AutoCAD中三維實體生成二維剖視圖的方法研究

李勇峰，陳書劍

（1.武漢紡織大學，武漢 430073；2.武漢職業技術學院，武漢 430073）

0 引言

AutoCAD是目前各類機械設計中繪制工程圖應用最為廣泛的一種軟件，該軟件具有良好的通用性和開放性。隨著軟件版本的不斷升級，不僅其方便快捷的二維繪圖功能早已深入人心，而且其三維實體造型功能也越來越強大，開始廣泛應用于機械、電子、建筑、煤礦、交通造型設計和圖案設計等行業[1]。目前許多產品開發都是從三維實體建模開始到二維圖紙的繪制再到產品的加工制造，因此，從三維實體模型直接生成各種生產過程中所需要的二維工程圖，即符合工程設計人員的設計思維，又能提高設計效率，具有很好的現實意義。

1 利用顯示三維實體模型的平面視圖（Plan）命令及提取三維實體模型的輪廓命令（Solprof）生成二維工程圖

1）采用三維造型的方法繪制三維實體模型

在AutoCAD的模型空間繪制如圖1所示的三維實體模型。

2）復制出多個三維實體模型，并對其進行旋轉

按照二維工程圖的要求，需要生成幾個基本視圖就要復制出幾個三維實體模型。二維工程圖

圖1 三維實體模型

一般是要求用三視圖表達，因此需要復制出三個三維實體模型。復制三維實體模型時既可以用復制（Copy）命令，也可以用陣列（Array）命令。注意采用復制命令時要把“正交”方式打開，這樣能保證幾個三維實體模型能夠對齊，如圖2所示。

在執行顯示平面視圖（Plan）命令之前還要對三維實體模型進行旋轉，因為平面視圖的視點總是沿著三維坐標里的Z軸方向觀察實體模型所得到的視圖，因此應該按照三視圖投影方向的要求，把實體表面與各自視圖投影方向相垂直的面旋轉到與當前用戶坐標（UCS）的Z坐標軸相垂直（也就是讓面1、面2、面3都朝向Z坐標軸），如圖3所示。注意在運用三維旋轉（Rotate3D）命令時，三個實體模型中要生成主視圖的實體（圖3中左上實體）應該繞著當前坐標的X坐標軸旋轉-90°；要生成俯視圖的實體（圖3中中下實體）不用旋轉；要生成左視圖的實體（圖3中右上實體）先要跟左上實體繞著X坐標軸一起旋轉-90°，再繞著Y坐標軸旋轉-90°。

圖2 復制出三個三維實體模型

圖3 旋轉三維實體模型

3）執行三維實體模型的平面視圖（Plan）命令

在模型空間對圖3中的三個實體模型執行平面視圖（Plan）命令，結果如圖4所示。此圖看上去就是所要的三視圖，其實這只是執行平面視圖（Plan）命令后改變了看圖方向的三維實體模型，并不是真正的二維三視圖，接下來還要從模型空間轉換到圖紙空間執行提取三維實體模型的輪廓命令（Solprof）。

圖4 執行Plan命令后的圖形

圖5 最后生成的三視圖

4）執行提取三維實體模型的輪廓命令（Solprof）生成三視圖

從模型空間轉換到圖紙空間，雙擊視口或者使用Mspace命令激活視口后執行提取三維實體模型的輪廓命令（Solprof）。再從圖紙空間返回到模型空間，此時真正的三視圖投影輪廓已經生成了。打開圖層特性管理器，會發現除了最初的0層外多出了以PH（記錄所有不可見投影輪廓的信息）、PV（記錄所有可見投影輪廓的信息）為前綴的兩個圖層，PH、PV后面的字符和數字是隨機生成的。將0層（記錄的是三維立體模型的信息）關閉，并將PH圖層的線型由默認的實線改為虛線（注意所有的虛線是作為一個整體圖形，此時如果仍然顯示為實線，則應對該圖線執行分解命令即可顯示成虛線），將PV圖層的線寬改為0.4（粗實線）。另外再建立一個細實線圖層和細點畫線圖層，分別用來標注尺寸（此步驟省略）和畫出缺省的所有的軸線和對稱中心線的投影，至此完整的且符合國家標準的三視圖完成，如圖5所示。

2 利用平面攝影（Flatshot）命令實現三維實體模型生成二維工程圖

還是以方法1中的三維實體模型作為例子，利用平面攝影（Flatshot）命令實現三維實體模型生成二維工程圖的過程中，前面的步驟1）步驟2）跟方法1中完全相同，從步驟3）開始就有很大的不同，具體方法如下：

1）同上

2）同上

3）對圖3中的三維實體模型執行生成俯視圖命令，得到如圖4所示的圖形，此圖形也不是真正的二維三視圖（同樣只是改變了看圖方向的三維實體模型）。

4）在命令行輸入平面攝影（Flatshot）命令，出現如圖6所示的對話框，修改對話框中的設置。要注意在“暗顯直線”選項下的“顯示”前的方框里打上勾，線型設置為虛線，其他選項為默認。然后點擊“創建”按鈕就會出現生成的三視圖，并且此三視圖可以隨光標任意移動，點擊光標指定三視圖的放置位置后命令行會提示輸入X、Y方向的比例因子，如果比例無需改變，就直接回車，接著還會提示是否對三視圖進行旋轉，同樣可以根據所要求的三視圖方向輸入旋轉角度或者直接回車（表示不旋轉），也可以直接用光標指定三視圖的放置方向，得到的結果如圖7所示。此圖形除線條粗細不符合標準及缺省點畫線外基本就是我們所要求生成的三視圖。此時應該把在步驟3）中執行生成俯視圖命令后得到的三個圖形刪除。

5）修改線條的線寬補上缺省的點畫線使三視圖符合國家標準

如圖7中得到的三個視圖是作為一個整體“塊”存在的，要對其進行修改必須先執行分解（Explode）命令，用光標選中分解后的三視圖中所有的線條并點擊鼠標右鍵，在彈出的菜單中選擇“快速選擇”選項，出現如圖8所示的對話框，修改對話框的設置，將“線型”設置為“不等于”“虛線”，在點擊“確定”按鈕，也就是選中了除虛線以外的其他線條，將這些線條的線寬設置為0.4（粗實線）。接下來跟方法1中的做法相同：再建立一個細實線圖層和細點畫線圖層，分別用來標注尺寸（此步驟省略）和畫出缺省的所有的軸線和對稱中心線的投影，最后結果跟方法1中圖5所示完全相同，同樣生成了符合國家標準的三視圖。

圖6 設置Flatshot對話框

圖7 執行Flatshot命令后的圖形

圖8 設置快速選擇對話框

3 對上述兩種方法的比較分析

方法1適用于多個版本的AutoCAD軟件，從AutoCAD2000版本及以上都可以進行此方法的操作，因此對于用戶來說不存在軟件版本方面的限制。但方法1在進行三維實體模型到二維工程圖轉換的工程中，需要從模型空間轉換到圖紙空間，然后再從圖紙空間返回模型空間的操作，因此步驟相對繁瑣，容易出錯。

方法2所有的操作過程都只需要在模型空間完成，不需要轉換到圖紙空間，因此操作起來更加方便快捷，效率更高。特別是對于圖紙空間的操作不是很熟練的用戶來說，方法2當然是最好的選擇。但方法2只適用于AutoCAD2007及以上版本，對用戶軟件的選擇有一定的局限性。

4 結束語

三維實體模型生成二維工程圖在加工制造業具有很廣泛的應用前景，隨著軟件的不斷升級以及設計人員、教科研人員自己的不斷探索實踐，今后還會出現更好效率更高的方法。本文是作者多年的教研實踐過程中總結出的方法，希望對讀者有一定的幫助作用，也希望能跟同行有更多的交流，并得到同行的指正。

[1] 楊迎新.基于AutoCAD的三維實體模型到工程圖的轉換及命令組件生成 [J].制造業自動化, 2010, (7).

[2] 程光遠.AutoCAD2008適用自學手冊 [M].北京: 電子工業出版社, 2009.

[3] 常瑋, 肖新華.AutoCAD機械制圖習題集錦(2009版)[M].北京: 清華大學出版社, 2008.