通過上一篇 3D打印設(shè)計(jì)軟件 FreeCAD 入門 我們學(xué)習(xí)了 3D 模型設(shè)計(jì)軟件 FreeCAD 的基本操作，今天我們繼續(xù)學(xué)習(xí) FreeCAD。

凸臺(tái)（Pad）和凹坑（Pocket）功能是3D設(shè)計(jì)軟件里最常用的兩個(gè)功能，凸臺(tái)用于將一個(gè)二維形狀拉伸成三維物體，凹坑功能用于在三維實(shí)體中挖空。

各大3D設(shè)計(jì)軟件都有類似的功能，名稱可能不同，例如 DesignSpark Mechanical 中把凸臺(tái)功能叫做拉動(dòng)。

今天我們就來學(xué)習(xí)這兩個(gè)功能。

在開始設(shè)計(jì)之前，有一點(diǎn)值得一提的是鼠標(biāo)的問題，F(xiàn)reeCAD 中當(dāng)導(dǎo)航模式為 CAD 是拖動(dòng)或平移的操作方式為按下鼠標(biāo)滾輪，所以你的鼠標(biāo)要支持鼠標(biāo)滾輪按下才行，要知道，有的鼠標(biāo)滾輪是只能滾不能按下的。

另一點(diǎn)值得一提的是，F(xiàn)reeCAD 是一款跨平臺(tái)的軟件，支持 Windows、Mac、Linux三大主流操作系統(tǒng)。一般來說，Mac 鍵盤上與 Windows 鍵盤上 Ctrl 功能對(duì)應(yīng)的鍵是 CMD 鍵。

還有一點(diǎn)，作者使用的 FreeCAD 軟件版本是 0.19.3。

菜單-》編輯-》首選項(xiàng)可以打開軟件設(shè)置界面。我的軟件設(shè)置如下：

設(shè)置啟動(dòng)后加載 Part Design，進(jìn)行 3D 模型設(shè)計(jì)時(shí)需要選擇此工作臺(tái)：

三維視圖中顯示坐標(biāo)軸：

設(shè)計(jì)過程

新建

開始設(shè)計(jì)點(diǎn)擊菜單-》文件-》新建：

注意，新建文件后要確保當(dāng)前的工作臺(tái)（Workbench）為 Part Design。FreeCAD 支持建筑設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)等，3D模型設(shè)計(jì)需要選擇 Part Design 工作臺(tái)。

創(chuàng)建實(shí)體（Body）

點(diǎn)擊 組合瀏覽器 中 任務(wù) 選項(xiàng)卡中的 創(chuàng)建實(shí)體：

啥是實(shí)體？實(shí)體用于包含我們?cè)O(shè)計(jì)的各個(gè)部分，一個(gè)實(shí)體就是一個(gè)完整的三維物體，所有組件都是結(jié)合到一起的，不可拆分。例如，一輛玩具小火車可能由一個(gè)車體、幾個(gè)輪子等多個(gè)實(shí)體組成。在一個(gè)設(shè)計(jì)中可以創(chuàng)建多個(gè)實(shí)體。

創(chuàng)建實(shí)體后，任務(wù)選項(xiàng)卡內(nèi)容變?yōu)槿缦拢?/span>

創(chuàng)建草圖

點(diǎn)擊 組合瀏覽器面板 任務(wù)選項(xiàng)卡中的 創(chuàng)建草圖，創(chuàng)建一個(gè)草圖：

創(chuàng)建草圖后，系統(tǒng)讓你選擇要進(jìn)行工作或設(shè)計(jì)的平面：

如果你的工作區(qū)顯示的不像上面那樣而是成了類似下面的二維平面，那是因?yàn)槟阋晥D模式設(shè)置成了頂視圖或其他視圖：

點(diǎn)一下工具欄中的 設(shè)置為等軸側(cè)視圖 恢復(fù)默認(rèn)視圖：

根據(jù)你要設(shè)計(jì)的模型，選擇一個(gè)合適的平面。這里我們選擇 XY 平面。選中 XY_Plane, 然后點(diǎn)擊 OK 按鈕，選擇后界面如下：

紅色圓點(diǎn)表示原點(diǎn)。

二維設(shè)計(jì)

通過使用矩形工具在草圖中繪制一個(gè)矩形：

繪制完成后，在空白區(qū)域點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵結(jié)束繪制。

點(diǎn)擊剛才繪制的矩形的任意一個(gè)頂點(diǎn)，來回拖動(dòng)鼠標(biāo)，發(fā)現(xiàn)它的大小是可以動(dòng)的：

這是因?yàn)槲覀兊睦L制沒有實(shí)現(xiàn)完全約束，不完全約束的設(shè)計(jì)是不完美的。

此時(shí)，如果我們點(diǎn)擊任務(wù)選項(xiàng)卡中的Close按鈕關(guān)閉草圖設(shè)計(jì)。

三維設(shè)計(jì)

進(jìn)到 任務(wù) 選項(xiàng)卡中，點(diǎn)擊 凸臺(tái)工具將二維圖形拉伸成三維實(shí)體：

此時(shí)的模型是這樣的：

如果我們?cè)?/span>模型選項(xiàng)卡中雙擊 Sketch 重新打開草圖，此時(shí)，我們可以更改草圖設(shè)計(jì)。我們?cè)谥袄L制的矩形中再繪制一個(gè)矩形，然后點(diǎn)擊Close按鈕關(guān)閉草圖。

注意，此時(shí)我的任務(wù) 選項(xiàng)卡中的自動(dòng)刪除冗余和自動(dòng)更新 選項(xiàng)是勾選上的，這樣關(guān)閉草圖后會(huì)自動(dòng)更新我們的三維模型。

關(guān)閉后，我們看到剛才的磚頭中間出現(xiàn)了一個(gè)洞：

模型 選項(xiàng)卡中通過雙擊草圖（sketch）重新打開草圖，如果我們?cè)诓輬D的旁邊再畫一個(gè)矩形，但是不和現(xiàn)有草圖相交：

此時(shí)，如果我們關(guān)閉草圖，就會(huì)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)提示如下錯(cuò)誤：

意思是說 Pad 不允許多個(gè)實(shí)體。換句話說，對(duì)于當(dāng)前的實(shí)體（Body）模型來說，所有組件必須是連接到一起的，不允許分立組件出現(xiàn)。你如果想創(chuàng)一個(gè)獨(dú)立的組件，必須在當(dāng)前設(shè)計(jì)中再添加一個(gè)實(shí)體才行。一個(gè)實(shí)體上的組件都是緊密結(jié)合到一起的。

我們可以在草圖中通過重合（Coincidence）約束選取兩個(gè)不連接矩形中的兩個(gè)頂點(diǎn)，然后將他們固定到一起：

我們切換到 模型 選項(xiàng)卡，選中某一個(gè)設(shè)計(jì)元素，然后按鍵盤上的 空格 按鍵可以切換顯示和隱藏該元素。比如我們選中原點(diǎn)，按下空格可以切換坐標(biāo)平面顯示：

此時(shí)，如果想在我們的模型上挖個(gè)洞，我們可以使用 凹坑（Pocket）工具。

在 模型 選項(xiàng)卡中選中 Pad , 然后選擇要進(jìn)行挖孔操作的平面：

選中要進(jìn)行操作的平面后，點(diǎn)擊工具欄中的 創(chuàng)建一個(gè)草繪 按鈕創(chuàng)建一個(gè)新的草繪，進(jìn)行挖孔：

創(chuàng)建新的草繪后，系統(tǒng)自動(dòng)切換到 任務(wù) 選顯卡：

我們?cè)诓輬D中繪制一個(gè)圓形，然后關(guān)閉草圖：

關(guān)閉草圖后，我們打開 任務(wù) 工具欄，應(yīng)用 凹坑 （Pocket）功能進(jìn)行挖孔：

如果我們想要把挖孔圓的圓心放到之前實(shí)體的一個(gè)頂點(diǎn)上，我們可以 重合 約束在草圖中將兩個(gè)點(diǎn)約束到一起：

操作失敗了，我們發(fā)現(xiàn)我們無法選中位于不同的草圖中的兩個(gè)點(diǎn)。

FreeCAD 有一個(gè)功能叫 創(chuàng)建一個(gè)與外部幾何體關(guān)聯(lián)的邊（Create an edge linked to an external geometry(X)） 功能可以實(shí)現(xiàn)跨草圖選點(diǎn)：

我們點(diǎn)擊該按鈕，然后就可以在草圖設(shè)計(jì)中跨草圖選點(diǎn)了：

選完點(diǎn)后別忘了點(diǎn)擊一下右鍵釋放選點(diǎn)工具。

現(xiàn)在我們可以愉快的使用 重合（Coincidence） 約束將不同草圖中的兩個(gè)點(diǎn)約束到一起了：

點(diǎn)擊 Close 按鈕關(guān)閉草圖后，模型變?yōu)槿缦聢D所示：

總結(jié)

通過今天的學(xué)習(xí)，我們學(xué)習(xí)了以下知識(shí)點(diǎn)：

• 同一個(gè)實(shí)體中不允許分立元素出現(xiàn)
• 如何通過空格鍵切換顯示和隱藏設(shè)計(jì)元素
• 如何通過創(chuàng)建一個(gè)與外部幾何體關(guān)聯(lián)的邊來實(shí)現(xiàn)跨草圖選點(diǎn)
• 復(fù)習(xí)了凸臺(tái)功能
• 學(xué)習(xí)了凹坑功能