FreeCAD從入門到綜合實戰（簡體書）

本書採用視頻 圖解的形式，系統講解了FreeCAD的相關功能、建模技巧及實踐案例，主要內容包括：FreeCAD界面及基本命令操作、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、實用菜單欄命令等。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。本書非常適合從事工程制圖繪圖、建模工作的技術人員，計算機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。

本書特色：1.本書針對性強，詳細講述了初學者常用的命令，並配以綜合應用實例，方便讀者學以致用；2.本書實用性強，能夠切實解決讀者在初學FreeCAD時遇到的難題，內容全面系統，圖文並茂，操作步驟講解細致，操作小技巧總結精煉，可使讀者快速入門並掌握軟件的使用方法。3.本書配套二維碼視頻教學，並提供全部素材與源文件，方便學習與實踐。

FreeCAD是一款通用的參數化三維模型軟件，具有多平臺的適應性和強大的三維編輯功能，且開源並免費，但國內關於FreeCAD的出版物寥寥無幾，國外雖有一些教材，但絕大部分為英語編寫，學習理解頗為不便。因此，筆者決定編寫一本關於FreeCAD的中文圖書，以供讀者使用。
FreeCAD軟件有著眾多的工作臺，且每個工作臺均有很多不同的命令，因此本著實用性的原則，筆者對常用工作臺中的命令進行了重點的講解，並配以大量的簡單實例和技巧說明，而對一些不太常用的命令，限於篇幅，筆者做了簡化處理，為的是讓讀者能在較短的時間內掌握實用的入門知識。鑒於FreeCAD軟件各工作臺及命令、參數繁多，如果一一加以詳細介紹，將是一項浩大的工程，為此筆者在再三思考之後，將本書的目標讀者定位於三維建模的入門人員，希望通過本書的介紹，幫助各位讀者跨出從0到1這一步，並為後續的從1到10，再從10到100的過程打下堅實基礎。
本書共分為10章，主要對FreeCAD中Sketcher、Part Design、Part、Draft、Spreadsheet及TechDraw工作臺中的命令進行了重點介紹，並輔以大量的實例和注意事項，可供相關領域工作人員參考使用，也可作為對三維建模感興趣的讀者的入門教材。本書配套的微課視頻可通過移動終端掃描二維碼在線觀看。
本書所有命令、注意事項和實例均在FreeCAD 0.18.15043版本（64位）中實現，運行環境為64位Win10專業版（版本號1909）。
本書由攔繼元編寫，編寫過程中得到了許多志同道合人士的幫助，許多人對書稿提出了寶貴的意見和建議，在此表示衷心的感謝。
由於筆者的水平及時間有限，書中難免存在紕漏和不足，懇請廣大讀者批評指正。

著者

第1章 FreeCAD概述 001
1.1 FreeCAD簡介 001
1.2 FreeCAD軟件的下載 003
1.3 FreeCAD軟件的安裝（以Windows版本為例） 004
1.4 FreeCAD的推薦設置 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的啟動 011
2.1.2　FreeCAD的初始界面介紹 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　旋轉操作 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　空間中平面的創建 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工作臺界面介紹 028
3.3 Sketcher（草圖）工作臺簡介及界面介紹 029
3.4 Sketcher（草圖）工作臺中幾何元素與約束的聯合應用 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　折線的完全約束 051
3.4.10　跑道形線條的完全約束 052
3.4.11　B樣條曲線的完全約束 053
3.4.12　周期B樣條曲線的完全約束 054
3.4.13　雙曲線弧的完全約束 054
3.4.14　拋物線弧的完全約束 055
3.5 草圖幾何體工具欄中的其他圖標命令 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　復制 058
3.6 各種約束的綜合應用 059
3.6.1　某零部件橫截面草圖的完全約束 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 草圖工具欄 061
3.7.1　閉合 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　克隆 068
3.7.8　復制 069
3.7.9　移動 070
3.7.10　陣列 070
3.8 B樣條曲線工具欄 073
3.8.1　顯示/隱藏B樣條曲線定義的多邊形 073
3.8.2　顯示/隱藏B樣條曲線的次數（degree） 074
3.8.3　顯示/隱藏B樣條曲線的曲率梳 074
3.8.4　顯示/隱藏B樣條曲線的多重節點 075
3.8.5　轉換為B樣條曲線 075
3.8.6　增加B樣條曲線次數 076
3.8.7　增加節點重復度 077
3.8.8　降低節點重復度 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 模型工具欄 083
4.2.1　凸臺 083
4.2.2　旋轉（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　旋轉（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　布爾運算 114
4.3 幫助工具欄 116
4.3.1　編輯選定的草圖 116
4.3.2　映射草圖至實體表面 117
4.3.3　創建新基準點 118
4.3.4　創建新基準線 120
4.3.5　創建新基準面 121
4.3.6　創建局部坐標系 122
4.3.7　創建新圖形面 123
4.3.8　創建新副本 125
4.4 綜合實例 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、抽殼和陣列的綜合應用 131

第5章 Part工作臺常用命令詳解 136
5.1 Part工作臺簡介及界面介紹 136
5.2 實體工具欄 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 零件工具欄 153
5.3.1　拉伸 153
5.3.2　旋轉 157
5.3.3　鏡像 159
5.3.4　倒圓角 160
5.3.5　倒角 162
5.3.6　直紋面 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 布爾運算工具欄 171
5.4.1　組合 172
5.4.2　分解 172
5.4.3　組合過濾器 173
5.4.4　布爾運算 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　截面 188
5.4.17　橫截面 188
5.5 綜合實例 190
5.5.1　構建一個四通的三維模型 190
5.5.2　用鉛垂面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工作臺簡介及界面介紹 196
6.2 底圖創建工具欄 198
6.2.1　線段 198
6.2.2　折線 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樣條曲線 212
6.2.11　點 214
6.2.12　文本字符串 215
6.2.13　復制表面 216
6.2.14　貝塞爾曲線 217
6.2.15　標簽 219
6.3 底圖捕捉工具欄 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　工作面捕捉 231
6.4 Draft托盤工具欄 232
6.4.1　設置工作平面 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　當前線寬和當前字號 235
6.4.5　應用於選中物件 235
6.4.6　自動分組 235
6.5 綜合實例 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 底圖修改工具欄 245
7.1.1　移動 245
7.1.2　旋轉 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　折線/B樣條曲線轉換 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　克隆 280
7.1.20　制圖 282
7.1.21　鏡像 283
7.1.22　牽引 285
7.2 綜合實例 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工作臺簡介及界面介紹 296
8.2 綜合實例 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工作臺簡介及界面介紹 318
9.2 TechDraw工作臺各圖標命令詳解 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　插入剖面圖 325
9.2.5　插入詳細視圖 326
9.2.6　插入批注 327
9.2.7　插入表格 328
9.2.8　插入剪輯組 330
9.2.9　向剪輯組中插入視圖 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　插入尺寸鏈接 335
9.2.14　導出為SVG文件 337
9.2.15　導出為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圖標 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截面圖 342
9.3.1　插入Draft視圖 342
9.3.2　插入Arch截面圖 343
9.4 圖紙標題欄 343

第10章 實用菜單欄命令 345
10.1　Addon manager（加載項管理器） 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　修剪平面 349
10.8　對齊 351
10.9　導入與導出 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版本中新增命令圖標 376