Компьютерная графика : 3D-моделирование с помощью системы автоматизированного проектирования AutoCAD

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ  
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ  
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС» 

 

 
 
 

 

 

 

 
 

 

№ 2154 

Кафедра инженерной графики и дизайна

Т.Ю. Васильева 
Л.О. Мокрецова 
О.Н. Чиченева 

Компьютерная графика

3D-моделирование с помощью системы  
автоматизированного проектирования AutoCAD 

Лабораторный практикум 

Рекомендовано редакционно-издательским 
советом университета 

Москва  2013 

УДК 004 
 
В19 

Р е ц е н з е н т  
д-р техн. наук, проф. С.М. Горбатюк 

Васильева, Т.Ю. 
В19  
Компьютерная графика : 3D-моделирование с помощью 
системы автоматизированного проектирования AutoCAD : лаб. 
практикум / Т.Ю. Васильева, Л.О. Мокрецова, О.Н. Чиченева. – 
М. : Изд. Дом МИСиС, 2013. – 48 с. 
 

Приведен пример создания модели детали с использованием технологии 3D-моделирования в системе автоматизированного проектирования 
AutoCAD 2012 (русская версия) и двухмерных многовидовых чертежей 
по построенной 3D-модели. Рассмотрены все необходимые теоретические 
вопросы, указана литература для подготовки к лабораторным работам. 
Предназначен для выполнения лабораторных работ по курсу «Компьютерная 
графика» для всех специальностей направления 651300 «Металлургия». 

 

 
© Т.Ю. Васильева,  
Л.О. Мокрецова, 
О.Н. Чиченева, 2013 

Содержание 

Предисловие.......................................................................................... 4 
Лабораторная работа 1. Построение 3D-модели детали................... 5 
Лабораторная работа 2. Создание двухмерных многовидовых  
чертежей  по построенной 3D-модели................................................ 20 
Лабораторная работа 3. Организация распределенной работы.  
Внешние ссылки ................................................................................... 26 
Библиографический список................................................................. 37 
Приложение........................................................................................... 38 
 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

Курс «Информатика» входит в цикл общеобразовательных дисциплин и состоит из нескольких разделов, одним из которых является 
«Компьютерная графика». Этот раздел изучает прикладные программы, предназначенные для работы с технической графикой. Цель 
курса состоит в освоении студентами начальных навыков работы с 
прикладными программами Симплекс, Компас 3D и AutoCAD. 
AutoCAD – это мощный универсальный пакет программ САПР, 
предназначенный для любого специалиста, работающего с технической графикой. Пакет рассчитан на широкий круг пользователей.  
В настоящее время наибольшее распространение получила 
3D-технология создания чертежей, которая состоит в том, что 
конструктор сразу создает наглядную, виртуальную модель детали, узла или здания, собирая ее из объемных примитивов (призма, цилиндр, конус и т.д., а также примитивов на основе вращения или перемещения плоского контура), не прибегая к построению чертежа. Модель формируется на экране, ее можно осмотреть со всех сторон, разрезать, получить произвольное сечение, 
отредактировать форму. С помощью программных средств модель можно нагрузить и выполнить ее прочностной расчет. Этот 
естественный для человека вариант проектирования стал реально 
возможным в последние десять лет. 
Чертежи по 3D-технологии получают после того, как модель создана, т.е. на завершающей стадии проектирования и в значительной 
мере в автоматическом режиме. Система сама строит необходимые 
виды, разрезы, в первом приближении проставляет размеры, хотя за 
конструктором остается задача определить оптимальное содержание 
параметров чертежа. Несомненно, что по мере подготовки специалистов 3D-технология станет преобладающим методом конструирования и проектирования. 
Для выполнения данных лабораторных работ необходимо иметь 
представление об интерфейсе системы автоматизированного проектирования AutoCAD, уметь пользоваться основными командами 
двухмерного построения (меню «Рисование», «Редактировать», «Размеры») и управления изображением на экране. 

Лабораторная работа 1 

ПОСТРОЕНИЕ 3D-МОДЕЛИ ДЕТАЛИ 

(2 часа) 

1.1. Цель работы 

Изучить основы построения чертежа по 3D-технологии. Смоделировать в AutoCAD одно из заданий, предлагаемых студентам (прил.). 

1.2. Содержание работы 

Дан чертеж детали, состоящий из трех видов (рис. 1.1). Необходимо построить трехмерную модель данной детали. 

 

Рис. 1.1. Исходные данные лабораторной работы 1 

1.3. Выполнение работы 

1 ЭТАП. Настройка системы для 3D-построений 

Настройка среды для 3D-проектирования предусматривает настройку пространства модели и пространства листа. Основные действия по настройке следующие: 
– Загрузить AutoCAD и создать новый рисунок. Для этого необходимо в меню «Файл» выбрать пункт «Создать …», в появившемся 
списке шаблонов можно согласиться с предлагаемым образцом, нажав кнопку «Открыть», а можно выбрать специальный шаблон для 
3D-моделирования – acad3D.dwt. В последнем случае изображение 
AutoCAD на экране примет вид, представленный на рис. 1.2. 
– Настроить режим работы в пространстве модели. Для этого 
убедитесь, что в нижней части экрана активна закладка «Модель». 
Задайте для пространства модели шаг 5, сетку 5 (меню «Сервис» → 
«Режимы рисования …») и лимиты 180×140 (меню «Формат» → 
«Лимиты чертежа»), соответствующие с некоторым запасом габаритным размерам моделируемой детали. Отобразите заданную область на весь экран (меню «Вид» → «Зумирование» → «Все»). 
– Перейдем в пространство листа. Для этого в нижней части экрана надо активировать закладку «Лист1». Если появилось диалоговое 
окно с настройками печати, то согласитесь с его предложениями (клавиша «ОК»). Удалите на листе дежурное видовое окно. Задайте размеры листа (меню «Файл» → «Диспетчер параметров листов …» → «Редактировать ….» → «Формат листа» выбрать ISO А3 (420×297 мм)). 
– Задайте два новых слоя с именами разметка и модель. Для 
создания новых слоев в меню «Формат» → «Слой …». 
– В ленте команд находится панель инструментов «Моделирование». Внешний вид данной панели инструментов приведен на рис. 1.3. 
Потребуется применить команды  из  меню «Рисование» (рис. 1.4).  
– Сохраните чертеж с настройками (меню «Файл» → «Сохранить 
как …»). 

 

Рис. 1.2. Внешний вид экрана для 3D-моделирования 

Рис. 1.3 Панель инструментов «Моделирование» 

Рис. 1.4. Меню «Рисование»

2 ЭТАП. Создание 3D-модели детали 

Для построения трехмерной модели детали необходимо мысленно разделить модель на поверхности, из которых она состоит. В данном примере 
моделируемая деталь состоит из основания – прямоугольной призмы, в 
которой выполнены четыре цилиндрических отверстия; на основании расположен цилиндр, в котором выполнен вырез в виде четырехугольной 
призмы, расположенной перпендикулярно оси вращения цилиндра; и в 
основании, и в стоящем на нем цилиндре выполнен вырез в виде шестигранной призмы; два ребра жесткости, расположенные на основании, представляют собой трехгранные призмы. Таким образом, для построения данной модели надо построить следующие поверхности: 
– четырехгранную призму (длиной 140 мм, шириной 100 мм и 
высотой 20 мм); 
– четыре цилиндра (высотой 20 мм и диаметром основания 20 мм) ; 
– цилиндр (высотой 70 мм и диаметром основания 70 мм) ; 
– шестигранную призму (высотой 90 мм, шестиугольник в основании вписан в окружность диаметром 50 мм) ; 
– четырехугольная призма (высотой 20 мм, шириной 30 мм и 
глубиной не менее 70 мм) ; 
– две трехгранные призмы – клинья (шириной 10 мм, длину и высоту 
клина необходимо определить при помощи дополнительных построений). 
Для создания 3D-модели детали используется меню «ПСК», «Рисование», «Моделирование», «Редактировать» (подменю «3D операции» и «Редактирование тела») и «Вид» (подменю «3D виды»).  
Построение трехмерной модели начнем с того, что создадим в 
слое с именем «Разметка» вспомогательные линии построения. К 
ним относятся осевые линии чертежа, а также линии, помогающие 
построить модель детали, но не участвующие в создании тела детали. 
В данном примере необходимо построить осевые линии, которые 
зададут центр всей детали и центры цилиндрических отверстий в основании детали (рис. 1.5), а также линии, помогающие определить 
положение и длину ребра жесткости. Так как данные линии необходимы только для построения модели, то можно не устанавливать для 
них каких-либо специальных свойств (например, тип линии – центр). 
Данные линии можно строить командами из меню «Рисование» → 
«Отрезок» или «Прямая» (в этом случае линии будут бесконечными 
и могут строиться как параллельные линии на определенном расстоянии), может понадобиться команда «Круг», если осевая линия 
представляет собой дугу или окружность.  

Рис. 1.5. Построение вспомогательных линий построения  
(слой «Разметка») 

Для определения длины основания клина необходимо настроить 
пользовательскую систему координат (ПСК). Это необходимо, потому что основание клина лежит на верхней грани призмы-основания, 
и для облегчения дальнейших построений будем использовать линии 
разметки при построении ребер жесткости.  
В AutoCAD существует два вида систем координат: мировая и 
пользовательская. Начало мировой системы координат находится в 
точке с координатами 0,0 (обычно это точка соответствует левому 
нижнему углу листа). Отсчитывать координаты точек построения от 
этой точки не всегда удобно, поэтому каждый пользователь может 
установить свою систему координат. Количество ПСК на одном чертеже не ограничено. ПСК можно сохранять и возвращаться к ней по 
мере необходимости. В нашем примере разместим ПСК в центре детали. Для этого в ленте меню «Координаты» → «Новая ПСК» → 
«Начало» (рис. 1.6) указываем точку в центре детали, при этом знак 
ПСК переместиться из левого нижнего угла чертежа в указанную 
точку.