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UGUG草图功能草图功能4.1 草图概述 4.4.1 认识草图 草图实际上就是与实体模型相关的、通过精准定位和约束的二维图形。在草图中，可以随意地将曲线以任意的参数在任何位置进行绘制，然后再通过草图约束和草图定位来确定该曲线的参数和位置。如果曲线参数或位置不正确，只需对该曲线的约束进行修改即可。4.1.2 草图工具条“草图曲线”工具条。该工具条包含绘制草图时使用的曲线命令。“草图约束”工具条。该工具条用于在绘制草图时定义草图中曲线的约束。“草图操作”工具条。通过该工具条可以对草图中的曲线进行操作。“草图生成器”工具条。该工具条用于控制草图的完成以及控制视图的方向等操作。4.1.3 草图的工作平面 草图工作平面，即草图的操作环境，草图中所有几何元素的创建都是在该平面内完成的。在“曲线”或“特征”工具条中单击“草图”按钮，或者选择“插入”“草图”菜单打开“创建草图”对话框，然后设置好操作的平面后，单击“确定”按钮，即可进入草图操作界面。1在平面上创建草图 在“创建草图”对话框的“类型”下拉列表中选择“在平面上”菜单，可在固定的平面上创建草图。此时，在“草图平面”标签栏的“平面选项”下拉列表中可以设置平面的选择方式，主要包括。现有平面以任意的基准平面或模型中的平面作为草图平面。创建平面以现有的平面、曲线、点等作为参照，创建出新的平面作为草图平面（该平面的创建方法将第6章基准平面中详细介绍）。创建基准坐标系以指定点、矢量等作为参考，创建一个新的坐标系（该坐标系的创建方法也将在第6章基准坐标中详细介绍），然后定义草图平面。2在轨迹上创建草图 在“类型”下拉列表中选择“在轨迹上”菜单，则可以曲线或实体边缘等作为轨迹创建草图的工作平面，此种方式下草图平面的位置由“平面位置”标签栏和“平面方位”标签栏共同决定，其中“平面位置”标签栏各选项的作用如下。“圆弧长”：选择此下拉列表项后，选择某个圆弧，则在下边的文本框中可设置在圆弧的什么位置创建草图工作平面。“圆弧长”：选择此下拉列表项后，选择某个圆弧，那么可以在下边的文本框中输入草图平面所在的位置（比如位于圆弧10的位置）。“通过点”选择此下拉列表项后，选择某个圆弧，然后在圆弧上指定某个点的位置从而决定草图的位置。“平面方位”下拉列表的意义主要包括。“垂直于路径”：是指所创建的草图平面垂直于选择的轨迹路径曲线。“垂直于矢量”：是指所创建的草图平面垂直于定义的矢量方向。4.2 草图约束 4.2.1 草图的几何约束 几何约束用于确定草图对象的几何特征和确定草图对象间的相互关系，如在某个方向上固定或与某个对象相切等。“几何约束”又包括“手动约束”和“自动约束”，其中“手动约束”在操作过程中会要求用户选择约束类型，“自动约束”则会弹出一约束设置对话框，在对话框中可对约束对象设置多个约束。1手动约束 1在模型文件中，选择“插入”“草图”菜单，弹出“创建草图”对话框，在“草图平面”标签栏的“平面选项”下拉列表中选择“创建平面”项2在绘图区单击要绘制草图的平面，这里单击X-Y平面，进入草图模式 3在草图模式下绘制好图形后，单击“草图约束”工具条中的“约束”按钮，打开“约束”对话框，然后单击要约束的曲线，在“约束”对话框中列出了部分约束，单击“相切”按钮完成曲线的约束除了上面所用到的约束外，通过选择不同的曲线在“约束”对话框中会显示出不同的约束类型，各种约束类型的意义如下：“固定”，将约束对象在某一方向上固定 “完全固定”，将约束对象完全固定“水平”，约束直线为水平直线“竖直”，约束直线为竖直直线“恒定长度”，将约束对象的长度固定 “恒定角度”，将约束对象与坐标轴间的夹角固定“重合”，定义两个或多个点重合 “点在曲线上”，定义点在所选的曲线上 “中点”，定义点在所选曲线的中点上 “共线”，约束两条或多条直线共线 “平行”，定义两条或多条直线相互平行 “垂直”，定义两条直线垂直 “等长”，定义两条或多条直线长度相等“相切”，定义直线与圆弧或圆相切“等半径”，定义两个或多个圆弧/圆半径相等“同心”，定义两个或多个圆弧/圆的圆心重合“曲线的斜率”，定义一样条所选控制点与所选另一条曲线的点的斜率相同 “均匀比例”，定义样条曲线均匀比例缩放，即当该样条曲线进行缩放时始终保持原形状不变 “非均匀比例”，定义样条曲线非均匀比例缩放，即当该样条曲线进行缩放时，其形状将发生改变 2自动约束 1在草图模式绘制好要进行约束的曲线 2在草图界面中单击“草图约束”工具条中的“自动约束”按钮，弹出“自动约束”对话框 3在弹出的“自动约束”对话框中勾选相应的约束类型，再勾选“设置”标签栏中的“应用远距离约束”复选框，更改“距离公差”，单击选中要进行约束的曲线，最后单击“确定”按钮完成自动约束 4.2.2 几何约束的显示和移除 在通常的情况下，有一些对曲线添加的约束是不显示的（比如“垂直约束”），即从曲线上无法看出到底有没有添加约束，因此很容易出现约束重复添加的情况，这时可以将约束显示出来。约束的显示操作十分简单，单击“草图约束”工具条中的“自动显示约束”按钮即可显示约束。在“显示/移除约束”对话框中的“约束列表”选项组中第一个“选定对象”单选按钮，用于选择单一草图对象并显示其几何约束。第二个“选定对象”单选按钮，用于选择多个草图对象并显示它们的几何约束。“活动草图中的所有对象”单选按钮，用以显示当前草图中所有存在的几何约束 要想删除不必要的约束，可以在“草图约束”工具条中单击“显示/移除约束”按钮，弹出“显示/移除约束”对话框，单击选中要移除约束的曲线，在“显示/移除约束”对话框的“显示约束”列表框中列出了所选曲线上的所有约束，选择要移除的约束，然后单击“移除高亮显示的”按钮，即可将约束移除。4.2.3 草图的尺寸约束 1水平约束 水平标注方式，它是对所选对象进行水平方向的尺寸约束，其操作方法如下。在“草图约束”工具条中单击“水平”按钮，然后在绘图区单击一条直线（或两个点），系统会自动标注所选直线或两个点之间的水平距离，通过标注值悬浮对话框可以对该尺寸值进行更改。2竖直约束 竖直标注方式，它是对所选对象在竖直尺寸上进行约束，其操作方法如下。在“草图约束”工具条中单击“平行”按钮，然后在绘图区选择一条直线（或两个点），系统会自动标注所选直线或两个点之间的平行距离，通过标注值悬浮对话框可以对该尺寸值进行更改。3平行约束 平行标注方式，它是对所选对象的长度进行约束，其操作方法如下。在“草图约束”工具条中单击“平行”按钮，然后在绘图区选择一条直线（或两个点），系统会自动标注所选直线或两个点之间的平行距离，通过标注值悬浮对话框可以对该尺寸值进行更改。4垂直约束 垂直标注方式，它是对所选的点到曲线的垂直距离进行约束，其操作方法如下。在“草图约束”工具条中单击“平行”按钮，然后在绘图区选取一条曲线，并选择曲线外一点，系统会自动标注所选点到曲线间的垂直距离，在标注值悬浮对话框中可以对该尺寸值进行更改。5成角度 成角度标注方式，它是对所选两条直线间或直线与坐标轴的角度进行约束，其操作方法如下。在“草图约束”工具条中单击“成角度”按钮，然后在绘图区选取两条直线，则程序将自动标注出鼠标所在的两直线间（或直线与坐标轴间）对应夹角的度数，通过标注值悬浮框可以对角度值进行更改。6直径 直径标注方式，它可以对所选圆弧或圆的直径进行标注，其操作方法如下。在“草图约束”工具条中单击“直径”按钮，然后在绘图区选取圆弧或圆，系统将自动标注出所选圆弧或圆的直径，同时通过标注值悬浮框可以对直径进行更改。7半径 半径标注方式，它可以对所选圆弧或圆的半径进行标注，其操作方法如下。在“草图约束”工具条中单击“半径径”按钮，然后在绘图区选取圆弧或圆，系统将自动标注出所选圆弧或圆的半径，同时通过标注值悬浮框可以对半径进行更改。8周长 周长标注方式，它可以对所选曲线的总长度进行标注，其操作方法如下。在“草图约束”工具条中单击“周长”按钮，在绘图区选择要进行周长约束的曲线，再单击“尺寸”对话框中的“草图尺寸对话框”按钮，打开“尺寸”对话框，单击鼠标中键，然后便可以在“尺寸”对话框中看见所选曲线的周长了，在此对话框中可以对周长进行更改。4.3 草图定位 草图定位功能用于确定草图与其他对象间的相对位置。在“草图生成器”工具条，单击“创建定位尺寸”按钮旁的下拉按钮，便可以打开草图定位列表，包括创建草图定位、编辑定位尺寸、删除定位尺寸和重新定位尺寸。创建定位尺寸 编辑定位尺寸 删除定位尺寸 重新定义定位尺寸 1打开本书光盘提供的素材4-3-dw-sc.prt 单击“草图生成器”工具条中“创建定位尺寸”按钮，打开“定位”对话框 23在“定位”对话框中单击“竖直定位”按钮，然后在绘图区中单击参考对象，这里单击实体下边缘，接着单击目标对象，这里单击草图的下边直线，弹出“编辑表达式”对话框单击实体侧边，再单击草图侧边，并在弹出的“编辑表达式”对话框中输入“12”，单击“确定”按钮完成曲线的定位 在“编辑表达式”对话框中所显示的数据为参考对象与目标对象间的竖直距离，这里输入“8”，单击“确定”按钮返回“定位”对话框，单击“水平定位”按钮54单击“编辑定位尺寸”按钮，在工作区中选择要改变的定位尺寸，在弹出的“编辑表达式”对话框中输入另一个数值。单击“确定”按钮便可以完成定位尺寸的编辑。要删除定位尺寸只需单击“删除定位尺寸”按钮，然后在工作区中选择要移除的尺寸并单击“确定”按钮即可。下面看一下“编辑定位尺寸”的操作。4.4 上机实践工件草图 1在模型文件中选择“插入”“草图”菜单，打开“创建草图”对话框，选择X-Y基准平面作为草图平面进入草图模式 2在图中任意画3个圆，然后单击“草图约束”工具条中的“约束”按钮，打开“约束”对话框 选择绘图区中的3个圆，单击“约束”对话框中的“同心”按钮，将这3个圆约束为同心圆，用同样的方式将圆心约束在基准坐标原点 3对绘图区中3个圆的尺寸进行约束，单击“草图约束”工具条中的“自动判断的尺寸”按钮，然后单击绘图区中的3个圆将它们的直径分别设为“500”、“1000”和“1750”4右击直径为“1000”的圆，在弹出的快捷菜单中选择“编辑显示”命令，打开“编辑对象显示”对话框 在“基本”标签栏中将“线型”改为虚线并单击“确定”按钮56以圆心为起点画一条直线与最大的圆相交；单击“自动判断的尺寸”按钮，打开“尺寸”对话框后，单击直线以及基准X轴，将它们间的夹角设为54，接着将该直线设为虚线7以直线与虚线圆交点为圆心画一直径为“300”的圆 8选择“插入”“偏置曲线”菜单，打开“偏置曲线”对话框，选择虚线并在“偏置”标签栏的“距离”文本框中输入“150”，单击“应用”按钮生成与所画的圆相切的直线，然后单击“偏置”标签栏中的反向按钮，生成另一条偏置曲线，单击“确定”按钮9选择“插入”“圆”菜单，以（0，950，0）为圆心绘制一个直径为“300”的圆。然后单击“草图曲线”工具条中的“快速修剪”按钮，再单击要修剪的曲线，修剪掉不需要的部分 10选择“编辑”“变换”菜单，打开“类选择”对话框，选择修剪后的圆弧及曲线段，单击“确定”按钮 11在弹出的“变换类型”选择对话框中单击“绕点旋转”按钮，弹出“点”对话框，将坐标设为（0，0，0），单击“确定”按钮12在弹出的“变换角度”设置对话框中将角度设置为“72”，单击“确定”按钮 13弹出“变换方式”选择对话框，单击“多个副本-可用”按钮，弹出“变换副本设置”对话框，将副本数设为“4”，单击“确定”按钮完成变换 14单击“草图曲线”工具条中的“快速修剪”按钮，将变换产生的多余曲线修剪掉，然后单击“草图生成器”工具条中的“完成草图”按钮完成草图的绘制 154.5 上机实践手表造型设计 在草图模式下绘制两个圆，一个直径为“50”，一个直径为“70”，并将它们约束为同心圆，并且圆心在基准坐标原点上 1以圆心为起点画2条直线，并将这两条直线与Y轴的夹角约束为30和50，然后将这2条线改为虚线2以与Y轴成30夹角的直线和内圆的交点为起点画一条与Y轴平行的直线，再画一条以与Y轴成50夹角的直线和内圆的交点为起点，以与Y轴成30夹角的直线和外圆交点为终点的线段3单击“草图操作”工具条中的“镜像曲线”按钮，打开“镜像曲线”对话框 4选择Y轴为中心线，接着选择刚绘制的线段，单击“应用”按钮。然后选择X轴为中心线，选择先前绘制的线段以及镜像所得的线段，单击“确定”按钮完成镜像 5单击“曲线草图”工具条中的“快速修剪”按钮，将多余的圆弧修剪掉 6单击“草图曲线”工具条中的“直线”按钮，以圆心为起点画2条直线，并通过约束让它们与X轴之间的夹角为10，长度为“60”，然后单击“草图曲线”工具条中的“圆弧”按钮，以这2条线段的中点作为圆弧的起点与终点画一段半径为“8.5”的圆弧 7单击“草图曲线”工具条中的“直线”按钮，将圆弧两端点分别与步骤4中所得的靠近圆弧的上下两条线段与内圆的交点相连。然后单击“草图曲线”工具条中的“快速修剪”按钮，单击删除多余的曲线，即可实现手表轮廓的绘制 8