2.1 草图

草图是指位于二维平面内的曲线和点的集合，是参数化造型的重要工具。设计者可以按照自己的思路随意绘制二维草图曲线，然后添加几何约束、尺寸约束及定位，从而能精确地控制曲线的尺寸、形状和位置，以满足设计要求。本节将介绍草图的创建、编辑、约束、定位。草图主要用于以下几个方面：对图形进行参数化驱动；用草图建立标准成型特征无法实现的形状；如果形状可以用拉伸、旋转或沿导线扫描的方法建立，可将草图作为模型的基础特征；将草图作为自由形状特征的控制线。

2.1.1 草图环境

1．进入和退出草图环境的方法

新建一个文件，按〈Ctrl+M〉进入建模环境后，可选择菜单“插入”→“在任务环境中绘制草图”命令，系统弹出“创建草图”对话框，选择或创建一个草绘平面后，单击对话框的“确定”按钮，系统进入草图环境。草绘平面是草图所在的某个空间平面，它可以是基准平面，也可以是实体的某个面，系统默认下草绘平面位于XC-YC平面。

进入草绘环境后，绘制草图的工具按钮命令被激活，它们位于“主页”选项卡中，如图2-1所示。

完成绘制草图后，单击“主页”选项卡→“草图”分组→“完成”按钮，退出草图环境。

2．草图环境设置

进入草图环境后，选择菜单“Task”→“草图设置”命令，弹出如图2-2所示的“草图设置”对话框。在该对话框中可以设置草图“尺寸标签”的显示样式以及草图创建过程中是否自动创建约束和自动标注尺寸。

2.1.2 创建草图

创建草图首先要创建一个二维草绘平面，然后在草绘平面上创建草图对象。

1．创建草图工作平面

进入建模环境后，选择菜单“插入”→“在任务环境中绘制草图”命令，系统弹出如图2-3所示的“创建草图”对话框，在该对话框的“类型”下拉列表中提供了两种创建草图平面的方法“在平面上”和“基于路径”。

（1）在平面上

“在平面上”是指以平面为基础来创建所需的草图工作平面。在“平面方法”下拉列表框中，UG提供了3种指定草图工作平面的方式。

●现有平面：选择该选项可指定坐标系中的基准面作为草图平面，或选择三维实体中的一个面作为草图平面。

●创建平面：该选项可以借助现有平面、实体及边线等图素作为参照，创建一个新的平面，然后以此为草图平面。

●创建基准坐标系：该选项可以首先创建一个新的坐标系，然后选择新坐标系中的基准面作为草图平面。

（2）基于路径

“基于路径”是将已有直线、圆、实体边线、圆弧等曲线作为基础，选择与曲线轨迹垂直、平行等各种不同关系形成的平面作为草图平面。选择该方法创建草图平面时，绘图区内必须有可供选择的直线、圆、实体边线、圆弧等曲线。

2．创建草图对象

选择或创建草绘平面后，单击“创建草图”对话框的“确定”按钮，进入草绘环境，可利用如图2-1所示用户界面中的草绘命令绘制草图曲线。

提示：在选取草图平面时，应优先选取实体表面或基准平面，因为此时创建的草图与指定的草图平面之间存在相关性，方便使用和修改。如果没有合适的平面选取，可事先创建基准平面，然后再选取。

3．转换为自参考对象

在绘制草图时，有时需要绘制一些辅助线，这些辅助线不能作为草图元素，可将其转换为自参考对象，使其不控制草图几何体。选取需要转换为参考的图素，然后单击“草图工具”工具栏中的“转换至/自参考对象”按钮，将其转换为参考。

2.1.3 草图的约束

对草图进行合理的约束是实现草图参数化的关键所在。用UG创建草图，其本质就是随意画出一些图素，然后再添加约束，使其达到设计要求。草图约束包括3种类型：尺寸约束、几何约束和定位约束。

1．尺寸约束

草图的尺寸约束就是对草图进行尺寸标注，来控制图素的几何尺寸。单击“草图工具”工具栏中的“自动判断尺寸”按钮，弹出如图2-4所示的不同的尺寸约束类型。

2．几何约束

尺寸约束的作用在于限制草图对象之间的几何关系，如相切、平行、共线等。

1）自动创建约束

依据草图对象之间的几何关系，按照设定的几何约束类型，自动将相应的几何约束添加到草图对象上去。单击“主页”选项卡→“约束”分组→“自动约束”按钮，弹出如图2-5所示的“自动约束”对话框。设定需要的约束类型后，单击“应用”按钮，将分析草图对象之间的几何关系，自动建立各对象间的几何约束。

2）手工创建约束

手工创建约束是指由用户对选取的对象指定约束。单击“主页”选项卡→“约束”分组→“几何约束”按钮，弹出如图2-6所示的“约束”对话框。在对话框的“约束”选项组中单击选择约束类型后，分别选择添加约束的两个几何对象，即可创建约束。

3．显示/移除约束

“显示/移除约束”命令用于显示与选定的草图几何对象关联的约束，并可移除这些约束。单击“主页”选项卡→“约束”分组→“显示/移除约束”按钮，系统弹出如图2-7所示的“显示/移除约束”对话框。

2.1.4 草图的编辑

在绘制草图过程中经常需要运用快速修剪、延伸、倒圆角、倒斜角等命令对图素进行编辑。这些编辑工具按钮位于如图2-1所示的“主页”选项卡→“曲线”分组中。

1．快速修剪

“快速修剪”工具可以以任一方向将曲线修剪到最近的交点或选定的边界。选择该命令后，当鼠标捕捉到需要修剪（移除）的对象时，该对象将高亮显示，单击即可实现快速修剪，如图2-8所示。

2．快速延伸

“快速延伸”工具可以将草图元素延伸至临近曲线或选定的边界线，如图2-9所示。

3．圆角

“圆角”工具可以在两条或三条曲线之间倒圆角，如图2-10所示。

4．斜角

“斜角”工具可以在两条曲线之间倒斜角，如图2-11所示。

2.1.5 草图的操作

草图操作工具可完成对已有草图的镜像、投影、偏置等操作，从而获得新的草图曲线。

1．镜像曲线

选择菜单“插入”→“来自曲线集的曲线”→“镜像曲线”命令，或单击“主页”选项卡→“曲线”分组→“镜像曲线”按钮

，弹出如图2-12所示的“镜像曲线”对话框。指定直线为中心线，选取所有要镜像的对象。镜像效果如图2-13所示。

2．投影曲线

利用该工具可以将二维曲线、实体或片体的边按草图平面的法向进行投影，将其变为草图曲线。操作过程如下。

打开附带光盘文件ch02\ch02_01\touyingqx.prt，选择基准平面作为草绘平面，进入草绘环境。单击“主页”选项卡→“曲线”分组→“投影曲线”按钮，弹出如图2-14所示的“投影曲线”对话框，设置输出曲线的类型后，选取需要投影的对象，最后单击“确定”按钮，即将曲线对象投影到草图平面，并成为草图元素，如图2-15所示。

【例2-1】 绘制如图2-16所示的草图

1）新建一个名为caohui.prt的文件，按〈Ctrl+M〉键进入建模环境。选择菜单“插入”→“在任务环境中绘制草图”命令，弹出“创建草图”对话框。采用默认设置，然后单击“确定”按钮，进入草绘环境。系统默认情况下，采用XC-YC平面作为草绘平面，+ZC轴垂直绘图平面，并指向用户。

2）绘制如图2-17所示的两个同心圆和两条互相垂直的直线，并使圆心位于两直线的交点。

3）依次选择两个圆和两条直线，单击“主页”选项卡→“约束”分组→“转换至/自参考对象”按钮，将其转换为参考对象（辅助线）。依次右击两个圆和两条直线，在弹出的快捷菜单中选择“编辑显示”命令，弹出如图2-18所示的“编辑对象显示”对话框，在“线型”下拉列表中选择虚线，将参考对象转为参考线（虚线显示），如图2-19所示。

4）在“选择条”中将“象限点”捕捉方式按钮激活，如图2-20所示。拾取φ60圆的4个象限点作为圆心，分别绘制φ12、φ14、φ16、φ18的4个圆并添加尺寸约束，如图2-21和图2-22所示。

5）约束4个小圆圆心在直线上，其操作步骤如图2-23所示。单击“主页”选项卡→“约束”分组→“几何约束”按钮，弹出“几何约束”对话框。选择约束类型为“点在线上”，捕捉φ12小圆圆心作为要约束的对象，选择直线作为要约束到的对象，即可添加约束。按照同样的操作，将其他3个小圆圆心约束在直线上。

6）采用“圆角”命令绘制4段与小圆相切的圆弧。单击“主页”选项卡→“曲线”分组→“圆角”按钮，选取φ12和φ14两个小圆上面的两点，在合适的位置单击，创建一段圆弧，如图2-24所示，同时系统自动显示相切符号。双击图中的尺寸R25.5，在弹出的文本框中输入R23.29并单击鼠标中键确认，绘制第一段圆弧，如图2-25所示。

7）按照步骤6）的操作，分别绘制R23.64、R24.15、R21.64的3段圆弧，如图2-26所示。

8）单击“主页”选项卡→“草图”分组→“完成”按钮，完成草绘。

9）选择菜单“文件”→“保存”命令，保存文件。

提示：在用“圆角”命令绘制与小圆相切的圆弧时，要注意鼠标拾取点和鼠标单击点的位置，否则会出现错误答案。本例圆弧的绘制也可采用“圆弧”命令先绘出圆弧，然后添加相切和尺寸约束。绘制完成后圆弧半径尺寸显示一位小数，可右击该尺寸，在弹出的快捷菜单中选择“编辑”命令，在系统弹出的“编辑尺寸”对话框中修改小数点后两位数即可。