2.4 二维草图尺寸标注

尺寸标注是二维草图三大要素之一,同时也是产品设计过程中一项非常重要的设计参数,体现了设计者的重要设计意图,而且直接关系到产品的制造与使用。因此,必须对产品中的每个结构标注合适的尺寸参数。产品设计过程中的尺寸参数绝大部分是在二维草图中标注的,可见二维草图尺寸标注的重要性。

(1)尺寸标注设置

在SOLIDWORKS草图设计中,在“草图”选项卡中单击“智能尺寸”按钮,用于草图尺寸标注。默认情况下,每标注一个尺寸后,系统都会弹出如图2⁃130

所示的“修改”对话框,用户可以在该对话框中修改尺寸标注。实际上这并不符合草图设计规范。一般情况下,应该先标注所有尺寸,所有尺寸标注完成后再进行修改。标注一个修改一个会导致草图绘制效率低下,所以在标注草图尺寸之前,首先需要设置在标注草图尺寸时不用弹出“修改”对话框。

选择下拉菜单“工具”→“选项”命令,系统弹出如图2⁃131所示的“系统选项”对话框,在对话框中取消选中“输入尺寸值”选项,单击对话框中的“确定”按钮,完成设置。以后再标注草图尺寸时,系统将不再弹出“修改”对话框。

(2)尺寸标注操作

① 标注直线长度。选择“智能尺寸”命令,然后选择要标注的直线对象,拖动尺寸到合适的位置完成直线长度尺寸的标注,如图2⁃132所示,其中在标注斜线长度时,最终标注的尺寸会根据鼠标拖动方向发生变化,如图2⁃133所示。

② 标注两点之间的距离。选择“智能尺寸”命令,然后选择两点对象,可以标注两点之间的水平尺寸,也可以标注两点之间的竖直尺寸,还可以标注两点之间直线距离,最终标注的尺寸会根据鼠标拖动方向发生变化,如图2⁃134所示。

③ 标注两平行线间的距离。选择“智能尺寸”命令,依次选择两平行直线对象,拖动尺寸到合适位置完成两条平行线间距离尺寸的标注,如图2⁃135所示。

④ 标注角度尺寸。选择“智能尺寸”命令,然后依次选择两条成角度的直线对象,拖动尺寸到两直线夹角合适位置,完成角度尺寸的标注,如图2⁃136所示。

⑤ 标注直径和半径尺寸。选择“智能尺寸”命令,选择圆弧(非整圆),系统自动标注半径尺寸;选择整圆,系统自动标注直径尺寸,如图2⁃137所示。

　　选中标注的直径尺寸或半径尺寸,系统弹出“尺寸”对话框,在对话框中展开“引线”选项卡,选中“自定义文字位置”区域,如图2⁃138所示,单击按钮,设置标注文本水平放置,结果如图2⁃139所示,这也是直径和半径标注中常见的方式。

在“尺寸”对话框中展开“其他”选项卡,取消选中“使用文档字体”选项,如图2⁃140所示,单击“字体”按钮,系统弹出如图2⁃141所示的“选择字体”对话框,用于设置标注字体样式,包括字体及字高等属性。

⑥ 标注两圆弧间的极限尺寸。草图标注中经常需要标注如图2⁃142和图2⁃143所示的圆弧最大尺寸与圆弧最小尺寸,像这种尺寸标注比较特殊,首先选择要标注的圆弧(此处一定要选择圆弧,不能选圆心标注),标注如图2⁃144所示的尺寸。

　　 选中如图2⁃144所示的水平尺寸或竖直尺寸,在“尺寸”对话框中展开“引线”选项卡,然后展开“圆弧条件”区域,如图2⁃145所示,在其下的“第一圆弧条件”和“第二圆弧条件”中选中“最大”选项即可标注最大尺寸,选中“最小”选项即可标注最小尺寸,另外标注倾斜尺寸后再设置圆弧条件可以得到如图2⁃146所示的尺寸。

⑦ 标注对称尺寸。对于回转结构的设计,在绘制旋转截面草图时,如果标注如图2⁃147所示的尺寸(相当于标注的是回转截面的半径尺寸)是不符合回转零件设计要求与规范的,需要标注如图2⁃148所示的对称尺寸(相当于回转截面直径尺寸),这种尺寸的标注是首先选择“智能尺寸”命令,选择直线和中心线(一定要选择中心线),然后拖动尺寸超过中心线即可完成对称尺寸标注。

(3)尺寸修改

完成尺寸标注后,双击尺寸,系统弹出“修改”对话框,在该对话框中输入修改值,单击对话框中的按钮完成尺寸修改。

在标注和修改草图尺寸的时候一定要注意草图结构问题,草图结构在一定程度上影响着尺寸的标注与修改。如图2⁃149所示的草图,现在修改草图中标注为100的尺寸,从草图结构来看,该尺寸等于尺寸30加上尺寸40,再加上半径为20圆弧的弦长,因为其他的尺寸都定了,所以尺寸100的修改就会受到这些尺寸的限制。

当半径为20的圆弧刚好没有时(圆弧弦长为0),如图2⁃150所示,此时尺寸100能够修改的最小尺寸为70;当半径为20的圆弧刚好为半圆时(圆弧弦长为40),如图2⁃151所示,此时尺寸100能够修改的最大尺寸为110。

　　所以,尺寸100修改的范围为70~110,只要修改的值在这个范围之内就可以正常修改,如果超出这个范围就不能修改,或者得到不正确的草图结构,所以在修改草图尺寸时要考虑草图的结构。

(4)尺寸冲突

尺寸冲突,包括尺寸与尺寸之间的冲突以及尺寸与几何约束之间的冲突,无论是哪种冲突,根本原因都是因为草图中存在不合理的尺寸或约束,我们只需要将这些不合理的尺寸删除就可以解决尺寸冲突的问题。

另外,在标注草图尺寸的时候一定不要形成封闭尺寸,这样也会出现尺寸冲突问题。如图2⁃152所示的草图,草图中已经完全约束了,如果我们再去标注如图2⁃153所示的尺寸20,就会出现尺寸冲突,如图2⁃154所示,其根本原因就是因为尺寸20与草图中的30、R15和80三个尺寸形成了封闭尺寸。

那么为什么会出现尺寸冲突呢?其实我们不难发现,之前草图中标注了尺寸30、尺寸R15和尺寸80,这时要标注的尺寸20可以根据这些尺寸计算出来,其实属于已知尺寸,如果再去标注这个尺寸,系统会认为这个尺寸是多余的,也就出现尺寸冲突了。

草图中一旦出现尺寸冲突,系统将草图中出现尺寸冲突的相关约束与尺寸显示为黄色,如图2⁃154所示浅色标注,同时系统弹出如图2⁃155所示的“冲突”对话框。

在该对话框中选中“将此尺寸设为从动”选项,表示将添加的尺寸作为参考尺寸标注到草图中,如图2⁃156所示;在对话框中选中“保留此尺寸为驱动”选项表示作为冲突尺寸标注在草图中,但是草图是存在问题的,此处可以将其他冲突尺寸删除,如图2⁃157所示,删除草图中的30尺寸,草图便不存在冲突问题。

在二维草图设计中,关于尺寸标注主要有两种情况。

(5)尺寸标注要求与规范

第一种情况是根据已有的设计资料(如图纸)进行尺寸标注。这种情况下进行尺寸标注不用做什么考虑,直接根据图纸要求进行标注就可以,图纸要求在什么地方标注就在什么地方标注,图纸要求标注什么类型的尺寸就标注什么类型的尺寸。标注完所有尺寸后,再根据图纸中尺寸放置位置对尺寸标注进行整理,使草图中所有尺寸放置位置与图纸一致,这样方便对尺寸进行检查与修改。

另外一种情况是从无到有进行完全自主设计。手边没有任何设计资料,草图中的每个尺寸都需要设计者自行标注,这种情况下的尺寸标注就比较灵活,也比较自由,但是要求也更高,绝对不能随便标注,一定要注意尺寸标注的规范性要求。

尺寸标注规范性要求主要包括以下几点。

① 尺寸标注基本要求。对于距离尺寸、长度尺寸直接选择图元标注线性尺寸;对于圆弧(小于半圆的非整圆)一般标注半径尺寸;对于整圆一般标注直径尺寸;对于斜度结构一般标注角度尺寸。如图2⁃158所示草图尺寸标注是不合理的,正确标注如图2⁃159所示。

② 尺寸标注要便于实际测量。如图2⁃160所示的草图,水平尺寸24是从倒圆角与直边切点到对称中心的距离尺寸,竖直尺寸22是两端倒圆角与直边切点之间的距离尺寸,水平尺寸5是倒圆角两端切点之间的水平距离尺寸,这些尺寸在实际中均不太容易测量,所以这些标注都是不合理的,正确的标注如图2⁃161所示。

　　③ 尺寸标注要就近标注。在标注草图尺寸时,标注每一段图元尺寸时,尽量将标注尺寸放置到相应图元附近,不要离得太远,否则影响看图。如图2⁃162所示的草图尺寸标注,其中所有尺寸标注均远离相应图元对象,导致无法准确看清草图轮廓,应该将各尺寸标注到如图2⁃163所示的位置。

　　④ 重要的尺寸参数一定要直接标注在草图中,不可间接标注。如果出现尺寸冲突,可以以从动尺寸进行标注。如图2⁃164所示的草图,如果在设计中需要知道圆弧圆心到底边的竖直尺寸,这是一个非常重要的尺寸,需要直接体现在草图标注中,但是在图2⁃164所示的标注中并没有直接标注出来,而是标注了15这个尺寸,虽然草图中尺寸15加上尺寸10就是这个重要尺寸,但是这种标注方法属于间接标注,不可取,应该按照如图2⁃165所示的方式直接标注出来。

另外,在草图标注中,很多时候需要标注草图的总体尺寸,如总高尺寸、总宽尺寸等等,这样方便在看图时能够直观了解草图整体大小。如图2⁃166所示的草图,如果要标注草图总高尺寸38,这样会出现尺寸冲突问题,但是又必须要标注38这个尺寸,这种情况下可以将尺寸38标注为从动尺寸(参考尺寸)。

⑤ 尺寸标注要符合一些典型结构设计要求。在一些典型结构设计中,对其尺寸标注也是有着特殊要求的,在这种情况下的尺寸标注就一定要符合这些特殊要求,使这些结构设计更加规范合理。如图2⁃167所示的直槽口草图,如果用在一般的结构设计中,按照该图的尺寸标注是没有问题的,但是如果用在键槽设计中,这种标注就不规范,同样的长圆形草图,用于键槽设计时,一定要按照如图2⁃168所示的方式进行标注,其中尺寸50为键槽的长度尺寸,尺寸20为宽度尺寸。