UG NX 12.0機械設計教程 課件 第2章 二維草圖設計

二維草圖的設計是創(chuàng)建許多特征的基礎，例如在創(chuàng)建拉伸、回轉和掃掠等特征時，都需要先繪制所建特征的截面形狀，其中掃描特征還需要通過繪制草圖以定義掃掠軌跡。第2章二維草圖設計

下面列出了UGNX12.0軟件草圖中經常使用的術語。對象：二維草圖中的任何幾何元素（如直線、中心線、圓弧、圓、橢圓、樣條曲線、點或坐標系等）。

尺寸：對象大小或對象之間位置的量度。約束：定義對象幾何關系或對象間的位置關系。

參數(shù)：草圖中的輔助元素。過約束：兩個或多個約束可能會產生矛盾或多余約束。出現(xiàn)這種情況，必須刪除一個不需要的約束或尺寸以解決過約束。2.1理解草圖環(huán)境中的關鍵術語1．進入草圖環(huán)境的操作方法2．選擇草圖平面3．退出草圖環(huán)境的操作方法4．直接草圖工具2.2進入與退出草圖環(huán)境2.3坐標系的介紹1.絕對坐標系（ACS）絕對坐標系是原點在（０,０,０）的坐標系，是唯一的、是固定不變的。2．工作坐標系（WCS）要顯示工作坐標系，單擊上邊框條右側的按鈕，在彈出圖2.3.1所示的“上邊框條”工具條中選擇實用工具組WCS下拉菜單顯示W(wǎng)CS選項。工作坐標系包括坐標原點和坐標軸，如圖2.3.2所示。它的軸通常是正交的（即相互間為直角），并且遵守右手定則。

圖2.3.1“上邊框條”工具條圖2.3.2工作坐標系（WCS）a）俯視圖b）正三軸測圖3．基準坐標系（CSYS）基準坐標系由單獨的可選組件組成，如圖2.3.3所示，包括：整個CSYS、三個基準平面、三個基準軸及原點。4．右手定則常規(guī)的右手定則：如果坐標系的原點在右手掌，拇指向上延伸的方向對應于某個坐標軸的方向，則可以利用常規(guī)的右手定則確定其他坐標軸的方向。旋轉的右手定則：旋轉的右手定則用于將矢量和旋轉方向關聯(lián)起來。

圖2.3.3基準坐標系（CSYS）圖2.3.5旋轉的右手定則圖2.3.4常規(guī)的右手定則進入草圖環(huán)境后，選擇下拉菜單“首選項”|“草圖”命令，彈出“草圖首選項”對話框，如圖2.4.1所示。在該對話框中可以設置草圖的顯示參數(shù)和默認名稱前綴等參數(shù)。

2.4繪制草圖前的設置圖2.4.1“草圖首選項”對話框a)“草圖設置”選項卡b)“會話設置”選項卡1．“插入”下拉菜單草圖環(huán)境中的主要菜單（圖2.5.1），它的功能主要包括草圖的繪制、標注和添加約束等。單擊該下拉菜單，即可彈出其中的命令，其中絕大部分命令都以快捷按鈕方式出現(xiàn)在屏幕的工具欄中。2.5草圖環(huán)境中的下拉菜單圖2.5.1

“插入”下拉菜單E1E2E3E4E5D1D2AB1B2B3B4B5B6B7B8B9B10B11B12C1C2C3C4C5C6C7FG2．“編輯”下拉菜單草圖環(huán)境中對草圖進行編輯的菜單，如圖所示。選擇該下拉菜單，即可彈出其中的選項，其中絕大部分選項都以快捷按鈕方式出現(xiàn)在屏幕的工具欄中。ABCDEFGHIJKLMNPQO1O2O3O4O5O6O7O8O9O10O112.6.1草圖繪制概述2.6.2“草圖工具”工具條簡介2.6.3自動標注功能2.6.4繪制直線2.6.5繪制圓弧2.6.6繪制圓2.6.7繪制圓角2.6.8繪制矩形2.6.9繪制輪廓線2.6.10繪制派生直線2.6.11樣條曲線2.6.12點的繪制及點對話框2.6草圖的繪制2.6.1草圖繪制概述要進行草繪，應先從草繪環(huán)境的工具欄按鈕區(qū)或“插入”|“曲線”下拉菜單中選取一個繪圖命令，然后可通過在圖形區(qū)選取點來創(chuàng)建對象。說明：草繪環(huán)境中鼠標的使用：繪制草圖時，可以在圖形區(qū)單擊以確定點，單擊中鍵中止當前操作或退出當前命令。當不處于草圖繪制狀態(tài)時，單擊可選取多個對象；選擇對象后，右擊將彈出帶有最常用草圖命令的快捷菜單。

滾動鼠標中鍵，可以縮放模型（該功能對所有模塊都適用）。向前滾，模型縮??；向后滾，模型變大。按住鼠標中鍵，移動鼠標，可旋轉模型（該功能對所有模塊都適用）。先按住鍵盤上的Shift鍵，然后按住鼠標中鍵，移動鼠標可移動模型（該功能對所有模塊都適用）。2.6.2草圖工具按鈕簡介進入草圖環(huán)境后，在“主頁”功能選項卡中會出現(xiàn)繪制草圖時所需要的各種工具按鈕，如圖2.6.1所示。2.6.3自動標注功能繪制草圖時，在“主頁”功能約束區(qū)域中“連續(xù)自動標注尺寸”按鈕（圖2.6.2），系統(tǒng)可自動給繪制的草圖添加尺寸標注。圖2.6.1“主頁”功能選項卡“約束”部分“編輯”部分“繪制”部分圖2.6.2“連續(xù)自動標注尺寸”選項2.6.4繪制直線選擇下拉菜單“插入”|“曲線”|“直線”命令（或單擊工具欄中的“直線”按鈕），系統(tǒng)彈出圖2.6.4所示的“直線”工具條。

圖2.6.4“直線”工具條2.6.5繪制圓弧選擇下拉菜單“插入”|“曲線”|“圓弧”命令（或單擊工具欄中的“圓弧”按鈕），系統(tǒng)彈出圖2.6.7所示的“圓弧”工具條。繪制圓弧有兩種方法：一個是通過確定圓弧的兩個端點和圓弧上的一個通過點來創(chuàng)建圓弧；一個是通過確定圓弧的中心和端點創(chuàng)建圓弧。2.6.6繪制圓選擇下拉菜單“插入”|“曲線”|“圓”命令（或單擊工具欄中的“圓”按鈕），系統(tǒng)彈出圖2.6.8所示的“創(chuàng)建圓角”對話框。

圖2.6.7“圓弧”工具條2.6.7繪制圓角選擇下拉菜單“插入”|“曲線”|“圓角”命令（或單擊工具欄中的“圓角”按鈕），系統(tǒng)彈出圖2.6.9所示的“矩形”工具條。

圖2.6.8“圓”工具條圖2.6.9“圓角”工具條圖2.6.10

選取直線選取這兩條直線圖2.6.11

“取消修剪”的圓角圖2.6.12

“創(chuàng)建備選圓角”的選擇（一）圖2.6.13“創(chuàng)建備選圓角”的選擇（二）繪制矩形有三種方法：一個是通過確定兩個對角點來創(chuàng)建矩形；一個是通過確定三個頂點來創(chuàng)建矩形；一個是通過選取中心點、一條邊的中點和頂點來創(chuàng)建矩形。2.6.8繪制矩形選擇下拉菜單“插入”|“矩形”命令，系統(tǒng)彈出圖2.6.14所示的“矩形”工具條。

圖2.6.15

兩點方式第一個角點第二個角點圖2.6.16

三點方式第一個頂點第二個頂點第三個頂點圖2.6.17

從中心方式中心點第二個點第三個點圖2.6.14

“矩形”工具條2.6.9繪制輪廓線選擇下拉菜單“插入”|“曲線”|“輪廓”命令。（或單擊輪廓按鈕），系統(tǒng)彈出圖2.6.18所示的“輪廓”工具條。圖2.6.19

繪制連續(xù)的對象圖2.6.20

用“輪廓線”命令繪制弧圖2.6.18“輪廓”工具條2.6.10繪制派生曲線選擇下拉菜單“插入”|“來自曲線集的曲線”|“派生直線”命令。圖2.6.22

直線的派生（二）圖2.6.21

直線的派生（一）選取此直線為參考圖2.6.23派生兩條平行線中間的直線圖2.6.24派生角平分線2.6.11樣條曲線選擇下拉菜單“插入”|“曲線”|“藝術樣條”命令。（或單擊藝術樣條按鈕），系統(tǒng)彈出圖2.6.26所示的“藝術樣條”對話框。圖2.6.25

藝術樣條的創(chuàng)建a）“通過點”方式b）“根據(jù)極點”方式圖2.6.26

“藝術樣條”對話框2.6.12點的繪制及“點”對話框選擇下拉菜單“插入”|“基準點”|“點”命令。（或單擊點按鈕），系統(tǒng)彈出圖2.6.28所示的“點”對話框。圖2.6.27

構造點b）構造點后a）構造點前雙擊此曲線圖2.6.28“草圖點”對話框圖2.6.29

“點”對話框2.7草圖的編輯2.7.1直線的操縱2.7.2圓的操縱2.7.3圓弧的操縱2.7.4樣條曲線的操縱2.7.5制作拐角2.7.6刪除對象2.7.7復制對象2.7.8快速修剪2.7.9快速延伸2.7.10鏡像2.7.11偏置曲線2.7.12編輯定義截面2.7.13交點2.7.14相交曲線2.7.15投影曲線2.7.1直線的操縱2.7.2圓的操縱2.7.3圓弧的操縱圖2.7.1

操縱1：直線的轉動和拉伸圖2.7.2

操縱2：直線的移動圖2.7.3

操縱1：圓的縮放圖2.7.4

操縱2：圓的移動圖2.7.5

操縱1：改變弧的半徑圖2.7.6

操縱2：改變弧的位置圖2.7.7

操縱3：弧的移動2.7.4樣條曲線的操縱2.7.5制作拐角選取下拉菜單“編輯”|“曲線”|“制作拐角”命令（或單擊“制作拐角”按鈕），系統(tǒng)彈出圖2.7.10所示的“制作拐角”對話框。圖2.7.9

操縱2：曲線的移動圖2.7.8

操縱1：改變曲線的形狀圖2.7.10制作拐角b）制作后a）制作前第二條拐角邊第一條拐角邊圖2.7.11“制作拐角”對話框2.7.6刪除對象在圖形區(qū)單擊或框選要刪除的對象（框選時要框住整個對象），此時可看到選中的對象變成藍色。按一下鍵盤上的Delete鍵，所選對象即被刪除。2.7.7復制/粘貼對象選擇下拉菜單“編輯”|“復制”命令，然后選擇下拉菜單“編輯”|“粘貼”命令，則圖形區(qū)出現(xiàn)圖2.7.13b所示的對象。

圖2.7.13

對象的復制/粘貼b）復制/粘貼后的結果a）要復制的對象2.7.8快速修剪選擇下拉菜單“編輯”|“曲線”|“快速修剪”命令，可以對多余的曲線進行修剪，如圖2.7.15所示。

2.7.9快速延伸選擇下拉菜單“編輯”|“曲線”|“快速延伸”命令，可以將曲線延伸到下一個邊界，如圖2.7.16所示。

圖2.7.15

快速修剪b）修剪后a）修剪前選取要修剪的部分圖2.7.16

快速延伸a）延伸前選取此曲線b）延伸后2.7.10鏡像鏡像可以將草圖對象以一條直線為對稱中心，將所選取的對象以這條對稱中心為軸進行復制，生成新的草圖對象，圖2.7.17所示

。選擇下拉菜單“插入”|“來自曲線集的曲線”|“鏡像”命令，系統(tǒng)彈出圖2.7.18所示“鏡像曲線”對話框。通過此對話框用戶可以創(chuàng)建鏡像曲線。

圖2.7.17

鏡像操作選取Y軸作為鏡像中心線a）鏡像前b）鏡像后圖2.7.18“鏡像曲線”對話框2.7.11偏置曲線偏置曲線就是對當前草圖中的曲線進行偏移，從而產生與源曲線相關聯(lián)、形狀相似的新的曲線。

圖2.7.19所示

。選擇下拉菜單“插入”|“來自曲線集的曲線”|“偏置曲線”命令，系統(tǒng)彈出圖2.7.20所示“偏置曲線”對話框。通過此對話框用戶可以創(chuàng)建偏置曲線。

圖2.7.19

偏置曲線的創(chuàng)建

a）參照曲線c）“圓弧帽形體”形式的曲線b）“延伸端蓋”形式的曲線圖2.7.20“偏置曲線”對話框2.7.12編輯定義截面草圖曲線一般可用于拉伸、旋轉和掃描等特征的剖面，如果要改變特征剖面的形狀，可以通過“編輯定義截面”功能來實現(xiàn)，圖2.7.21所示

。在草圖環(huán)境下，選擇下拉菜單“編輯”|“編輯定義截面”命令，系統(tǒng)彈出圖2.7.22所示“編輯定義截面”對話框。通過此對話框用戶可以創(chuàng)建編輯定義截面。圖2.7.21

編輯定義截面b）編輯定義截面后a）編輯定義截面前

取消選擇的曲線圖2.7.22

“編輯定義截面”對話框2.7.13交點“相交曲線”命令可以方便地查找指定幾何體穿過草圖平面處的點，并在這個位置創(chuàng)建一個關聯(lián)點和基準軸，圖2.7.26所示。在草圖環(huán)境下，選擇下拉菜單“插入”|“來自曲線集的曲線”|“交點”命令，系統(tǒng)彈出圖2.7.27所示“交點”對話框。通過此對話框用戶可以創(chuàng)建草圖平面與指定幾何體的交點。圖2.7.26

相交操作b）創(chuàng)建后關聯(lián)點和基準軸a）創(chuàng)建前選取此邊界曲線選取此基準平面作為草圖平面圖2.7.27“交點”對話框2.7.14相交曲線“相交曲線”命令可以通過用戶指定的面與草圖基準平面相交產生一條曲線，圖2.7.28所示。在草圖環(huán)境下，選擇下拉菜單“插入”|“處方曲線”|“相交曲線”命令，系統(tǒng)彈出圖2.7.29所示“相交曲線”對話框。通過此對話框用戶可以創(chuàng)建草圖平面與指定幾何體的相交線。圖2.7.28創(chuàng)建相交曲線a）創(chuàng)建前選取此面為“要相交的面”b）創(chuàng)建后圖2.7.29“相交曲線”對話框2.7.15投影曲線投影曲線功能是將選取的對象按垂直于草圖工作平面的方向投影到草圖中，使之成為草圖對象，圖2.7.30所示。在草圖環(huán)境下，選擇下拉菜單“插入”|“處方曲線”|“投影曲線”命令，系統(tǒng)彈出圖2.7.31所示“投影曲線”對話框。通過此對話框用戶可以創(chuàng)建投影曲線。圖2.7.30

創(chuàng)建投影曲線b）投影后生成的投影曲線a）投影前選取此邊線為投影對象選取此基準平面為草圖平面圖2.7.31“投影曲線”對話框2.8草圖的約束2.8.1草圖約束概述2.8.2“草圖約束”工具條簡介2.8.3添加幾何約束2.8.4添加尺寸約束2.8.1草圖約束概述草圖約束主要包括幾何約束和尺寸約束兩種類型。幾何約束是用來定位草圖對象和確定草圖對象之間的相互關系，而尺寸約束是來驅動、限制和約束草圖幾何對象的大小和形狀的。2.8.2“草圖約束”工具條簡介進入草圖環(huán)境后，屏幕上會出現(xiàn)繪制草圖時所需要的“草圖約束”工具條，如圖2.8.1所示。圖2.8.1“約束”區(qū)域“約束”部分A1A2A3A4A5在草圖中，被添加完約束對象中的約束符號顯示方式如表2.8.1所示。

2.8.3添加幾何約束在二維草圖中，添加幾何約束主要有兩種方法：手工添加幾何約束和自動產生幾何約束。方法一：手工添加約束，是指對所選對象由用戶自己來指定某種約束。

方法二：自動產生幾何約束，是指系統(tǒng)根據(jù)選擇的幾何約束類型以及草圖對象間的關系，自動添加相應的約束到草圖對象上。

圖2.8.3

添加相切約束a）約束前選取這兩條曲線b）約束后圖2.8.4“幾何約束”對話框2.8.4添加尺寸約束添加尺寸約束也就是在草圖上標注尺寸，并設置尺寸標注線的形式與尺寸大小，來驅動、限制和約束草圖幾何對象。選擇下拉菜單“插入”|“尺寸”中的命令。主要包括以下幾種標注方式。圖2.8.6

水平和豎直尺寸的標注a）直線c）豎直尺寸b）水平尺寸圖2.8.7

平行尺寸的標注a）直線選取這兩個端點b）平行尺寸圖2.8.8

垂直尺寸的標注a）直線

先選擇此直線再選擇點b）垂直尺寸圖2.8.9

直線間角度的標注a）曲線選取這兩條直線b）創(chuàng)建的銳角角度c）創(chuàng)建的鈍角角度圖2.8.10

直徑的標注a）原始曲線選取此圓b）標注直徑圖2.8.11

半徑的標注a）原始曲線選此圓弧b）標注半徑2.9修改草圖約束2.9.1顯示所有約束2.9.2關系瀏覽器

2.9.3約束的備選解2.9.4移動尺寸2.9.5修改尺寸值2.9.6轉換至/自參考對象2.9.1顯示所有約束單擊“草圖約束”工具條中的“顯示所有約束”按鈕，將顯示施加到草圖上的所有幾何約束。

2.9.2關系瀏覽器圖2.9.1“草圖關系瀏覽器”對話框

2.9.3約束的備選解當用戶對一個草圖對象進行約束操作時，同一約束條件可能存在多種滿足約束的情況，“備選解”操作正是針對這種情況的，它可從約束的一種解法轉為另一種解法。選擇下拉菜單“工具”|“約束”|“備選解算方案”命令，彈出“備選解”對話框，如圖2.9.2所示。用戶可以通過此對話框選擇另一種解法，如圖2.9.3和2.9.4所示。圖2.9.2“備選解”對話框圖2.9.3“外切”圖形圖2.9.4“內切”圖形2.9.4移動尺寸為了使草圖的布局更清晰合理，可以移動尺寸文本的位置。首先將鼠標移至要移動的尺寸處，按住鼠標左鍵。然后左右或上下移動鼠標，可以移動尺寸箭頭和文本框的位置。最后在合適的位置松開鼠標左鍵，完成尺寸位置的移動。2.9.5修改尺寸值修改草圖的標注尺寸有如下兩種方法。方法一：雙擊要修改的尺寸，如圖2.9.5所示。系統(tǒng)彈出動態(tài)輸入框，如圖2.9.6所示。在動態(tài)輸入框中輸入新的尺寸值，并按鼠標中鍵，完成尺寸的修改，如圖2.9.7所示。方法二：

將鼠標移至要修改的尺寸處右擊。在彈出的快捷菜單中選擇“編輯值”命令。在彈出的動態(tài)輸入框中輸入新的尺寸值，單擊中鍵完成尺寸的修改。2.9.6轉換至/自參考對象在為草圖對象添加幾何約束和尺寸約束的過程中，有些草圖對象是作為基準、定位來使用的，或者有些草圖對象在創(chuàng)建尺寸時可能引起約束沖突，此時可利用“草圖約束”工具條中的“轉換為參考的/激活的”按鈕，將草圖對象轉換為參考線（圖2.9.8所示）；當然必要時，也可利用該按鈕將其激活，即從參考線轉化為草圖對象。選擇下拉菜單命令（或單擊“草圖約束”工具條中的“轉換至/自參考對象”按鈕），彈出圖2.9.9所示的“轉換至/自參考對象”對話框。用戶可以通過此對話框對草圖對象進行邊界。圖2.9.6

修改尺寸（二）圖2.9.5

修改尺寸（一）雙擊該尺寸圖2.9.7

修改尺寸（三）圖2.9.8轉換參考對象a)創(chuàng)建參考對象前將此圓變成參考對象b)創(chuàng)建參考對象后圖2.9.9“轉換至/自參考對象”對話框2.10草圖的管理2.10.1定向到草圖2.10.2定向到模型2.10.3重新附著2.10.4創(chuàng)建定位尺寸2.10.5延遲評估與評估草圖2.10.6更新模型2.10.1