FreeCAD從入門到綜閤實戰

FreeCAD從入門到綜閤實戰 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

攔繼元
圖書標籤:
  • FreeCAD
  • CAD
  • 參數化建模
  • 3D建模
  • 機械設計
  • 工程製圖
  • 開源軟件
  • Python
  • 從入門到精通
  • 實戰
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圖書描述

本書採用視頻 圖解的形式,係統講解瞭FreeCAD的相關功能、建模技巧及實踐案例,主要內容包括:FreeCAD介麵及基本命令操作、Part Design工作臺中二維圖形的繪製及三維模型的構建、Part工作臺常用命令詳解、Draft工作臺中二維圖形的繪製、Draft工作臺的各種操作命令、Spreadsheet工作臺使用方法、TechDraw工作臺使用方法、實用功能錶列命令等。全書內容豐富實用,講解循序漸進,圖解直觀易懂,同時輔以視頻教學,手機掃碼即可觀看,使學習更輕鬆高效。
 
本書非常適閤從事工程製圖繪圖、建模工作的技術人員,電腦輔助設計初學者自學使用,也可用作高等院校、職業院校相關專業的教材及參考書。

精通三維建模與工程實踐:結構化設計與高級應用 圖書簡介 本書旨在為讀者提供一套全麵、深入且高度實用的三維數字建模與工程實踐知識體係。我們聚焦於如何將理論知識轉化為高效的工業設計與製造流程,內容覆蓋從基礎的幾何構建邏輯到復雜裝配體的管理、從參數化設計原理到先進的仿真分析技術。全書以項目驅動的方式組織,確保讀者在學習每項技能時都能立即看到其在實際工作中的應用價值。 第一部分:建模思維與基礎構建 本部分著重於建立堅實的幾何學基礎和參數化建模思維,這是進行任何復雜設計的前提。 第一章:數字空間與設計哲學 探討三維建模在現代工程、産品開發和建築設計中的核心地位。分析不同建模範式(如實體建模、麯麵建模)的適用場景與優劣。介紹“自下而上”與“自上而下”的設計策略,並闡述如何構建清晰、可維護的設計意圖。 第二章:二維草圖的藝術與邏輯 深入解析二維草圖在三維構建中的基礎作用。詳細講解約束(幾何約束與尺寸約束)的精確應用,強調避免過度約束和欠約束的重要性。通過實戰案例,展示如何利用二維草圖驅動三維特徵的生成,以及如何利用草圖進行特徵的修改與迭代。 第三章:核心特徵的精準塑造 係統介紹三維建模中最常用和最核心的特徵命令,包括拉伸(Extrude)、鏇轉(Revolve)、掃掠(Sweep)和放樣(Loft)。重點講解這些特徵在控製實體體積和錶麵形態上的細微差彆。此外,深入探討倒角(Fillet)和圓角(Chamfer)在工程設計中的實際意義,超越簡單的圓角操作,關注應力集中點的處理。 第四章:特徵的編輯、管理與重構 一個好的設計是可編輯的。本章側重於特徵樹的管理。講解如何高效地定位、修改和重排特徵曆史,以應對設計需求的不斷變化。引入“父子關係”的概念,說明如何通過修改基礎特徵來影響整個模型的結構,避免“斷裂”的特徵。 第二部分:中高級建模技巧與專業應用 本部分將視角從單個零件擴展到復雜係統,引入更具挑戰性的建模技術和專業領域的應用方法。 第五章:麯麵建模的精妙之處 對於需要高度光滑、流綫型外觀的工業産品設計,麯麵建模是不可或缺的技能。本章詳述NURBS麯麵的基本原理,講解如何使用控製點、結構綫和邊界定義復雜的自由麯麵。重點介紹如何確保麯麵間的G0、G1、G2連續性,這是達到工業級産品外觀要求的關鍵。 第六章:復雜裝配體的結構化管理 單個零件的設計是基礎,但工程實踐往往涉及成百上韆的零件。本章聚焦於裝配體環境下的工作流程。講解如何使用自上而下的布局(Top-Down Design)方法,通過“骨架模型”或“布局草圖”來同步協調多個零件的設計。詳細討論各種裝配約束的有效運用,以及如何處理大規模裝配體的性能優化問題。 第七章:工程圖紙的自動化生成與規範化 模型服務於製造,而工程圖是溝通設計意圖的橋梁。本章詳細指導讀者如何根據國標(或ISO標準)生成清晰、無歧義的工程圖紙。內容涵蓋視圖的布局、尺寸標注的原則、形位公差(GD&T)的正確錶達與解讀,以及明細錶的自動生成與維護。 第八章:鈑金設計的流程化實現 對於金屬加工行業,鈑金件的設計有其特殊性。本章係統介紹鈑金工作流程,從平闆材料的展開(Flat Pattern)開始,講解摺彎、衝壓、加強筋等特有特徵的創建。重點在於如何準確計算材料的“彎麯餘量”和“內外麵半徑”,確保設計的可製造性。 第三部分:設計驗證與製造準備 優秀的設計不僅要美觀,更要可靠且易於製造。本部分將設計流程延伸到仿真分析和下遊的製造準備工作。 第九章:結構強度與運動學分析基礎 引入有限元分析(FEA)的基本概念,解釋網格劃分、載荷施加和邊界條件設置的重要性。通過實例演示如何進行靜態應力分析,識彆潛在的薄弱點。同時,講解運動學仿真,分析機構在實際工作循環中的運動規律和乾涉情況。 第十-二章:麵嚮製造的設計(DFM)原則 這是將設計轉化為産品的關鍵環節。 第十章:可製造性評估:講解如何根據不同的加工工藝(如CNC銑削、注塑成型、3D打印)來優化模型結構。討論壁厚、拔模斜度、內角半徑等對製造成本和周期的直接影響。 第十一章:公差分析與配閤研究:深入探討配閤(Fit)的理論,講解如何應用“最壞情況分析”或濛特卡洛模擬來評估裝配體在實際公差範圍內的功能可靠性。 第十二章:數據輸齣與集成:指導讀者如何精確導齣符閤CAM(計算機輔助製造)要求的幾何數據(如STL, STEP)。探討産品數據管理(PDM)的基本概念,以及如何與其他工程軟件(如PCB設計軟件、渲染工具)進行有效的數據交換。 本書通過大量的實踐案例和詳細的操作步驟,力求讓讀者不僅掌握軟件的“按鍵操作”,更理解其背後蘊含的工程原理和設計邏輯,從而能夠獨立應對復雜的工業設計挑戰。

著者信息

圖書目錄

第1章  FreeCAD概述  001    
1.1  FreeCAD簡介      001
1.2  FreeCAD軟體的下載      003
1.3  FreeCAD軟體的安裝(以Windows版本為例)      004
1.4  FreeCAD的推薦設置      006

第2章  FreeCAD介麵及基本命令操作  011
2.1  FreeCAD介麵      011
2.1.1 FreeCAD的啟動      011
2.1.2 FreeCAD的初始介麵介紹      012
2.2  FreeCAD的基本操作      019
2.2.1 選擇操作      019
2.2.2 縮放操作      020
2.2.3 鏇轉操作      020
2.2.4 平移操作      021
2.2.5 空間中任意點的創建      021
2.2.6 空間中線段的創建      021
2.2.7 空間中平麵的創建      024
2.2.8 簡單幾何體的位置及特徵參數的編輯      025

第3章  Part Design工作臺中二維圖形的繪製  028
3.1  Part Design工作臺簡介      028
3.2  Part Design工作臺介麵介紹      028
3.3  Sketcher(草圖)工作臺簡介及介麵介紹      029
3.4  Sketcher(草圖)工作臺中幾何元素與約束的聯閤應用      033
3.4.1 點的完全約束      033
3.4.2 線段的各種約束及完全約束      034
3.4.3 圓的完全約束      042
3.4.4 圓弧的完全約束      044
3.4.5 矩形的完全約束      046
3.4.6 正多邊形的完全約束      047
3.4.7 橢圓的完全約束      048
3.4.8 橢圓弧的完全約束      050
3.4.9 摺線的完全約束      051
3.4.10 跑道形線條的完全約束      052
3.4.11 B樣條麯線的完全約束      053
3.4.12 週期B樣條麯線的完全約束      054
3.4.13 雙麯線弧的完全約束      054
3.4.14 拋物線弧的完全約束      055
3.5  草圖幾何體工具列中的其他圖示命令      056
3.5.1 構造線      056
3.5.2 倒圓角      056
3.5.3 修剪      057
3.5.4 延伸      057
3.5.5 創建關聯邊      058
3.5.6 複製      058
3.6  各種約束的綜閤應用      059
3.6.1 某零部件橫截麵草圖的完全約束      059
3.6.2 某傳動裝置草圖的完全約束      060
3.6.3 某模具草圖的完全約束      060
3.7  草圖工具列      061
3.7.1 閉閤      062
3.7.2 端點連接      063
3.7.3 顯示約束      064
3.7.4 顯示物件      065
3.7.5 顯示/隱藏構造線      065
3.7.6 鏡像      066
3.7.7 剋隆      068
3.7.8 複製      069
3.7.9 移動      070
3.7.10 陣列      070
3.8  B樣條麯線工具列      073
3.8.1 顯示/隱藏B樣條麯線定義的多邊形      073
3.8.2 顯示/隱藏B樣條麯線的次數(degree)      074
3.8.3 顯示/隱藏B樣條麯線的麯率梳      074
3.8.4 顯示/隱藏B樣條麯線的多重節點      075
3.8.5 轉換為B樣條麯線      075
3.8.6 增加B樣條麯線次數      076
3.8.7 增加節點重複度      077
3.8.8 降低節點重複度      078
3.9  虛擬空間      079

第4章  Part Design工作臺中三維模型的構建  081
4.1  進入Part Design工作臺      081
4.2  模型工具列      083
4.2.1 凸颱      083
4.2.2 鏇轉(增料)      084
4.2.3 放樣(增料)      085
4.2.4 掃略(增料)      087
4.2.5 增料幾何體      089
4.2.6 凹坑      091
4.2.7 建孔      092
4.2.8 鏇轉(減料)      094
4.2.9 放樣(減料)      096
4.2.10 掃略(減料)      098
4.2.11 減料幾何體      100
4.2.12 鏡像      101
4.2.13 線性陣列      103
4.2.14 環形陣列      105
4.2.15 多重陣列      106
4.2.16 倒圓角      109
4.2.17 倒角      110
4.2.18 拔模      111
4.2.19 抽殼      113
4.2.20 布耳運算      114
4.3  幫助工具列      116
4.3.1 編輯選定的草圖      116
4.3.2 映射草圖至實體錶麵      117
4.3.3 創建新基準點      118
4.3.4 創建新基準線      120
4.3.5 創建新基準麵      121
4.3.6 創建局部坐標係      122
4.3.7 創建新圖形麵      123
4.3.8 創建新副本      125
4.4  綜閤實例      126
4.4.1 切割法構建三維模型      126
4.4.2 疊加法構建三維模型      129
4.4.3 放樣、抽殼和陣列的綜閤應用      131

第5章  Part工作臺常用命令詳解  136
5.1  Part工作臺簡介及介麵介紹      136
5.2  實體工具列      138
5.2.1 圓臺(圓錐體)      138
5.2.2 圓環體      139
5.2.3 創建參數化的幾何圖元      140
5.2.4 創建形體高級工具      148
5.3  零件工具列      153
5.3.1 拉伸      153
5.3.2 鏇轉      157
5.3.3 鏡像      159
5.3.4 倒圓角      160
5.3.5 倒角      162
5.3.6 直紋麵      163
5.3.7 放樣      164
5.3.8 掃略      167
5.3.9 抽殼      168
5.3.10 三維偏移      169
5.3.11 二維偏移      170
5.4  布耳運算工具列      171
5.4.1 組閤      172
5.4.2 分解      172
5.4.3 組閤篩檢程式      173
5.4.4 布耳運算      174
5.4.5 差集      177
5.4.6 並集      178
5.4.7 交集      178
5.4.8 連接      179
5.4.9 嵌入      180
5.4.10 切口      181
5.4.11 形狀拆分      182
5.4.12 分割      183
5.4.13 切片      185
5.4.14 檢查      186
5.4.15 清理      187
5.4.16 截麵      188
5.4.17 橫截麵      188
5.5  綜閤實例      190
5.5.1 構建一個四通的三維模型      190
5.5.2 用鉛垂麵切割三根相互垂直的圓柱體的交集      192
5.5.3 構建螺栓的三維模型      193

第6章  Draft工作臺中二維圖形的繪製  196
6.1  Draft工作臺簡介及介麵介紹      196
6.2  底圖創建工具列      198
6.2.1 線段      198
6.2.2 摺線      201
6.2.3 圓      203
6.2.4 圓弧      204
6.2.5 橢圓      205
6.2.6 正多邊形      206
6.2.7 矩形      207
6.2.8 文本      208
6.2.9 尺寸標注      209
6.2.10 B樣條麯線      212
6.2.11 點      214
6.2.12 文本字串      215
6.2.13 複製錶麵      216
6.2.14 貝茲麯線      217
6.2.15 標籤      219
6.3  底圖捕捉工具列      220
6.3.1 網格開關      220
6.3.2 捕捉總開關      222
6.3.3 最近點捕捉      222
6.3.4 延伸捕捉      223
6.3.5 平行捕捉      224
6.3.6 網格捕捉      224
6.3.7 端點捕捉      225
6.3.8 中點捕捉      226
6.3.9 垂直捕捉      226
6.3.10 角度捕捉和圓心捕捉      227
6.3.11 正交捕捉      228
6.3.12 交集捕捉      229
6.3.13 特定捕捉      230
6.3.14 尺寸捕捉      230
6.3.15 工作麵捕捉      231
6.4  Draft託盤工具列      232
6.4.1 設置工作平麵      232
6.4.2 輔助線模式      233
6.4.3 線條顏色和填充顏色      234
6.4.4 當前線寬和當前字型大小      235
6.4.5 應用於選中物件      235
6.4.6 自動分組      235
6.5  綜閤實例      236
6.5.1 繪製某零件的二維圖形並標注尺寸      236
6.5.2 構建某零件的三維模型      238
6.5.3 構建花瓶的三維模型      241

第7章  Draft工作臺中對二維圖形的各種操作命令  244
7.1  底圖修改工具列      245
7.1.1 移動      245
7.1.2 鏇轉      248
7.1.3 二維偏移      251
7.1.4 修剪      252
7.1.5 拼接      256
7.1.6 分割      257
7.1.7 升級      259
7.1.8 降級      261
7.1.9 縮放      264
7.1.10 編輯      266
7.1.11 摺線/B樣條麯線轉換      267
7.1.12 添加點      269
7.1.13 刪除點      269
7.1.14 投影      270
7.1.15 底圖/草圖轉換      273
7.1.16 陣列      274
7.1.17 線陣列      277
7.1.18 點陣列      279
7.1.19 剋隆      280
7.1.20 製圖      282
7.1.21 鏡像      283
7.1.22 牽引      285
7.2  綜閤實例      286
7.2.1 繪製簡單的榫卯結構      286
7.2.2 繪製溢流井的三維示意圖      288
7.2.3 繪製繞線盤的三維示意圖      293

第8章  Spreadsheet工作臺使用方法  296
8.1  Spreadsheet工作臺簡介及介麵介紹      296
8.2  綜閤實例      298
8.2.1 Part Design工作臺與Spreadsheet工作臺的聯立用法      298
8.2.2 Part工作臺與Spreadsheet工作臺的聯立用法      305
8.2.3 Draft工作臺與Spreadsheet工作臺的聯立用法      311

第9章  TechDraw工作臺使用方法  318
9.1  TechDraw工作臺簡介及介麵介紹      318
9.2  TechDraw工作臺各圖示命令詳解      320
9.2.1 插入默認頁和插入模版      320
9.2.2 插入視圖      320
9.2.3 插入多個視圖      323
9.2.4 插入剖麵圖      325
9.2.5 插入詳細視圖      326
9.2.6 插入批註      327
9.2.7 插入錶格      328
9.2.8 插入剪輯組      330
9.2.9 嚮剪輯組中插入視圖      330
9.2.10 刪除剪輯組中的視圖      331
9.2.11 插入各種長度尺寸標注      332
9.2.12 插入各種角度標注      334
9.2.13 插入尺寸連結      335
9.2.14 匯齣為SVG文件      337
9.2.15 匯齣為DXF文件      337
9.2.16 填充圖案      338
9.2.17 填充幾何圖案      339
9.2.18 插入SVG圖示      340
9.2.19 插入圖片      341
9.2.20 視圖框架      341
9.3  插入Draft視圖和插入Arch截麵圖      342
9.3.1 插入Draft視圖      342
9.3.2 插入Arch截麵圖      343
9.4  圖紙標題列      343

第10章  實用功能錶列命令  345
10.1 Addon manager(載入項管理器)      345
10.2 視圖羅盤      346
10.3 保存圖片      347
10.4 編輯參數      347
10.5 創建新視圖      348
10.6 切換軸交叉      349
10.7 修剪平麵      349
10.8 對齊      351
10.9 導入與匯齣      357
10.10 Part工作臺中的“創建簡單副本”      357
10.11 Part Design工作臺中的“創建實體”      358

附錄  FreeCAD中各工作臺簡介及本書命令匯總  361
附錄1 FreeCAD中各工作臺簡介      361
附錄2 本書各章節命令匯總      364
附錄3 FreeCAD 0.19版本中新增命令圖示      376

圖書序言

  • ISBN:9787122432339
  • 規格:平裝 / 379頁 / 19 x 26 x 1.9 cm / 普通級 / 1-1
  • 齣版地:中國

圖書試讀

用户评价

评分

我拿到這本書的時候,首先被它那種樸實的封麵設計吸引瞭。它沒有花哨的3D渲染圖,而是選擇瞭最能代錶軟件本質的界麵截圖和工程圖綫條,這讓我感覺這本書是真正麵嚮動手實踐者的。閱讀體驗上,我最喜歡作者在描述高級模塊,比如“有限元分析”(FEA)和“路綫規劃”(Path)時的那種深入骨髓的講解。很多同類書籍往往隻是簡單地羅列菜單選項,而這本書卻花瞭大量篇幅去解釋背後的數學模型和物理假設。舉個例子,在講解網格劃分時,作者不僅僅說瞭“用四麵體”,而是解釋瞭為什麼在特定幾何形狀下,使用邊界層網格能夠更準確地捕捉應力集中點,這對於想要將FreeCAD應用於嚴肅工程分析的用戶來說,價值不可估量。此外,作者對Python腳本集成部分的講解也十分到位,通過幾個清晰的小腳本示例,展示瞭如何自動化重復性的參數修改工作,真正體現瞭參數化設計的精髓。閱讀完這些章節後,我感覺自己對FreeCAD的理解已經從一個“繪圖工具”提升到瞭“設計平颱”的高度。

评分

這本書的語言風格是一種非常嚴謹且充滿邏輯性的散文體,讀起來既有學術論文的嚴謹,又不失工程師之間的那種默契和幽默感。我特彆贊賞作者在處理“特定工作颱的局限性”時所錶現齣的坦誠。很多教程為瞭推銷軟件,總是把所有功能描繪得完美無缺,但這本書卻敢於指齣FreeCAD在某些特定場景(比如復雜麯麵逆嚮工程)下的不足,並提齣瞭相應的規避或替代方案。這種誠實的態度,反而讓我對作者和軟件本身産生瞭更深的信任。在講解“工程圖模塊”時,作者不僅教瞭如何生成視圖,更深入地探討瞭符閤國際標準(如ISO/ASME)的標注規範和公差帶的添加方法,這對於需要齣具正式製造圖紙的讀者來說,是至關重要的補充。可以說,這本書是以一種工程師的視角,而非僅僅是軟件操作員的視角來編寫的,它關注的是“輸齣結果的專業性”,而不僅僅是“操作步驟的完成性”。

评分

這本書的深度和廣度令人印象深刻,它成功地跨越瞭“入門”和“精通”之間的巨大鴻溝。我發現自己很少需要頻繁地切換到官方文檔或者在綫論壇去查詢補充信息,因為書中對每一個關鍵概念,無論是幾何內核的運作原理,還是宏命令的執行機製,都有相當詳盡的解釋。例如,關於使用FreeCAD進行BIM(建築信息模型)工作流程的介紹部分,作者構建瞭一個非常具有挑戰性的小區配套設施模型,通過這個案例,完整展示瞭從牆體、門窗的參數化定義到材料屬性關聯的全過程。這種深度集成到實際項目中的講解,是其他教程難以企及的。而且,書中對“社區貢獻”和“自定義擴展”的介紹,也為那些希望進一步深入或參與開發的讀者指明瞭方嚮。它教你的不隻是如何“用”FreeCAD,更像是如何“理解”和“擴展”FreeCAD。看完這本書,我感覺自己已經具備瞭獨立解決大部分設計問題的能力,並且對未來軟件版本的迭代方嚮也有瞭更清晰的預判。

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說實話,市麵上關於開源CAD軟件的書籍不少,但很多都停留在“介紹功能”的層麵,讀完後感覺依然抓不住重點。但這本書的敘事邏輯非常清晰,它仿佛有一條無形的紅綫貫穿始終,那就是“如何從零開始構建一個可維護、可修改的參數化模型”。我對作者在“裝配設計”章節的處理方式印象尤為深刻。作者沒有直接展示如何將零件拼在一起,而是首先建立瞭一套嚴格的命名規範和坐標係管理原則,強調瞭“設計意圖”的重要性。這種自上而下的設計哲學,對於我們這些習慣於傳統CAD軟件的用戶來說,是一個非常重要的思維轉變。書中很多關於“約束傳播”和“父子關係管理”的討論,都非常到位,避免瞭後續修改時齣現難以追蹤的連鎖錯誤。我尤其欣賞作者在講解完一個復雜功能後,總會附帶一個“常見陷阱與解決方案”的小節,這充分體現瞭作者在實際應用中踩過的坑,極大地幫助我規避瞭初期的挫敗感。這本書的實用價值,遠超齣瞭軟件操作指南的範疇。

评分

這本關於FreeCAD的書,從排版到內容組織,都透露齣一種紮實的匠人精神。我特彆欣賞作者在介紹基礎概念時那種抽絲剝繭的細緻。比如在講解草圖約束和特徵生成的部分,作者沒有急於展示復雜的模型,而是耐心地拆解每一個工具的原理和適用場景。對於一個初學者來說,這種循序漸進的方式極大地降低瞭學習麯綫的陡峭感。我記得有一次我在嘗試進行復雜的麯麵建模時遇到瞭瓶頸,迴頭翻閱瞭書中關於“拓撲重建”的那一章,作者用非常形象的比喻解釋瞭“邊界混閤”和“橋接”之間的微妙區彆,讓我豁然開朗。書中的案例選擇也非常貼閤實際工程應用,比如對一個標準件的參數化設計流程的剖析,幾乎可以直接套用到我的日常工作中去。最讓我感到驚喜的是,作者在討論性能優化時,並沒有停留在理論層麵,而是給齣瞭實際操作中可以調整的參數設置,這對於處理大型裝配體的用戶來說,簡直是雪中送炭。總而言之,它不僅僅是一本“工具書”,更像是一位經驗豐富的老工程師在你身邊手把手地指導你,讓你在掌握軟件技能的同時,也建立起正確的CAD設計思維。

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