l, получим точку о´ – центр основания горизонтального цилиндра.

Рисунок 11.32

Изометрия линии пересечения строится по точкам при помощи трех координат, как это было показано на рисунке 2. однако в данном примере искомые точки можно построить несколько иначе.

Так, например, изометрию точек 3´ и 2´ строят следующим образом. От центра 0´ 2 (рис.11.32) вверх по прямой, параллельной оси о´z´, откладывают отрезки m и n, взятые с комплексного чертежа. Через концы этих отрезков проводят прямые, параллельные оси о´у´, до пересечения с эллипсом или овалом (основанием горизонтального цилиндра) в точках 3´ 1 и 2´ 1 . Затем из точек 3´ 1 и 2´ 1 проводят прямые, параллельные оси о´х´, и на них откладывают отрезки, равные расстоянию от основания горизонтального цилиндра до линии пересечения, взяты с фронтальной или горизонтальной проекции комплексного чертеже, например, отрезок 3´ 1 3´ = 3 1 3. Конечные точки этих отрезков будут принадлежать изометрии линий пересечений. Через эти точки проводят по лекалу кривую, выделяя ее видимы и невидимые часть.

Пересечение поверхностей призм и пирамид.

В приемах построения проекции линии пересечения двух прямых призм много общего с построением линий пересечения двух цилиндров. Если ребра двух призм взаимно перпендикулярны (рисунок 11.33) линия пересечения призм строится следующим образом.

Рисунок 11.33

В данном случае горизонтальная и профильная проекции линии пересечения совпадаю соответственно с горизонтальной проекцией пятиугольника (основание одной призмы) и с профильной проекцией части четырехугольника (основание другой призмы). Фронтальную проекцию ломанной линии пересечения строят по точкам пересечения ребер одной призмы с гранями другой.

Например, взяв горизонтальную 1 1 и профильную 1 2 проекции точки 1 1 пересечение ребра пятигранной призмы с гранью четырехгранной и пользуясь известным приемом построения, с помощью линии связи можно легко найти и фронтальную проекцию 1 2 точки 1 1 , принадлежащей линии пересечения призмы.

Изометрическая проекция линии пересечения двух призм может быть построена по координатам точек этой линии.

Рисунок 11.34

Например, изометрию двух точек 5´ и 5´ 1 , симметрично расположенных на левой грани пятигранной призмы, строят так. Принимая для удобства построений за начало координат точку о´, лежащую на верхнем основании пятигранной призмы, откладываем в лево от о´ по направлению, параллельному изометрической оси о´х´, отрезок о´Е´, равной координате х 5 , взятой с комплексного чертежа на фронтальной или горизонтальной проекции. Далее из точки Е´ вниз параллельно оси o´z´ откладываем отрезок Е´F´, равный второй координате z 5 = a, и, наконец, от точки F´ влево и вправо параллельно оси о´y´ откладываем отрезки F´5´ и F´5´ 1 , равные третьей координате у 5 = .

Далее от точки F´ параллельно оси о´x´ откладываем отрезок n, взятый с комплексного чертежа. Через его конец проводим прямую, параллельную оси о´y´, и откладываем на них отрезок, равный с. Вниз параллельно оси о´z´ откладываем отрезок, равный b, и параллельно о´y´ - отрезок, равные к. В результате получаем изометрию основания четырехгранной призмы.

Точки 1´ и 4´ на ребрах пятигранной призмы можно построит используя только одну координату z.

Начнем с того, что определимся с направлением осей в изометрии.

Возьмем для примера не очень сложную деталь. Это параллелепипед 50х60х80мм, имеющий сквозное вертикальное отверстие диаметром 20 мм и сквозное прямоугольное отверстие 50х30мм.

Начнем построение изометрии с вычерчивания верхней грани фигуры. Расчертим на требуемой нам высоте тонкими линиями оси Х и У. Из получившегося центра отложим вдоль оси Х 25 мм (половина от 50) и через эту точку проведем отрезок параллельный оси У длиной 60 мм. Отложим по оси У 30 мм (половина от 60) и через полученную точку проведем отрезок параллельный оси Х длиной 50 мм. Достроим фигуру.

Мы получили верхнюю грань фигуры.

Не хватает только отверстия диаметром 20 мм. Построим это отверстие. В изометрии окружность изображается особым образом - в виде эллипса. Это связано с тем, что мы смотрим на нее под углом. Изображение окружностей на всех трех плоскостях я описал в отдельном уроке , а пока лишь скажу, что в изометрии окружности проецируются в эллипсы с размерами осей a=1,22D и b=0,71D. Эллипсы, обозначающие окружности на горизонтальных плоскостях в изометрии изображаются с осью а расположенной горизонтально, а ось b - вертикально. При этом расстояние между точками расположенными на оси Х или У равно диаметру окружности (смотри размер 20 мм).

Теперь, из трех углов нашей верхней грани начертим вниз вертикальные ребра - по 80 мм и соединим их в нижних точках. Фигура почти полностью начерчена - не хватает только прямоугольного сквозного отверстия.

Чтобы начертить его опустим вспомогательный отрезок 15 мм из центра ребра верхней грани (указан голубым цветом). Через полученную точку проводим отрезок 30 мм параллельный верхней грани (и оси Х). Из крайних точек чертим вертикальные ребра отверстия - по 50 мм. Замыкаем снизу и проводим внутреннее ребро отверстия, оно параллельно оси У.

На этом простая изометрическая проекция может считаться завершенной. Но как правило, в курсе инженерной графики выполняется изометрия с вырезом одной четверти. Чаще всего, это четверть нижняя левая на виде сверху - в этом случае получается наиболее интересный с точки зрения наблюдателя разрез (конечно же все зависит от изначальной правильности компоновки чертежа, но чаще всего это так). На нашем примере эта четверть обозначена красными линиями. Удалим ее.

Как видим из получившегося чертежа, сечения полностью повторяют контур разрезов на видах (смотри соответствие плоскостей обозначенных цифрой 1), но при этом они вычерчены параллельно изометрическим осям. Сечение же второй плоскостью повторяет разрез выполненный на виде слева (в данном примере этот вид мы не чертили).

Надеюсь, этот урок оказался полезным, и построение изометрии вам уже не кажется чем-то совершенно неведомым. Возможно, некоторые шаги придется прочитать по два, а то и по три раза, но в конечном итоге понимание должно будет прийти. Удачи вам в учебе!

Как начертить окружность в изометрии?

Как вы наверняка знаете, при построении изометрии окружность изображается в виде эллипса. Причем вполне конкретного: длина большой оси эллипса AB=1.22*D, а длина малой оси CD=0.71*D (где D - диаметр той самой исходной окружности, которую мы хотим начертить в изометрической проекции). Как начертить эллипс зная длину осей? Об этом я рассказывал в отдельном уроке . Там рассматривалось построение больших эллипсов. Если же исходная окружность имеет диаметр где-то до 60-80 мм, то скорее всего мы сможем начертить ее и без лишних построений, используя 8 опорных точек. Рассмотрим следующий рисунок:

Это фрагмент изометрии детали, полный чертеж которой можно увидеть ниже. Но сейчас мы говорим о построении эллипса в изометрии. На данном рисунке AB - большая ось эллипса (коэффициент 1.22), CD - малая ось (коэффициент 0.71). На рисунке половина короткой оси (ОD) попала в вырезанную четверть и отсутствует - используется полуось СО (не забудьте об этом, когда будете откладывать значения по короткой оси - полуось - имеет длину равную половине короткой оси). Итак, мы уже имеем 4 (3) точки. Теперь отложим по двум оставшимся изометрическим осям точки 1,2,3 и 4 - на расстоянии равном радиусу исходной окружности (таким образом 12=34=D). Через полученные восемь точек уже можно провести достаточно ровный эллипс, либо аккуратно от руки, либо по лекалу.

Для лучшего понимания направления осей эллипсов в зависимости от того, какое направление имеет циллиндр, рассмотрим три разных отверстия в детали, имеющей форму параллелепипеда. Отверстие - тот же цилиндр, только из воздуха:) Но для нас это особого значения не имеет. Полагаю, что ориентируясь на эти примеры вы без труда сможете правильно расположить оси своих эллипсов. Если же обобщить, то получится так: большая ось эллипса перпендикулярна той оси, вокруг которой образован цилиндр (конус).