通過上一篇 3D打印設計軟件 FreeCAD 入門 我們學習了 3D 模型設計軟件 FreeCAD 的基本操作，今天我們繼續學習 FreeCAD。
凸臺（Pad）和凹坑（Pocket）功能是3D設計軟件里最常用的兩個功能，凸臺用于將一個二維形狀拉伸成三維物體，凹坑功能用于在三維實體中挖空。
各大3D設計軟件都有類似的功能，名稱可能不同，例如 DesignSpark Mechanical 中把凸臺功能叫做拉動。
今天我們就來學習這兩個功能。
在開始設計之前，有一點值得一提的是鼠標的問題，FreeCAD 中當導航模式為 CAD 是拖動或平移的操作方式為按下鼠標滾輪，所以你的鼠標要支持鼠標滾輪按下才行，要知道，有的鼠標滾輪是只能滾不能按下的。
另一點值得一提的是，FreeCAD 是一款跨平臺的軟件，支持 Windows、Mac、Linux三大主流操作系統。一般來說，Mac 鍵盤上與 Windows 鍵盤上 Ctrl 功能對應的鍵是 CMD 鍵。
還有一點，作者使用的 FreeCAD 軟件版本是 0.19.3。
菜單-》編輯-》首選項可以打開軟件設置界面。我的軟件設置如下：
設置啟動后加載 Part Design，進行 3D 模型設計時需要選擇此工作臺：
1-設置啟動后自動加載Part Design 工作臺
三維視圖中顯示坐標軸：
2-設置三維視圖中顯示坐標軸
設計過程
新建
開始設計點擊菜單-》文件-》新建：
3-新建文
注意，新建文件后要確保當前的工作臺（Workbench）為 Part Design。FreeCAD 支持建筑設計、機械設計等，3D模型設計需要選擇 Part Design 工作臺。
創建實體（Body）
點擊 組合瀏覽器 中 任務 選項卡中的 創建實體：
4-創建實體
啥是實體？實體用于包含我們設計的各個部分，一個實體就是一個完整的三維物體，所有組件都是結合到一起的，不可拆分。例如，一輛玩具小火車可能由一個車體、幾個輪子等多個實體組成。在一個設計中可以創建多個實體。
創建實體后，任務選項卡內容變為如下：
5-創建實體后的任務選項卡
創建草圖
點擊 組合瀏覽器面板 任務選項卡中的 創建草圖，創建一個草圖：
6-創建實體后的任務選項卡
創建草圖后，系統讓你選擇要進行工作或設計的平面：
7-選擇工作平面
8-選擇工作平面
如果你的工作區顯示的不像上面那樣而是成了類似下面的二維平面，那是因為你視圖模式設置成了頂視圖或其他視圖：
9-頂視圖中看不到其他的平面
點一下工具欄中的 設置為等軸側視圖 恢復默認視圖：
10-默認視圖按鈕
根據你要設計的模型，選擇一個合適的平面。這里我們選擇 XY 平面。選中 XY_Plane, 然后點擊 OK 按鈕，選擇后界面如下：
11-紅點表示原點
紅色圓點表示原點。
二維設計
通過使用矩形工具在草圖中繪制一個矩形：
12-草圖中繪制一個矩形
繪制完成后，在空白區域點擊鼠標右鍵結束繪制。
點擊剛才繪制的矩形的任意一個頂點，來回拖動鼠標，發現它的大小是可以動的：
13-不完美的設計
這是因為我們的繪制沒有實現完全約束，不完全約束的設計是不完美的。
此時，如果我們點擊任務選項卡中的Close按鈕關閉草圖設計。
三維設計
進到 任務 選項卡中，點擊 凸臺工具將二維圖形拉伸成三維實體：
14-使用凸臺工具將二維U型拉伸成三維物體
此時的模型是這樣的：
15-我們設計了一塊磚頭
如果我們在模型選項卡中雙擊 Sketch 重新打開草圖，此時，我們可以更改草圖設計。我們在之前繪制的矩形中再繪制一個矩形，然后點擊Close按鈕關閉草圖。
16-矩形套矩形
注意，此時我的任務 選項卡中的自動刪除冗余和自動更新 選項是勾選上的，這樣關閉草圖后會自動更新我們的三維模型。
關閉后，我們看到剛才的磚頭中間出現了一個洞：
17-挖一個洞
模型 選項卡中通過雙擊草圖（sketch）重新打開草圖，如果我們在草圖的旁邊再畫一個矩形，但是不和現有草圖相交：
18-創建一個分立的矩形
此時，如果我們關閉草圖，就會發現系統提示如下錯誤：
19-誰讓你這么干的？
意思是說 Pad 不允許多個實體。換句話說，對于當前的實體（Body）模型來說，所有組件必須是連接到一起的，不允許分立組件出現。你如果想創一個獨立的組件，必須在當前設計中再添加一個實體才行。一個實體上的組件都是緊密結合到一起的。
我們可以在草圖中通過重合（Coincidence）約束選取兩個不連接矩形中的兩個頂點，然后將他們固定到一起：
20-重合約束將兩個不相連的矩形粘連到一起
我們切換到 模型 選項卡，選中某一個設計元素，然后按鍵盤上的 空格 按鍵可以切換顯示和隱藏該元素。比如我們選中原點，按下空格可以切換坐標平面顯示：
21-切換顯示坐標平面
此時，如果想在我們的模型上挖個洞，我們可以使用 凹坑（Pocket）工具。
在 模型 選項卡中選中 Pad , 然后選擇要進行挖孔操作的平面：
22-選擇一個平面進行挖孔
選中要進行操作的平面后，點擊工具欄中的 創建一個草繪 按鈕創建一個新的草繪，進行挖孔：
創建新的草繪后，系統自動切換到 任務 選顯卡：
24-新建草圖后系統自動切換到任務選項卡
我們在草圖中繪制一個圓形，然后關閉草圖：
25-草圖中繪制一個圓
關閉草圖后，我們打開 任務 工具欄，應用 凹坑 （Pocket）功能進行挖孔：
26-使用凹坑功能進行挖孔
如果我們想要把挖孔圓的圓心放到之前實體的一個頂點上，我們可以 重合 約束在草圖中將兩個點約束到一起：
27-無法選中位于不同草圖中的兩個點
操作失敗了，我們發現我們無法選中位于不同的草圖中的兩個點。
FreeCAD 有一個功能叫 創建一個與外部幾何體關聯的邊（Create an edge linked to an external geometry(X)） 功能可以實現跨草圖選點：
28-外部幾何體關聯功能
我們點擊該按鈕，然后就可以在草圖設計中跨草圖選點了：
29-跨草圖選點
選完點后別忘了點擊一下右鍵釋放選點工具。
現在我們可以愉快的使用 重合（Coincidence） 約束將不同草圖中的兩個點約束到一起了：
30-將不同草圖中的兩個點約束到一起
點擊 Close 按鈕關閉草圖后，模型變為如下圖所示：
31-最終模型
總結
通過今天的學習，我們學習了以下知識點：
- 同一個實體中不允許分立元素出現
- 如何通過空格鍵切換顯示和隱藏設計元素
- 如何通過創建一個與外部幾何體關聯的邊來實現跨草圖選點
- 復習了凸臺功能
- 學習了凹坑功能