FreeCAD从入门到综合实战

本书采用视频+图解的形式，系统讲解了FreeCAD的相关功能、建模技巧及实践案例，主要内容包括：FreeCAD界面及基本命令操作、Part Design工作台中二维图形的绘制及三维模型的构建、Part工作台常用命令详解、Draft工作台中二维图形的绘制、Draft工作台的各种操作命令、Spreadsheet工作台使用方法、TechDraw工作台使用方法、实用菜单栏命令等。
全书内容丰富实用，讲解循序渐进，图解直观易懂，同时辅以视频教学，手机扫码即可观看，使学习更轻松高效。
本书非常适合从事工程制图绘图、建模工作的技术人员，计算机辅助设计初学者自学使用，也可用作高等院校、职业院校相关专业的教材及参考书。

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本书特色：
1.本书针对性强，详细讲述了初学者常用的命令，并配以综合应用实例，方便读者学以致用；
2.本书实用性强，能够切实解决读者在初学FreeCAD时遇到的难题，内容全面系统，图文并茂，操作步骤讲解细致，操作小技巧总结精炼，可使读者快速入门并掌握软件的使用方法。
3.本书配套二维码视频教学，并提供全部素材与源文件，方便学习与实践。

FreeCAD是一款通用的参数化三维模型软件，具有多平台的适应性和强大的三维编辑功能，且开源并免费，但国内关于FreeCAD的出版物寥寥无几，国外虽有一些教材，但绝大部分为英语编写，学习理解颇为不便。因此，笔者决定编写一本关于FreeCAD的中文图书，以供读者使用。
FreeCAD软件有着众多的工作台，且每个工作台均有很多不同的命令，因此本着实用性的原则，笔者对常用工作台中的命令进行了重点的讲解，并配以大量的简单实例和技巧说明，而对一些不太常用的命令，限于篇幅，笔者做了简化处理，为的是让读者能在较短的时间内掌握实用的入门知识。鉴于FreeCAD软件各工作台及命令、参数繁多，如果一一加以详细介绍，将是一项浩大的工程，为此笔者在再三思考之后，将本书的目标读者定位于三维建模的入门人员，希望通过本书的介绍，帮助各位读者跨出从0到1这一步，并为后续的从1到10，再从10到100的过程打下坚实基础。
本书共分为10章，主要对FreeCAD中Sketcher、Part Design、Part、Draft、Spreadsheet及TechDraw工作台中的命令进行了重点介绍，并辅以大量的实例和注意事项，可供相关领域工作人员参考使用，也可作为对三维建模感兴趣的读者的入门教材。本书配套的微课视频可通过移动终端扫描二维码在线观看。
本书所有命令、注意事项和实例均在FreeCAD 0.18.15043版本（64位）中实现，运行环境为64位Win10专业版（版本号1909）。
本书由拦继元编写，编写过程中得到了许多志同道合人士的帮助，许多人对书稿提出了宝贵的意见和建议，在此表示衷心的感谢。
由于笔者的水平及时间有限，书中难免存在纰漏和不足，恳请广大读者批评指正。

著者

第1章 FreeCAD概述 001
1.1 FreeCAD简介 001
1.2 FreeCAD软件的下载 003
1.3 FreeCAD软件的安装（以Windows版本为例） 004
1.4 FreeCAD的推荐设置 006

第2章 FreeCAD界面及基本命令操作 011
2.1 FreeCAD界面 011
2.1.1　FreeCAD的启动 011
2.1.2　FreeCAD的初始界面介绍 012
2.2 FreeCAD的基本操作 019
2.2.1　选择操作 019
2.2.2　缩放操作 020
2.2.3　旋转操作 020
2.2.4　平移操作 021
2.2.5　空间中任意点的创建 021
2.2.6　空间中线段的创建 021
2.2.7　空间中平面的创建 024
2.2.8　简单几何体的位置及特征参数的编辑 025

第3章 Part Design工作台中二维图形的绘制 028
3.1 Part Design工作台简介 028
3.2 Part Design工作台界面介绍 028
3.3 Sketcher（草图）工作台简介及界面介绍 029
3.4 Sketcher（草图）工作台中几何元素与约束的联合应用 033
3.4.1　点的完全约束 033
3.4.2　线段的各种约束及完全约束 034
3.4.3　圆的完全约束 042
3.4.4　圆弧的完全约束 044
3.4.5　矩形的完全约束 046
3.4.6　正多边形的完全约束 047
3.4.7　椭圆的完全约束 048
3.4.8　椭圆弧的完全约束 050
3.4.9　折线的完全约束 051
3.4.10　跑道形线条的完全约束 052
3.4.11　B样条曲线的完全约束 053
3.4.12　周期B样条曲线的完全约束 054
3.4.13　双曲线弧的完全约束 054
3.4.14　抛物线弧的完全约束 055
3.5 草图几何体工具栏中的其他图标命令 056
3.5.1　构造线 056
3.5.2　倒圆角 056
3.5.3　修剪 057
3.5.4　延伸 057
3.5.5　创建关联边 058
3.5.6　复制 058
3.6 各种约束的综合应用 059
3.6.1　某零部件横截面草图的完全约束 059
3.6.2　某传动装置草图的完全约束 060
3.6.3　某模具草图的完全约束 060
3.7 草图工具栏 061
3.7.1　闭合 062
3.7.2　端点连接 063
3.7.3　显示约束 064
3.7.4　显示对象 065
3.7.5　显示/隐藏构造线 065
3.7.6　镜像 066
3.7.7　克隆 068
3.7.8　复制 069
3.7.9　移动 070
3.7.10　阵列 070
3.8 B样条曲线工具栏 073
3.8.1　显示/隐藏B样条曲线定义的多边形 073
3.8.2　显示/隐藏B样条曲线的次数（degree） 074
3.8.3　显示/隐藏B样条曲线的曲率梳 074
3.8.4　显示/隐藏B样条曲线的多重节点 075
3.8.5　转换为B样条曲线 075
3.8.6　增加B样条曲线次数 076
3.8.7　增加节点重复度 077
3.8.8　降低节点重复度 078
3.9 虚拟空间 079

第4章 Part Design工作台中三维模型的构建 081
4.1 进入Part Design工作台 081
4.2 模型工具栏 083
4.2.1　凸台 083
4.2.2　旋转（增料） 084
4.2.3　放样（增料） 085
4.2.4　扫略（增料） 087
4.2.5　增料几何体 089
4.2.6　凹坑 091
4.2.7　建孔 092
4.2.8　旋转（减料） 094
4.2.9　放样（减料） 096
4.2.10　扫略（减料） 098
4.2.11　减料几何体 100
4.2.12　镜像 101
4.2.13　线性阵列 103
4.2.14　环形阵列 105
4.2.15　多重阵列 106
4.2.16　倒圆角 109
4.2.17　倒角 110
4.2.18　拔模 111
4.2.19　抽壳 113
4.2.20　布尔运算 114
4.3 帮助工具栏 116
4.3.1　编辑选定的草图 116
4.3.2　映射草图至实体表面 117
4.3.3　创建新基准点 118
4.3.4　创建新基准线 120
4.3.5　创建新基准面 121
4.3.6　创建局部坐标系 122
4.3.7　创建新图形面 123
4.3.8　创建新副本 125
4.4 综合实例 126
4.4.1　切割法构建三维模型 126
4.4.2　叠加法构建三维模型 129
4.4.3　放样、抽壳和阵列的综合应用 131

第5章 Part工作台常用命令详解 136
5.1 Part工作台简介及界面介绍 136
5.2 实体工具栏 138
5.2.1　圆台（圆锥体） 138
5.2.2　圆环体 139
5.2.3　创建参数化的几何图元 140
5.2.4　创建形体高级工具 148
5.3 零件工具栏 153
5.3.1　拉伸 153
5.3.2　旋转 157
5.3.3　镜像 159
5.3.4　倒圆角 160
5.3.5　倒角 162
5.3.6　直纹面 163
5.3.7　放样 164
5.3.8　扫略 167
5.3.9　抽壳 168
5.3.10　三维偏移 169
5.3.11　二维偏移 170
5.4 布尔运算工具栏 171
5.4.1　组合 172
5.4.2　分解 172
5.4.3　组合过滤器 173
5.4.4　布尔运算 174
5.4.5　差集 177
5.4.6　并集 178
5.4.7　交集 178
5.4.8　连接 179
5.4.9　嵌入 180
5.4.10　切口 181
5.4.11　形状拆分 182
5.4.12　分割 183
5.4.13　切片 185
5.4.14　检查 186
5.4.15　清理 187
5.4.16　截面 188
5.4.17　横截面 188
5.5 综合实例 190
5.5.1　构建一个四通的三维模型 190
5.5.2　用铅垂面切割三根相互垂直的圆柱体的交集 192
5.5.3　构建螺栓的三维模型 193

第6章 Draft工作台中二维图形的绘制 196
6.1 Draft工作台简介及界面介绍 196
6.2 底图创建工具栏 198
6.2.1　线段 198
6.2.2　折线 201
6.2.3　圆 203
6.2.4　圆弧 204
6.2.5　椭圆 205
6.2.6　正多边形 206
6.2.7　矩形 207
6.2.8　文本 208
6.2.9　尺寸标注 209
6.2.10　B样条曲线 212
6.2.11　点 214
6.2.12　文本字符串 215
6.2.13　复制表面 216
6.2.14　贝塞尔曲线 217
6.2.15　标签 219
6.3 底图捕捉工具栏 220
6.3.1　网格开关 220
6.3.2　捕捉总开关 222
6.3.3　最近点捕捉 222
6.3.4　延伸捕捉 223
6.3.5　平行捕捉 224
6.3.6　网格捕捉 224
6.3.7　端点捕捉 225
6.3.8　中点捕捉 226
6.3.9　垂直捕捉 226
6.3.10　角度捕捉和圆心捕捉 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　工作面捕捉 231
6.4 Draft托盘工具栏 232
6.4.1　设置工作平面 232
6.4.2　辅助线模式 233
6.4.3　线条颜色和填充颜色 234
6.4.4　当前线宽和当前字号 235
6.4.5　应用于选中对象 235
6.4.6　自动分组 235
6.5 综合实例 236
6.5.1　绘制某零件的二维图形并标注尺寸 236
6.5.2　构建某零件的三维模型 238
6.5.3　构建花瓶的三维模型 241

第7章 Draft工作台中对二维图形的各种操作命令 244
7.1 底图修改工具栏 245
7.1.1　移动 245
7.1.2　旋转 248
7.1.3　二维偏移 251
7.1.4　修剪 252
7.1.5　拼接 256
7.1.6　分割 257
7.1.7　升级 259
7.1.8　降级 261
7.1.9　缩放 264
7.1.10　编辑 266
7.1.11　折线/B样条曲线转换 267
7.1.12　添加点 269
7.1.13　删除点 269
7.1.14　投影 270
7.1.15　底图/草图转换 273
7.1.16　阵列 274
7.1.17　线阵列 277
7.1.18　点阵列 279
7.1.19　克隆 280
7.1.20　制图 282
7.1.21　镜像 283
7.1.22　牵引 285
7.2 综合实例 286
7.2.1　绘制简单的榫卯结构 286
7.2.2　绘制溢流井的三维示意图 288
7.2.3　绘制绕线盘的三维示意图 293

第8章 Spreadsheet工作台使用方法 296
8.1 Spreadsheet工作台简介及界面介绍 296
8.2 综合实例 298
8.2.1　Part Design工作台与Spreadsheet工作台的联立用法 298
8.2.2　Part工作台与Spreadsheet工作台的联立用法 305
8.2.3　Draft工作台与Spreadsheet工作台的联立用法 311

第9章 TechDraw工作台使用方法 318
9.1 TechDraw工作台简介及界面介绍 318
9.2 TechDraw工作台各图标命令详解 320
9.2.1　插入默认页和插入模版 320
9.2.2　插入视图 320
9.2.3　插入多个视图 323
9.2.4　插入剖面图 325
9.2.5　插入详细视图 326
9.2.6　插入批注 327
9.2.7　插入表格 328
9.2.8　插入剪辑组 330
9.2.9　向剪辑组中插入视图 330
9.2.10　删除剪辑组中的视图 331
9.2.11　插入各种长度尺寸标注 332
9.2.12　插入各种角度标注 334
9.2.13　插入尺寸链接 335
9.2.14　导出为SVG文件 337
9.2.15　导出为DXF文件 337
9.2.16　填充图案 338
9.2.17　填充几何图案 339
9.2.18　插入SVG图标 340
9.2.19　插入图片 341
9.2.20　视图框架 341
9.3 插入Draft视图和插入Arch截面图 342
9.3.1　插入Draft视图 342
9.3.2　插入Arch截面图 343
9.4 图纸标题栏 343

第10章 实用菜单栏命令 345
10.1　Addon manager（加载项管理器） 345
10.2　视图罗盘 346
10.3　保存图片 347
10.4　编辑参数 347
10.5　创建新视图 348
10.6　切换轴交叉 349
10.7　修剪平面 349
10.8　对齐 351
10.9　导入与导出 357
10.10　Part工作台中的“创建简单副本” 357
10.11　Part Design工作台中的“创建实体” 358

附录 FreeCAD中各工作台简介及本书命令汇总 361
附录1　FreeCAD中各工作台简介 361
附录2　本书各章节命令汇总 364
附录3　FreeCAD 0.19版本中新增命令图标 376