catia草图设计PPT课件

第3章草图设计,3.1草图设计的环境3.2绘制图形3.3图形编辑3.4约束控制,3.1草图设计的环境草图设计是创建三维的模型或曲面的基础。在草图基础上，可以用多种方法创建三维模型，如图3-1所示。草图设计通过草图编辑器实现。,图3-1在草图基础上创建的三维模型,3.1.1进入和退出草图设计的环境启动CATIA之后，选择菜单开始机械设计零件设计，输入新零件的名称，进入零件设计的环境。选取一个绘图平面之后单击草图编辑器工具栏的图标，即可进入图3-2所示的草图设计的环境。也可以选择菜单开始机械设计草图编辑器，选取一个绘图平面之后进入草图设计的环境。绘图平面可以是坐标平面、基准面或属于形体的平面。新作业开始时只能通过特征树或三维坐标平面选择一个绘图平面。退出草图设计环境需要单击草图编辑器工具栏的图标，返回到零件设计的环境。,图3-2草图设计的环境,3.1.2设置草图设计的工作环境初始的草图设计的工作环境如图3-2所示，可以根据需要设置新的草图设计的工作环境。选择菜单工具选项，弹出选项对话框。在该对话框的目录树上选择节点草图编辑器，显示了图3-3所示的草图编辑器选项卡。,图3-3草图编辑器选项卡,该选项卡中一些别复选框的功能如下显示：切换网格的显示状态。捕捉点：切换网格约束的开/关状态。允许变形：可以设置水平和垂直方向不同的网格间距。通过原始间距编辑框设置的网格用细线表示。通过刻度编辑框设置的刻度用点线表示。原始间距和刻度的关系如图3-4所示。如果按照图3-3的设置,作图区将布满如图3-4所示所示的网格。若选中捕捉点复选框,则光标只能停留在网格的其中一个格点上。光标坐标的可视化：若关闭该复选框，则不显示光标指定点时的坐标，如图3-4所示的50和25。创建圆心和椭圆中心：若关闭该复选框，则创建圆和椭圆时，不包括圆和椭圆的中心点。允许直接操作：若关闭该复选框，则不能直接用光标拖动图形对象。,图3-4原始间距和刻度的关系,3.1.3草图工具工具栏草图工具工具栏是绘制和编辑草图的重要工具，它外观如图3-5所示。前5个图标用于控制作图环境,它们的位置是固定的。在未调用命令时，只有这些图标。当调用绘制或编辑的命令时，其后面依次增加了有关该命令的选择项、简单的提示和当前的数据。增加的内容不仅和当前的命令相关，而且随着命令的执行而更新。,图3-5草图工具工具栏,3.2绘制图形选择菜单插入轮廓，即可出现图3-6所示的的有关绘制图形的菜单，从中选取绘制图形的菜单项，或者单击图3-7所示的轮廓工具栏的图标，即可绘制所选的图形对象。,图3-6绘制图形的菜单,图3-7轮廓工具栏,3.2.1绘制轮廓线轮廓线是由若干直线段和圆弧段组成的图形对象。例如绘制图3-8所示的图形的操作过程如下。（1）单击图标，显示网格。单击图标，打开网格捕捉方式。（2）单击图标，提示区出现单击或选择轮廓线的起点的提示。草图工具工具栏扩展为图3-9所示的状态。图3-9确定直线段的起点时的草图工具工具栏草图工具工具栏增加了绘制直线段的图标、沿前一段相切的方向绘制圆弧的图标和3点绘制圆弧段的图标。图标为橙色显示，表示将要绘制直线段。H和V文本框显示的是光标的当前X和Y的坐标。,图3-8绘制轮廓线,（4）单击P2点的位置，绘制了图形的底边。草图工具工具栏显示的状态与图3-10相同。（5）单击图标，该图标橙色显示，表示将要绘制与前一段直线相切的圆弧。草图工具工具栏显示为图3-11所示的状态。（6）移动鼠标，H、V和R文本框显示数据随之更新。单击P3点的位置，绘制了图形的右圆弧。草图工具工具栏显示的状态与图3-10相同。图标自动改变为橙色显示,表示将要绘制直线段。,图3-11确定相切的圆弧终点的”草图工具”工具栏,（7）单击P4点的位置，绘制了图形的顶边。草图工具工具栏显示的状态与图3-10相同。（8）单击图标，草图工具工具栏的显示状态与图3-11相同。（9）单击P1点的位置，绘制了图形的左圆弧。由于该点与该轮廓线的起点重合，该命令结束，得到了图3-8所示的图形。轮廓线的段数没有限制，若再次单击图标或者双击左键，将结束绘制轮廓线；若首尾两点重合，将自动结束绘制轮廓线。除了用光标确定点的位置之外，还可通过草图工具编辑框键入数据。,3.2.2绘制特定的图形单击图标，弹出含有特定图形的工具栏：1.绘制水平方向的矩形单击该图标，提示区出现选择或单击第一点创建矩形的提示，草图工具工具栏扩展为图3-12所示的状态。图3-12确定矩形第一个角点时的草图工具工具栏（1）两对角点确定矩形输入一个点之后，草图工具工具栏也随之改变为图3-13所示的确定矩形第二个角点的状态。再输入一个不在同一水平或垂直线上的点，即可得到该矩形。,（2）一个点、矩形的宽度和高度确定矩形输入一个点之后，在图3-13所示工具栏的宽度和高度文本框分别键入矩形的宽度和高度，即可得到该矩形。宽度和高度的数值可以是负数，表示沿坐标轴的反方向。,图3-13确定矩形第二个角点的“草图工具”工具栏,2.绘制任意方向的矩形单击该图标，提示区出现选择一个点或单击以定位起点的提示，草图工具工具栏扩展为图3-14所示的状态。图3-14确定任意方向的矩形的第一个角点的草图工具工具栏单击图3-15所示的P1点的位置，草图工具工具栏显示为图3-16所示的状态。,(a)(b)(c)图3-15绘制任意方向的矩形,图3-16确定任意矩形参数时的草图工具工具栏（1）三点确定任意方向的矩形已输入的第一角点P1确定了矩形的位置，第二角点P2与第一角点P1确定了矩形的一条边，第三角点P3确定了整个矩形，见图3-15（a）。（2）第一角点、第二角点和高度确定任意方向的矩形已输入的第一角点P1确定了矩形的位置，第二角点P2与第一角点P1确定了矩形的一条边，在随后的草图工具工具栏的高度框填写高度即可确定这个矩形，见图3-15（b）。注意，沿着P1P2方向的左侧为高度的正方向。（3）第一角点、宽度、角度和高度确定任意方向的矩形已输入的第一角点P1确定了矩形的位置,如果填写了矩形的宽度W和角度A,还需输入矩形的高度或另一点,P2见图3-15（c）。,3.绘制平行四边形单击该图标，提示区出现选择一个点或单击以定位起点的提示，草图工具工具栏的状态与图3-14相同。（1）三点确定平行四边形第一角点P1确定了平行四边形的位置，第二角点P2与第一角点P1确定了平行四边形的底边，第三角点P3确定了整个平行四边形，见图3-17（a）。（2）第一角点、宽度、角度和另一角点确定平行四边形如果输入了平行四边形的第一角点P1、宽度和角度，只是确定了平行四边形的底边，还需输入另一角点，才能确定这个平行四边形。（3）第一角点、宽度、角度、另一边的角度和平行四边形的高度确定平行四边形输入了平行四边形的第一角点P1、填写了宽度W和角度A，确定了平行四边形的底边，再输入另一边角度和平行四边形的高度，就确定了这个平行四边形，见图3-17（b）。,（a）(b)图3-17绘制平行四边形,4.绘制长圆形单击该图标，提示区出现定义中心到中心的距离的提示，草图工具工具栏扩展为图3-18的状态。图3-18确定长圆形参数时的草图工具工具栏（1）圆弧半径、第一中心点、两圆心连线的长度和角度确定长圆形如果输入了长圆形的圆弧半径R、第一中心点、两圆心连线的长度L和角度A，即可得到一个长圆形，见图3-19（a）。（2）三点确定长圆形第一中心点P1确定了长圆形的第一个圆心，第二中心点P2确定了长圆形的第二个圆心，轮廓线通过第三点P3，见图3-19（b）。,(a)(b)图3-19绘制长圆形,5.绘制弯曲的长圆形单击图标，提示区出现定义中心到中心弧的提示，草图工具工具栏扩展为图3-20的状态。半径和R的含义见图3-21。图3-20绘制弯曲的长圆形时的草图工具工具栏（1）小圆弧和大圆弧的圆心、半径、起始角、包含角确定弯曲的长圆形如果输入了小圆弧的半径和大圆弧的中心P、半径R、起始角A、包含角S，即可得到一个长圆形，见图3-21（a）。（2）四点确定弯曲的长圆形第一点P1确定了长圆形大圆弧的圆心，第二点P2确定了大圆弧上的一个小圆弧的圆心，第三点P3确定了大圆弧上另一个小圆弧的圆心，轮廓线通过第四点P4，见图3-21（b）。,图3-21绘制弯曲的长圆形,6.绘制钥匙孔单击该图标，提示区出现选择一个点或单击以定位起点的提。草图工具工具栏显示为图3-22的状态。图3-22绘制钥匙孔时的草图工具工具栏首先输入P1点，确定了钥匙孔大圆弧的中心。接着输入P2点，该点是钥匙孔小圆弧的中心。然后输入P3点，P3点与P1P2线段的距离为钥匙孔小圆弧的半径。最后输入P4点，P4点到P1点的距离为钥匙孔大圆弧的半径，结果如图3-23所示。,图3-23绘制钥匙孔,7.绘制正六边形单击该图标，提示区出现选择或单击以定义六边形中心的提示，输入正六边形的中心点P1之后，草图工具工具栏显示为图3-24的状态。图3-24输入正六边形的中心之后的”草图工具”工具栏接着输入P2点，该点是正六边形某条边的中点,结果如图3-25(a)所示。也可以键入正六边形对边的尺寸（距离）和角度，得到图3-25(b)所示的正六边形。,(a)(b)图3-25绘制正六边形,8.绘制居中的矩形居中的矩形以中心作为定位点，它的边与坐标轴平行。单击该图标，提示区出现选择或单击点以创建矩形的中心的提示,输入中心点P1之后，草图工具工具栏显示为图3-26的状态。图3-26输入矩形中心之后的草图工具工具栏接着输入P2，该点是矩形的一个角点，或者键入矩形的高度和宽度，得到图3-27所示的矩形。,图3-27绘制居中的矩形,9.绘制“居中”的平行四边形单击该图标，提示区出现选择第一条直线的提示。选择第一条直线L1之后，出现选择第二条直线的提示。选择第二条直线L2之后，草图工具工具栏显示为图3-28的状态。图3-28选择第二条直线的草图工具工具栏输入一个点P，该点是平行四边形的一个角点，得到图3-29(a)所示的平行四边形。或者键入平行四边形的高度和宽度，得到图3-29(b)所示的平行四边形。,(a)(b)图3-29绘制居中的平行四边形,3.2.3绘制圆和圆弧单击图标，将弹出绘制圆和圆弧的工具栏：1.圆心、半径方式绘制圆输入两个点，第一个点为圆心，两点连线为半径，或者输入圆心和半径都可得到一个圆。2.三点方式绘制圆输入不在同一直线上的三个点即可得到一个圆。3.以对话框的方式绘制圆单击该图标，将弹出图3-30所示圆弧定义对话框,按相对于当前点的直角坐标或极坐标方式填写圆心的坐标和半径，即可得到一个圆。,图3-30圆弧定义对话框,4.绘制与三个图形对象相切的圆单击该图标，选取图3-31所示的直线、圆弧和右上角的圆，即可得到与这三个图形对象相切的圆。5.三点方式绘制圆弧输入不在同一直线上的三个点，第一点为圆弧的起点，第二点为圆弧上的点,第三点为圆弧的端点。6.起点、端点、圆弧上的点绘制圆弧圆弧上的点，不仅确定了半径，也指出了圆弧在起点和端点的哪一侧。如果通过草图工具工具栏输入了半径,还需要指出圆弧在这两点的哪一侧,以便确定所绘制的是优弧还是劣弧。,图3-31绘制与三个对象相切的圆,7.圆心、半径、起始角、包含角方式绘制圆弧单击该图标，选择一个点或单击以定义圆心的提示，草图工具工具栏显示为图3-32所示的状态。图3-32圆心、半径、起始角、包含角方式绘制圆弧的草图工具工具栏（1）圆心、半径、起始角（A）、包含角（S）方式绘制圆弧输入圆弧的圆心、半径、起始角、包含角即可得到图3-33（a）所示的圆弧。（2）三点确定起始角、包含角方式的圆弧输入P1点作为为圆弧的圆心,输入P2点确定了弧的半径和起点,输入P3点确定了圆弧的终止角,得到了图3-33（b）所示的圆弧。,（a）(b)图3-33圆心、半径、起始角、包含角方式绘制圆弧,3.2.4样条曲线和曲线连接单击图标,将弹出绘制样条曲线和曲线连接的工具栏：1.绘制样条曲线单击该图标，提示区出现选择或单击样条曲线的第一控制点的提示，依次输入控制点P1P7,即可得到图3-34所示样条曲线。,图3-34绘制样条曲线样条曲线的点数没有限制，若再次单击图标或者双击最后一点，结束绘制样条曲线。,2.曲线连接用曲线连接两个图形元素,并与之相切。单击该图标,提示区出现选择希望连接的第一个元素的提示，草图工具工具栏显示为图3-35所示的状态。,图3-35曲线连接时的草图工具工具栏（1）用圆弧连接两个图形元素,并与之相切。单击草图工具工具栏的图标，然后选择图3-36所示的两个大圆弧，在两个大圆弧之间得到了一个连接圆弧。圆弧半径的大小与选择点有关，如图3-36所示。,图3-36圆弧连接,（2）用样条曲线连接两个图形元素,并与之相切。单击草图工具工具栏的图标,草图工具工具栏显示为图3-37所示的状态。,图3-37样条曲线连接时的草图工具工具栏,样条曲线连接有点连接、相切连接和曲率连接三种方式，连接的结果如图3-38所示。图3-38样条曲线连接的三种方式如果选择了相切连接或曲率连接，还可以通过草图工具工具栏的张度框控制连接的曲线，如图3-39所示。图3-39张度对连接曲线的影响,3.2.5绘制二次曲线单击图标，将弹出绘制圆锥曲线的工具栏：1.绘制椭圆单击该图标，提示区出现单击定义椭圆中心的提示，草图工具工具栏显示为图3-40所示的状态。图3-40开始绘制椭圆时的草图工具工具栏（1）输入椭圆的中心、长、短轴半径和旋转角输入椭圆的中心P点、长轴半径、短轴半径旋转角A，即可得到图3-41(a)所示的椭圆。（2）三点确定椭圆第一点P1确定了椭圆的中心，第二点P2确定了椭圆的半轴长和椭圆旋转方向，第三点P3是椭圆通过点，所得椭圆见图3-41（b）。,(a)(b)图3-41绘制椭圆,2.绘制抛物线单击该图标，提示区出现选择点或单击以定位焦点的提示。依次输入抛物线的焦点P1、顶点P2、起始点P3和终止点P4，即可得到图3-42所示的抛物线。3.绘制双曲线单击该图标，提示区出现选择点或单击以定位焦点的提示，依次输入双曲线的焦点P1、中心P2、顶点P3、起始点P4和终止点P5，即可得到图3-43所示的双曲线。图3-42绘制抛物线图3-43绘制双曲线,4.创建二次曲线单击该图标，提示区出现选择点或单击以定位焦点的提示，依次输入二次曲线的第一个端点P1、第二个端点P2、曲线上的点P3、P4和P5，即可得到图3-44所示的二次曲线。图3-44创建二次曲线,3.2.6绘制直线单击图标,将弹出含有绘制一些直线的工具栏：1.绘制直线段单击该图标，提示区出现选择一个点或单击以定位起点的提示，草图工具工具栏显示为图3-45所示的状态。图3-45开始绘制直线时的草图工具工具栏（1）起点、长度和角度确定直线输入直线的起点P1、长度L和角度A，即可得到图3-46（a）所示的直线。,（2）两点确定直线输入直线的起点P1和终点P2得到图3-46（b）所示的直线。（3）绘制两倍长度的直线单击图标，起点P1将作为当前直线的中点，得到两倍长度的直线，见图3-46（c）。,(a)(b)(c)图3-46绘制直线段,2.绘制无限长的直线单击该图标，提示区出现选择点或单击以定位线的提示，草图工具工具栏显示为图3-47所示的状态。,图3-47绘制无限长直线的草图工具工具栏,（1）两点确定无限长的直线如果草图工具工具栏上图标已经呈橙色显示，则输入两个点，即可得到通过这两个点的无限长直线，否则，单击该图标之后再输入这两个点。（2）绘制水平方向的无限长直线如果草图工具工具栏上图标已经呈橙色显示，则输入一个点，即可得到通过这个点的水平方向的无限长直线，否则，单击该图标之后再输入这个点。（3）绘制铅垂方向的无限长直线如果草图工具工具栏上图标已经呈橙色显示，则输入一个点，即可得到通过这个点的垂直方向的无限长直线，否则，单击该图标之后，再输入这个点。,3.绘制与两个曲线对象相切的直线单击该图标后，选择两个圆、圆弧、椭圆、二次曲线、样条曲线等图形对象，即可得到与之相切的直线。切点与选择位置有关。如果选择了直线，直线上与选择点最近的点将作为所得直线的一个端点。4.绘制无限长的角平分线单击该图标，选择两条直线，即可得到两条直线的无限长的角平分线。5.绘制曲线的法线单击该图标，指定曲线或直线外的一点P1，再选择一条曲线或直线，即可得到过P1点的被选对象的法线。,3.2.7绘制轴线单击图标，输入轴线的起点P1和终点P2，或者输入轴线的起点、长度和角度即可确定一条轴线。轴线的的线型是点划线,返回到零件设计的环境时,成为旋转体的不可见的，轴线。3.2.8绘制点单击图标，弹出绘制下列点的工具栏:1.绘制一个点单击该图标，用光标指定一个位置，或者在草图工具栏工具栏输入点的坐标即可绘制一个点。2.以对话框方式绘制一个点单击该图标，在随后弹出的点定义对话框内输入点的直角坐标或极坐标即可绘制一个点。,3.创建等分点单击该图标，选取待添加点的直线或曲线，在随后弹出的图3-48所示等距点定义对话框的新点文本框输入点的数量，即可添加指定数量的分布均匀的一些点（不包括直线或圆弧的端点）。,图3-48等距点定义对话框,4.创建交点在指定的一个图形对象与另一些图形对象（包括它们的延长线）的相交处创建点。单击该图标，首先选取一些图形对象，然后再指定与这些图形对象相交的一个图形对象，即可得到它们的交点。例如，单击该图标，首先选取图3-49(a)所示的直线和圆弧，然后指定椭圆为与之相交的图形对象，结果是得到了与椭圆相交的9个交点，见图3-49(b)。,（a）(b)图3-49创建交点,5.将所选的一些点投影到指定的图形对象上被投影的点除了用图标创建的点之外，还包括直线的端点、圆和椭圆的圆心、圆弧的圆心和端点、样条曲线的控制点。点可以投影到指定的直线或曲线上。例如，单击图标，首先选取图3-50所示的除了水平直线之外的所有图形对象，然后指定将这些对象中的点投影到水平直线上，于是在水平直线上创建了9个点的投影。,图3-50将点投影到水平直线上,3.3图形编辑选取菜单插入操作即可显示图3-51所示的菜单，从中选取编辑或修改图形的菜单项，或者单击图3-52所示的操作工具栏的图标，即可编辑所选的图形对象。若删除图形对象可以先选择要这些对象，然后按Del键，或者右击指定的对象，然后从快捷菜单中选择“删除”即可（详见2.7和2.8节）。,图3-51所示有关图形编辑的菜单,图3-52操作工具栏,3.3.1倒圆角创建与两个直线或曲线相切的圆弧。单击图标，提示区出现选取第一曲线或公共点的提示，草图工具工具栏显示为图3-53所示的状态。图3-53开始倒圆角时的工具栏1.操作(1)选取两个图形对象，草图工具工具栏增加了半径文本框。在半径框键入圆角半径的值,即可创建指定半径的圆角,见图3-54(a)。用光标指定圆角的半径，创建的圆弧将通过该点并与两个被选的图形对象相切,见图3-54(b)。（2）如果选取了两个图形对象的交点，就同时选取了两个图形对象，再确定圆角半径即可，见图3-54(c)。,(a)(b)(c)(d)图3-54创建圆角,（3）如果选取了两条平行的直线，圆角半径的值取两条平行线距离的一半，圆弧方向与光标移动方向相同，见图3-54(d)。2.草图工具工具栏的6个倒圆角的图标，对应着不同的圆角的样式。例如，直线L1是第一个被选对象，依次选择这些图标时，倒圆角的结果如下。（1）修剪所有元素，见图3-55(b)。（2）修剪第一个被选对象，见图3-55(c)。（3）不修剪被选对象，见图3-55(d)。（4）倒圆角，但增加普通线的尖角，见图3-55(e)。（5）倒圆角，但增加构造线的尖角，见图3-55(f)。（6）倒圆角，但被减去的部分改变为建构造线，见图3-55(g)。,(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)图3-55圆角的各种样式,3.3.2倒角创建与两个直线或曲线图形对象相交的直线，形成一个倒角。单击图标，提示区出现选取第一曲线或公共点的提示，草图工具工具栏显示为图3-56(a)所示的状态。选取两个图形对象或者选取了图形对象的交点，草图工具工具栏扩展了图3-56(b)所示的部分。(a)(b)图3-56倒角时的草图工具工具栏,1.确定倒角的方法通过草图工具工具栏的下列图标，可以选择确定倒角大小的方法：（1）新直线的长度及其与第一个被选对象的角度，见图3-57(a)。（2）两个被选对象的交点与新直线交点的距离，见图3-57(b)。（3）新直线与第一个被选对象的角度以及新直线与第一个被选对象的交点到两个被对象的交点的距离，见图3-57(c)。,(a)(b)(c)图3-57确定倒角的方法,2.确定倒角的大小（1）输入一个点,将得到通过该点的,用当前方法确定的倒角。（2）在角度、长度等编辑框输入数值。（3）在部分编辑框输入数值，其余由光标以点的方式指定。3.确定倒角的样式草图工具工具栏的前6个倒角的图标，对应着不同的倒角的样式。例如L1是第一个被选对象，依次选择这些图标，可以得到图3-58所对应的各种结果。,图3-58倒角的各种样式,3.3.3修改图形对象单击图标，弹出含有修改图形对象的工具栏：1.剪切或延长单击该图标，提示区出现选择一个点或曲线类型的元素的提示，工具栏显示为图3-59所示的状态。图3-59开始修剪时的草图工具工具栏,（1）同时剪切或延长两个直线或曲线对象激活草图工具工具栏的图标，选择两条不平行的直线或曲线。若二者相交，则保留所选的部分，剪去交点以外的部分，如图3-60(a)所示，否则，超出的部分缩短至交点，不足的部分延长至交点，如图3-60(b)和(c)所示。若修剪的对象是圆或椭圆，0位置是它们的另一个端点，如图3-60(d)所示。,(a)(b)(c)(d)图3-60同时剪切或延长两个直线或曲线对象,（2）只剪切或延长一个直线或曲线对象激活草图工具工具栏的图标。首先选择待剪切或延长的对象L1，再选择作为剪切或边界的对象L2，第一个对象的选择点确定了它的保留部分如图3-61(a)、（b）和（c）所示。若剪切圆或椭圆，0位置是它们的另一个端点，如图3-61(d)所示。,(a)(b)(c)(d)图3-61只剪切或延长一个直线或曲线对象,（3）动态改变一条直线或曲线的长度选择或图标，选取一个待改变长度的对象。相对于选择点P，光标一侧的端点将随着光标的移动而改变。单击左键，即可确定该端点的位置，如图3-62所示。图3-62动态改变直线或圆弧的长度2.切断一条直线或曲线单击该图标，提示区出现选择要中断的元素或公共点的提示。选取一条待切断的直线或曲线，输入断点的位置，被选的对象被切断为两个对象，若切断圆或椭圆，0位置是它们的另一个端点，见图3-63。图3-63切断直线或曲线,3.快速修剪快速修剪直线或曲线。若选到的对象不与其他对象相交，则删除该对象；若选到的对象与其他对象相交，则删除选取点处的这段线，每次只修剪一个对象。图3-64(a)和(c)为修剪前的图形，圆点表示选取点，修剪的结果如图3-64(b)和(d)所示。,(a)(b)(c)(d)图3-64快速修剪图形,4.封闭圆弧或椭圆弧单击该图标，选取圆弧或椭圆弧，即可将其封闭为完整的圆或椭圆。5.改变为互补的圆弧或椭圆弧单击该图标，选取圆弧或椭圆弧，生成与所选对象互补的对象并取代原对象，图3-65(a)和(b)是互补的圆弧，图3-65(c)和(d)是互补的椭圆弧。,(a)(b)(c)(d)图3-65互补的圆弧和椭圆弧,3.3.4图形变换单击图标，弹出图形变换的工具栏：1.镜像单击该图标，选取待对称的一些图形对象，再选取直线或轴线作为对称轴，即可得到原图形的对称图形。例如，选取图3-66(a)轴线左侧图形为对称的对象，再选取轴线作为对称轴，即可得到图3-66(b)所示图形。(a)(b)图3-66对称图形对象2.对称对称与镜像的区别只是得到原图形的对称图形之后删除原图形。,3.平移或复制单击该图标，弹出图3-67所示平移定义对话框。选取待平移或复制的一些图形对象，例如，选取图3-68(a)的小圆。依次输入小圆的圆心P1点和大圆的圆心P2点。若该对话框的复制模式复选开关的状态为关，小圆沿矢量P1P2被平移到与大圆同心；否则，小圆被复制到与大圆同心，见图3-68。,图3-67平移定义对话框,(a)原图(b)平移(c)复制图3-68平移或复制图形对象,4.旋转单击该图标，弹出图3-69所示旋转定义对话框。选取待旋转的一些图形对象，例如，选取图3-70(a)所示的轮廓线。输入旋转的基点P1，在值编辑框输入旋转的角度。若该对话框的复制模式复选框的状态为关，轮廓线被旋转到指定角度,见图3-70(b);否则,轮廓线被复制然后旋转到指定角度,见图3-70(c)。也可以通过输入的点确定旋转角度，若依次输入P2、P3点，P2P1P3即为旋转的角度。,图3-69旋转定义对话框,(a)(b)(c)图3-70旋转图形,5.比例缩放单击该图标，弹出图3-71所示缩放定义对话框。选取待缩放的一些图形对象，例如，选取图3-72(a)所示的轮廓线。输入缩放的基点P，在值编辑框输入缩放倍数。若该对话框的复制模式复选框的状态为关，轮廓线被缩放到指定倍数,见图3-72(b);否则,轮廓线被复制然后缩放到指定倍数,见图3-72(c)。也可以通过输入的点确定缩放倍数，若输入一个点，该点与P点连线的长度即为缩放倍数。,图3-71缩放定义对话框,(a)(b)(c)图3-72比例缩放图形,6.生成等距线等距线是CAM中常见的曲线。典型的实例是凸轮的刀具加工曲线。如果已知凸轮的轮廓线和刀具的直径，那么，刀具加工曲线就是与凸轮的轮廓线距离为刀具半径的等距线。轮廓线可以是简单的一段直线或圆弧，也可以是多段直线、二次曲线、样条曲线等组成的复杂曲线。（1）生成等距线的方法单击图标，提示区出现使用偏移值选择要复制的几何图形的提示，选取图3-73(a)所示的轮廓线，草图工具工具栏显示为图3-74所示的状态。,(a)(b)(c)(d)(e)图3-73生成等距线,图3-74生成等距线的工具栏输入一个点若输入一个点P1，则生成通过这个点的等距线，见图3-73(b)。在工具栏的“偏移”编辑框键入数值，光标所在的一侧就会生成指定偏移值的等距线，见图3-73(c)。（2）生成等距线的选择项无拓展方式选择该图标，如果只选取了轮廓线中的一段或相邻的几段，则只生成所选取线段的等距线，见图3-73(d)。切线拓展方式选择该图标，如果只选取了轮廓线中的一段或相邻的几段，将生成包扩与其相切连接线段的等距线，见图3-73(e)。点拓展方式选择该图标，如果只选取了轮廓线中的一段或相邻的几段，将生成包扩与其连接线段的等距线，见图3-73(b)和图3-73(c)。两侧方式选择该图标，可以在轮廓线的两侧同时生成等距线。,3.3.5获取三维形体的投影三维形体可以看作是由一些平面或曲面这样的表面围起来的，每个面还可以看作是由一些直线或曲线作为边界确定的。通过获取三维形体面、边在工作平面的投影，可以得到平面图形，可以获取三维形体与工作平面的交线。利用这些投影或交线，还可以进行编辑，构成新的图形。单击图标,弹出获取三维形体表面投影的工具栏：1获取三维形体的面、边在工作平面上的投影。单击该图标，选取待投影的面、边，即可在工作平面上的得到它们的投影。如果需要同时获取多个面、边的投影，应该首先选择多个面、边，然后再单击该图标。例如，图3-75是一个与xy平面垂直的圆筒，单击图标，选择它的顶面，在xy工作平面上得到了的顶面的投影。如果选择它的侧面，在工作平面上将只得到大圆。,2获取三维形体与工作平面的交线如果三维形体与工作平面相交，单击该图标，选择求交的面、边，即可在工作平面上得到它们的交线或交点。例如，图3-76是一个与工作平面倾斜相交的带孔的六棱柱，单击图标，选择它的六个侧面和圆孔，即可得到它们与工作平面的交线。,图3-75形体的面、边在工作平面上的投影,图3-76形体与工作平面的交线,3获取曲面轮廓的投影单击该图标，选择待投影的曲面，即可在工作平面上得到曲面轮廓的投影。例如，图3-77是一个具有球面和圆柱面的手柄，单击图标，选择球面，将在工作平面上得到一个圆弧。再次单击图标，选择圆柱面，将在工作平面上得到两条直线。,图3-77曲面轮廓的投影,3.4约束控制利用约束功能，可以便捷、准确地绘制或编辑图形。通过图3-78所示草图工具工具栏的图标、图3-79所示约束工具栏的图标或图3-80所示有关约束的菜单可以控制约束功能。,图3-78草图工具工具栏,图3-79约束工具栏,图3-80有关约束的菜单,3.4.1网格约束图标和的功能与图3-3所示的草图编辑器选项卡中的显示和捕捉点复选框等价。图3-81（a）是在二者关闭时用光标绘制的直线，图3-81（b）是在二者打开时，用光标在同样的位置绘制的直线。如果需要改变网格间距的的大小，只能通过图3-3所示的草图编辑器选项卡。,（a）（b）图3-81网格约束的作用,3.4.2智能拾取1.概述在启用智能拾取的环境下，当光标接近图形对象特定的位置（如直线的端点、中点、圆心等）或特定的方向（如水平、垂直、切线、平行等）时，系统会自动将光标指出的大概位置调整为特定的位置或特定的方向，同时以专用符号或辅助线的形式向用户报告特定位置或特定方向的种类，若此时单击左键，即可得到特定的位置或特定的方向。智能拾取也是一种约束，是将光标约束到光标附近已有图形对象的特征点或特定的方向上。通过以下两个作图实例，了解在智能拾取环境下，作图的操作过程和特点。【例3-1】作直线CD，D点是直线AB的中点，见图3-82。,图3-82从一条直线的端点到另一条直线的中点作直线（1）单击图标，将光标移至C点，若出现符号“”，表示要输入的点与端点C重合，单击左键，端点C即作为新直线的起点。（2）将光标移至直线AB上，直线AB呈橙色显示，表示该直线为参考直线，同时出现符号“”，表示要输入的点将在该直线上，如果此时单击左键，直线AB上距光标最近的点将作为新直线的终点。（3）将光标移至直线AB的中点附近，若出现符号“”，表示要输入的点位于该直线的中点。单击左键，直线AB的中点即作为新直线的终点，直线CD既为所求。该例是用图形上的特征点约束光标的实例。,【例3-2】从两直线的交点作圆的切线，见图3-83。图3-83从两直线的交点作圆的切线（1）单击图标，将光标移至两直线的交点，若出现符号“”，表示两直线的交点将为新直线的起点，单击左键即可。（2）将光标移近圆，若圆呈橙色显示，表示此圆为参考圆，若圆周某处出现符号“”，表示此时新直线处在与该圆相切的方向，单击左键，该直线即与圆相切。该例是用特殊方向约束光标的实例。,2.设置智能拾取的种类单击图3-3所示的草图编辑器选项卡的智能拾取按纽，弹出图3-84所示的设置智能拾取种类的对话框。通过该对话框的6个复选框可以设置适合自己所需的智能拾取的种类。注意，该对话框的第4个复选框垂直的含意是与参考对象垂直，第6个复选框水平与垂直中的垂直指的是铅垂方向。3.打开或关闭智能拾取状态如果关闭了图3-84所示的对话框中的全部复选框，就关闭了智能拾取状态。这样的做法是不可取的，应该将启用智能拾取设置为默认的状态。如果需要关闭智能拾取的状态时，只要按住Shift键操作即可。,图3-84设置智能拾取种类的对话框,4约束光标的特征点和特殊方向只有用光标确定点的位置时,才可能产生约束光标的现象。当前约束光标的图形对象称为参考对象。参考对象呈橙色显示。（1）约束光标的特征点可以约束光标的特征点有：独立的点；线段的端点；线段的中点；圆、圆弧或椭圆的中心。在例3-1中拾取的是线段的端点和中点。符号“”表示光标处于被特征点约束的状态。（2）约束光标的特定方向当光标与坐标系的原点或与图形对象处于特定位置时，就产生了约束光标的方向。能够约束光标的方向有：与特征点对齐的水平或铅垂方向；与直线平行的方向；与直线或曲线垂直的方向；与曲线相切的方向；与直线和曲线的延长线相交的方向。在例3-2拾取的圆的切线方向。除了显示符号“”，表示光标在参考线上之外，还可能在当前图形对象与参考图形对象之间标注符号“”（垂直）、“”（平行）、“”（相切）或辅助作图线。,5.智能拾取的操作方法（1）用光标接近特征点和特殊方向用光标逐渐靠近图形对象上的特征点或特殊方向，若出现符号“”，表示已拾取到特征点，若出现特殊方向的辅助作图线或“”等符号时，表示光标已经处在特殊的方向上，此时单击左键即可。例如在例3-1中，确定直线CD的起点C。（2）用光标在参考对象上接近特征点首先用光标靠近参考对象，参考对象呈橙色显示，然后用光标沿参考对象靠近特征点或特殊方向。当出现“”、“”等符号时，单击左键即可。例如在例3-2中确定的切线。（3）通过智能拾取的快捷菜单首先用光标选择参考对象，然后单击右键，在随后弹出的智能拾取的快捷菜单中选取约束的种类即可。,6智能拾取的快捷菜单智能拾取的快捷菜单的内容与当前进行的操作和图形对象的种类相关。例如图3-85（a）所示为确定直线起点时光标移近一条直线时的快捷菜单；图3-85（b）所示为确定直线起点时光标移近一个圆弧时的快捷菜单。图3-86（a）所示为确定直线终点时光标移近一条直线时的快捷菜单；图3-86（b）所示为确定直线终点时光标移近一个圆弧时的快捷菜单。,(a)(b)图3-85确定直线起点时直线和圆弧的快捷菜单,(a)(b)图3-86确定直线终点时直线和圆弧的快捷菜单,7.利用智能拾取的快捷菜单项约束光标到特征点或特殊方向利用智能拾取的快捷菜单，可以快速地选择所需的特征点或特殊方向。以拾取直线的中点为例，如果不借助于智能拾取的快捷菜单，光标不但要移近所参考的直线，而且必须移近直线的中点，当出现符号“”时，单击左键，才能拾取到直线的中点。如果利用智能拾取的快捷菜单，只需将光标移近所参考的直线，单击右键，在随后弹出的快捷菜单中选择中点，即可拾取到直线的中点。【例3-3】已知圆C1、C2、直线L1、L2，按图3-87（a）所注尺寸作折线ABCD。,(a)(b)图3-87作折线ABCD,(c)(d)图3-87作折线ABCD（1）单击图标，将光标移至圆C1，圆C1呈橙色显示，单击右键，在弹出的快捷菜单中选择同心，该圆的圆心即为折线的起点A。（2）将光标移至直线L2，直线L2呈橙色显示，单击右键，在弹出的快捷菜单中选择垂直，出现了过A点与直线L2的垂线，见图3-87(b)；（3）在草图工具工具栏的L框键入长度35，即可得到折线的B点；（4）将光标移至圆C2，圆C2呈橙色显示，单击右键，在弹出的快捷菜单中选择切线，出现了过B点与圆C2的切线，见图3-87(c)；（5）在草图工具工具栏的L框键入长度40，得到折线的C点；（6）将光标移至直线L1，直线L1呈橙色显示，单击右键，在弹出的快捷菜单中选择平行，出现了过C点与直线L1的平行线；（7）在草图工具工具栏的L框键入长度35，得到折线的D点，见图3-87(d)。,3.4.3几何约束几何约束的作用是约束图形元素本身的位置或图形元素之间的相对位置。当图形元素之间建立了约束关系时，改变其中一个图形元素，与其相关的另一个图形元素有可能随之改变，但它们之间建立的约束关系并不改变。例如图3-88(a)所示一条直线与一个圆建立了相切的约束关系。若改变圆的半径或位置，直线随之改变，但直线与圆的相切的关系不变，见图3-88(b)。若改变直线,圆也会随之改变,但直线与圆的相切关系仍然不变,见图3-88(c)。在几何约束状态下，不但记录这些图形对象的几何数据，还要记录它们之间的约束关系。,(a)(b)(c)图3-88改变对象的大小或位置，相切的关系不变,1.几何约束的种类几何约束的种类和参与约束的图形元素的种类和数量有关。当图形元素被约束时，在其附近显示着表3-1所示的相应符号。被约束的图形元素，在解除或改变其约束之前，始终保持它的现有的状态。2.自动建立几何约束自动建立几何约束的必要条件是必须在智能拾取的环境下。在智能拾取状态下，单击图3-5所示草图工具工具栏的图标，若该图标呈橙色显示，则表明已进入几何约束状态；再次单击该图标，则退出几何约束状态。若打开图3-3所示的草图编辑器选项卡的创建几何约束复选框，同样可进入几何约束状态。几何约束的种类与智能拾取的种类密切相关。,（1）通过实例了解自动建立几何约束的过程假定图3-84所示的设置智能拾取种类的全部复选框均为打开的状态。单击草图工具工具栏的图标,进入几何约束状态。首先单击图标，绘制图3-89所示的圆。然后单击图标，从P1点开始，按照顺时针的方向绘制P1点P9点的折线。最后单击图标,切换为绘制与上一个对象相切的圆弧，双击P1点。即可得图3-89所示的图形。,图3-89在几何约束状态下绘制图形,（2）通过约束符号了解图形元素的约束状态从图3-89所示的图中看到：在3条直线的附近显示符号“H”，说明它们已被约束为水平方向，在2条直线的附近显示符号“V”，说明它们已被约束为铅垂方向，在P1、P3和P9点的附近显示符号“”，说明该符号两边的对象已被约束为相切关系，在P3点的附近显示符号“”，说明直线P2P3与直线P3P4已被约束为垂直关系，在P3P4直线的附近显示符号“”，说明直线P2P3与P4P5已被约束为平行关系，在P5点的附近显示相合符号“”，说明P5点与直线P1P2共线。此时，用鼠标拖动图中的任一对象，它们之间的相对关系不会改变。,（3）通过特征树了解图形元素的约束状态分别展开特征树的节点几何图形和约束，结果如图3-90所示。,图3-90与图形对应的特征树,从特征树的几何图形部分看到：有8条直线、2个圆、有11个点；图形对象的序号与创建它的顺序是一致的；其中点1是圆1的中心、点11是圆（弧）2的中心、其余是直线的端点；由于点1是圆1的中心、所以点2就与图中的点P1相对应，以此类推。将光标移近特征树的约束部分的平行1，特征树的节点直线1和图形的直线P1P2加亮显示，说明该直线被约束为平行方向；移近相切2，节点圆1、直线2和图形的圆、直线P2P3加亮显示，说明圆和该直线为相切约束；移近垂直3，节点直线2、直线3和图形的直线P2P3、P3P4加亮显示，说明这两条直线为垂直约束；移近平行4，节点直线2、直线4和图形的直线P2P3、P4P5加亮显示，说明这两条直线为平行约束；移近相合5，节点直线1、点6和图形的点P5直线P5P6加亮显示，说明点P5和直线P1P2为共线约束；移近平行6，节点直线5和图形的直线P5P6,加亮显示，说明该直线已被约束为平行方向；移近平行7，节点直线6和图形的直线P6P7加亮显示，由于该直线的约束符号为V，说明该直线已被约束为铅垂方向；移近平行8，节点直线7和图形的直线P7P8加亮显示，说明该直线已被约束为平行方向；移近平行9，节点直线8和图形的直线P8P9加亮显示，由于该直线的约束符号为V，说明该直线已被约束为铅垂方向；移近相切10，节点圆2、直线1和图形的圆弧、直线P1P2加亮显示，说明该直线和圆弧为相切约束；移近相切11，节点圆2、直线8和图形的圆弧、直线P8P9加亮显示，说明该直线和圆弧为相切约束。同样,将光标移近图形中的约束符号,特征树的图形和约束节点也会加亮显示。例如将光标移近图形中的约束符号“”，特征树的节点直线2、直线4、平行4和图中的直线P2P3、P4P5也会加亮显示。,注意：特征树中的节点“平行”可能是水平方向、垂直方向和垂直关系3种情况，通过图中的约束符号“H”、“V”和“”不难加以区分。（3）智能拾取的种类与自动建立几何约束的关系上例的假定是设置智能拾取种类的全部复选框均为打开的状态。如果只打开智能拾取种类的平行、垂直和相切复选框，重复上例的作图过程,所得图形如图3-91所示。从该图可以看到只有平行、垂直和相切3种约束符号。展开特征树也可以看到，其几何图形部分与上例相同，约束部分只有平行、垂直和相切三种约束。约束的种类与智能拾取设置的种类完全一致。,图3-91在具有平行、垂直和相切的智能状态下绘制的图形,3.添加几何约束（1）利用约束定义对话框添加几何约束单击图标，使其呈橙色显示，这是建立几何约束的必要条件。选取图形对象，单击图标，在随后弹出的图3-92所示的约束定义对话框中选择约束的种类，单击确定按纽即可。说明：在约束定义对话框有17个复选框，分别属于尺寸约束和几何约束。可以定义的约束种类与所选图形对象的种类和数量有关。,图3-92约束定义对话框,例如，选取一条直线之后，单击图标，在随后弹出的约束定义对话框中只有固定、水平、垂直（铅垂）的几何约束和长度的尺寸约束的复选框是可用的。打开固定复选框,单击确定按纽,该直线附近增加了符号“”,在特征树上增加了节点固定。在解除固定约束之前,不能改变该直线的位置或角度。如果按住Ctrl键选取图3-93（a）所示的两个圆和一条直线之后，单击图标，弹出约束定义对话框。该对话框只有对称、固定、水平、垂直（铅垂）的几何约束和长度、半径/直径的尺寸约束的复选框是可用的。打开对称复选框，单击确定按纽，即可得到图3-93(b)所示的图形。该图的3个对象都添加了符号“”，在特征树上增加了节点对称，本来位置和大小相对于直线都不对称的两个圆改变为位置和大小相对于直线都对称的状态。如果改变其中任一对象的位置或大小，它们仍然保持着对称的关系。,(a)(b)图3-93定义对称约束注意：建立对称约束不仅要求直线的两侧必须是同一类型的图形对象，而且要求作为对称轴的直线或轴线必须是所选的最后一个（第3个）对象。,（2）交互方式添加几何约束单击图标，选取待标注的对象（或者先选取待标注的对象，再单击该图标），单击右键，从随后弹出的快捷菜单中选择约束种类即可。例如，选取图3-94(a)所示所的小圆，单击图标，命令提示区出现定位尺寸或选择另一个元素的提示，单击右键，弹出图3-95(a)所示的快捷菜，选择固定，结果如图3-94(b)所示。如果此时按住Ctrl键再选择大圆，命令提示区则出现定位尺寸的提示，单击右键，弹出图3-95(b)所示的快捷菜，选择相切，结果如图3-94(c)所示。如果选择允许对称线，命令提示区则出现定位尺寸或选择对称线的提示,选择直线,结果如图3-94(d)所示。,(a)(b)(c)(d)图3-94交互方式添加几何约束,(a)(b)图3-95添加约束的快捷菜,4.隐藏或显示约束符号右