chapter7 草圖 - chapter8 草圖繪制實(shí)例

《CADII三維》

第7章草圖南京工程學(xué)院車輛工程系2011-2012-17.1概述21、草圖與特征2、草圖與層3、草圖功能簡介4、草圖參數(shù)預(yù)設(shè)置5、創(chuàng)建草圖的一般步驟3草圖與特征草圖在UGNX中被視為一種特征。每創(chuàng)建一個(gè)草圖均會(huì)在部件導(dǎo)航器中添加一個(gè)草圖特征。因此每添加一個(gè)草圖，在部件導(dǎo)航器中就會(huì)添加相應(yīng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。部件導(dǎo)航器所支持的操作對(duì)草圖也同樣有效。4草圖與層草圖位于創(chuàng)建草圖時(shí)的工作層上，因此在創(chuàng)建草圖前應(yīng)設(shè)置好工作層。一個(gè)草圖必須且只能屬于一個(gè)圖層。當(dāng)某一草圖被激活時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)將工作層切換到草圖所在的圖層。當(dāng)退出草圖狀態(tài)時(shí)，若圖1所示的【保持圖層狀態(tài)】設(shè)置為選中，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將工作層切換回草圖激活前的工作層，否則草圖所在層仍為工作層。當(dāng)曲線添加到激活的草圖中時(shí)，這些曲線也被自動(dòng)移至草圖所在的圖層。5草圖與層圖16草圖功能簡介草圖功能總體上可以分為四類：創(chuàng)建草圖對(duì)象、約束草圖、對(duì)草圖進(jìn)行各種操作和草圖管理。其實(shí)，這四項(xiàng)功能本質(zhì)上就是應(yīng)用【草圖生成器】和【草圖工具】工具條上的命令進(jìn)行的一系列操作。如利用【草圖工具】上的命令在草圖中創(chuàng)建草圖對(duì)象（如一個(gè)多邊形）、設(shè)置尺寸約束和幾何約束等。當(dāng)用戶需要修改草圖對(duì)象時(shí)，可以用【草圖工具】中的命令進(jìn)行一些操作（如鏡像、拖曳等）。另外，還要用到“草圖管理”（一般通過【草圖生成器】上的各種命令）對(duì)草圖進(jìn)行定位、顯示和更新等。7草圖參數(shù)預(yù)設(shè)置草圖參數(shù)預(yù)設(shè)置是指在繪制草圖之前，設(shè)置一些操作規(guī)定。選擇【首選項(xiàng)】｜【草圖】命令，彈出如下圖所示的對(duì)話框。8草圖參數(shù)預(yù)設(shè)置尺寸標(biāo)簽：標(biāo)注尺寸的顯示樣式。共有三種方式：表達(dá)式、名稱和值，如下圖所示。屏幕上固定文本高度：在縮放草圖時(shí)會(huì)使尺寸文本維持恒定的大小。如果清除該選項(xiàng)并進(jìn)行縮放，則會(huì)同時(shí)縮放尺寸文本和草圖幾何圖形。文本高度：標(biāo)注尺寸的文本高度。創(chuàng)建自動(dòng)判斷的約束：選擇后將自動(dòng)的創(chuàng)建一些可以由系統(tǒng)判斷出來的約束。9草圖參數(shù)預(yù)設(shè)置捕捉角：設(shè)置捕捉角的大小。在繪制直線時(shí)，直線與XC或者YC軸之間的夾角小于捕捉角時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將直線變?yōu)樗骄€或者垂直線，如下圖所示。默認(rèn)值為3°，可以指定的最大值為20°。如果不希望直線自動(dòng)捕捉到水平或垂直位置，則將捕捉角設(shè)置為零。改變視圖方位：選中該復(fù)選框，當(dāng)草圖被激活后，草圖平面改變?yōu)橐晥D平面；退出激活狀態(tài)時(shí)，視圖還原為草圖被激活前的狀態(tài)。10草圖參數(shù)預(yù)設(shè)置保持圖層狀態(tài)：選中該復(fù)選框，激活一個(gè)草圖時(shí)，草圖所在的圖層自動(dòng)成為工作圖層；退出激活狀態(tài)時(shí)，工作圖層還原到草圖被激活前的圖層。如果不選中該復(fù)選框，則當(dāng)草圖變?yōu)椴患せ顮顟B(tài)時(shí)，這個(gè)草圖所在的圖層仍然是工作圖層。顯示自由度箭頭：選中該復(fù)選框，激活的草圖以箭頭的形式來顯示自由度。動(dòng)態(tài)約束顯示：選中該復(fù)選框，如果相關(guān)幾何體很小，則不會(huì)顯示約束符號(hào)。要忽略相關(guān)幾何體的尺寸查看約束，可以關(guān)閉這個(gè)選項(xiàng)。11創(chuàng)建草圖的一般步驟（1）新建或打開部件文件；（2）檢查和修改草圖參數(shù)預(yù)設(shè)置；（3）創(chuàng)建草圖，進(jìn)入草圖環(huán)境；（4）創(chuàng)建和編輯草圖對(duì)象；（5）定義約束；（6）完成草圖，退出草圖生成器。7.2創(chuàng)建草圖121、

在平面上2、在軌跡上13在平面上在選定的基準(zhǔn)平面、實(shí)體平面或以坐標(biāo)系設(shè)定的平面上創(chuàng)建草圖。14在平面上草圖平面：確定如何定義目標(biāo)平面，共有三種方式?，F(xiàn)有平面：選取基準(zhǔn)平面為草圖平面，也可以選取實(shí)體或者片體的平表面作為草圖平面。創(chuàng)建平面：利用【平面】對(duì)話框創(chuàng)建新平面，作為草圖平面。創(chuàng)建基準(zhǔn)坐標(biāo)系：首先構(gòu)造基準(zhǔn)坐標(biāo)系，然后根據(jù)構(gòu)造的基準(zhǔn)坐標(biāo)系創(chuàng)建基準(zhǔn)平面作為草圖平面。參考：將草圖的參考方向設(shè)置為水平或豎直。水平：選擇矢量、實(shí)體邊、曲線等作為草圖平面的水平軸（相當(dāng)于XC-YC平面上的XC軸）。豎直：選擇矢量、實(shí)體邊、曲線等作為草圖平面的豎直軸（相當(dāng)于XC-YC平面上的YC軸）15在軌跡上在曲線軌跡路徑上創(chuàng)建出垂直于軌跡、平行于軌跡、平行于矢量和通過軸的草圖平面，并在草圖平面上創(chuàng)建草圖。16在軌跡上路徑：即在其上要?jiǎng)?chuàng)建草圖平面的曲線軌跡。平面位置：指定如何定義草圖平面在軌跡中的位置，共有三種方式。圓弧長：用距離軌跡起點(diǎn)的單位數(shù)量指定平面位置。%圓弧長：用距離軌跡起點(diǎn)的百分比指定平面位置。通過點(diǎn)：用光標(biāo)或通過指定X和Y坐標(biāo)的方法來選擇平面位置。17在軌跡上平面方位：指定草圖平面的方向，共有四種方式。垂直于軌跡：將草圖平面設(shè)置為與要在其上繪制草圖的軌跡垂直。垂直于矢量：將草圖平面設(shè)置為與指定的矢量垂直。平行于矢量：就草圖平面設(shè)置為與指定的矢量平行。通過軸：使草圖平面通過指定的矢量軸。草圖方位：確定草圖平面中工作坐標(biāo)系的XC軸與YC軸方向。自動(dòng)：程序默認(rèn)的方位。相對(duì)于面：以選擇面來確定坐標(biāo)系的方位。一般情況下，此面必須與草圖平面呈平行或垂直關(guān)系。使用曲線參數(shù)：使用軌跡與曲線的參數(shù)關(guān)系來確定坐標(biāo)系的方位。7.3內(nèi)部草圖與外部草圖181、基本概念2、內(nèi)部草圖和外部草圖之間的區(qū)別3、使草圖成為內(nèi)部的或外部的19內(nèi)部草圖與外部草圖內(nèi)部草圖根據(jù)【變化的掃掠】、【拉伸】或【旋轉(zhuǎn)】等命令創(chuàng)建的草圖都是內(nèi)部草圖。如果希望使草圖僅與一個(gè)特征相關(guān)聯(lián)時(shí)，請(qǐng)使用內(nèi)部草圖。外部草圖單獨(dú)使用草圖命令創(chuàng)建的草圖是外部草圖，可以從部件中的任意位置查看和訪問。使用外部草圖可以保持草圖可見，并且可使其可用于多個(gè)特征中。20內(nèi)部草圖與外部草圖內(nèi)部草圖和外部草圖之間的區(qū)別內(nèi)部草圖只能從所屬主特征訪問。外部草圖可以從部件導(dǎo)航器和圖形窗口中訪問。除了草圖的所有者，不能打開有任何特征的內(nèi)部草圖，除非使草圖外部化。一旦使草圖成為外部草圖，則原來的所有者將無法控制該草圖。21內(nèi)部草圖與外部草圖使草圖成為內(nèi)部的或外部的以一個(gè)基于內(nèi)部草圖的【拉伸】為例1）要外部化一個(gè)內(nèi)部草圖，可在部件導(dǎo)航器中的【拉伸】上右擊，并選擇【使草圖為外部的】，草圖將放在其原來的所有者前面（按時(shí)間戳記順序），如圖(b)所示。2）要反轉(zhuǎn)這個(gè)操作，可右擊原來的所有者，然后選擇【使草圖為內(nèi)部的】，結(jié)果如圖(a)所示。7.4創(chuàng)建草圖對(duì)象221、自由手繪草圖曲線2、添加現(xiàn)有的曲線到草圖23自由手繪草圖曲線單擊【草圖工具】工具條中的命令圖標(biāo)，就會(huì)彈出相應(yīng)的工具條，如下圖所示。工具條的左側(cè)為對(duì)象類型，右側(cè)為點(diǎn)的輸入模式。24自由手繪草圖曲線草圖曲線的繪制特點(diǎn)不必太在意尺寸是否準(zhǔn)確，只需繪制出近似輪廓即可。近似輪廓線繪制完成后，再進(jìn)行尺寸約束、幾何約束，即可精確控制它們的尺寸、形狀、位置。25自由手繪草圖曲線在草圖中，可用以下三種方式輸入點(diǎn)。光標(biāo)點(diǎn)：直接單擊鼠標(biāo)左鍵。當(dāng)光標(biāo)移動(dòng)到特殊點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)捕捉到這些特殊點(diǎn)并且高亮顯示。坐標(biāo)模式：坐標(biāo)模式是采用直角坐標(biāo)方式輸入X、Y坐標(biāo)來確定點(diǎn)，如圖(a)所示。參數(shù)模式：參數(shù)模式是采用極坐標(biāo)方式輸入相對(duì)于當(dāng)前點(diǎn)的角度和長度值來確定目標(biāo)點(diǎn)，如圖(b)所示。26添加現(xiàn)有的曲線到草圖1．添加現(xiàn)有曲線【添加現(xiàn)有曲線】是將在外部環(huán)境中（建模環(huán)境）創(chuàng)建的曲線、點(diǎn)等添加為草圖環(huán)境中的幾何特征。需要注意的是：1）曲線和點(diǎn)必須與草圖共面；2）對(duì)象添加到草圖后不具有任何約束。3）用這個(gè)選項(xiàng)無法將“展開”或“關(guān)聯(lián)”曲線添加到草圖中；4）如果曲線已被用于拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃掠等操作，則不能添加到草圖。27添加現(xiàn)有的曲線到草圖2．投影曲線曲線按照草圖平面的法向進(jìn)行投影，從而成為草圖對(duì)象，并且原曲線仍然存在。可以投影的曲線包括所有的二維曲線、實(shí)體或片體邊緣。7.5約束草圖281、自由度2、幾何約束3、尺寸約束4、約束技巧與提示29自由度草圖的約束狀態(tài)分為欠約束、完全約束和過約束三種。草圖對(duì)象的自由度如右圖所示。①此點(diǎn)僅在X方向上可以自由移動(dòng)；②此點(diǎn)僅在Y方向上可以自由移動(dòng)；③此點(diǎn)在X和Y方向上都可以自由移動(dòng)。30自由度下圖給出了一般對(duì)象的自由度（尚未添加約束）31幾何約束1．約束建立草圖對(duì)象的幾何特性（如要求一條線水平或垂直等）或指定在兩個(gè)或更多的草圖對(duì)象間的關(guān)系類型（如要求兩條線正交或平行等）。下表中列出了常見的幾何約束。32幾何約束符

號(hào)約束類型描

述固定根據(jù)選定幾何體的類型，定義幾何體的固定特性完全固定創(chuàng)建足夠的約束，以便通過一個(gè)步驟來完全定義草圖幾何形狀的位置和方向水平使選擇的單條或多條直線平行于草圖的X軸豎直使選擇的單條或多條直線平行于草圖的Y軸共線定義兩條或多條位于相同直線上或穿過同一直線的直線相切定義兩條或多條直線，使其相切平行約束兩個(gè)或多個(gè)線性對(duì)象或圓/圓弧相互平行垂直約束兩個(gè)或多個(gè)線性對(duì)象或圓/圓弧相互垂直等長定義兩條或多條直線，使其長度相同等半徑定義兩個(gè)或多個(gè)圓或圓弧有相同的半徑點(diǎn)在曲線上約束一個(gè)點(diǎn)，使其位于曲線上或曲線的延長線上中點(diǎn)定義一點(diǎn)的位置，使其與直線或圓弧的兩個(gè)端點(diǎn)等距重合定義兩個(gè)或多個(gè)具有相同位置的點(diǎn)同心定義兩個(gè)或多個(gè)有相同中心的圓或橢圓弧恒定長度一直線在沒有長度值輸入的情況下，約束為當(dāng)前長度恒定角度一直線在沒有角度值輸入的情況下，約束其在當(dāng)前角度上33幾何約束2．手工添加約束手工添加約束就是用戶自行選擇對(duì)象并為其指定約束。手工添加約束的操作步驟如下：1）單擊【草圖工具】工具條上的【約束】命令圖標(biāo)。2）選擇被約束的草圖對(duì)象，如圖(a)所示，這里選擇直線和圓，此時(shí)彈出如圖(b)所示的【約束】對(duì)話框。3）在對(duì)話框中單擊所需的幾何約束類型按鈕即可，這里單擊【相切】按鈕，結(jié)果如圖(c)所示。34幾何約束3．自動(dòng)判斷約束使用【自動(dòng)判斷約束】可以控制UGNX可自動(dòng)判斷的約束并在曲線構(gòu)造過程中應(yīng)用這些約束。該選項(xiàng)與創(chuàng)建對(duì)象一起使用，按住鍵盤上的Alt鍵可臨時(shí)禁止自動(dòng)判斷約束。如圖2所示，光標(biāo)附近的符號(hào)表示自動(dòng)判斷的約束。35幾何約束4．創(chuàng)建自動(dòng)判斷的約束使用【創(chuàng)建自動(dòng)判斷的約束】可以在創(chuàng)建或編輯草圖幾何圖形時(shí)，啟用或禁用【自動(dòng)判斷約束】。如果激活這個(gè)選項(xiàng)，在創(chuàng)建對(duì)象時(shí)，實(shí)際創(chuàng)建系統(tǒng)自動(dòng)判斷的約束；相反則不創(chuàng)建約束，如下圖所示。36幾何約束5．顯示所有約束/不顯示約束使用【顯示所有約束】和【不顯示約束】可在圖形窗口中顯示和隱藏約束符號(hào)。這兩個(gè)命令均為開關(guān)命令，但兩者不能同時(shí)處于激活狀態(tài)，如下圖所示。37幾何約束6．顯示/移除約束使用【顯示/移除約束】可以顯示與所選草圖幾何體或整個(gè)草圖相關(guān)的幾何約束；也可以移除指定的約束；或在信息窗口中列出關(guān)于所有幾何約束的信息。38幾何約束7．備選解使用【備選解】可以針對(duì)尺寸約束和幾何約束顯示備選解，并選擇一個(gè)結(jié)果，如下圖所示。39幾何約束8．轉(zhuǎn)換至/自參考對(duì)象使用【轉(zhuǎn)換至/自參考對(duì)象】可以將草圖曲線（但不是點(diǎn)）或草圖尺寸由活動(dòng)對(duì)象轉(zhuǎn)換為參考對(duì)象，或由參考對(duì)象轉(zhuǎn)換回活動(dòng)對(duì)象。參考尺寸并不控制草圖幾何圖形。默認(rèn)情況下，用雙點(diǎn)劃線這種線型顯示參考曲線。40尺寸約束尺寸約束用于建立一個(gè)草圖對(duì)象的尺寸（如一條線的長度、一個(gè)圓弧的半徑等）或兩個(gè)對(duì)象間的關(guān)系（如兩點(diǎn)間的距離）。41尺寸約束1.尺寸約束類型自動(dòng)判斷的尺寸：根據(jù)光標(biāo)位置和選擇的對(duì)象智能地推斷尺寸約束類型。水平：在兩點(diǎn)間建立一平行于XC軸的尺寸約束。豎直：在兩點(diǎn)間建立一平行于YC軸的尺寸約束。平行：在兩點(diǎn)間建立一平行于兩點(diǎn)連線的尺寸約束。平行尺寸是指兩點(diǎn)間的最短距離。垂直：建立從一線到一點(diǎn)的正交距離約束。直徑：建立一個(gè)圓或圓弧的直徑約束。半徑：建立一個(gè)圓或圓弧的半徑約束。成角度：約束所選兩條直線之間的夾角。周長：約束所選草圖輪廓曲線的總長度到一要求的值。周長約束允許選擇的曲線類型為直線和圓弧。42尺寸約束尺寸約束的操作步驟如下：1）選擇【草圖工具】工具條上的尺寸約束圖標(biāo)，或選擇菜單【插入】｜【尺寸】菜單下的相應(yīng)尺寸約束類型；2）選擇被約束的草圖曲線。3）輸入表達(dá)式的名稱和表達(dá)式的值，如下圖所示。4）按中鍵（MB2）確定。43尺寸約束3．修改尺寸約束1）修改單個(gè)尺寸在草圖環(huán)境下，雙擊待修改的尺寸，然后在彈出的【尺寸】對(duì)話框中修改尺寸值即可。2）修改多個(gè)尺寸草圖環(huán)境下，雙擊某個(gè)尺寸，然后選擇【尺寸】工具條左邊的圖標(biāo)，將彈出如圖3所示的對(duì)話框，在對(duì)話框中修改尺寸。44約束技巧與提示1．建立約束的次序1）添加幾何約束：固定一個(gè)特征點(diǎn)。2）按設(shè)計(jì)意圖添加充分的幾何約束。3）按設(shè)計(jì)意圖添加少量尺寸約束（會(huì)頻繁更改的尺寸）。45約束技巧與提示2．約束狀態(tài)1）欠約束狀態(tài)在約束創(chuàng)建過程中，系統(tǒng)對(duì)欠約束的曲線或點(diǎn)顯示自由度箭頭，并在提示欄顯示“草圖需要N個(gè)約束”，且默認(rèn)情況下部分約束的曲線為栗色。2）完全約束狀態(tài)當(dāng)完全約束一個(gè)草圖時(shí)，在約束創(chuàng)建過程中自由度箭頭不會(huì)出現(xiàn)，并在提示欄顯示“草圖已完全約束”，且默認(rèn)情況下幾何圖形更改為淺綠色。3）過約束狀態(tài)當(dāng)對(duì)幾何對(duì)象應(yīng)用的約束超過了對(duì)其控制所需的約束時(shí)，幾何對(duì)象就過約束了。在這種情況下，提示欄顯示“草圖包含過約束的幾何體”，且與之相關(guān)的幾何對(duì)象以及任何尺寸約束的顏色默認(rèn)情況下都會(huì)變?yōu)榧t色。46約束技巧與提示3．約束技巧1）一旦遇到過約束或發(fā)生沖突的約束狀態(tài)，應(yīng)該通過刪除某些尺寸或約束的方法以解決問題。2）不要使用負(fù)值尺寸。在計(jì)算草圖時(shí)，“草圖生成器”僅使用尺寸的絕對(duì)值。3）盡量避免零值尺寸。用零值尺寸會(huì)導(dǎo)致相對(duì)其他曲線位置不明確的問題。零值尺寸在更改為非零尺寸時(shí)，會(huì)引起意外的結(jié)果。4）避免鏈?zhǔn)匠叽?。盡可能嘗試基于同一對(duì)象創(chuàng)建基準(zhǔn)線尺寸。5）用直線而不是線性樣條來模擬線性草圖片段。盡管它們從幾何角度看上去是相同的，但是直線和線性樣條在草圖計(jì)算時(shí)是不同的。7.6草圖操作471、編輯曲線2、編輯定義線串3、偏置曲線4、鏡像曲線48使用編輯曲線命令可以編輯已生成的幾何對(duì)象的參數(shù)，編輯對(duì)象一般為：直線、圓弧和圓、橢圓、樣條。編輯曲線

EditCurve49132編輯方式：可以選擇參數(shù)或拖動(dòng)兩種方式進(jìn)行曲線編輯。補(bǔ)弧和顯示原先樣條：對(duì)圓弧進(jìn)行補(bǔ)弧操作，編輯樣條時(shí)是否顯示原樣條曲線。編輯關(guān)聯(lián)曲線：設(shè)置關(guān)聯(lián)曲線的編輯方式。編輯圓?。涸O(shè)置圓弧的編輯方法。12344505152使用編輯定義線串命令可將對(duì)象（曲線、邊和面）添加到定義特征的線串，或?qū)⑵鋸脑摼€串中移除。編輯定義線串

EditDefining添加該曲線53132線串類型：指定要編輯線串的類型。過濾器：使用過濾器進(jìn)行線串選擇。參考特征：顯示編輯線串所關(guān)聯(lián)的特征。12354完成的特征進(jìn)入該草圖添加該輪廓編輯后的特征55使用偏置曲線命令可以對(duì)當(dāng)前裝配中的曲線鏈、投影曲線或者曲線/邊進(jìn)行偏置，并使用偏置約束來約束幾何對(duì)象。偏置曲線

OffsetCurve56132要偏置的曲線：選擇要偏置的曲線或曲線鏈。應(yīng)用“選擇意圖”規(guī)則。曲線鏈可以是開放的、封閉的或者一段開放一段封閉。偏置：設(shè)置偏置的參數(shù)。連續(xù)性和終點(diǎn)約束：是否顯示拐角和終點(diǎn)。設(shè)置：設(shè)置原曲線是否轉(zhuǎn)換為參考和偏置曲線的階次。123445758使用鏡像曲線命令可以通過指定的草圖直線創(chuàng)建草圖幾何體的鏡像副本。鏡像曲線

MirrorCurve59132鏡像中心線：指定鏡像中心線。要鏡像的曲線：指定一條或多條要鏡像的草圖曲線。草圖生成器會(huì)自動(dòng)為每條曲線分配一個(gè)鏡像約束。設(shè)置：設(shè)置鏡像中心線是否轉(zhuǎn)換為參考線。12360中心線中心線7.7草圖管理611、完成草圖2、草圖名3、