1、第2章 草圖與曲線2.1 進入草圖環境 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。 使用草圖可以實現對曲線的參數化控制，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化時。 2）用草圖來建立通過標準成型特征無法實現的形狀。 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

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的直線和圓弧。（1）對象類型 1）直線 ：在視圖區選擇兩點繪制直線。 2）圓弧 ：在視圖區選擇一點，輸入半徑，然后再在視圖區選擇另一點，或者根據相應約束和掃描角度繪制圓弧。當從直線連接圓弧時，將創建一個兩點圓弧。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坐標值創建曲線點。 2）參數模式 ：使用與直線或圓弧曲線類型對應的參數創建曲線點。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坐標創建直線起點或終點。 2）參數模式 ：使用長度和角度參數創建直線起點或終點。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）參數模式 ：用于指定圓的直徑參數。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 ：創建一條經過三個點的圓弧。 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）參數模式 ：用于指定三點定圓弧的半徑參數。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。（2）選項 1）刪除第三條曲線 ：刪除選定的第三條曲線。 2）創建備選圓角 ：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 ：根據對角點上的兩點創建矩形，如圖所示。 2）按3點 ：根據起點和決定寬度、寬度和角度的兩點來創建矩形，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）參數模式 ：用于相關參數值為矩形指定點。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。人類曾經為準確找到手工繪制正多邊形的方法而長期求索。偉大數

7、學家高斯為發現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。現在利用UG軟件，可以很輕松的繪制任意正多邊形。（1）中心點 在適當的位置單擊或通過點對話框確定中心點。（2）邊 輸入多邊形的邊數。（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：設置多邊形內切圓和外接圓半徑的大小。 4）旋轉：設置從草圖水平軸開始測量的旋轉角度。 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：在適當的位置單擊或通過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，創建整圓。若取消此復選框的勾選，輸入起始角和終止角創建橢圓弧。 5）旋轉角度：橢圓的旋轉角度是主軸相對于 XC 軸，沿逆時針方向傾斜的角度。2.2.10 藝術樣條 樣條曲線是由一組點定義的光滑曲線，樣條曲線經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建樣條。 2）根據極點：用于通過構造和操控樣條極點來創建樣條。（2）點/極點位置定義樣條點或極點位置。（3）參數化 1）次數：指定樣條的階次。樣條的極點數不得少于次數。 2）匹配的結點位置：勾選此復選框，定義點所在的位置放置結點。 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。（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束位置上展開對稱延伸。 2）起點/結束無：不創建延伸按值：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：將約束限制為曲面的U和V向。截面：允許約束同任何方向對齊。法向：根據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。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，經常用來增加草圖實體（直線、中心線或

12、圓弧）的長度。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）將中心線轉換為參考：將活動中心線轉換為參考。

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、面、一組邊線、側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建一個偏置鏈。 4）副本數：指定要生成的偏置

14、鏈的副本數。 5）端蓋選項延伸端蓋：通過沿著曲線的自然方向將其延伸到實際交點來封閉偏置鏈。圓弧帽形體：通過為偏置鏈曲線創建圓角來封閉偏置鏈。（3）鏈連續性和終點約束 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）輸入曲線轉換為參考：將輸入曲線轉換為參考曲線。 2）階次：在偏置藝術樣條時指定階次。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和對象是否被旋轉；建立線性陣列時，應該控制行和列的數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：使用旋轉點和可選徑向間距參數定義布局，如圖所示。 3）常規：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建一個關聯點和基準軸。 1）選擇曲線：選擇要在上面創建交點的曲線。 2）循環解：當路徑與草圖平面有一個以上的交點或路徑為開環，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，系統自動生成其平

16、行線或中線或角平分線。執行方式/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：單擊“主頁”選項卡，選擇“曲線”組“曲線”庫中的“派生直線” 圖標。/ 執行上述方式后，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，以便在后續的編輯工作中實現尺寸的參數化驅動。（1） 快速尺寸 使用該選項，在選擇幾何體后，由系

17、統自動根據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。可以選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系。2.4.3 建立自動約束 在選擇相應曲線后，系統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的幾何約束。還可以刪除指定的約束，或列出有關所有幾何約束的信息。（1）列出以下對象的約束 該選項開關用于控制列在“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自動生成）在后面括號內帶有“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聯的對象將始終高亮顯示在圖形區。（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，動態顯示使給定尺寸發生變化的效果。受這一選定尺