2.1 草圖

草圖是指位于二維平面內的曲線和點的集合，是參數化造型的重要工具。設計者可以按照自己的思路隨意繪制二維草圖曲線，然后添加幾何約束、尺寸約束及定位，從而能精確地控制曲線的尺寸、形狀和位置，以滿足設計要求。本節(jié)將介紹草圖的創(chuàng)建、編輯、約束、定位。草圖主要用于以下幾個方面：對圖形進行參數化驅動；用草圖建立標準成型特征無法實現的形狀；如果形狀可以用拉伸、旋轉或沿導線掃描的方法建立，可將草圖作為模型的基礎特征；將草圖作為自由形狀特征的控制線。

2.1.1 草圖環(huán)境

1．進入和退出草圖環(huán)境的方法

新建一個文件，按〈Ctrl+M〉進入建模環(huán)境后，可選擇菜單“插入”→“在任務環(huán)境中繪制草圖”命令，系統(tǒng)彈出“創(chuàng)建草圖”對話框，選擇或創(chuàng)建一個草繪平面后，單擊對話框的“確定”按鈕，系統(tǒng)進入草圖環(huán)境。草繪平面是草圖所在的某個空間平面，它可以是基準平面，也可以是實體的某個面，系統(tǒng)默認下草繪平面位于XC-YC平面。

進入草繪環(huán)境后，繪制草圖的工具按鈕命令被激活，它們位于“主頁”選項卡中，如圖2-1所示。

完成繪制草圖后，單擊“主頁”選項卡→“草圖”分組→“完成”按鈕，退出草圖環(huán)境。

2．草圖環(huán)境設置

進入草圖環(huán)境后，選擇菜單“Task”→“草圖設置”命令，彈出如圖2-2所示的“草圖設置”對話框。在該對話框中可以設置草圖“尺寸標簽”的顯示樣式以及草圖創(chuàng)建過程中是否自動創(chuàng)建約束和自動標注尺寸。

2.1.2 創(chuàng)建草圖

創(chuàng)建草圖首先要創(chuàng)建一個二維草繪平面，然后在草繪平面上創(chuàng)建草圖對象。

1．創(chuàng)建草圖工作平面

進入建模環(huán)境后，選擇菜單“插入”→“在任務環(huán)境中繪制草圖”命令，系統(tǒng)彈出如圖2-3所示的“創(chuàng)建草圖”對話框，在該對話框的“類型”下拉列表中提供了兩種創(chuàng)建草圖平面的方法“在平面上”和“基于路徑”。

（1）在平面上

“在平面上”是指以平面為基礎來創(chuàng)建所需的草圖工作平面。在“平面方法”下拉列表框中，UG提供了3種指定草圖工作平面的方式。

●現有平面：選擇該選項可指定坐標系中的基準面作為草圖平面，或選擇三維實體中的一個面作為草圖平面。

●創(chuàng)建平面：該選項可以借助現有平面、實體及邊線等圖素作為參照，創(chuàng)建一個新的平面，然后以此為草圖平面。

●創(chuàng)建基準坐標系：該選項可以首先創(chuàng)建一個新的坐標系，然后選擇新坐標系中的基準面作為草圖平面。

（2）基于路徑

“基于路徑”是將已有直線、圓、實體邊線、圓弧等曲線作為基礎，選擇與曲線軌跡垂直、平行等各種不同關系形成的平面作為草圖平面。選擇該方法創(chuàng)建草圖平面時，繪圖區(qū)內必須有可供選擇的直線、圓、實體邊線、圓弧等曲線。

2．創(chuàng)建草圖對象

選擇或創(chuàng)建草繪平面后，單擊“創(chuàng)建草圖”對話框的“確定”按鈕，進入草繪環(huán)境，可利用如圖2-1所示用戶界面中的草繪命令繪制草圖曲線。

提示：在選取草圖平面時，應優(yōu)先選取實體表面或基準平面，因為此時創(chuàng)建的草圖與指定的草圖平面之間存在相關性，方便使用和修改。如果沒有合適的平面選取，可事先創(chuàng)建基準平面，然后再選取。

3．轉換為自參考對象

在繪制草圖時，有時需要繪制一些輔助線，這些輔助線不能作為草圖元素，可將其轉換為自參考對象，使其不控制草圖幾何體。選取需要轉換為參考的圖素，然后單擊“草圖工具”工具欄中的“轉換至/自參考對象”按鈕，將其轉換為參考。

2.1.3 草圖的約束

對草圖進行合理的約束是實現草圖參數化的關鍵所在。用UG創(chuàng)建草圖，其本質就是隨意畫出一些圖素，然后再添加約束，使其達到設計要求。草圖約束包括3種類型：尺寸約束、幾何約束和定位約束。

1．尺寸約束

草圖的尺寸約束就是對草圖進行尺寸標注，來控制圖素的幾何尺寸。單擊“草圖工具”工具欄中的“自動判斷尺寸”按鈕，彈出如圖2-4所示的不同的尺寸約束類型。

2．幾何約束

尺寸約束的作用在于限制草圖對象之間的幾何關系，如相切、平行、共線等。

1）自動創(chuàng)建約束

依據草圖對象之間的幾何關系，按照設定的幾何約束類型，自動將相應的幾何約束添加到草圖對象上去。單擊“主頁”選項卡→“約束”分組→“自動約束”按鈕，彈出如圖2-5所示的“自動約束”對話框。設定需要的約束類型后，單擊“應用”按鈕，將分析草圖對象之間的幾何關系，自動建立各對象間的幾何約束。

2）手工創(chuàng)建約束

手工創(chuàng)建約束是指由用戶對選取的對象指定約束。單擊“主頁”選項卡→“約束”分組→“幾何約束”按鈕，彈出如圖2-6所示的“約束”對話框。在對話框的“約束”選項組中單擊選擇約束類型后，分別選擇添加約束的兩個幾何對象，即可創(chuàng)建約束。

3．顯示/移除約束

“顯示/移除約束”命令用于顯示與選定的草圖幾何對象關聯的約束，并可移除這些約束。單擊“主頁”選項卡→“約束”分組→“顯示/移除約束”按鈕，系統(tǒng)彈出如圖2-7所示的“顯示/移除約束”對話框。

2.1.4 草圖的編輯

在繪制草圖過程中經常需要運用快速修剪、延伸、倒圓角、倒斜角等命令對圖素進行編輯。這些編輯工具按鈕位于如圖2-1所示的“主頁”選項卡→“曲線”分組中。

1．快速修剪

“快速修剪”工具可以以任一方向將曲線修剪到最近的交點或選定的邊界。選擇該命令后，當鼠標捕捉到需要修剪（移除）的對象時，該對象將高亮顯示，單擊即可實現快速修剪，如圖2-8所示。

2．快速延伸

“快速延伸”工具可以將草圖元素延伸至臨近曲線或選定的邊界線，如圖2-9所示。

3．圓角

“圓角”工具可以在兩條或三條曲線之間倒圓角，如圖2-10所示。

4．斜角

“斜角”工具可以在兩條曲線之間倒斜角，如圖2-11所示。

2.1.5 草圖的操作

草圖操作工具可完成對已有草圖的鏡像、投影、偏置等操作，從而獲得新的草圖曲線。

1．鏡像曲線

選擇菜單“插入”→“來自曲線集的曲線”→“鏡像曲線”命令，或單擊“主頁”選項卡→“曲線”分組→“鏡像曲線”按鈕

，彈出如圖2-12所示的“鏡像曲線”對話框。指定直線為中心線，選取所有要鏡像的對象。鏡像效果如圖2-13所示。

2．投影曲線

利用該工具可以將二維曲線、實體或片體的邊按草圖平面的法向進行投影，將其變?yōu)椴輬D曲線。操作過程如下。

打開附帶光盤文件ch02\ch02_01\touyingqx.prt，選擇基準平面作為草繪平面，進入草繪環(huán)境。單擊“主頁”選項卡→“曲線”分組→“投影曲線”按鈕，彈出如圖2-14所示的“投影曲線”對話框，設置輸出曲線的類型后，選取需要投影的對象，最后單擊“確定”按鈕，即將曲線對象投影到草圖平面，并成為草圖元素，如圖2-15所示。

【例2-1】 繪制如圖2-16所示的草圖

1）新建一個名為caohui.prt的文件，按〈Ctrl+M〉鍵進入建模環(huán)境。選擇菜單“插入”→“在任務環(huán)境中繪制草圖”命令，彈出“創(chuàng)建草圖”對話框。采用默認設置，然后單擊“確定”按鈕，進入草繪環(huán)境。系統(tǒng)默認情況下，采用XC-YC平面作為草繪平面，+ZC軸垂直繪圖平面，并指向用戶。

2）繪制如圖2-17所示的兩個同心圓和兩條互相垂直的直線，并使圓心位于兩直線的交點。

3）依次選擇兩個圓和兩條直線，單擊“主頁”選項卡→“約束”分組→“轉換至/自參考對象”按鈕，將其轉換為參考對象（輔助線）。依次右擊兩個圓和兩條直線，在彈出的快捷菜單中選擇“編輯顯示”命令，彈出如圖2-18所示的“編輯對象顯示”對話框，在“線型”下拉列表中選擇虛線，將參考對象轉為參考線（虛線顯示），如圖2-19所示。

4）在“選擇條”中將“象限點”捕捉方式按鈕激活，如圖2-20所示。拾取φ60圓的4個象限點作為圓心，分別繪制φ12、φ14、φ16、φ18的4個圓并添加尺寸約束，如圖2-21和圖2-22所示。

5）約束4個小圓圓心在直線上，其操作步驟如圖2-23所示。單擊“主頁”選項卡→“約束”分組→“幾何約束”按鈕，彈出“幾何約束”對話框。選擇約束類型為“點在線上”，捕捉φ12小圓圓心作為要約束的對象，選擇直線作為要約束到的對象，即可添加約束。按照同樣的操作，將其他3個小圓圓心約束在直線上。

6）采用“圓角”命令繪制4段與小圓相切的圓弧。單擊“主頁”選項卡→“曲線”分組→“圓角”按鈕，選取φ12和φ14兩個小圓上面的兩點，在合適的位置單擊，創(chuàng)建一段圓弧，如圖2-24所示，同時系統(tǒng)自動顯示相切符號。雙擊圖中的尺寸R25.5，在彈出的文本框中輸入R23.29并單擊鼠標中鍵確認，繪制第一段圓弧，如圖2-25所示。

7）按照步驟6）的操作，分別繪制R23.64、R24.15、R21.64的3段圓弧，如圖2-26所示。

8）單擊“主頁”選項卡→“草圖”分組→“完成”按鈕，完成草繪。

9）選擇菜單“文件”→“保存”命令，保存文件。

提示：在用“圓角”命令繪制與小圓相切的圓弧時，要注意鼠標拾取點和鼠標單擊點的位置，否則會出現錯誤答案。本例圓弧的繪制也可采用“圓弧”命令先繪出圓弧，然后添加相切和尺寸約束。繪制完成后圓弧半徑尺寸顯示一位小數，可右擊該尺寸，在彈出的快捷菜單中選擇“編輯”命令，在系統(tǒng)彈出的“編輯尺寸”對話框中修改小數點后兩位數即可。