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第四章草图设计

第一节草图建立

草图是位于指定平面上的曲线和点所组成的一个特征，其默认特征名为SKETCH。草图由草图平面、草图坐标系、草图曲线和草图约束等组成。草图平面是草图曲线所在的平面，草图坐标系的XY平面即为草图平面，草图坐标系由用户在建立草图时确定。一个模型中可以包含多个草图，每一个草图都有一个名称，系统通过草图名称对草图及其对象进行引用。

4.1.1 进入草图环境

在“建模”模块中执行“插入”→“任务环境中的草图”命令，打开如图4-1所示的“创建草图”对话框。

选择现有平面或创建新平面，单击“确定”按钮，进入草图环境，如图4-2所示。

图4-1 “创建草图”对话框图4-2 草图工作环境

图4-3 “草图”工具栏

4.1.2 草图创建的一般步骤

（1）进入草图创建环境后，首先在“草图”工具栏（如图4-3所示）中输入名称（将鼠标在文本框中放置一会儿，鼠标变成“I”光标后即可输入）。

（2）要创建草图，可在“创建草图”对话框中指定草图的放置平面，有以下几种情况：

1）如果要将某一工作坐标系平面指定为草图平面，在“草图平面”选项中选择创建平面，在指定平面下拉菜单中选择 XC-YC、XC-ZC、YC-ZC或创建其他的基准平面，然后单击“确定”按钮。

2）如果要为草图平面选择平的表面或已有的基准平面，在“草图平面”选项中选择现有的平面选项，然后选择所需的面或基准平面，单击“确定”按钮。

3）如果要将基准坐标系用于草图平面，则在“草图平面”选项中选择创建基准平面选项，单击“基准CSYS”按钮，将会创建新的基准坐标系，并将其X-Y平面用于草图平面，在打开的 “CSYS构造器”中生成基准坐标系。生成的新草图与新生成的基准坐标系的X-Y平面重合。

（3）当草图创建工作全部完成后，单击“退出草图” ，退出草图工作环境。

4.1.3 草图的视角

当用户完成草图平面的创建和修改后，系统会自动转换到草图平面视角。如果用户对该视角不满意，可以单击定向视图到模型图标，使草图视角恢复到原来基本建模的视角。还可以通过定向视图到草图图标，可以再次回到草图平面的视角。

4.1.4 草图的定位

1．草图重新定位

当用户完成草图创建后（如图4-4所示），需要更改草图所依附的平面，可以通过“重新附着”图标，来重新定位草图的依附平面（如图4-5所示）。

图4-4 原草图平面图4-5 “重新附着”后草图平面

2．定位草图

在完成草图平面的选择后，用户可以通过定位草图来固定草图在指定平面的位置。单击“创建定位尺寸”图标，打开如图4-6所示的“定位”对话框，来定位草图实体边缘或者基准面等。

以下将对“定位”对话框中各选项功能进行介绍。

（1）水平：该选项用于使“水平”尺寸与水平参考相对齐，或与竖直参考成 90º，在两点之间生成一个与水平参考对齐的定位尺寸。

（2）竖直：该选项用于使一个“竖直”尺寸与竖直参考相对齐，或是与水平参考成 90º ，在两点之间生成一个与竖直参考对齐的定位尺寸。

（3）平行：该选项用于生成一个约束两点（例如，已有的点、实体端点、圆心点或弧切点）之间距离的定位尺寸，此距离沿平行于工作平面方向测量。

（4）垂直：该选项用于生成一个定位尺寸来约束目标实体上一条边与特征或草图上一个点之间的垂直距离。

（5）按一定距离平行：该选项用于生成一个定位尺寸，该定位尺寸约束特征或草图上的一条线性边与目标实体上的一条线性边（或任何已有曲线，或不在目标实体上），使它们互相平行并保持一个固定的距离，该约束仅仅将特征或草图上的点锁定到目标实体的边上。

（6）成角度：该选项用于给定角的一条特征线性边与一条线性参考边/曲线之间生成一个定位约束尺寸。

（7）点落在点上：该选项用于生成一个与“平行”选项相同的定位尺寸，但是两点之间的固定距离设置为零。

该定位尺寸可以使特征或草图移动，以至于它的选中点移动到目标实体的选中点上。

（8）点到线：该选项用于生成一个与“垂直的”选项相同的定位约束尺寸，但是边或曲线与点之间的距离设置为零，该约束仅仅将特征或草图上的点锁定到目标实体的边上。

（9）线落在线上：该选项用于生成一个与“平行距离”选项一致的定位约束尺寸。但是要将特征或草图的线性边与目标实体上的线性边或曲线之间的距离设置为零，该约束仅仅将特征或草图上的边锁定到目标实体的边或曲线上。

4.1.5 草图的绘制

进入草图工作环境后，在工具栏上会出现如图4-7所示的工具条，其相关命令也可以在“插入”→ “曲线”子菜单中找到，以下将对常用的绘图命令进行介绍：

图4-7 “草图工具”工具栏和“插入”子菜单

1．轮廓

绘制单一或者连续的直线和圆弧。

在下拉菜单栏中选择“插入”→“曲线”→“轮廓”命令或者单击“草图工具”工具栏中的“轮廓” 图标，打开如图4-8所示的“轮廓”对话框。

（1）直线

单击直线图标，在视图区选择两点绘制直线。

（2）弧

单击圆弧图标，在视图区选择一点，输入半径，然后在视图区选择另一点，或者根据相应约束和扫描角度绘制圆弧。

（3）坐标模式

单击坐标模式图标，在视图区显示如图4-9所示的“XC”和“YC”数值输入文本框，在文本框中输入所需数值，确定绘制点。

（4）参数模式

单击参数模式图标，在视图区显示如图4-10所示的“长度”和“角度”或者“半径”数值输入文本框，在文本框中输入所需数值，拖动鼠标，在所要放置的位置单击鼠标左键，绘制直线或者弧。和坐标模式的区别是：在数值输入文本框中输入数值后，坐标模式是确定的，而参数模式是浮动的。

图4-9 “坐标模式”数值输入文本框图4-10 “参数模式”数值输入文本框

a) 选择直线绘制 b) 选择弧绘制

2．直线

在下拉菜单栏中选择“插入”→“曲线”→“直线”命令或者单击“草图工具”工具栏中的“直线” 图标，打开如图4-11所示的“直线”对话框，其各个参数含义和“配置文件”对话框中对应的参数含义相同。

3．圆弧

在下拉菜单栏中选择“插入”→“曲线”→“圆弧”命令或单击“草图工具”工具栏中的“圆弧” 图标，打开如图4-12所示的“圆弧”对话框。

图4-11 “直线”对话框图4-12 “圆弧”对话框

（1）三点定圆弧

单击三点定圆弧图标，通过“三点定圆弧”方式绘制弧。

（2）中心和端点定圆弧

单击中心和端点定圆弧图标，通过“中心和端点定圆弧”方式绘制弧。

4．圆

在下拉菜单栏中选择“插入”→“曲线”→“圆”命令或单击“草图工具”工具栏中的“圆” 图标，打开如图4-13所示的“圆”对话框。

（1）圆心和直径定圆

单击圆心和直径定圆图标，通过“圆心和直径定圆”方式绘制圆。

（2）三点定圆

单击三点定圆图标，选择“三点定圆”方式绘制圆。

5．派生曲线

选择一条或几条直线后，系统自动生成其平行线或中线或角平分线。

在下拉菜单栏中选择“插入”→“来自曲线集的曲线”→“派生曲线”命令或单击“草图工具”工具栏中的“派生直线” 图标，选择“派生线条”方式绘制直线。“派生线条”方式绘制草图如图4-14所示。

图4-14 “派生线条”方式绘制草图

6．矩形

在下拉菜单栏中选择“插入”→“曲线”→“矩形”命令或者单击“草图工具”工具栏中的“矩形” 图标，系统会打开如图4-15所示的“矩形”对话框。

（1）用2点

单击用2点图标，通过“按2点”绘制矩形。

（2）按3点

单击按3点图标，通过“按3点”绘制矩形。

（3）从中心

单击从中心图标，通过“从中心”绘制矩形。

7．拟合样条

在下拉菜单栏中选择“插入”→“曲线”→“拟合曲线”命令或者单击“草图工具”工具栏中的“拟合样条” 图标，打开如图4-16所示的“拟合样条”对话框。该对话框包括“类型”、“选择步骤”等部分。

（1）类型

在如图4-16所示的对话框中的“类型”列表框中提供了“阶次和段数”、“阶次和公差”和“模板曲线”三种创建拟合样条曲线方法。

1）阶次和段数

用于根据拟合样条曲线阶次和段数生成拟合样条曲线。

在如图4-16所示的对话框中单击图标，“拟合参数”列表框中的“阶次”、“段数”数值输入文本框和“均匀段”复选框被激活。在文本框中输入用户所需的数值，若要均匀分段，则勾选“均匀段”复选框，创建拟合样条曲线。

2）阶次和公差

用于根据拟合样条曲线阶次和公差生成拟合样条曲线。

在如图4-16所示的对话框中单击图标，“拟合参数”列表框中的“阶次”、“公差”数值输入文本框被激活，在文本框中输入用户所需的数值，创建拟合样条曲线。

3）模板曲线

根据模板样条曲线，生成曲线次数及结点顺序均与模板曲线相同的拟合样条曲线。

在如图4-16所示的对话框中单击图标，“保持选定的模板曲线”复选框被激活，勾选该复选框表示保留所选择的模板曲线，否则移除。

（2）选择步骤

1）选择点集

单击图标右侧按钮，打开如图4-17所示的选择点集方法。

2）选择模板曲线

选择“模板曲线”类型的情况下，“选择步骤”列表栏中的图标被激活。系统提示用户选择模板曲线。

图4-16 “拟合样条”对话框图4-17 选择点集方法

3）预览

在 “选择步骤”列表框中单击图标，可预览所创建的拟合样条曲线。

（3）编辑样条

单击“编辑样条” 图标，系统提示在工作窗口区选择要修改的样条曲线，可对所选样条曲线中的定义点进行重新编辑。

8．艺术样条

艺术样条用于在工作窗口定义样条曲线的各定义点来生成样条曲线。

在下拉菜单栏中选择“插入”→“曲线”→“艺术样条”命令或者单击“草图工具”工具栏中的“艺术样条” 图标，打开如图4-18所示的“艺术样条”对话框。

在“艺术样条”对话框中的“类型”列表框中包括“通过点”和“根据极点”两种方法创建艺术样条曲线。还可采用“根据极点”方法对已创建的样条曲线各个定义点进行编辑。

9．一般二次曲线

在下拉菜单栏中选择“插入”→“曲线”→“二次曲线”命令，打开如图4-19所示的“二次曲线”对话框，定义三个点，输入用户所需的“Rho”值。单击“确定”按钮，创建二次曲线。

图4-18 “艺术样条”对话框图4-19 “二次曲线”对话框

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