Hướng dẫn thiết kế mô hình 3D bằng AutoCAD

Tạo các khung nhìn tĩnh (lệnh Vports)

Lệnh Vports dùng để phân chia màn hình thành nhiều khung nhìn, các khung nhìn này có kích thước cố định nên còn gọi là khung nhìn tĩnh. Khi thực hiện lệnh Vports ta có thể tạo các khung nhìn từ hộp thoại Viewports (hoặc lựa chọn New Viewport… từ View menu) cho phép ta chọn các dạng cấu hình khung nhìn khác nhau.

Lệnh View

Enter an option [?/Orthographic/Delete/Restore/Save/Ucs/Window]: W ↵ Enter view name to save: (Tên của phần ảnh). Enter an option [Top/Bottom/Front/BAck/Left/Right]<Top>: (Nhập lựa chọn các hình chiếu hoặc ENTER).

Lệnh Rengen, Regenall, Redraw, Redrawall Lệnh Redraw, Redrawall

UCS là hệ tọa độ mà ta tự định nghĩa, hệ tọa độ này có thể đặt ở vị trí bất kỳ và tùy vào điểm nhìn (viewpoint) biểu tượng của chúng sẽ hiện lên khác nhau. Giá trị tọa độ X, Y xuất hiện trên dòng trạng thái (phía trên, bên phải màn hình) là tọa độ của con chạy (giao điểm hai sợi tóc) trong mặt phẳng XY so với gốc tọa độ của UCS hiện hành.

Qui tắc bàn tay phải

Số lượng UCS trong một bản vẽ không hạn chế, mặt phẳng XY trong các hệ tọa độ gọi là mặt phẳng vẽ (Working plane). Phương chiều của lưới (GRID), bước nhảy con chạy (SNAP) thay đổi theo các trục X, Y trong mặt phẳng XY của hệ tọa độ hiện hành.

Lệnh Ucsicon

Khi quan sát hình chiếu phối cảnh (lệnh Dview hoặc 3Dorbit) thì biểu tượng hệ tọa độ là một hình chop cụt có đáy là hình vuông. Trong cả hai trường hợp, dấu cộng “+” xuất hiện trên biểu tượng khi biểu tượng này đang nằm ở gốc tọa độ của UCS hiện hành.

Tạo hệ tọa độ mới

Gán thiết lập UCS cho viewport riêng lẻ hoặc toàn bộ các viewport khi mà các viewport khác có UCS khác nhau được ghi trên viewport. Pick viewport to apply current UCS or [All]<current>: (Chỉ định viewport bằng cách nhấp một điểm bên trong, Nhập A hoặc ENTER).

Các phương thức bắt điểm các đối tượng 3D

- Sau khi vẽ các đối tượng 2D (lệnh Line, Pline, Rectang, Polygon, Circle, Donut,…) ta sử dụng các lệnh hiệu chỉnh (Change, Ddchprop, Chprop,. Properties,…) để hiệu chỉnh độ dày (THICKNESS) và lệnh Move, Change để chỉnh mô hình theo độ cao (ELEVATION). Khi giá trị biến ELEVATION khác 0 thì mặt phẳng làm việc (Working plane) sẽ nằm song song mặt phẳng XY và cách mặt phẳng này một khoảng bằng giá trị của biến ELEVATION.

Mặt phẳng 3D (3Dface)

Mỗi mặt được tạo bởi lệnh 3Dface là một đối tượng đơn, ta không thể nào thực hiện lệnh Explode phá vỡ các đối tượng này (hình 3.3). Specify fourth point or [Invisible] <create three-sided face>: (Chọn điểm thứ tư P4. hay nhấn ENTER tạo mặt phẳng tam giác).

Che khuất cạnh 3Dface (lệnh Edge)

Specify third point or [Invisible] <exit>: (Chọn tiếp điểm thứ ba mặt phẳng kế P5. hoặc ENTER). Enter selection method for display of hidden edges [Select/All] <All>: (Chọn từng đối tượng hoặc muốn hiện lên tất cả thì nhấn ENTER).

Các mặt cong 3D cơ sở (lệnh 3D)

Specify fourth corner point for base of pyramid or [Tetrahedron]: (Cho điểm thứ tư B4 để tạo đáy đa giác là mặt phẳng tứ giác, nếu nhập T thì đáy là mặt phẳng tam giác). Từ các mô hình trên ta nhận thấy mặt hộp chữ nhật là trường hợp đặc biệt của Pyramid khi mặt đáy và mặt đỉnh của Pyramid là hai hình chữ nhật bằng nhau và có các mặt bên vuông góc với mặt đáy.

Tạo mặt tròn xoay (lệnh Revsurf)

Select object to revolve: (Chọn đường cong 1 tạo dạng mặt tròn xoay, đường cong này có thể là arc, line, circle, 2Dpline, 3Dpline). Specify included angle (+=ccw, -=cw) <360>: (Góc xoay của path curve chung quanh trục xoay, chiều dương ngược chiều kim đồng hồ).

Tạo mặt kẻ (lệnh Rulesurf)

Nếu một Defining curve là một đường kín (pline kín, circle,…) thì đường kia cũng phải là đường kín hoặc là một điểm (point). Khoảng cách của các đỉnh đường kẻ trên các Defining curve sẽ khác nhau nếu chiếu dài của các Defining curve này khác nhau.

Tạo mặt trụ (lệnh Tabsurf)

Nếu ta chọn 2Dpline hoặc 3Dpline mở tại dòng nhắc Select object for direction vector thì véc tơ định hướng sẽ là đường thẳng đi qua điểm đầu và điểm cuối của pline. Còn nếu đối tượng là đường tròn, cung tròn hoặc phân đoạn cung tròn của pline thì trục quay sẽ là đường thẳng đi qua tâm và vuông góc với mặt phẳng chứa cung hoặc đường tròn.

Phép đối xứng qua mặt phẳng (lệnh Mirror3D)

Mặt phẳng đối xứng là mặt phẳng XY vuông góc với trục Z mà ta sẽ xác định bằng hai điểm theo dòng nhắc (*) và (**). Mặt phẳng đối xứng song song với mặt phẳng màn hình tại điểm nhìn hiện tại và đi qua điểm chọn tại dòng nhắc (***).

Sao chép dãy các đối tượng (lệnh 3Darray)

Ta có thể tạo các solid cơ sở một cách trực tiếp bằng các lệnh: Box (khối chữ nhật), Cone (khối nón), Cylinder (khối trụ), Sphere (khối cầu, Torus (khối xuyến), Wedge (khối hình nêm). Specify first corner of wedge or [CEnter] <0,0,0> (*): (Chọn điểm góc mặt đáy khối nêm trong mặt phẳng XY hoặc nhập CE để xác định tâm mặt đáy khối nêm).

Quét biên dạng 2D (lệnh Extrude)

Specify angle of taper for extrusion <0>: (Nhập góc vuốt là góc giữa mặt solid và mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng XY. Nếu góc vuốt dương thì sẽ vuốt vào trong, nếu góc vuốt âm thì vuốt ra ngoài). Select objects: (Chọn đối tượng 2D cần quét thành 3D)Select objects: (Chọn tiếp các đối tượng 2D cần quét thành 3D hoặc nhấn ENTER để kết thúc việc chọn đối tượng).

Tạo solid tròn xoay (lệnh Revolve)

Specify endpoint of axis: (Điểm thứ hai trên trục xuay – trục 2) Specify angle of revolution <360>: (Giá trị góc xoay). Sử dụng lệnh Revolve ta có thể tạo các solid cơ sở như: Sphere (khối cầu), Cone (khối nón), Torus (khối xuyến), bằng cách xoay nửa hình tròn, tam giác vuông, một đường tròn chung quanh một trục.

Các phép toán đại số boole cho solid: cộng (Union), Trừ (Subtract), giao (Intersect)

Giao các solid (lệnh Intersect)

Enter surface selection option [Next/OK (current)] <OK>: (Chọn một cạnh của solid để định mặt chuẩn, mặt này hiện lên đường nét khuất. Vì cạnh là giao tuyến của hai mặt, do đó nếu đồng ý mặt hiện lên đường nét khuất thì nhấn ENTER, còn không nhập N (Next) để chọn mặt còn lại.

Tạo góc lượn, bo tròn các cạnh (lệnh Fillet)

Nếu chuỗi rừ ràng thỡ ta chỉ cần cỏc cạnh cuối và AutoCAD sẽ tự động tìm một chuỗi các cạnh liên tiếp nhau nối các cạnh cuối này (hình 7.3). Specify a point on desired side of the plane or [keep Both sides]: (Chọn một điểm trên solid cần giữ lại hoặc nhập B để giữ lại cả hai phần).

Vẽ mặt phẳng cắt solid (lệnh Section)

Các đặc tính về khối lượng của solid bao gồm: Mass (khối lượng), Volume (thể tích), Bounding box (kích thước bao), Centroid (trọng tâm), Moment of Inertia (moment quán tính), Product of Inertia (tích quán tính), Radii of gyration (bán kính hồi chuyển), Principal moments and X-, Y-, Z- directions about centroid (moment quán tính chính),… Tuy nhiên trong AutoCAD tính khối lượng và các đặc tính cơ học không có đơn vị. Thông thường các đường khuất và đường thấy được có thể trùng lên nhau, do đó tắt các lớp chứa các đường bao thấy (lớp PV-…) và dùng lệnh Explode phá vỡ các block chứa đường khuất và xóa bớt các đường trùng nhau.

Không gian mô hình (model space) và không gian phẳng (Paper space), biến TILEMODE

Tạo khung nhìn động (lệnh Mview)

[ON/OFF/Fit/Shadeplot/Lock/Object/Polygonal/Restore/2/3/4] <Fit>: (Định một điểm đầu đường chéo thứ nhất P1 xác định vị trí viewport. Sau khi chọn xong điểm này dòng nhắc sẽ xuất hiện tiếp). Specify first corner or [Fit] <Fit>: (Nếu chọn Fit thì hai viewport sẽ tra khít màn hình đồ họa với tỷ lệ thích hợp cho từng viewport. Hoặc ta có thể định kích thước cho các viewport bằng cách chọn hai điểm trong paper space và các viewport sẽ tra khít trong paper space vừa tạo).

Lớp trong không gian giấy vẽ (lệnh VPlayer)

Enter an option [All/Select/Current] <Current>: S ↵ (Chọn lựa chọn để chọn viewport: All – tất cả các vport, Select – AutoCAD hiển thị dòng “Select objects”. và ta sẽ chọn viewport nào ta cần làm đông các lớp đã chọn, còn Current là chọn viewport hiện hành). Thay đổi giá trị mặc định về sự hiển thị (Feeze/Thaw cho các viewport mới tạo bằng lệnh Mview, AutoCAD sẽ tự động đánh dấu các lớp được xác định là Feeze hay Thaw mỗi khi có một viewport mới được tạo nên).

Lệnh Mvetup

Enter an option [Align/Create/Scale viewports/Options/Title block/Undo]:O ↵ Enter an option [Align/Create/Scale viewports/Options/Title block/Undo]: (Chọn đặc tính cần gán cho khung, ví dụ nhập L). Enter an option [Align/Create/Scale viewports/Options/Title block/Undo]:T ↵ Enter title block option [Delete objects/Origin/Undo/Insert] <Insert>: ↵ Available title blocks:..:(Chọn lựa khổ giấy của block khung tên).

Tạo đường bao, đường khuất 3D solid (lệnh Solprof)

Block đường thấy được có cùng đường bao với solid được chọn và nằm trên lớp tự tạo PV- (tên Vports), còn block đường khuất nằm trên lớp PH- (tên Vports) và có dạng đường HIDDEN (nếu trong bản vẽ có HIDDEN – hình 8.2, còn không có thì vẫn xuất hiện đường CONTINUOUS). Ví dụ trên hình 8.3 trước khi thực hiện lệnh Solprof ta bo tròn cạnh là giao tuyến mặt trụ và mặt phẳng của solid thì sau khi thực hiện lệnh Solprof tại bề mặt chuyển tiếp này sẽ khác nhau.

Tạo các hình chiếu từ mô hình 3D (lệnh Solview)

Nếu trên màn hình không có floating viewport thì lựa chọn UCS giúp ta tạo viewport chính và theo viewport này ta tạo các hình chiếu khác. Theo tiêu chuẩn vẽ kỹ thuật không cho phép vẽ các đường khuất trên mặt cắt, do đó lệnh Solview sẽ đóng băng (Freeze ) lớp tên …-HID.

Quan sát mô hình 3D bằng lệnh Dview

Biểu tượng tọa độ giống như một khối lập phương thu nhỏ dần, phía trên màn hình xuất hiện một thước ngang có con chạy hình thoi, trên thước có nhiều vạch đứng ghi hệ số tỷ lệ khoảng cách từ 0x (trái) 16x (phải) như hình 9.5. Trước khi thực hiện lựa chọn Distance ta nên định lại vị trí mục tiêu và điểm nhìn bằng lựa chọn Point của lệnh Dview, hoặc sử dụng lệnh Vpoint định điểm nhìn ở vị trí có thể quan sát toàn bộ mô hình (nhập giá trị tương đối lớn, ví dụ 100, -100, 100).

Quan sát mô hình bằng lệnh 3dorbit

Chú ý rằng các khung nhìn được tạo bằng lệnh Mview sẽ nằm trên lớp đang hiện hành và mang các tính chất của lớp hiện hành như color, linetype,…Nếu sau đó lại tắt (OFF) hoặc đóng băng lớp này thì đường bao khung nhìn sẽ tắt đi và sẽ không được in ra. Muốn che khuất các đường bao các khung nhìn thì ta tắt lớp chứa đường bao khung nhìn (là lớp hiện hành khi sử dụng lệnh Mview), hoặc ta tạo một lớp tên KHUNG và sử dụng lênh Properties hoặc Chprop chuyển các đường bao khung nhìn về lớp này, sau đó tắt lớp này đi.