入门

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前言

引言

FreeCAD是面向CAD/CAE的3D参数化建模应用程序。它主要用于机械设计,还可用于您需要精确建模3D对象并控制建模历史的所有其他用途。

FreeCAD已经开发了一段时间,它提供了大量(并且不断增长)的特征列表,但仍然能力不足,特别是将其与商业解决方案进行比较,它并未开发完整,因此不足以用于大多数生产环境。对于大多数爱好者而言,还有很多较小的工场环境,它足够强大的。这里有一个快速增长的社区,由热情的用户组成。你可以找到使用FreeCAD开发高质量项目的许多例子

像所有的开放源码项目一样,FreeCAD 项目不是开发人员向您发送的单向工作。它取决于其社区的成长,获取功能和稳定(修复错误)。所以当开始使用 FreeCAD 的时候不要忘记这个,如果你喜欢,可以直接影响和帮助项目!

安装

(如果还没有完成)首先请下载并安装FreeCAD。有关如何安装FreeCAD的信息,请参阅下载页面,了解有关当前版本和更新的信息;请参阅安装页面,了解怎样安装FreeCAD的信息。有安装包可用于 Windows(.msi)、Ubuntu、Debian(.deb)、openSUSE(.rpm)和Mac OSX。 在其他Linux发布版上,FreeCAD可以通过安装包管理器来安装;还有一个独立的可执行文件AppImage,可以运行于大多数64位的Linux系统上。FreeCAD是开源的,因此,如果你是喜欢冒险的,想看看现在开发的全新功能,你还可以自己抓取源代码和编译FreeCAD。

探索 FreeCAD

Freecad-interface.jpg
  1. 3D视图,显示文档的内容
  2. 树视图,显示文档中所有对象的层次结构和构造历史
  3. 属性编辑器,允许您查看和修改所选对象的属性
  4. 报表视图(或输出窗口),这是FreeCAD打印消息,警告和错误的地方
  5. python控制台,其中打印所有由FreeCAD执行的命令,以及可以在那里输入python代码
  6. 工作台选择器,您可以在其中选择活动的工作台

FreeCAD接口背后的主要概念是将它分成工作台。工作台是适用于特定任务的工具集合,例如使用网格或绘图2D对象约束草图。您可以使用工作台选择器切换当前的工作台 (6)。您可以通过自定义每个工作台中包含的工具,从其他工作台中添加工具,甚至自行创建的工具,我们称之为。广泛使用的起点是零件设计工作台零件工作台

当您第一次启动FreeCAD时,会显示起始中心。这是起始中心的大概样子:

Startcenter.jpg

FreeCAD 0.17参考这里的起始中心截屏。

起始中心允许您快速跳转到最常见的工作台之一,打开最近的文件之一,或查看 FreeCAD 世界的最新消息。您可以在首选项中更改默认工作台。

在3D空间中导航

FreeCAD有几种不同的导航模式可用,改变了您使用鼠标与3D视图和视图本身中的对象进行交互的方式。其中一个专为触摸板而设计,其中中间的鼠标按钮不被使用。下表描述了默认模式,称为CAD导航(您可以通过右键单击3D视图的空白区域来快速更改当前的导航模式):

选择对象 移动视图 缩放视图 旋转视图
第一种方法
旋转视图
另一种方法
Hand cursor.png Pan cursor.png Zoom cursor.png Rotate cursor.png Rotate cursor.png
Mouse LMB.svg Mouse MMB hold.svg Mouse MMB rotate.svg Mouse MMB+LMB hold.svg Mouse MMB+RMB hold.svg
在待选对象上点击鼠标左键。

按住Ctrl键来选择多个对象。

按住鼠标中键,并移动鼠标指针。 用鼠标滚轮来进行缩放。

单击鼠标中键,以光标在视图中的位置进行重新定位(re-center)。

按住鼠标中键,再按住鼠标左键,并移动鼠标指针。

在按下鼠标中键时,指针所在位置确定了旋转中心。旋转操作如同令一个球绕其中心旋转。倘若开启了spinning,那么,如果在鼠标停止移动之前松开了按键,则视图会继续旋转。

双击鼠标中键将设置一个新的旋转中心。

按住鼠标中键,再按住鼠标右键,并移动鼠标指针。

若采用这种方法,则放开中键不放右键依然可以进行视图旋转。

若用户惯用右手,便会发现此法较第一种方法更易使用。

Ctrl+Mouse RMB.svg Ctrl+Shift+Mouse RMB.svg Shift+Mouse RMB.svg
移动视图模式: 按住Ctrl键,按下鼠标右键一次,再移动鼠标指针。 introduced in version 0.17 缩放视图模式: 按住CtrlShift键, 并按下鼠标右键一次, 再移动鼠标指针。introduced in version 0.17 旋转视图模式: 按住Shift键,按下鼠标右键一次,再移动鼠标指针。introduced in version 0.17


您还可以在视图菜单和视图工具栏以及数字快捷键(12等)中提供多个视图预设(顶视图,前视图等),并且通过右键单击3D视图的对象或空白区域,您可以快速访问一些常见的操作,例如设置特定视图或在树视图中查找对象。

与 FreeCAD 的第一步

FreeCAD的重点是允许您制作高精度3D模型,以便对这些模型进行严格的控制(能够回溯到建模历史记录和更改参数),并最终建立这些模型(通过3D打印,CNC加工甚至是施工现场)。因此,与其他用途的其他3D应用程序(例如动画电影或游戏)非常不同。它的学习曲线可能很陡,特别是如果这是您第一次接触3D建模。如果您在某些时候遇到任何问题,请不要忘记,FreeCAD论坛上友好的社区用户们可能会随时救你出来。

您将在FreeCAD中开始使用的工作台取决于您需要做的工作类型:如果要使用机械模型,或者更常用的任何小型对象,则可能需要尝试零件设计工作台。如果您将在2D中工作,则如果需要约束,则切换到草图工作台素描工作台。如果你想做BIM,启动建筑工作台。如果您正在使用船舶设计,那么您将会有一个特殊的船舶工作台。如果您来自OpenSCAD世界,请尝试OpenSCAD 工作台

您可以随时切换工作台,还可以通过自定义您最喜欢的工作台来添加其他工作台的工具。

在零件设计工作台和素描工作台 中工作

零件设计工作台专门用于构建复杂的对象,从简单的形状开始,添加或删除零件(我们称之为“特性”),直到找到最终的对象。您在建模过程中应用的所有功能都存储在名为树视图的单独视图中,该视图还包含文档中的其他对象。您可以将PartDesign对象视为一系列操作,每个操作都应用于前一个操作的结果,形成一个大链。在树视图中,您可以看到最终的对象,但可以展开它并检索所有先前的状态,并更改任何参数,这些参数会自动更新到最终对象。

零件设计工作台大量使用另一个工作台,素描工作台。素描器允许您绘制2D形状,通过将约束应用于 2D 形状来定义。例如,您可以绘制一个矩形,并通过将长度约束应用于其中一边来设置边的大小。那边那边不能再调整大小了(除非修改了约束)。

使用素描绘制器制作的2D形状在零件设计工作台中使用很多,例如创建3D卷,或者绘制对象面上的区域,然后将其从主卷空心化。这是一个典型的零件设计工作流程:

  1. 创建一个新的素描
  2. 绘制一个封闭的形状(确保所有点都被连接起来)
  3. 关闭素描
  4. 使用垫工具将素描展开成3D立体
  5. 选择固体的一个面
  6. 创建一个第二个素描(这一次将在所选的面上绘制)
  7. 画一个封闭的形状
  8. 关闭素描
  9. 从第二个素描,在第一个对象上创建一个口袋

这给你一个这样的对象:

Partdesign example.jpg

在任何时候,您可以选择原始素描并进行修改,或更改垫或挤压操作的缩放参数,这将更新最终对象。

在草图和建筑工作台中工作

虽然它们遵循与所有FreeCAD相同的规则,但草图工作台建筑工作台的作用与其他工作台略有不同。简而言之,素描和零件设计主要是为了设计单件,但是在使用几个更简单的对象时,草稿和建筑是为了简化您的工作。

草图工作台为您提供了2D工具,它们类似于传统2D CAD应用程序(例如AutoCAD)。然而,2D绘图绝非FreeCAD的使用范围,不要指望它会提供这些专用应用程序所提供的各种工具。大多数草图工具不仅可以在2D平面中工作,还能在完整的3D空间中工作,还可以从工作面物体捕捉等特殊辅助系统中受益。

建筑工作台BIM工具添加到FreeCAD中,允许您使用参数对象构建架构模型。 Arch工作台高度依赖于其他模块,如草图和素描。所有的草图工具也都存在于建筑工作台中,大多数建筑工具都使用了草图辅助系统。

建筑和草图工作台的典型工作流程可能是:

  1. 使用“草图线”工具绘制几行
  2. 选择每一行,然后按墙壁工具在每个行上构建一个墙
  3. 通过选择墙壁并按下拱形添加工具来加入墙壁
  4. 创建一个楼层对象,并从树视图中移动它的墙壁
  5. 创建一个建筑对象,并从树视图中移动你的楼层
  6. 通过单击窗口工具创建一个窗口,在面板中选择一个预设,然后点击墙上的一个面
  7. 通过首先设置工作平面(如有必要),然后使用草图尺寸工具,添加尺寸

这样做会给你这个:

Arch workflow example.jpg

More on the 指南 page.

脚本

最后,FreeCAD最强大的功能之一是脚本环境。从集成的python控制台(或任何其他外部Python脚本),您可以访问FreeCAD的几乎任何部分,创建或修改几何对象,修改3D场景中的对象的表示或访问和修改FreeCAD界面。 Python脚本也可以在中使用,它提供了一种创建自定义命令的简单方法。

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