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CAD除了強(qiáng)大二維繪圖功能外還具備基本的三維造型能力。若物體并無復(fù)雜的外表曲面及多變的空間結(jié)構(gòu)關(guān)系，則使用CAD可以很方便地建立物體的三維模型。本章我們將介紹CAD三維繪圖的基本知識(shí)。

1. 三維幾何模型分類

在CAD中，用戶可以創(chuàng)建3種類型的三維模型：線框模型、表面模型及實(shí)體模型。這3種模型在計(jì)算機(jī)上的顯示方式是相同的，即以線架結(jié)構(gòu)顯示出來，但用戶可用特定命令使表面模型及實(shí)體模型的真實(shí)性表現(xiàn)出來。

1.1 線框模型(Wireframe Model)

線框模型是一種輪廓模型，它是用線（3D空間的直線及曲線）表達(dá)三維立體，不包含面及體的信息。不能使該模型消隱或著色。又由于其不含有體的數(shù)據(jù)，用戶也不能得到對(duì)象的質(zhì)量、重心、體積、慣性矩等物理特性，不能進(jìn)行布爾運(yùn)算。圖11-1顯示了立體的線框模型，在消隱模式下也看到后面的線。但線框模型結(jié)構(gòu)簡單，易于繪制。

1.2 表面模型（Surface Model）

表面模型是用物體的表面表示物體。表面模型具有面及三維立體邊界信息。表面不透明，能遮擋光線，因而表面模型可以被渲染及消隱。對(duì)于計(jì)算機(jī)輔助加工，用戶還可以根據(jù)零件的表面模型形成完整的加工信息。但是不能進(jìn)行布爾運(yùn)算。如圖11-2所示是兩個(gè)表面模型的消隱效果，前面的薄片圓筒遮住了后面長方體的一部分。

1.3 實(shí)體模型

實(shí)體模型具有線、表面、體的全部信息。對(duì)于此類模型，可以區(qū)分對(duì)象的內(nèi)部及外部，可以對(duì)它進(jìn)行打孔、切槽和添加材料等布爾運(yùn)算，對(duì)實(shí)體裝配進(jìn)行干涉檢查，分析模型的質(zhì)量特性，如質(zhì)心、體積和慣性矩。對(duì)于計(jì)算機(jī)輔助加工，用戶還可利用實(shí)體模型的數(shù)據(jù)生成數(shù)控加工代碼，進(jìn)行數(shù)控刀具軌跡仿真加工等。如圖11-3所示是實(shí)體模型。

實(shí)體模型

2. 三維坐標(biāo)系實(shí)例——三維坐標(biāo)系、長方體、倒角、刪除面

CAD的坐標(biāo)系統(tǒng)是三維笛卡兒直角坐標(biāo)系，分為世界坐標(biāo)系（WCS）和用戶坐標(biāo)系（UCS）。圖11-4表示的是兩種坐標(biāo)系下的圖標(biāo)。

圖中“X”或“Y”的剪頭方向表示當(dāng)前坐標(biāo)軸X軸或Y軸的正方向，Z軸正方向用右手定則判定。

世界坐標(biāo)系

表示坐標(biāo)系的圖標(biāo)

缺省狀態(tài)時(shí)，CAD的坐標(biāo)系是世界坐標(biāo)系。世界坐標(biāo)系是唯一的，固定不變的，對(duì)于二維繪圖，在大多數(shù)情況下，世界坐標(biāo)系就能滿足作圖需要，但若是創(chuàng)建三維模型，就不太方便了，因?yàn)橛脩舫３Ｒ诓煌矫婊蚴茄啬硞€(gè)方向繪制結(jié)構(gòu)。如繪制圖所示的圖形，在世界坐標(biāo)系下是不能完成的。此時(shí)需要以繪圖的平面為XY坐標(biāo)平面，創(chuàng)建新的坐標(biāo)系，然后再調(diào)用繪圖命令繪制圖形。

用戶坐標(biāo)系

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