1、第2章 草圖與曲線2.1 進入草圖環(huán)境 草圖是位于指定平面上的曲線和點所組成的一個特征，其默認特征名為：SKETCH。草圖由草圖平面、草圖坐標系、草圖曲線和草圖約束等組成；草圖平面是草圖曲線所在的平面，草圖坐標系的XY平面即為草圖平面，草圖坐標系由用戶在建立草圖是確定。一個模型中可以包含多個草圖，每一個草圖都有一個名稱，系統(tǒng)通過草圖名稱對草圖及其對象進行引用。 使用草圖可以實現(xiàn)對曲線的參數(shù)化控制，可以很方便進行模型的修改，草圖可以用于以下幾個方面： 1）需要對圖形進行參數(shù)化時。 2）用草圖來建立通過標準成型特征無法實現(xiàn)的形狀。 3）將草圖作為自由形狀特征的控制線。 4）如果形狀可以用拉伸、旋轉(zhuǎn)

2、或沿導引線掃描的方法建立，可將草圖作為模型的基礎特征。 2.2 草圖的繪制2.2.1 輪廓 輪廓是一個相對靈活的命令，用來繪制單一或者連續(xù)的直線和圓弧。（1）對象類型 1）直線 ：在視圖區(qū)選擇兩點繪制直線。 2）圓弧 ：在視圖區(qū)選擇一點，輸入半徑，然后再在視圖區(qū)選擇另一點，或者根據(jù)相應約束和掃描角度繪制圓弧。當從直線連接圓弧時，將創(chuàng)建一個兩點圓弧。如果在線串模式下繪制的第一個點是圓弧，則可以創(chuàng)建一個三點圓弧。（2）輸入模式 1）坐標模式 ：使用X和Y坐標值創(chuàng)建曲線點。 2）參數(shù)模式 ：使用與直線或圓弧曲線類型對應的參數(shù)創(chuàng)建曲線點。2.2.2 直線 不論多么復雜的圖形，都是由點、直線、圓弧等按不

3、同的粗細、間隔、顏色組合而成的。在所有的圖形實體中，直線是最基本的圖形實體。 1）坐標模式 ：使用XC和YC坐標創(chuàng)建直線起點或終點。 2）參數(shù)模式 ：使用長度和角度參數(shù)創(chuàng)建直線起點或終點。2.2.3 圓 圓是最簡單的封閉曲線，也是我們在繪制工程圖形時經(jīng)常用的圖形單元。（1）圓方法 1）圓心和直徑定圓 ：通過指定圓心和直徑繪制圓。 2）三點定圓 ：通過指定三點繪制圓。（2）輸入模式 1）坐標模式 ：允許使用坐標值來指定圓的點。 2）參數(shù)模式 ：用于指定圓的直徑參數(shù)。2.2.4 圓弧 圓弧是圓的一部分。在工程造型中，圓弧的使用比圓更普遍。我們通常強調(diào)的“流線形”造型或圓潤的造型實際上就是圓弧造型。

4、（1）圓弧方法 1）通過三點的弧 ：創(chuàng)建一條經(jīng)過三個點的圓弧。 2）中心和端點決定的弧 ：用于通過定義中心、起點和終點來創(chuàng)建圓弧。（2）輸入模式 1）坐標模式 ：允許使用坐標值來指定圓弧的點。 2）參數(shù)模式 ：用于指定三點定圓弧的半徑參數(shù)。2.2.5 圓角 草圖圓角工具在兩個草圖實體的交叉處生成一個切線弧，并且剪裁掉角部。使用此命令可以在兩條或三條曲線之間創(chuàng)建一個圓角。（1）圓角方法 1）修剪 ：修剪輸入曲線。 2）取消修剪 ：使輸入曲線保持取消修剪狀態(tài)。（2）選項 1）刪除第三條曲線 ：刪除選定的第三條曲線。 2）創(chuàng)建備選圓角 ：預覽互補的圓角。2.2.6 倒斜角 繪制倒角工具用于在二維和三

5、維草圖中對相鄰的草圖實體進行倒角處理。倒角的形狀和位置可由“角度距離”或“距離距離”指定。要倒斜角的曲線 1）選擇直線：通過在相交直線上方拖動光標以選擇多條直線，或按照一次選擇一條直線的方法選擇多條直線。2）修剪輸入曲線：勾選此復選框，修剪倒斜角的曲線。偏置（1）倒斜角 1）對稱：指定倒斜角與交點有一定距離，且垂直于等分線。 2）非對稱：指定沿選定的兩條直線分別測量的距離值。 3）偏置和角度：指定倒斜角的角度和距離值。（2）距離 指定從交點到第一條直線的倒斜角的距離。（3）距離1/距離2 設置從交點到第一條/第二條直線的倒斜角的距離。（4）角度 設置從第一天直線到倒斜角的角度。指定點：指定倒斜

6、角的位置。2.2.7 矩形 使用此命令可通過三種方式來創(chuàng)建矩形。矩形是最簡單的封閉直線圖形。（1）矩形方法 1）按2點 ：根據(jù)對角點上的兩點創(chuàng)建矩形，如圖所示。 2）按3點 ：根據(jù)起點和決定寬度、寬度和角度的兩點來創(chuàng)建矩形，如圖所示。 3）從中心 ：從中心點、決定角度和寬度的第二點以及決定高度的第三點來創(chuàng)建矩形，如圖所示。（2）輸入模式 1）坐標模式 ：用XC、YC坐標為矩形指定點。 2）參數(shù)模式 ：用于相關(guān)參數(shù)值為矩形指定點。2.2.8 多邊形 正多邊形是相對復雜的一種平面圖形，是由最少3條邊至多1024條長度相等的邊組成的封閉線段。人類曾經(jīng)為準確找到手工繪制正多邊形的方法而長期求索。偉大數(shù)

7、學家高斯為發(fā)現(xiàn)正十七邊形的繪制方法而引以為畢生的榮譽，以致他的墓碑被設計成正十七邊形?，F(xiàn)在利用UG軟件，可以很輕松的繪制任意正多邊形。（1）中心點 在適當?shù)奈恢脝螕艋蛲ㄟ^點對話框確定中心點。（2）邊 輸入多邊形的邊數(shù)。（3）大小 1）指定點：選擇點或者通過點對話框定義多邊形的半徑。 2）大小內(nèi)切圓半徑：指定從中心點到多邊形中心的距離。外接圓半徑：指定從中心點到多邊形拐角的距離。邊長：指定多邊形的長度。 3）半徑：設置多邊形內(nèi)切圓和外接圓半徑的大小。 4）旋轉(zhuǎn)：設置從草圖水平軸開始測量的旋轉(zhuǎn)角度。 5）長度：設置多邊形邊長的長度。2.2.9 橢圓 在幾何學中，一個橢圓是由兩個軸和一個中心點定義的

8、，橢圓的形狀和位置由3個因素決定：中心點、長軸、短軸。橢圓軸決定了橢圓的方向，中心點決定了橢圓的位置。 1）中心點：在適當?shù)奈恢脝螕艋蛲ㄟ^點對話框確定橢圓中心點。 2）大半徑：直接輸入長半軸長度，也可以通過點對話框來確定長軸長度。 3）小半徑：直接輸入短半軸長度，也可以通過點對話框來確定短軸長度。 4）封閉：勾選此復選框，創(chuàng)建整圓。若取消此復選框的勾選，輸入起始角和終止角創(chuàng)建橢圓弧。 5）旋轉(zhuǎn)角度：橢圓的旋轉(zhuǎn)角度是主軸相對于 XC 軸，沿逆時針方向傾斜的角度。2.2.10 藝術(shù)樣條 樣條曲線是由一組點定義的光滑曲線，樣條曲線經(jīng)常用于精確地表示對象的造型。本命令用于在工作窗口定義樣條曲線的各定義

9、點來生成樣條曲線。（1）類型 1）通過點：用于通過延伸曲線使其穿過定義點來創(chuàng)建樣條。 2）根據(jù)極點：用于通過構(gòu)造和操控樣條極點來創(chuàng)建樣條。（2）點/極點位置定義樣條點或極點位置。（3）參數(shù)化 1）次數(shù)：指定樣條的階次。樣條的極點數(shù)不得少于次數(shù)。 2）匹配的結(jié)點位置：勾選此復選框，定義點所在的位置放置結(jié)點。 3）封閉：勾選此復選框，用于指定樣條的起點和終點在同一個點，形成閉環(huán)。（4）移動 在指定的方向上或沿指定的平面移動樣條點和極點。 1）WCS：在工作坐標系的指定X、Y或Z方向上或沿WCS的一個主平面移動點或極點。 2）視圖：相對于視圖平面移動極點或點。 3）矢量：用于定義所選極點或多段線的移

10、動方向。 4）平面：選擇一個基準平面、基準CSYS或使用指定平面來定義一個平面，以在其中移動選定的極點或多段線。 5）法向：沿曲線的法向移動點或極點。（5）延伸 1）對稱：勾選此復選框，在所選樣條的指定開始和結(jié)束位置上展開對稱延伸。 2）起點/結(jié)束無：不創(chuàng)建延伸按值：用于指定延伸的值。按點：用于定義延伸的延展位置。（6）設置 1）自動判斷的類型等參數(shù)：將約束限制為曲面的U和V向。截面：允許約束同任何方向?qū)R。法向：根據(jù)曲線或曲面的正常法向自動判斷約束。垂直于曲線或邊：從點附著對象的父級自動判斷G1、G2或G3約束。 2）固定相切方位：勾選此復選框，與鄰近點相對的約束點的移動就不會影響方位，并且

11、方向保留為靜態(tài)。2.3 編輯草圖2.3.1 快速修剪 該命令可以講曲線修剪至任何方向最近的實際交點或虛擬交點。草圖裁剪可以達到以下效果： 1）剪裁直線、圓弧、圓、橢圓、樣條曲線或中心線，使其截斷于與另一直線、圓弧、圓、橢圓、樣條曲線或中心線的交點處。 2）刪除一條直線、圓弧、圓、橢圓、樣條曲線或中心線。 1）邊界曲線：選擇位于當前草圖中或者出現(xiàn)該草圖前面的任何曲線、邊、基本平面等。 2）要修剪的曲線：選擇一條或多條要修剪的曲線。 3）修剪至延伸線：指定是否修剪至一條或多余邊界曲線的虛擬延伸線。2.3.2 快速延伸 草圖延伸是指將草圖實體延伸到另一個草圖實體，經(jīng)常用來增加草圖實體（直線、中心線或

12、圓?。┑拈L度。該命令可以講曲線延伸至它與另一條曲線的實際交點或虛擬交點。 1）邊界曲線：選擇位于當前草圖中或者出現(xiàn)該草圖前面的任何曲線、邊、基本平面等。 2）要修剪的曲線：選擇要延伸的曲線。 3）延伸至延伸線：指定是否延伸到邊界曲線的虛擬延伸線。 UG可以沿中心線鏡像草圖實體。當生成鏡像實體時，UG會在每一對相應的草圖點之間應用一個對稱關(guān)系。如果改變被鏡像的實體，則其鏡像圖像也將隨之變動。（1）選擇曲線 指定一條或多條要鏡像的草圖曲線。（2）選擇中心線 選擇一條已有直線作為鏡像操作的中心線（在鏡像操作過程中，該直線將成為參考直線）。（3）設置 1）將中心線轉(zhuǎn)換為參考：將活動中心線轉(zhuǎn)換為參考。

13、2）顯示終點：顯示端點約束以便移除和添加端點。如果移除端點約束，然后編輯原先的曲線，則未約束的鏡像曲線將不會更新。2.3.4 偏置 偏置是指在距草圖實體相等距離（可以是雙向）的位置上生成一個與草圖實體相同形狀的草圖。UG可以生成模型邊線、環(huán)、面、一組邊線、側(cè)影輪廓線或一組外部草圖曲線的等距實體。（1）要偏置的曲線 1）選擇曲線：選擇要偏置的曲線或曲線鏈。曲線鏈可以是開放的、封閉的或者一段開放一段封閉。 2）添加新集：在當前的偏置鏈中創(chuàng)建一個新的自鏈。（2）偏置 1）距離：指定偏置距離。 2）反向：使偏置鏈的方向反向。 3）對稱偏置：在基本鏈的兩端各創(chuàng)建一個偏置鏈。 4）副本數(shù)：指定要生成的偏置

14、鏈的副本數(shù)。 5）端蓋選項延伸端蓋：通過沿著曲線的自然方向?qū)⑵溲由斓綄嶋H交點來封閉偏置鏈。圓弧帽形體：通過為偏置鏈曲線創(chuàng)建圓角來封閉偏置鏈。（3）鏈連續(xù)性和終點約束 1）顯示拐角：勾選此復選框，在鏈的每個角上都顯示角的手柄。 2）顯示端點：勾選此復選框，在鏈的每一端都顯示一個端約束手柄。（4）設置 1）輸入曲線轉(zhuǎn)換為參考：將輸入曲線轉(zhuǎn)換為參考曲線。 2）階次：在偏置藝術(shù)樣條時指定階次。2.3.5 陣列曲線 利用此命令可將草圖曲線進行陣列。建立陣列是指多重復制選擇的對象，并把這些副本按矩形、目標點或圓形排列。把副本按矩形排列稱為建立線性陣列，把副本按目標點排列稱為建立常規(guī)陣列，把副本按圓形排列稱

15、為建立圓形陣列。建立圓形陣列時，應該控制復制對象的次數(shù)和對象是否被旋轉(zhuǎn)；建立線性陣列時，應該控制行和列的數(shù)量以及對象副本之間的距離。 1）線性：使用一個或兩個方向定義布局，如圖所示。 2）圓形：使用旋轉(zhuǎn)點和可選徑向間距參數(shù)定義布局，如圖所示。 3）常規(guī)：使用一個或多個目標點或坐標系定義的位置來定義布局，如圖所示。2.3.6 交點 使用此命令在指定幾何體通過草圖平面的位置創(chuàng)建一個關(guān)聯(lián)點和基準軸。 1）選擇曲線：選擇要在上面創(chuàng)建交點的曲線。 2）循環(huán)解：當路徑與草圖平面有一個以上的交點或路徑為開環(huán)，不與草圖平面相交采用備選解。2.3.7 派生曲線 選擇一條或幾條直線后，利用本命令，系統(tǒng)自動生成其平

16、行線或中線或角平分線。執(zhí)行方式/菜單：選擇“菜單”“插入”“來自曲線集的曲線”“派生直線”命令。功能區(qū)：單擊“主頁”選項卡，選擇“曲線”組“曲線”庫中的“派生直線” 圖標。/ 執(zhí)行上述方式后，選擇要偏置的曲線。在適當位置單擊或輸入偏置距離，如圖所示。 此外，還有“添加現(xiàn)有曲線”、“投影曲線”和“相交曲線”等草圖編輯方法，與“派生曲線”類似。2.4 草圖約束2.4.1 建立尺寸約束 建立草圖尺寸約束是限制草圖幾何對象的大小和形狀，也就是在草圖上標注草圖尺寸，并設置尺寸標注線，與此同時在建立相應的表達式，以便在后續(xù)的編輯工作中實現(xiàn)尺寸的參數(shù)化驅(qū)動。（1） 快速尺寸 使用該選項，在選擇幾何體后，由系

17、統(tǒng)自動根據(jù)所選擇的對象搜尋合適尺寸類型進行匹配。（2）線性尺寸 1） 水平：該選項用于指定與約束兩點間距離的與 XC 軸平行的尺寸（也就是草圖的水平參考），示意圖如圖所示。 2） 豎直：該選項用于指定與約束兩點間距離的與 YC 軸平行的尺寸（也就是草圖的豎直參考），示意圖如圖所示。 3） 平行：該選項用于指定平行于兩個端點的尺寸。平行尺寸限制兩點之間的最短距離，平行標注示意圖如圖所示。 4） 垂直：該選項用于指定直線和所選草圖對象端點之間的垂直尺寸，測量到該直線的垂直距離，垂直標注示意圖如圖所示。（3） 角度 該選項用于指定兩條線之間的角度尺寸。相對于工作坐標系按照逆時針方向測量角度，角度標注

18、示意圖所示。（4） 徑向 1） 直徑：該選項用于為草圖的弧/圓指定直徑尺寸，直徑標注示意圖示。 2） 徑向：該選項用于為草圖的弧/圓指定半徑尺寸。如圖所示。（5） 周長 該選項用于將所選的草圖輪廓曲線的總長度限制為一個需要的值?？梢赃x擇周長約束的曲線是直線和弧，選中該選項后，打開如圖所示的“周長尺寸”對話框，選擇曲線后，該曲線的尺寸顯示在距離文本框中。2.4.2 建立幾何約束 使用幾何約束，可以指定草圖對象必須遵守的條件，或是草圖對象之間必須維持的關(guān)系。2.4.3 建立自動約束 在選擇相應曲線后，系統(tǒng)自動應用到草圖的幾何約束的類型（水平、豎直、平行、垂直、相切、點在曲線上、等長、等半徑、重合、

19、同心）。 1）全部設置：選中所有約束類型。 2）全部清除：清除所有約束類型。 3）距離公差：用于控制對象端點的距離必須達到的接近程度才能重合。 4）角度公差：用于控制系統(tǒng)要應用水平、豎直、平行或垂直約束，直線必須達到的接近程度。 2.4.4 顯示/移除約束 用于顯示與所選草圖幾何體相關(guān)的幾何約束。還可以刪除指定的約束，或列出有關(guān)所有幾何約束的信息。（1）列出以下對象的約束 該選項開關(guān)用于控制列在“約束列表窗中”的約束。 1）選定的一個對象：一次只能選擇一個對象。選擇其他對象將自動取消選擇以前選中的對象。該列表窗顯示了與所選對象相關(guān)的約束。這是默認設置。 2）選定的多個對象：選擇多個對象，方法是

20、：逐個選擇，或使用矩形選擇方式同時選中。選擇其他對象不會取消選擇以前選中的對象。列表窗列出了與全部選中對象相關(guān)的約束。 3）活動草圖中的所有對象：顯示激活的草圖中的所有約束。（2）約束類型 該選項用于過濾在列表框中顯示的約束類型。（3）包含或排除 該選項用于確定指定的“約束類型”是列表框中顯示的唯一類型(“包含”，是默認設置)，還是不顯示的唯一類型（“排除”）。（4）顯示約束 該選項用于控制在“約束列表窗”中出現(xiàn)的約束的顯示。 1）顯式：對于由用戶顯式生成的約束。 2）自動推斷：對于曲線生成過程中由系統(tǒng)自動生成的約束。 3）兩者皆是：具備以上二者。（5）約束列表窗 該選項用于列出選中的草圖幾何

21、體的幾何約束。該列表受控于顯示約束選項的設置。“自動推斷的”的幾何約束（即在曲線生成過程中由系統(tǒng)自動生成）在后面括號內(nèi)帶有“I”符號，即“（I）”。（6）列表窗步驟箭頭 該選項用于控制位于約束列表框右側(cè)的“步驟”箭頭，可以上、下移列表中高亮顯示的約束，一次一項。與當前選中的約束相關(guān)聯(lián)的對象將始終高亮顯示在圖形區(qū)。（7）移除高亮顯示的 該選項用于刪除一個或多個約束，方法是：在約束列表窗中選擇他們，然后選擇該選項。（8）移除所列的 該選項用于刪除在約束列表窗中顯示的所有列出的約束。（9）信息 在“信息”窗口中顯示有關(guān)激活的草圖的所有幾何約束信息。如果用戶要保存或打印出約束信息，該選項很有用。2.4.5 動畫模擬尺寸 用于在一個指定的范圍中，動態(tài)顯示使給定尺寸發(fā)生變化的效果。受這一選定尺