论文：基于AutoCAD的包装容器结构三维建模的设计与研究(4)

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第三章 基于AutoCAD的圆型纸质包装容器结构设计

一、圆型纸质包装容器材料与造型分析[15]

本文以某茶叶筒的纸筒包装为例，探讨利用AutoCAD三维造型功能在包装容器结构设计中的应用并加以详细说明。该品牌茶叶的外部包装选用了纸作为包装材料。纸包装材料具有重量轻、价格低的优点，可以大大降低生产成本和运输成本；其保护性能优异，防水、防潮、隔热的特点非常适合消费者的储存需要；同时还具备无毒无害无臭的特征，符合公众饮食安全的标准。日常生活中常见的茶叶筒由多层纸板复合，并采用螺旋缠卷工艺制造而成的全纸筒，这种包装不仅环保、轻量、安全，还具有古朴的气质，符合茶叶产品的特征。

这款茶叶的包装容器的主要结构可以分为“体”和“盖”两部分，外形为圆柱体，中空以便盛装产品。盖子可以完美嵌合在容器主体之上，装入产品之后可以采用胶带进一步密封。包装容器的总体壁厚为5mm；在结合部位因考虑到自锁性所以选取为6mm（“体”结构和“盖”结构各3mm）；包装容器“体”结构的整体高位100mm（结合部位高为25mm）；“盖”结构的高为30mm（结合部位高为25mm）；上端面和下端面的厚度各为5mm；整个包装容器的所能盛装的容积为0.76L。

二、圆型纸质包装容器的AutoCAD三维建模[2] [3] [16]

我们已经对整个包装容器进行分析，分析以后发现我们需要先对容器进行分步骤进行三维建模：分为“体”结构和“盖”结构。三维建模完成以后进行他们的体积计算。再对所建成的模型进行简单的着色和渲染工作，这样一个简单的包装容器就算完成了。 （一）“体”结构的三维建模

轮廓生成首先利用画圆命令C, 画三个直径分别为100、96和90的圆。 命令：C

指定圆的半径或[直径（D）] ：100 命令：C

指定圆的半径或[直径（D）] ：96 命令：C

指定圆的半径或[直径（D）] ：90

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图形1 “体”结构中各圆直径

再使用拉伸命令“ext”拉伸高度分别为100、25和120； 命令：EXTRDUDE 当前线框密度： ISOLINES=4 选择要拉伸的对象：找到 1 个

指定拉伸的高度或 [方向(D)/路径(P)/倾斜角(T)] ：100 命令：EXTRDUDE 当前线框密度： ISOLINES=4 选择要拉伸的对象: 找到 1 个

指定拉伸的高度或 [方向(D)/路径(P)/倾斜角(T)] ： 25 命令：EXTRDUDE 当前线框密度： ISOLINES=4 选择要拉伸的对象: 找到 1 个

指定拉伸的高度或 [方向(D)/路径(P)/倾斜角(T)] ： 120

但现在处于平面上的视图并不能看出效果，所以我们还得再执行vpoint命令。 命令：vpoint

目前的视景方向：VIEWDIR=0.000，0.000,1.000

请指定检视点或[旋转（R）]<显示罗盘和三向轴>：1，-1,1 正在生成模板

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图形2 各圆拉伸效果图

上面所示立体图会让您误认为一个空心的立体带状物，因此，再执行HIDE命令做隐线消除，就可以了解EXTRUDE所造成的是一块立体块状物。 命令：HIDE

图形3 各拉伸的隐线消除效果图

现在我们要使用MOVE命令，选中圆柱体2，将其移动至下表面圆心与圆柱体1的上表面圆心重合处，输入union命令，选择圆柱体1和2取它们的并集。 命令： MOVE

选择对象：找到 1 个（2号圆柱）

指定基点或 [位移(D)] <位移>： 指定第二个点或 <使用第一个点作为位移>： 命令：union

选择对象： 指定对角点： 找到 2 个（1号和2号圆柱）

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图形4 移动命令后的效果图

同样输入move命令将其移动至圆柱体1和2的并集的中间,使它们上表面的圆心重合。输入SUBTRACT命令，先选择被剪切对象，即圆柱体1和2的并集，再选择要剪切掉的对象，即圆柱体3，取差集。这样操作完毕之后纸筒的“体”结构就见雏形了。 命令： MOVE

选择对象： 找到 1 个（3号圆柱）

指定基点或 [位移(D)] <位移>： 指定第二个点或 <使用第一个点作为位移>： 命令：SUBTRACT

SUBTRACT 选择要从中减去的实体或面域... 选择对象： 找到 1 个（1号和2号圆柱的并集） 选择要减去的实体或面域 .. 选择对象： 找到 1 个（3号圆柱） 命令： HIDE 正在重生成模型。

图形5 求差集后“体”的三维效果图

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（二）“盖”结构的三维建模

在构造“盖子”的结构图形时,使用了同样的方法。首先使用画圆和拉伸命令构造直径和高度分别为100和30的圆柱体4以及直径和高度分别为96和25的圆柱体5。然后输入MOVE命令,选择圆柱体5，将其移动至与圆柱体4的下表面圆心重合。最后输入命令SUBTRACT,先选择被剪切对象，即圆柱体4，再选择要剪切掉的对象，即圆柱体5，像这样取差集就得到了纸筒盖子的结构图，其过程见图所示。

图形6 “盖”结构中各圆的直径

图形7 各圆拉伸效果图

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图形8 隐线消除效果图

图形9 移动命令后求差“盖”立体效果图