教材第4章草图功能

青岛麦特尔信息技术有限公司UGNX培训教材第4章草图功能149第4章草图功能本章主要内容：草图工具对话框草图功能选项草图约束草图操作草图管理编辑草图本章实例4.1草图工具对话框草图（Sketch）是与实体模型相关联的二维图形，一般作为三维实体模型的基础。该功能可以在三维空间中的任何一个平面内建立草图平面，并在该平面内绘制草图。草图中提出了“约束”的概念，可以通过几何约束与尺寸约束控制草图中的图形，可以实现与特征建模模块同样的尺寸驱动，并可以方便的实现参数化建模。应用草图工具，用户可以绘制近似的曲线轮廓，在添加精确的约束定义后，就可以完整表达设计的意图。建立的草图还可用实体造型工具进行拉伸、旋转等操作，生成与草图相关联的实体模型。修改草图时，关联的实体模型也会自动更新。本章将主要介绍建立草图、约束草图、编辑草图和管理草图的各项功能，并进行了实例说明。在主菜单条中选择菜单命令【插入】→【草图Sketch】或在工具栏单击Sketck（草图）图标，系统将弹出如图4-1所示的【草图】对话框，进入草图功能。图4-1【草图功能】对话框4．1．1草图工具条草图曲线创建工具条提供了用基本曲线、点、矩形、倒圆角、椭圆、样条曲线、圆锥曲线和编辑曲线等方法创建和编辑草图曲线。在草图模式下创建的曲线，都位于当前的草图平面上。草图功能选项组包含了草图的创建、定位和重新附着功能。草图操作选项组用于对创建的草图进行一些常用的功能操作和产生约束，系统提供了多种草图操作的方式。草图管理选项组包含了添加草图对象、投影、编辑定义曲线和转换参考对象这4个功能。150第4章草图功能青岛麦特尔信息技术有限公司UGNX培训教材4.2草图功能选项草图功能选项组包含了草图的创建、定位和重新附着功能等三项功能，单击其中的一个图标会进入相应的草图功能下面分别进行介绍。4.2.1创建草图用户可在导航器列表框中选择草图，并双击该草图，激活所选草图进行相关的草图操作。如果用户还没有建立任何草图，或者要在新的实体表面、片体表面或基准平面上建立其它草图，则应先选择建立草图功能。建立草图的工作包括建立草图工作平面和在草图中绘制或添加草图几何对象。1．建立草图工作平面草图工作平面是绘制草图对象的平面。在一个草图中创建的所有草图几何对象（曲线或点）都是在该草图工作平面上的。草图工作面可以是坐标平面、基准平面、实体表面或片体表面。在主菜单条中选择菜单命令【插入】→【草图Sketch】或在工具栏单击Sketck（草图）图标，会弹出如图4-2所示的【创建草图】对话框。利用该功能可在工作坐标平面、基准平面、实体表面或片体表面上建立草图工作平面。图4-2【创建草图】对话框该对话框是选择草图附着平面和指定草图参考方向的操作步骤图标，建立草图工作平面时，先应输入草图名称，再选择草图附着平面，最后指定草图参考方向来完成草图工作平面的建立工作。下面介绍一下该对话框中各选项的具体用法。AttachmentFace/Plane（附着表面/平面）由于草图是附着在坐标平面、基准平面、实体表面或片体表面上。随着存在实体、片体和基准平面的不同，而激活不同的图标和选项。一般创建草图时分为两种情况。1）不存在实体、片体或基准平面时选择草图附着面如果当前操作时不存在实体、片体或基准平面，则在打开图4-2对话框时，此时SketchPlane列表框中包括了XC-YC、XC-ZC和YC-ZC及创建基准面、创建基准坐标系等选项，可从中选择一个作为草图的附着面。2）存在实体、片体或基准平面时选择草图附着面如果当前操作时存在实体、片体或基准平面，则在打开图4-2对话框时，草图附着面图标被激活。此时既可选择坐标平面、也可以选择基准平面、实体表面或片体表面作为草图附着面。所选的面会自动加亮，并会显示草图的水平与竖直参考。如果是在坐标平面上设置草图工作面，则不必指定草图参考方向，系统自动用坐标轴的方向作为草图的参考方向；如果是在基准平面、实体表面或片体表面上设置草图工作平面，则在选择草图平面后，还应设置草图参考方向。青岛麦特尔信息技术有限公司UGNX培训教材第4章草图功能151SketchPlane（草图平面）此选项用于定义草图平面的创建位置。其中包括Face/Plane、XC-YC、YZ-ZC及ZC-XC平面等选项。可在已存在的表面或基准面上创建草图平面。如选取XY平面、YZ平面或ZX平面，可在工作坐标（WCS）上定义草图平面。SketchName（草图名称）此文本框用来输入新建草图的名称。当打开图4-2对话框时，SketchName文本框中将显示系统省缺的草图名称，如SKETCH-000、SKETCH-001、SKETCH-002……等。用户可在文本框中指定其它的草图名称，否则，系统将用省缺名称作为草图名称。定义草图名称时，第一个字符必须是字母，而且不管输入的是大写还是小写，系统都将输入的名称改为大写。在输入草图名称、选择草图附着平面和指定草图参考方向后，则系统会在选择的表面上按指定参考方向生成草图工作平面，如果草图附着面是选择坐标平面，则会产生如图4-3所示的草图平面。草图平面是用一个基准平面和两根基准轴表示。基准平面代表XC-YC平面，用一个方框表示，两根基准轴分别代表XC轴和YC轴，用箭头表示。在绘制草图时，为减少显示对象，可选择【Edit】→【Blank】菜单命令将其隐藏或利用【Formate】→【MovetoLayer】命令将其移动到一个特定的不可见图层。图4-3草图平面如果草图附着面是选择基准平面、实体或片体表面，则建立草图工作平面后，工作坐标系会移到所选面的中心位置上，系统将不产生图4-3所示的草图平面标记。建立草图工作平面后，会产生一个没有草图对象的草图，系统自动生成一个草图特征。用户通过在导航器列表里的相应草图特征上右键查询该草图特征的一些信息。由于草图是一种特殊的特征建模方式，因此，如果要对草图操作，可用特征操作方法，对草图进行删除、抑制和修改草图位置等操作。2．创建草图对象草图对象是指草图中的曲线和点。建立草图工作平面后，可在草图工作平面上建立草图对象。建立草图对象的方法有多种，既可以在草图中直接绘制草图曲线或点，也可以通过一些功能操作，添加绘图工作区存在的曲线或点到草图中，还可以从实体或片体上抽取对象到草图中。在这里我们先介绍一下在草图中直接绘制草图曲线或点，关于其他的操作功能，我们会在后面的讲解中陆续的介绍。利用【创建草图】对话框上部的建立草图曲线图标，可在草图平面中直接绘制和编辑草图曲线。这些图标包括BasicCurves（基本曲线）、Point（点）、Rectangle（矩形）、Fillet（倒圆角）、椭圆（Ellipse）、样条曲线（Spline）、GeneralConic（圆锥曲线）和编辑曲线（EditCurve）。应用这些图标，可以在草图中建立和编辑几何对象。152第4章草图功能青岛麦特尔信息技术有限公司UGNX培训教材绘制草图曲线的过程中，不必考虑尺寸的准确性和各段曲线之间的几何关系，只须绘出近似的曲线轮廓即可。因为，在后面介绍的草图约束和定位中，可进一步对这些曲线进行尺寸约束、几何约束和定位操作，是用户可以精确的控制它们的尺寸、形状和位置，并可以在需要时随意更改。在绘制草图曲线的过程中，根据几何对象间的关系，有时会在几何对象上自动添加某些几何约束（如水平、垂直和相切）。4.2.2草图的定位单击当图4-1对话框中Position（定位）图标时，系统将弹出如图4-4所示的【定位方式】对话框。利用该功能确定草图与实体边、参考平面、基准轴等对象之间的位置关系。图4-4【定位方式】对话框该对话框中包含有Horizontal（水平定位）、Vertical（垂直定位）、Parallel（平行定位）、Perpendicular（正交定位）、ParallelataDistance（平行距离定位）、Angular（角度定位）、PointontoPoint（两点重合定位）、PointontoLine（点到线上定位）和LineontoLine（两线重合定位）等九种定位方式。这些定位方式与3.6小节中介绍的定位方式相同，其使用方法这里不再重复讲解了。定位草图时，根据草图的定位要求，在图4-4对话框中先选择合适的定位方式，然后选择目标对象。此时，可在绘图工作区中选择实体边、基准平面和基准轴等作为定位的参考基准，但要注意的是目标对象不能是草图中的草图对象。选择目标对象后，系统提示用户选择草图对象，这时可在草图中选择草图对象作为草图的定位点。接着系统将弹出如图4-5所示的生成表达式【定位尺寸】对话框，根据位置要求，在文本框中输入定位尺寸即可完成草图的定位（可以是尺寸值，也可以是尺寸表达式）。用户按同样方法，确定草图其它定位尺寸。当草图位置完全确定后，则系统会将草图按输入的定位尺寸定位在其它对象上。含空间约束或抽取对象的草图不能进行草图定位操作。图4-5生成表达式【对话框】4.2.3重新附着草图草图重新附着功能可以实现改变草图的附着平面，将在一个表面上建立的草图移到另一个不同方位的基准平面、实体表面或片体表面上。青岛麦特尔信息技术有限公司UGNX培训教材第4章草图功能153在图4-1对话框中单击草图重新附着图标时，会弹出如图4-6的【重新附着草图】对话框，让用户指定草图重新附着的平面。该对话框上部图标用于选择附着草图的目标平面、指定新的参考方向和重新确定草图位置的基准对象等选择步骤。对话框下部是重新附着草图的相关选项。当进入图4-6对话框时，当前草图的附着平面、参考方向均以高亮度显示。重新附着草图时，可根据这些内容来做出相应的设置。图4-6【重新附着草图】对话框4.3草图约束前面曾经提过在建立草图之初不必考虑草图曲线的精确位置和尺寸，建立草图几何对象后，需要对草图对象进行精确约束显示，草图约束是限制草图的形状和大小，包括了几何约束（限制形状）和尺寸约束（限制大小）2种。本节将说明如何使用草图约束功能来对约束草图对象的尺寸和几何关系。4.3.1自由度箭头自由度箭头指明：要想将一个点完全定位在草图上，还需要更为详细的信息。例如，如果在点的Y方向上显示了一个自由度箭头，则需要在Y方向上对点进行约束。当您添加约束并对草图进行求值计算时，相应的自由度箭头将被删除。然而，不要认为自由度箭头的数目就代表了完全限制草图所需的约束数目，因为应用一个约束可以删除多个自由度箭头。154第4章草图功能青岛麦特尔信息技术有限公司UGNX培训教材显示自由度选项被激活时，当选择约束与尺寸约束命令时，各草图对象会显示自由度符号。此时线段或样条在端点处将会出现互相垂直的黄色箭头，而在中心处将会出现圆或椭圆，表明当前存在哪些自由度没有被限制，如果没有出现箭头，即代表此对象己受约束，此黄色箭头在草图操作中即代表自由度（degree-of-freedom）。随着几何约束和尺寸约束的添加，自由度符号逐步减少，当草图对象全部被约束以后，自由度符号会全部消失。下面详细介绍一下关于草图对象的几何约束和尺寸约束的使用方法。4.3.2草图对象的尺寸约束建立草图尺寸约束是限制草图几何对象的大小，也就是在草图上标注草图尺寸，并设置尺寸标注线的形式与尺寸。图4-7对话框中单击一个尺寸约束时，在屏幕的左上角显示图标，点击该图标可设定对话框中部的可变显示区显示的内容将变为如图4-7右所示的形式。其中包含了尺寸标注方式图标、尺寸表达式引出线和尺寸标注位置等选项。青岛麦特尔信息技术有限公司UGNX培训教材第4章草图功能155图4-7【尺寸约束】对话框尺寸标注方式图标位于对话框的上部，其中包括了推论、水平、垂直、平行、角度等9种标注方式选项，每一个选项都有其固定的标注方法。此外，利用可变显示区中的其他选项，也可以修改尺寸标注线或尺寸。在草图模式中进行尺寸标注，即将约束限制条件附在了草图上。如果在线段的两个端点点间标注尺寸，即限定了两点的距离约束，也就是限制了该线段的长度。除此之外，对于已经标注完成的尺寸，也可以修改其数值或位置，并且同时更新其他相关尺寸。利用草图尺寸约束