草图设计及基准特征的建立0001

1、第二部分：草图设计及基准特征的建立Pro/E 中二维绘图在三维建模中占有极重要的地位，三维建模特征的生成、 工程图的建立以及装配特征的创建均要以二维截面的绘制为基础。在Pro/Engineer2001中，新增全相关2D制图，在新的智能化约束、捕捉功能加快 了实体特征的创建。下面介绍在 P ro/E “草绘”模式下的二维 图形的绘制的知 识与操作方法。在“草绘”环境下，绘制、编辑、二维几何图形的尺寸标注以及 定义几何图元的关系式。2.1 二维截面简介如果将具有三维特征的体积块切断， 可以得到此特征的二维断面， 此断面称 为截面。截面就是产生三维特征时所需的二维几何图元，显然三维特征取 决于 二维

2、截面图元。 构成二维截面图元有两大要素： 即二维几何图形和尺寸大小。 在 创建二维截面图元过程中， 首先绘制二维几何图形， 然后进行尺寸标注， 最后再 修改尺寸的数值。1、二维截面图形的绘制模式进入二维截面图形的绘制模式有两种方式：（ 1 ）【草绘 （Sketch） 】进入截面绘制的模式（2）【零件（ Part ）】进入截面绘制的模式通过三维模型创建时， 必须绘制二维截面的过程来进入截面绘制的模式， 由 此绘制的截面将包含于每一个三维特征中，但仍然可以单独保存为扩展名 .sec 的文件。也可直接生成零件特征。在绘制二维截面图形时，有自动及手动两种方法。如果在“草绘（Sketch） ” 下拉菜单

3、中“目的管理器 （Intent Manager） ” 选项前选中此项（见图 2.1 左侧），则为“自动标注尺寸”状态；如果“草绘”下拉菜单中“目的管理器 （Intent Manager） ”选项不选此项（见图 2.1 右侧），则为“手动标注尺寸”。在 Pro/Engineer2001 中，“目的管理器 （Intent Manager） ”已经被高度集 成到各模块中了，这样使 Pro/E 系统在创建特征时， 增加了许多用户默认的假设， 增加了软件的智能性。2、目的管理器的假设：（ 1 ）【水平（或垂直）线】：绘制的直线接近水平（或垂直） ，则系统假 设其水平（或垂直）。线段的另一端点似乎不随鼠标

4、的位置变化而变化，而被系 统锁定在水平或垂直状态，并且动态地标示水平（或垂直）的符号，水平符号“ H,垂直符号“ V。（2）【相互平行（或垂直）的直线】：如果供给制的直线与已经存在的线 段接近平行（或垂直），则系统认为它们相互平行（或垂直），系统被约束在平 行或垂直的状态下，并且动态显示平行符号“/”，垂直符号“丄”。（3）【同半径（或直径）】：如果绘制的一个圆（或圆弧）与已经存在的圆弧半径（或直径）接近，则系统认为它们相等，标注“R符号。（4）【等长度的直线】：如果绘制的线段与已存在的线段接近相等，则认为其长度与其最接近的已存在的线段长度相等，并且标注符号“L”。（5）【对称】：如果关于某中

5、心线相对地绘制线段或截面，当它们尺寸 相似时，系统认为它们是完全对称的，而且为之标注对称符号“”。(6) 【相切】：如果绘制的线段与已存在的圆弧相切，系统认为其相切， 并且标注符号“ T”。(7) 【90o与180o的圆弧】：如果绘制的圆弧端点与水平或垂直方向近似 相切，则系统认为该圆弧的弧度为 90o的倍数。绘制点位于线段上或者位于线段的端点：当绘制点位于线段附近时，系统认为该点位于线段上，如果绘制点位于线段的端点附近，系统认为该点位于线段的 端点处，即认为该点与线段端点共点。绘制二维截面时，在工具栏处有6个按钮，用以控制撤消、重做、是否显示 尺寸、是否显示约束、是否显示网格、是否显示截面顶

6、点(图 2.2) o 2.2绘制几何图形1 “草绘”菜单指令“草绘”菜单指令如图2.3右侧所示，左侧为使用“目的管理器(Intent Manager)” 的图标。(1) 【数据来自文件】：由扩展名为 drw、sec、igs及dwg的文件输入二 维截面几何数据，其中drw及sec分别为Pro/Engineer二维工程图及二维截面 的文件；igs为IGES文件；dwg为AUT0CA文件。(2) 【特征工具】：创建三维特征时的一些工具，其选项包括：1) 【转轴(Axis of Revolution)】：指定三维特征的旋转轴。2) 【切换截面(Toggle Section)】：在以“混合”方式创建三维

7、特征时， 此选项是切换二维截面的的工具。3) 【始点(Start point)】：在以“混合”创建三维特征时，此选项是指定 二维截面起始点的工具。4) 【合顶点(Blend Vertex)】：在以“混合”创建三维特征时，设定“混 合”顶点的工具。5) 【声明(Declaration)】：声明二维截面线条与装配设计的关系。 2“编辑”菜单下指令“编辑”菜单下指令如图2.4所示，功能说明如下：(1) 【恢复/重做(Undo/Redo)】：放弃/恢复上一个操作。(2) 【选择(Select)】：用鼠标选取画面的一个或多个项目，选取的方式包括【依次(One-by-One)】、【链(Chain)】、【所

8、有几何形状(All Geometry)】及【全部(All)】。(3) 【修改(Modify)】：修改尺寸数值、更改尺寸标注的位置、更改样条 曲线的造型、更改文本的内容或样式。(4) 【删除(Delete)】：将所选取的线条、尺寸或约束条件删除掉(选取 的项目在画面上呈红色)，也可直接按键盘的删除键。直线的类型可分为几何直线和中心线两种几何直线在图中显示为实线，作为实体的轮廓线；中心线在图中显示为虚线，作为建立其他特征辅助线。1) 【中心线(Centerline)】：单击C3绘制中心线，按“中键”结束绘制中 心线。2) 【直线(Geometry)】：单击ED绘制直线，按“中键”结束绘制实线。3

9、直线图元绘制范例1图N 6入名如图面绘字sketch_1，单击【确定(Ok)】指令，2.5所示。进入二维截 制状态。步骤2绘制几何图元。单击口图标，用 所示的1和2的位02. 8单击 图标，类型选项选择“草绘”，然后输鼠标左键单击图2.6 置，以产生垂直中心图2. 9步骤1创建二维截面图形。在工具栏中线。单击EH图标，单击如图2.6所示的3, 4, 5, 6，7, 8, 9的位置,以产生连续线，按鼠标中键，终止实线的绘制。操作状态步骤3保存文件。在工具栏中单击按钮，在系统提示栏中，按下 按钮或按回车键，以接受缺省的文件名保存，单击吕按钮，退出【草绘】4、常用基本图形的绘制工具(1) 【矩形(R

10、ectangle)】：单击：图标，以鼠标左键选取矩形的斜对角,以产生矩形。(2) 【圆与椭圆】：在此图标下有中心半径画圆、同心圆、椭圆三种创建 图元的方式：1) 【中心半径画圆(Center/Point)】：创建圆。通过选取“中心点”方式来 创建圆。单击回图标，用鼠标左键点选圆心，移动鼠标至适当位置，用鼠标左 键点选圆上的一点。2) 【同心圆(Concentric)】：创建同心圆。单击召图标，选取一个参照圆或 一条圆弧来定义中心。选定的参照圆可以是一个草绘图元或一条模型边。3) 【椭圆(Ellipse)】：单击E3图标，使用鼠标左键指定椭圆的中心，移动 鼠标至适当位置定出椭圆上的上点， 产生椭

11、圆的X半径和丫半径，则系统生成椭 圆。(3) 【绘制圆弧】：在此图标下有 3点/相切终点、中心与端点、同心弧、 圆锥线创建图元的方式：1) 【3点/相切终点(3 Tangent)】：单击K!图标，是以“三点画弧”的方式 创建圆弧，并产生相切圆弧。2) 【同心弧(Conectric)】：单击 图标，是以“同心弧”的方式创建圆弧。3) 【中心与端点(Center/Ends)】：单击禹图标，通过选出圆弧的中心点和 端点来创建圆弧。4) 【圆锥线(Conic)】：单击空图标，是以“三点画圆锥”的方式创建圆锥 曲线。(4) 【圆角(Fillet)】：圆倒角和椭圆倒角：单击IE9和凹图标，选取两图 元(直

12、线、圆弧或曲线)，即可产生圆弧形或椭圆形圆角。注意：两平行线不能产生圆角。二维绘图实例：绘制如图2.7所示的图形。步骤1:创建新的截面文件。单击酎按钮，单击【草绘】指令，然后输入名 字：sketch_2 ；单击臨逗1按钮。步骤2:绘制几何图元。单击 也图标，用鼠标左键单击如图2.8所示的1及 2的位置，产生垂直中心线，单击 图标，点选3和4的位置，产生矩形。单击SJD 图标，点选59的位置，产生连续的直线，单击(3图标，点选10及11的位置， 产生圆。步骤3:单击目图标，点选如图2.9所示的1与2、3与4、的位置，产生小 圆角一单击ES图标，点选5与6 7与8的位置，产生小椭圆。(5) 【样条

13、曲线(Spline)】：单击九图标，在画面上点选曲线通过的点，即可产生平滑曲线，曲线上的点称为“插入点”。产生了样条曲线后，若想更改 曲线的形状，则点选曲线后单击图标后，利用“修改样条”对话框进行修改。此对话框分为两部分：“插入点”的处理和曲线上点坐标值的。1) 【点(Points)】的处理【修改样条】对话框如图2.10所示，可进行插入点或控制点的移动、增加、 删除“插入点“、显示曲线等工作。【移动(Move)】：移动点改变曲线的造型。直接移动曲线的“插入点”、 “控制点”来改变曲线的造型，这两种改变曲线造型的方式有所不同。移动“插入点”时，若点与点的距离很近，则很小的点移动量会曲线变化幅度较

14、大；但移动“控制点”时，贝U无此现象，且不管控制点如何变化，曲线永远落在控制多边形的内部。【增加(Add)】：增加曲线的“插入点”、“控制点”，在原有的曲线上 增加插入点后，可利用移动选项移动插入点的位置， 以增加曲线的局部凹凸造型 变化。【删除(Delete)】：删除曲线的“插入点”，曲线将变得较为平滑。【显示曲率(Display Control Poly)】：显示出曲线的曲率变化，也可选 比例设定曲率数值的大小比例，选密度设定曲率显示的收疏密程度。【离散(Sparse)】：降低曲线的点数据量，需设定偏差值，使降低点数量 后所得到的曲线与原曲线的最大误差值在此误差量内。【光滑(Smooth)

15、】：使曲线平滑化，在信息窗口中增加平均值中使用的点 的奇数数目。2) 【坐标的处理(Coordinates)】单击【修改样条】对话框中的“坐标”标签，则出现图2.11所示的对话框， 【修改(Modify)】：选曲线上的插入点，直接由信息窗口输入点的新坐标 值，曲线造型随之更改。【读取(Read)】：读入扩展名为pts的文件，由读入的点数据创建曲线， 在pts文件中，每一行的数据为第一个点的坐标值， 而坐标系可为“笛卡尔”坐 标或“极”坐标。【保存(Save)】：将曲线的点数据存为扩展名为 pts的文件。【信息(Info)】：显示出曲线所有点的坐标值。(6) 【坐标系(Coord sys)】：单

16、击 图标，用左键定出坐标系的位置即可。(7) 【点(Point)】：单击”图标，用鼠标左键选择旋转点的位置，即可 产生一个点。点可以标注倒圆角的顶点。（8）【文本（Text）】：单击 图标，用左键画直线（用于定义文本的位置及方位），再输入英文或中文文本。可利用文本对话框控制字体、字的长宽比例 及文字的倾斜角度，也可选取文本对话框左下角的“沿曲线放置”复选框，将文字沿着曲线放置。注意：输入的单行文字不多于79个字符（9）【标注尺寸（Dimension）】：在Pro/E中，绘制二维图形时，系统会 自动将所绘制的几何图元标注尺寸（使用【目的管理器】），而且自动标注的尺寸是全约束的。但是系统提供的尺寸

17、标注不一定是用户所需要的，这就需要进行手动的尺寸标注。2.3编辑几何图元绘制二维截面时，有时必须将几何图元进行调整、 修改，或是通过特殊的处 理，才能得到所需的图元。“编辑”菜单下的“拷贝、镜像、比例和旋转及裁剪” 指令用以调整和操作几何图元。1. 【拷贝（Copy）】：选取一个或数个几何图元，单击圃图标后即复制出图 元，然后对复制的图元进行“移动、 缩放或旋转”。缩放的比例和旋转的角度可 直接在缩放旋转对话框中输入。2. 【镜像（Mirror）】：利用中心线将几何图元镜像至中心线的另一侧，产生对称的几何图元。先选取一个或多个图元，单击图标，再选取中心线（作为镜像轴线），可使所选的几何图元镜像

18、至中心线的另一侧。但不能镜像“尺寸、文本图元、中心线、参照图元”。3. 【线条和尺寸的移动（Move）】:单击 图标，选取一条或数条几何线条， 用鼠标左键移动线条（画面上线条将会有一个“手”的符号）。4. 【线条的缩放及旋转（Scale and Rotate）】:选取一条或数条几何线条， 单击回（图标，进行线条的“移动、缩放和旋转”。选取一条直线后，单击 冈图标 后，即可见虚线长方形及“移动、缩放、旋转”的标记，完成线条的“移动、缩放、旋转”后，在对话框中单击一日按钮确认即可。另外，也可直接在缩放旋转对 话框中输入缩放的比例和旋转的角度。5. 【裁剪线条】：（1） 【动态删除线段（Delete

19、 Segme nt）】：单击S3图标，被选取的线段（在 画面上以红色显示出来）被删除，也可单击描出样条曲线和该曲线相交的线段则 被删除。（2）【角落处进行裁剪（Corner）】：单击图标，选取两条线，则系统自 动裁剪或延伸两条线，如果两线段在延长线上无交点，则系统提示错误信息。（3）【分割（Divide）】：单击泾图标，系统提示选择要打断的线段，被选 择的图元在鼠标单击处一分为二，或选择两条线的交点，则两条线分别在交点处 被切成两段。2.4尺寸标注当完成了几何线条的绘制后，Pro/E会自动标注出尺寸，此尺寸称为弱尺寸， 若标注的尺寸不理想，则用户可以利用“草绘”菜单下的尺寸命令，或单击图 标来

20、标注所需的尺寸，标注出来的尺寸以黄色显现在画面上， 此类尺寸称为强尺 寸，用户利用覩图标加入一个强尺寸时Pro/E会自动删除一个弱尺寸。尺寸的标注是用左键选取几何图元，然后用“中键”指定尺寸所要摆放的位 置。如果在标注布置和约束中增加一个尺寸而导致冲突或重复，则“草绘器”会 发出警告，通知用户删除一个尺寸以解决冲突。 直到系统中每个图元的尺寸标注 和约束都恰好为全约束。1、直线的标注(1) 线段长度的标注。用选择需要标注的线段。然后移动鼠标到适当的位置 单击“中键”，放置该尺寸文字。(2) 两条平行线间的标注。用左键单击这两条直线，线段被系统显示为红色， 然后移动鼠标到适当的位置单击“中键”，

21、放置该尺寸。(3) 点和直线间的标注。用左键单击这条直线，线段被系统显示为红色，单 击要标注距离的点，移动鼠标到适当位置单击“中键”，放置该尺寸。(4) 两点间距离的标注。用鼠标左键单击将标注的两点，移动鼠标到适当的 位置单击“中键”，放置该尺寸。(5) 两直线角度的标注。用左键单击这两条直线，移动鼠标到适当的位置单 击“中键”以放置该尺寸。如果两直线相互平行，则标注两直线距离，若直线相 交，则标注两直线角度。2、圆或圆弧尺寸的标注(1) 半径尺寸标注。对圆弧或圆创建半径尺寸时，在该圆弧或圆上单击左键， 然后移动鼠标到适当位置单击“中键”，以放置该尺寸，即可标出该尺寸。(2) 直径尺寸标注。对

22、圆弧或圆创建直径尺寸时，在该圆弧或圆上双击左键， 然后移动鼠标到适当位置单击“中键”，以放置该尺寸，即可标出该尺寸。(3) 旋转截面直径的标注。用鼠标左键单击圆柱面的边线，接着点选中心线， 然后再点选旋转截面的圆柱面边线，移动鼠标到适当位置用“中键”，指定尺寸 的放置位置。 圆或圆弧距离的标注。对圆或圆弧创建相对距离尺寸，有圆心距离和切 线距离两种方式。标注步骤如下：1) 如果在选择圆或圆弧时，点选的位置是圆或圆弧的圆心，则生成的距离为 圆心之间的距离。操作方法：在两圆或圆弧的中心处单击鼠标左键， 则该点变为 红色，然后移动鼠标到适当的位置单击“中键”，放置该尺寸。2) 选择圆或圆弧的边线，则

23、生成的距离尺寸标注为切线距离。 此时系统弹出 如图2.12所示的尺寸类型对话框。3) 在标注类型选项对话框中选择圆心选项，则生成的尺寸标注为两圆心间的距离。圆心距离有水平距离、垂直距离和斜线距离3种。4) 在标注类型选项对话框中选择切线选项，则生成的尺寸标注为两圆或圆弧 切线间的距离。系统弹出图2.13所示的水平(Horiz)、垂直(Vert)选项对话框。5) 在切线尺寸标注选项对话框中，垂直选项标注的切线为圆弧间的垂直切线 距离；水平选项标注水平切线距离。(5) 圆弧角度标注：点选圆弧两端点，再选取圆弧上任一点，然后移动鼠标 “中键”指定尺寸参数摆放的位置，即可标出其角度。3、圆锥尺寸标注单

24、击口图标，系统会自动标注其尺寸，尺寸包括两端点间的相对位置尺寸、 两端点的角度尺寸、以及rho值。确定圆锥尺寸有两种方法：一种是使用一个rho值来定义圆锥的形状。另一 种需要在所选位置增加一个不同的“草绘器”点以固定圆锥。 生成的圆锥由两个 端点和不同的第三点来定义。椭圆与其他曲线的rho值：椭圆：0.05 v rhov0.5(2) 抛物线：rho=0.5(3) 双曲线：0.5rho0.95rho值愈大，则圆锥曲线越膨；rho值愈小，则圆锥曲线越扁。4、样条曲线的标注单击E3图标，画出样条曲线后，Pro/E系统会自动标注曲线头尾两端点的相 对位置尺寸。当然也可以使用样条曲线的端点或插值点来增加

25、样条曲线的其他尺 寸标注。如果该样条曲线依附于其他几何图元， 并且其端点的尺寸已确定，就可 以不必增加样条曲线的其他尺寸。标注样条曲线端点角度尺寸的方法： 首先在其端点处绘制一条中心线，以建立角度关系； 选择曲线； 选曲线的一个端点(用以做旋转轴)； 选中心线(用以做为角度标注参考线)； 用鼠标中键指定角度尺寸放置的位置。注意：如果要标注尺寸时输入的尺寸值为负值时，对于线性尺寸，输入负的尺寸值，它会使几何改变方向。在“草绘器”中，重新生成前，负号会出现在所 标注的尺寸旁边。但在“零件”模式中，尺寸值总以正值出现。5、椭圆形圆角或椭圆标注标注椭圆形圆角或椭圆的尺寸，只需要标注其水平和垂直端点及其

26、中心的距 离即可。即标注椭圆形圆角或椭圆的 X半径和丫半径。用鼠标左键单击椭圆，椭圆变成红色高亮显示，用“中键”选择尺寸文字放 置位置，系统弹出半径标注选项对话框，如图 2.14所示，X半径(X Radius): 标注水平半径，Y半径(Y Radius):标注垂直半径。尺寸标注注意事项：(1) .标注尺寸时，必须将截面做一完整的定义，让每一个几何图元有惟一的 关系及位置。(2) .若截面有非常小的尺寸，则可以先以尺寸画截面线条，再更改其参数值 为小尺寸，即得所需的几何形状。(3) .可利用点来定圆角与圆弧的位置尺寸。(4) .由于中心线能用以辅助几何无意的位置对齐， 可以利用中心线来定点与 线

27、的位置尺寸。2.5修改尺寸数值单击修改弓图标后，选择一个或几个尺寸，则这些尺寸列在修改尺寸对话框 中，可以直接输入每个尺寸的数值，或拉动使尺寸数值呈现动态变化。另一种 修改尺寸的方法是：用鼠标左键双击某一尺寸，系统马上会在尺寸附近显示尺寸 修改对话框，在对话框中可直接修改其值。1. 再生(Regenerate )】：缺省为选中，使一个尺寸数值改变时，线条的几 何形状或位置立即变化；若不选中，则所有尺寸数值指定完毕，单击确认-按钮后，整个截面的几何形状方才变化。当选中该复选框时，每更改一个尺寸，Pro/E图2 1?立即计算整个截面的几何形状，若用户输入的尺寸数值不恰当，则造成 Pro/E计算失败

28、，因此，建议用户取消此选项。2. 【锁定比例（Lock Scale ）】：缺省为不选中，单一尺寸的数值变化立即改西变其几何图元的形状；若选中，则所有被挑选的尺寸的几何图元将会一起变化，以维持尺寸间的数值比例。尺寸标注范例1步骤1：打开截面文件,单击盘图标选取截面文件sketch_fl_1,然后单击 打开。步骤2：标注尺寸，单击SE图标，加入两个直径尺寸步骤3:修改尺寸数值，利用鼠标左键选取所有尺寸，单击图标，取消再生选项，然后更改为图2.16所示的尺寸数值，最后单击对话框的确认窈按钮。步骤4保存文件后离开。单击图标，然后单击團按钮。尺寸标注范例2步骤1:打开截面文件，单击图标选取sketch_

29、fl_2.sec ，再选打开。步骤2：标注圆周至斜线的距离尺寸，单击困图标，标注圆周至斜线的距离 尺寸。Pro/E会显示如图2.17所示的尺寸冲突（有多余约束条件），选择圆与 图元上边线的距离（Pro/E会加方框显示欲删除的尺寸）。步骤3:标注二个圆之间的中心距离尺寸，单击凰图标，标注尺寸。步骤4:修改尺寸，利用鼠标左键选取所有尺寸，单击 图标，取消再生选项， 然后更改为图2.18所示的尺寸数值，最后单击对话框的确认 K按钮。步骤5保存文件后离开。单击u图标，然后单击按钮。2.6设定约束几何约束是在Pro/E创建特征过程中比较常用的指令，在设计时，可以根据 模型的要求，先确定一些图元的相互约束关系，如：位置关系、垂直关系、平行 关系等。将其定义为强约束，在以后的模型生成与自动修改时系统将不会改变强 约束关系，有利于简化建模，提高建模效率。当用户进入二维图形绘制时，系统将自动进入使