第一篇：機械制圖與三維建模課改調查表

機械制圖與三維建模課程改革調查問卷表

您好！為了完善我院機械制造與自動化專業的專業課程改革，培養大批滿足企業生產管理所需的高級技能型的人才，現需要調查貴單位人才需求與使用狀況。貴單位在招聘、任用人才方面的經驗和要求將為我們人才培養提供寶貴的參考，在此非常感謝您的支持與合作。

山東職業學院

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一、基本情況調查（各題為不定項選擇）

請將每題對應選項字母填寫在（）中。

()1．貴單位性質A、國有企業B、集體企業C、私營企業D、合資企業E、其它

()2．貴單位認為高職學生在學習《機械制圖與三維建?！氛n程中，應側重

A、識圖讀圖能力 B、手工繪圖能力 C、零件二維繪圖能力 D、零件三維造型能力

()3．總體而言，貴單位需要哪類機械專業人才A、技術型B、市場開發型C、管理型

D、生產操作型E、其他（請說明）_______________________________

()4．貴單位認為《機械制圖與三維建?！氛n程對于高職學生工作能力的培養作用是A、不重要B、一般情況C、重要D、非常重要

()5．如果校企合作進行《機械制圖與三維建?！氛n程開發建設，貴單位能夠提供的資源

有：A、產品零件圖紙 B、產品實物模型 C、產品電子圖檔 D、學習實踐場所

()6．貴單位對職業院校機械專業人才具有機械制圖專業英語的要求A、不要求B、一

般C、良好D、較高E、極高

()7.貴單位目前正在使用的繪圖與造型軟件有： A、AutoCAD B、UG NX C、PRO/E（Creo）

D、CAXA E、CatiaF、中望CAD G、SolidworksH、其它軟件

()8.貴單位最急需技術崗位是：A、普通設備操作人員B、鉗工、模具裝配工 C、產

品檢測人員 D、焊工 E、機械繪圖員 F、設備維修人員 G、機械設計（CAD）H、機械銷售I、數控加工操作J、其他（請說明）_________________

()10．貴單位對機械專業畢業生識圖讀圖能力要求具體是A、零件圖的識讀 B、裝配圖的識讀C、技術要求與國家標準的識讀 D、國外圖紙的基本識讀

()11．貴公司認為《機械制圖與三維建?！氛n程總課時（兩學期）比較合理的是：A、110

課時 B、120課時C、130課時D、140課時以上

()12．貴公司在員工招聘過程中是否會考察學生的機械制圖知識與繪圖能力

A、必須的 B 偶爾的 C 沒有

()13．貴公司目前有沒有實行“甩圖紙”工程，采用數字化設計與制造技術，實現設計

制造業務流程的集成與協同：A、已實行 B、正在試點C、沒有或不需要

14.除此之外，您認為《機械制圖與三維建?！氛n程改革中還有哪些應該注意的問題：

您能夠在百忙之中這么熱情的支持我們的工作，再次表示感謝！

貴公司名稱：企業專家簽名：

第二篇：三維建模技術

計算機三維建模及其應用 作者：劉勝平指導老師：

南昌航空大學航空制造工程學院

摘要：為了更好的應用計算機三維建模技術，本文講述了計算機三維建模的含義，描述了三維建模的發展歷史，說明了三維曲面建模和三維實體建模的主要方法與應用、數據交換接口、三維建模技術的發展趨勢。關鍵字：三維建模技術 1 引言

為了能夠在計算機環境下更逼真地模擬現實世界的人和物及其運動形態, 必須在三維空間系統中利用已有的三維建模技術 ,精確地描繪這些事物以實現三維物體的真實再現 ,進而為用戶創造一個身臨其境、形象逼真的環境。對現實世界的事物進行建模和模擬,就是根據研究的目標和重點, 在三維空間中對其形狀、色彩、材質、光照、運動等屬性進行研究 ,以達到 3D 再現的過程。因而, 對三維實體的圖形圖像處理及其模型建模研究顯得尤為必要。2三維建模技術的定義、發展歷史

三維建模技術是研究在計算機上進行空間形體的表達、存儲和處理的技術，在CAD技術發展初期，CAD僅限于計算機輔助繪圖，隨著三維建模技術的發展，CAD技術 才從二維平面繪圖發展到三維產品建模，隨之產生了三維線框模型、曲面模型和實體造型技術等。線框模型：20世紀60年代末開始研究線框和多邊形構造三維實體，這樣的模型被人稱為線框模型。三維物體是由他的全部頂點以及邊的集合來描述。曲面模型：曲面模型是在線框模型的數據結構基礎上，增加可形成立體面的各相關數據后構成的。

實體造型技術：實體模型在表面看來往往類似于經過消除隱藏線的線框模型在線框模型或經過消除隱藏面的曲面模型；但實體模型上如果挖一個孔，就會自動生產一個新的表面，同時自動識別內部和外部；實體模型可以使物體的實體特性在計算機中得到定義。

特征參數化技術：參數化造型的主體思想是用幾何約束、工程方程與關系來說明產品模型的形狀特征，從而達到設計一系列在形狀或功能上具有相似性的設計方案。

變量化技術：我們在進行機械設計和工藝設計時，總是希望零部件能夠讓我們隨心所欲地構建，可以隨意拆卸，能夠讓我們在平面的顯示器上，構造出三維立體的設計作品，而且希望保留每一個中間結果，以備反復設計和優化設計時使用。三維曲面建模和三維實體建模的主要方法與應用

第三篇：談談機械制圖教學與三維軟件相結合

談談機械制圖教學與三維軟件相結合

摘 要：《機械制圖》是研究機械零件圖樣繪制及識別規律的一門學科，是職業院校機械加工類專業的專業課程之一，也是車、鉗、鉚、焊等工業種類必須掌握的一個最重要的工種科目之一，因此課程教學質量的好壞將直接關系到學生對日后專業課的學習和研究、考取證件的考試以及工作崗位的工作質量。

關鍵詞：機械制圖 教學改革 教學體系

機械零件和機械的圖紙被稱為“機械中能夠表達設計者的靈魂”。圖形相對于別的形式來說更直觀易懂一些。這個科目主要是以培養學生的動手能力、實踐能力及識圖能力為目的，學生們還要有一定空間想象力；并能夠熟練的掌握機械制圖國家的標準，能熟練利用課上所學的知識、理論等。正確的繪制與表達出該產品的圖紙和零件的裝配圖，是一個有非常強的理論性和實踐性的專業技能科目。經過課堂的知識所學的制圖軟件、推理和想象等思維活動，能夠識別物體、鍛煉幾何思維和空間想象能力。光憑教師的口述教學，通常都會使教師沒有辦法說得很清楚，學生通常也難以理解，致使教學的效果不是很理想。經過這門科目教學實踐，我認為把三維立體制圖軟件利用到《機械制圖》的課堂和教學中，可一定程度上解決以上幾個常見的教學問題。我把Inventor三維立體制圖軟件教學的一些效果和體會總結如下。

一、傳統教學的模式

傳統對于機械制圖的教學中常見的難題如下：

1.教學模型容易被學生破壞，所以教師只能由口述來表達教學內容。

2.教師的口述導致學生缺乏動感和空間想象力，遠遠沒有自己動手的學習效果好。

3.由于沒有自己動手切割的過程所以對這門知識的認識不足，當沒有模型演示時，學生通常覺得不知該怎么去理解分析，造成了對這門科目的學習和理解上有了更大的困難，同樣也有可能失去學習的信心和動力。

二、三維立體軟件的應用

采用書面教學講課時，教科書中的內容以靜態、乏味、平面性的居多，比較單調，對學生來說起不到很好教課質量。三維立體制圖軟件的出現，在很大程度上縮減了以往手工繪制機械零件圖紙的時間。

往往學生自己手繪的機械零件圖紙多少都有大大小小的誤差，有些學生在繪制好的圖紙上涂抹添加，嚴重影響了整個機械零件圖紙的精準度。有的圖紙繪到一半就已經涂抹得難以看清，而且學生在一次次的失敗重畫的循環下還會失去興趣等。教師在教學中也同樣會遇到很多問題，如教學質量、教學時間等。

如果把三維立體繪圖軟件應用到機械制圖中，會使這門課更加生動，更加吸引學生的注意力，可以很好地提升教學質量和繪圖時間，在教學難度上也有很大的減小。三維立體繪圖軟件繪出的機械零件圖紙比以往手工繪制得更加精準、更加直觀，更可以讓學生一目了然的看出這是個什么樣的零件，使學生對這門課產生了興趣，這樣才能讓學生學得好、愛學。往往使用計算機的三維立體制圖軟件繪制機械零件圖紙的時間是手工繪制機械零件圖紙的一到兩倍，三維立體制圖軟件繪出圖紙的精準度也比以往手工繪畫的圖紙要精準得多。計算機三維立體制圖軟件在機械制圖中體現了我國教育的現代化，體現了我國教育逐漸與國際接軌。

實踐證明，三維繪圖軟件輔助教學是讓學生親身感受空間形體、增加實際經驗、培養空間想象能力的有效方法。在機械制圖教學中充分利用三維繪圖軟件輔助教學的優勢，把機械制圖的傳統理論與現代計算機技術的先進成果，通過對學生制圖“能力”的培養這一目標進行有機整合，既注重了基礎理論的學習，又將先進技術手段落實到了課程教學這一生產實踐中，“經典”理論與“現代”技術在課程教學內容的組織上珠聯壁合、相輔相成。利用形象直觀的三維模型，借助動畫生動形象地幫助學生建立起空間概念，進一步展示形體和零件的結構特征，呈現機器和部件的工作原理、裝配關系、拆卸過程，這些都促進了學生空間分析問題、解決問題能力的提高。

再如，在學習“截交線”一章中的圓球截交線內容時，表面看好像很簡單，球經平面截切形成的截切體，得到的截交線都是圓，實際網球的截切體投影是“截交線”一章中最難理解的，最不容易想象的，這部分讓學生做的練習是補全圖線或解決已知截切體的兩個投影，求第三面投影。

更重要的是，三維繪圖軟件的輔助教學使本來被譽為“機械”的制圖變得生動而精彩起來。學生對物體感受越深，理解起來就越容易，知識儲存就越豐富牢固，知識遷移轉化也就越快。

參考文獻

[1]汪溪 李建國 《畫法幾何》及《機械制圖》教學改革的探討[J].農機化研究，2004，1。

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[5]吳偉濤 胡建平高職制圖教學改革的探索與實踐[J].工程圖學報，2007，2。

第四篇：注塑機三維建模畢業設計

注射模具工作過程中的動畫模擬

第1章 緒論

1.1注塑成型模具概述

注塑用模具簡稱注塑模，主要用于熱塑性制品的成型，但近年來也越來越多地用于熱固性塑料的成型。注塑成型在塑料制品成型中占有很大比重，世界塑料成型模具產量中約半數以上為注塑模具。

注塑模主

圖1-1 化妝瓶蓋用模具 要由成型零部件和澆注系統組成，使來自注塑機的熔融物料成型為適應于各種用途的制品。注塑過程中，塑料先加在注塑機的加熱料桶內，塑料受熱熔融后，在注塑機的螺桿或活塞推動下，經噴嘴和模具的澆注系統進入模具型腔，塑料在模具的型腔內固化成型，這就是注塑成型的簡單過程。

1.2注塑成型模具的分類及其典型結構

1.2.1注塑成型模具的分類

生產中使用的注塑模具種類繁多，可從不同的角度分類。本論文要模擬模具的工作和裝配過程，要對各類不同的模具結構進行精密的三維建模，因此本文按照模具的結構不同來對其進行分類：單分型面注塑模具，雙分型面注塑模具，帶活動鑲件的注塑模具，橫向分型抽芯的注塑模具，自動卸螺注塑模具，多層注塑模具，無流道注塑模具等。下文將主要針對單分型面，雙分型面，斜導柱抽芯注塑模具以及目前應用廣泛的潛伏澆口的注塑模具進行模擬。

1.2.2注塑成型模具的典型結構

注塑模具的結構是由塑件結構合注塑機的形式決定的。凡是注塑模具均可

注射模具工作過程中的動畫模擬

1.4課題的研究內容

a 用3ds max制作各種塑料模具零件，包括動定模板，凸模，凹模，導柱，導套，復位桿，推桿以及連接螺釘的建模；

b 把零件裝配成成型系統，澆注系統，脫模系統，抽芯系統，再將各系統裝配成整套模具，并附有相關圖片和文字說明；

c 模擬上述各類模具的工作過程及其裝配過程。

注射模具工作過程中的動畫模擬

者豐富的創造欲望，這一特點正滿足了本設計中圖片細致的后期處理要求。

2.3會聲會影的選用

會聲會影是一套影片剪輯軟件，具有其它視頻工具無法替代的視頻文件編輯功能，能獨立編輯影片的視頻，背景音樂和旁白解說音軌。本論文正是利用這些特有功能對3ds max渲染出的無聲視頻文件加上標題，轉場效果并且配上背景音樂，使動畫更加生動豐滿，有聲有色。

注射模具工作過程中的動畫模擬

模架。適用于立式或臥式注射機上。用于直澆道，采用斜導柱側面抽芯、單型腔成型，其分型面可在合模面上，也可設置斜滑塊垂直分型的注射模。

3.2典型注塑模具的特征

在本設計工作開展之初，為了更加準確的表達清楚模具的內部結構，本組成員到模具車間進行了現場調查，通過工人師傅的講解和部分照片資料的收集，筆者對本課題涉及的模具有了更加深刻的認識。此外，在設計中期，我們還到外校模具實驗室參觀了注塑模具木結構模型，并進行了現場拆裝實驗，為設計提供了豐富的實踐素材?，F介紹本文將涉及的幾種典型模具的具體特征。

3.2.1單分型面注塑模具

顧名思義，在動模與定模之間只有一個分型面的注塑模叫單分型面注塑模，有些資料也將其稱為兩板式注塑?；驑藴誓?。具體特點是主流道開設在定模板一側，分流道和測澆口設置在分型面上，開模后，塑件連同澆口，流料凝料一起滯留在動模一側。動模中的頂出脫模機構在注塑機的頂桿驅動下，從動模上把塑件和凝料一齊頂出。圖3-2所示是一種單分型面的注塑模具。

圖3-2單分型面注塑模具

3.2.2雙分型面注塑模具

除了動模和定模之間的一個分型面之外，還設有另外一個具有輔助功能的分型面的注塑模叫做雙分型面注塑模具，又稱作三板式注塑模。與單分型面注

注射模具工作過程中的動畫模擬

此種類型的單獨給出介紹。

潛伏式澆口的斷面形狀和尺寸類似點澆口，它除了具備點澆口的特點外，其進料部分一般選在制件側面或背面較隱蔽處，不至于影響制件的外觀，同時可以采用較簡單的兩板式模具澆口進澆點潛入分型面的下方沿斜向進入型腔，在動模和定模分型或者推出時流道凝料和制件被自動切斷，故分型或推出的時候必須有較強的外力驅動，對于強韌的塑料，潛伏式澆口是不適用的。圖3-5所示為潛伏式澆口示意圖。

圖3-5 潛伏式澆口

3.3三維模具模型的建立

本文要實現三維動畫的效果，首先要對各部分模具零件進行三維建模。對于此部分工作，本課題采用3ds max 5.0應用軟件。首先對各類模具的單個零件進行建模，最后裝配在一起成為完整的一套模具。下面對上述四種典型模具的建模過程進行詳細闡述。

3.3.1單分型面模具建模

在這部分的模型建立中，筆者的主要工作有標準模架的模型建立，包括動模底板，支架，動模墊板，動模板，定模板，定模底板，推板以及推桿固定板等板類零件的建模；凸模和凹模的建模；桿類零件模型的建立，包括復位桿，注射模具工作過程中的動畫模擬

柱體，最后將復位桿復制三份，推桿復制七份，調整好各自的相對位置。由于這部分采用的是Z字頭拉料桿，因此對拉料桿的末端還要進行處理。利用自由

圖3-10 導柱和導套

圖3-11 桿類零件

圖3-12推板導柱及導套 曲線工具創建Z字形二維形狀，然后用extrude拉伸命令將其拉伸至一定厚度，最后用拉料桿減去這部分形狀即可得到Z字頭拉料桿。桿類零件的全部效果圖如圖3-11所示。

為了推板能在固定的軌道上運動，這里還要建立推板的導柱及其導套的模型，其建立過程和復位桿以及拉料桿的大同小異，同樣是建立首先利用圓柱體命令建立兩個圓柱體，然后調節其形體參數和相對位置，最后用“布爾和”將它們合并成一個實體。其效果圖為圖3-12所示。

最后進行各部分連接螺釘的三維建模。在這套模具中，有連接動模底板，支架，動模墊板和動模板的螺釘，有連接推板和推桿固定板的螺釘以及連接定模板和定模底板的螺釘。首先用createextended primiti vesgengon命令創建正六邊形棱柱，在用

布爾和運算將它與另一倒角圓柱體合并，然

圖3-13螺釘建模 后建立一個彈簧模型，調整其顯示參數，使其成為螺紋的形狀，最后也將它合并至剛才制作好的復合幾何體中，其效果圖為圖3-13。利用復制命令將其復制到其他位置，并調整好各自的長度，螺釘的模型建立即完成。

由于各桿類零件和螺釘都是裝配在模架之中，所以最后還必須在模架中制作與各零件相配合的孔，這項工作可以利用布爾差

運算實現。

此外，再用圓柱體命令建立澆口套和定圖3-14 單分型面注塑模具模型

1注射模具工作過程中的動畫模擬

用createextended primitivesoiltank命令創建油桶幾何體，調節其參數使它的形狀和大小復合斜導柱的特征，再創建兩個圓柱體，將兩個幾何體應用布爾和運算合并，效果如圖3-17所示。

圖3-17斜導柱示意圖

圖3-18 組合滑塊示意圖

3注射模具工作過程中的動畫模擬

第4章 三維動畫的制作

動畫是由一系列靜止圖像構成的，這些靜止圖像按一定順序顯示在用戶的眼前，每個靜止圖像稱為動畫的一幀。動畫非常適合表現模具的工作過程和裝配過程，看過動畫之后能十分清楚地了解模具結構。

3ds max5.0擁有強大的動畫制作及渲染功能，利用其自帶的動畫編輯和渲染器能輕松實現三維動畫的制作。如圖4-1為該軟件的動畫軌跡視圖。

圖4-1 3ds max5.0動畫軌跡視圖

4.1單分型面模具工作過程動畫的制作

動畫的制作過程也都是大同小異，在此以單分型面的工作過程動畫為例來說明動畫的制作過程。（1）分析動畫過程

該部分動畫可以分為5個過程。第一，注塑機開始工作，往模具型腔中注入塑料熔料；第二，注塑過程完畢，動模部分和定模部分開始分開，同時將制件和流道凝料一起和定模脫離一定距離（開模行程）；第三，推板在注塑機的驅動下推動塑料制件離開凸模；第四，脫模過程完成，動模和推板部分一起向定模方向運動，直到復位桿接觸到定模板；第五，合模過程結束，并且推板的復位完成，準備開始下一周期的工作。（2）設置關鍵幀

根據上述分析結果，可以在動畫中設置關鍵幀：第0幀，即為各部分零件的初始階段，動模和定模閉合；此后每隔20幀設置一個關鍵幀。第20幀，開模，此時塑料制件仍然在凸模上；第40幀，推出制件和凝料；第60幀，合模；

5注射模具工作過程中的動畫模擬

使側型芯滑塊側向運動完成側抽芯動作，接著是推桿運動推出制件，最后合模并準備下一周期的注塑工作。

潛伏式澆口所用的是兩板結構，其關鍵幀的設置和單分型面注塑模具十分相似，在此不作重復論述。

4.3裝配過程動畫的制作

在裝配過程動畫中，筆者將零件的運動軌跡設置為水平運動，并使各零件依次從屏幕兩邊“飛”入畫面，以實現裝配過程的模擬。由于零件數量較多，其關鍵幀的數量比起模具的工作過程動畫來說更多，因此所需的動畫時間也較長。具體的設置過程為依次把各零件拖入畫面，然后點擊關鍵幀設置按鈕，最后選擇合適的視頻輸出尺寸，渲染輸出。

4.4靜態圖片的渲染出圖

圖4-3 渲染動畫對話框

為了更清楚的反映模具結構，在配合三維動畫的前提下，在此還渲染出更為清楚的靜態圖片，以彌補三維動畫中未曾表達清楚的細節部分零部件。

首先將要顯示出圖的零件選中，單擊右鍵選擇“隱藏未選中零件”，然后放大視圖，將零件顯示在視圖的顯眼位置，最后架設好“燈光”和“攝像機”系統，調出渲染動畫對話框。此處與渲染動畫所不同的地方在于，在選擇文件格式時，如果要渲染動畫文件則選擇“avi”格式，如果是圖片，則選擇“jpeg”格式，并勾選上渲染“single”，即指渲染單幀。

同樣，此時的圖片仍然比較粗糙，沒有層次感，必須對其進行專門的后期處理才能達到更好的效果。

7注射模具工作過程中的動畫模擬

以“單分型面注塑模具的工作動畫”為例。播放初稿時，整個動畫只有5秒鐘，時間過短，整個模具的工作過程難以看清，而且視頻開頭缺乏標題和標題動畫。

在“會聲會影9”中打開這段影片剪輯，首先為動畫加入標題。單擊素材庫右邊的下三角按鈕，在彈出的菜單中選擇“視頻”命令，在素材庫中出現所有可用的視頻素材，在此選擇一個flash片段作為開頭動畫，持續時間為3秒鐘左右，將其拉入時間軸中即完成標題動畫的添加。然后單擊“標題”命令，切換到標題面板，在整個項目的開始位置輸入“單分型面注塑模具的工作動畫”，并將其移動至預覽屏幕中央，在窗口中播放影片就能看到標題動畫持續大概3秒鐘后轉入模具動畫的播放。

此后可以用調節影片播放時間的方法來調節其播放速度。單擊選項面板中的“回放速度”按鈕，打開回放速度對話框（圖5-3）。移動調節按鈕至滿意為止。

圖5-3 回放速度調節對話框

添加背景音樂的方法和添加標題動畫差不多，這里可以在聲音素材庫中找到一段風格適宜的音樂，直接將其拖入背景音樂軌中，調節播放時間，并加入“淡入淡出”的效果，使文件的播放不至于太突然。

重新預覽動畫，就可以收到聲色俱佳的視頻文件效果。

9注射模具工作過程中的動畫模擬

結束語

本文主要介紹了單分型面，雙分型面，斜導柱抽芯和潛伏式澆口注塑模具的工作和裝配過程的動畫模擬。文中重點論述了模具的建模過程，動畫的制作過程，并且還對圖片和動畫素材進行了后期處理，使其更容易被受用者接受。但是不足在未能對所有典型注塑模具的結構進行模擬，在已完成的工作中也存在許多缺陷，和預期的目標仍然存在一定的差距。

文章還附帶對3ds max，Photoshop和會聲會影等軟件的應用進行了簡單的比較，提到了它們各自的特點以及選用理由。

由于時間倉促以及相關知識和經驗的缺乏，本文難免存在許多錯誤，懇請各位讀者提出批評和指正。

1注射模具工作過程中的動畫模擬

參考文獻

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第五篇：三維建模思路教學淺析

AutoCAD（中級）培訓中三維建模思路教學淺析

謝珍真

內容摘要：復雜的形體大多都是由簡單的基本形體進行布爾運算或面截切得到的。在教學中從簡單零件的畫法開始，就注重引導學生進行形體分析，養成良好的建模思維習慣，同時，讓學生理解UCS變換的目的是至關重要的一步。重視建模思路的分析引導，讓學生自主探求模型的構建方法，使不同層次的學生得到不同程度的發展。

關鍵詞：三維建模思路，形體分析，UCS變換

AutoCAD是目前應用最廣的計算機輔助設計（CAD）通用軟件，從AutoCAD2000以后，其三維建模與功能隨著軟件版本的不斷升級而日顯強大。AutoCAD（中級）培訓其主要任務是完成三維建模的學習。這個過程既是AutoCAD 三維建模技能的教學過程，更是為學生構建三維設計理念，拓展三維設計視野，為今后觸類旁通地學習其他更專業的3D參數化設計軟件做鋪墊的過程，因此在教學中不僅要重視通過建模實例熟悉命令，更應注重通過三維建模思路的分析，讓學習者能舉一反三，熟悉三維建模的思維過程，達到真正理解與掌握三維建模過程的目的。本文擬通過多年的AutoCAD實踐對三維建模思路的教學加以總結分析。

一、形體分析是三維建模的思維基礎

正如我們在《工程制圖》教學中，形體分析法是讀懂圖紙的基本分析方法一樣，在3D設計中，無論是象AutoCAD這種基于二維發展起來的三維設計模塊，還是參數化3D 設計軟件：如3dmax、Pro/E、ug，其建模的基本思路都是首先對模型進行形體分析，因為復雜的形體大多都是由簡單的基本形體進行布爾運算或面截切得到的。在教學中從簡單零件的畫法開始，就注重引導學生進行形體分析，養成良好的建模思維習慣，只有這樣才能使學生真正掌握三維建模的技能。

三維建模時的形體分析（本文主要討論實體造型），主要從以下幾方面進行考慮：1）是否為3d工具條中已有基本體（長方體、圓柱體、球體、圓錐體、楔體、圓環體, AutoCAD2007又新增了螺旋體、棱錐體等）的布爾運算（并、差、交集），2）是否為二維幾何面拉伸、旋轉、放樣（2007新增）后與基本體的布爾運算3）是否為基本體的面截切。一些形體，盡管看起來復雜，但基本形體的判斷與分解并不困難，這是由于組合形體主要是布爾并、差運算，運算后基本形體的特征仍然明顯。例如（圖1）所示泵體，建模時可將其分解為圖2所示的二維幾何面拉伸體與圓柱體的布爾并、差運算,復雜的形體也就變得簡單了。而有些形體，看似簡單，但初學者卻感覺無從下手，例圖3，六角螺母的倒角，不少初學者常常在倒角與倒圓命令上兜圈子，而其形體的形成應是六棱柱與圓錐的布爾交運算所得，采用布爾交運算后的得到的形體，其基本形體的特征已不明顯，往往不易判斷，因此，在形體分析時，應熟悉布爾交運算結果的特點：兩形體的共有部分。形體分析的目的是在弄清形體結構的基礎上，確定建模方法。一個形體，其構建的方法往往并不是唯一的，因此，在教學中，通過形

圖3 體分析啟發學生探討建模方法，并對各種方法加以分析比較，選擇最簡方法，可以使學生在學習中不拘于教材或老師的建模步驟而獨立完成三維建模，真正掌握三維造型的技能，達到授之以漁的目的。

二、UCS變換是三維建模的關鍵

形體分析為三維建模奠定了建模方法的思維基礎，但能不能完成建模，關鍵還在于對UCS的理解與靈活運用。

UCS為user coordinate system的縮寫，即用戶坐標系。在AutoCAD中有兩個坐標系，一是WCS（世界坐標系），另一個就是UCS。在二維繪圖中，我們采用的是WCS，其原點位置和坐標軸的方向是固定不變的。而UCS是一個原點位置和坐標軸方向可根據用戶需要變換的坐標系。由于是在2D平面繪制3D圖形，因此，所有的3D軟件都要解決同一問題，即2D繪圖平面的變換，只是各自的術語不一樣而已，如：pro/E將二維繪圖平面稱為草繪平面，masterCAM中將其稱為構圖面，Solidworks將其稱為基準面。AutoCAD中沒有明確給出二維繪圖面的名稱，而是用可變換的UCS確定二維繪圖面XY平面，理解了這一點，UCS變換也就容易掌握了，同時對于其他3D軟件的入門也起到觸類旁通的作用。

初學者對UCS變換目的不理解，在建模時最感困難的就是UCS 的應用。因此，在教學中，讓學生理解UCS變換的目的是至關重要的一步。UCS變換的一個重要目的，就是建立新的XY平面，由于許多2D繪圖及編輯命令（如PLINE、ARC、CIRCLE、ELLIPSE）只能在xy平面內繪制，而三維實體命令（圓柱、圓錐、長方體、楔體及拉伸、旋轉、掃描，放樣）都是基于2D圖形形成的，因此在三維建模時必須通過UCS變換將XY平面建立在所需的空間任意平面內，使各個方向基本形體得以完成。如圖4示的機件，是由1、2、3塊板組合而成，而創建1、2、3板的2D幾何平面圖形只能在xy平面內繪制，通過UCS的變換，就可以使 xy平面位于圖示所需的三種位置，達到構建各個方位基本形體的目的。

（圖4）

明白了UCS變換的目的，再讓學生來理解和應用UCS變換的各個命令就容易的多了。UCS變換命令的靈活應用則在于讓學生熟悉UCS工具條中各命令的特點，為了讓學生能熟練掌握各命令，可以根據各UCS變換命令特點分類介紹：

1）繞坐標軸旋轉（），其特點是原點不變，只改變坐標軸的方向，例圖5，1 繪水平方向圓柱 繞Y軸旋轉90°（圖5）

繞X軸旋轉45°繪斜圓柱

配合原點平移命令，可以將XY平面變換到任何位置與角度。2）原點、坐標軸方向變換（），這三個命令原點都可改變。為原點平移，理解與應用不會有困難，靈活應用可以在確定基本形體位置時簡化坐標輸入。圖6示確定鍵槽位置時，UCS變換后，軸向坐標（X）輸入1.5 即可。

為定原點及Z軸正向，為三點定新XY平面，應用的前提是已知Z方向

或已知平面的三點，這兩個命令應用得當，可以使UCS變換快捷簡單。(圖7)

3)變換到指定平面（）），這三個命令的特點是 指定某面（對象、實體表面、視圖）為新的XY平面。對于 指定對象確定新的坐標系，學生一般感覺較困難，但在實際 中應用并不多，因此可以簡略介紹即可。(圖8)

指定實體平面

（圖8）

圖7 Z軸正向

教學中注意給出UCS 變換的典型實例，注意分解難點。如（圖8）的建模，形體分析簡單，但須經多次UCS變換才能完成。（圖9）

（圖9）

無論是已有模型的繪制，還是三維創意的表達，形體分析是三維建模思維的基礎，只有清楚了各部分的基本形體，才能確定建模的方式。而UCS變換則是解決各基本形體在各個不同空間方位的繪制。三維模型的構建，重要的是建模思路的構建。在教學中，宜采用引導——探究教學方法，探究學習理論認為，傳統的理科學教學熱衷于灌輸和記取結論性知識，不利于學生思維能力的發展，而該理論強調學生自主地通過探究過程式學生的思維得到開發并獲取知識。教學中不是照本宣科地講授命令或繪圖步驟，而是重視建模思路的分析引導，讓學生自主探求模型的構建方法。采用引導-探究式教學可以讓學生成為學習的主體，從而使不同層次的學生得到不同程度的發展。參考文獻

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