王美蓉

（西安铁路职业技术学院 机电工程系，陕西 西安710014）

0 引言

CAD 三维图形设计的主要工作就是建立机械部件的三维模型[1]。在三维模型的建立过程中，坐标系的选择非常重要，坐标系选择得当不但可以减少复杂繁琐的工作，起到事半功倍的效果，还可以避免出现由于坐标系转换造成设计困难的问题。可以说建立三维图形的过程就是不断改变用户坐标系的过程，这就要求工程设计人员都应掌握用户坐标系的建立、变换的方法。

在CAD 软件中，默认使用的是世界坐标系（WCS），世界坐标系是一种固定的坐标系，其坐标轴的位置、方向均固定不变，默认XOY 面（机械制图中所讲的水平面）为绘图面。显然，这种坐标系很难在单一的坐标面上创建出零件的所有表面。因为，绘图过程中常常需要在不同的点，从不同的方向绘出构成复杂零件各部分的三维模型，最后才能通过一定的方式得到零件的实体。为了解决这个问题，CAD软件引入了一种新的坐标系，以满足创建零件三维模型的需要，这种坐标系叫做用户坐标系，简称UCS。UCS 是一种活动的坐标系，用户可以根据需要选取任意一点作为坐标系原点，也可以以任意方向为轴的正方向。通过UCS 用户可以灵活地改变绘图表面，从不同的方向来建立零件的三维模型，使三维绘图工作变得简单、方便。本文以机械行业较复杂的典型零件拔叉[2]为例，探讨在CAD 中如何运用UCS解决机械设计中零件三维建模的难点问题。

1 UCS概述

为了便于绘制三维图形，CAD 提供了三种形式的三维坐标系，分别是笛卡尔坐标系、柱坐标系和球坐标系，默认采用笛卡尔坐标系来确定形体[3]。……