第三节 CATIA_V5__绘制草图

1、第3章 绘制草图 n利用Catia V5进行机械设计的基础就是 草图绘制，所有零件的实体造型都是要 从草图开始。用户先在草图工作台勾勒 出实体模型轮廓，然后再利用零件设计 功能生产实体。所以本章是零件设计的 基础，在本章所学的草图绘制功能，以 后的章节中会反复使用。本章主要介绍 如何在Catia V5的草图工作平台上进行 草图轮廓的绘制、约束和修饰。 3.1草图绘制模块简介 n草图绘制模块（Sketcher）是其它模块设计 的基础，也是Catia设计的主要工作台之一。 操作者可以在草图绘制模块中进行轮廓设计， 再利用绘制的轮廓图构造实体零件或曲面特 征。草图绘制模块（Sketcher）主要是由

2、草 图工具（Sketch tools）、轮廓工具 （Profile）、约束工具（Constraint）、草图 修饰工具（Operation）共4组菜单组成，将 在本章中通过实例详细解释各种草绘工具的 使用方法。 3.1.1 进入草图绘制工作台 n草图绘制工作台是进行草图绘制的操作界面，利用草图 绘制平台能够完成草图轮廓线的设计工作。可以按照以 下步骤进入草图绘制工作台： n（1）单击【开始】（Start）|【机械设计】 （Mechanical Design）|【零件设计】（part）命令，进 入零件设计工作平台； n（2）再点击草图绘制器上的草图工具按钮，然后选择 一个绘图平面（xy、xz、y

3、z、一个实体面）就进入草图进入草图 绘制工作台绘制工作台。在Catia的其它设计平台中单击草图工具 按钮，也可以进入草图绘制工作台； n（3）单击工作台工具栏上的退出工作台退出工作台工具按钮，可 以退出草图绘制工作台返回到原设计平台。 选择零件设计 点击草图绘制 选择一个绘图平面 （包括1、坐标平面 2、实体表面 3、创建的辅助平面） 退出草图 草图绘制 3.1.2 草图绘制工具栏介绍 n在草图设计过程主要用到四个工具栏， 单击工具栏中相应按钮右下的黑色倒三 角，将展开这个工具栏。 n轮廓工具栏提供了点、线和预定义轮廓 线的绘制工具。 n以及对轮廓线进行约束、修饰等工具按 钮，可以通过这些工具

4、绘制出需要的几 何轮廓线，为后续实体零部件的设计做 好基础。 3.2 草图的辅助工具 n草图的辅助工具包括网格显示/隐藏、点对 齐、构造元素与标准元素转换、自动创建 几何约束和自动创建尺寸约束5种，如图所 示，利用该工具使草图设计更加轻松、快 捷。下面分别讲解各个工具的使用方法。 3.2.1 网格显示/隐藏 n【网格】工具，是在草图工作区显示与隐藏网格线显示与隐藏网格线 的开关工具的开关工具。单击【网格】工具按钮，按钮变成金 黄色按钮，草图工作区将显示网格线，反之亦然。 n在开始第一个工作之前，可以自定义工作方式以适 合自己的习惯。这种类型的自定义存储在永久设置 文件中：如果结束会话，这些设置

5、不会丢失。网格 间距和刻度通过【工具（Tools）】|【选项 （Options）】|【机械设计（Mechanical Design）】| 【草图编辑器（Sketcher）】选项卡中网格文本框进 行设置。 3.2.2 点对齐 n【点对齐】工具，是草图绘制过程中，鼠 标能够捕捉到网格角点的开关工具开关工具。单击 【点对齐】工具按钮，按钮变成金黄色按 钮，在草图中鼠标能捕捉到网格交点，效 果如图所示。 3.2.3 构造元素和标准元素之间 的转换 n【构造/标准元素】工具，是绘制构造元素和是绘制构造元素和 标准元素转换工具标准元素转换工具。利用该工具既可以绘制 出构造元素，也可以将标准元素与构造元素

6、之间互相转换。单击【构造/标准元素】工具 按钮，使按钮变成金黄色按钮，在草图中绘 制的几何图形为虚线图形，在3D设计模块中 是不可见的；选择标准元素，单击【构造/标 准元素】工具按钮，标准元素就转换成构造 元素了。 3.2.4 自动创建几何约束 n【几何约束几何约束】工具，即保持关系按钮。 n单击该工具按钮，在绘制图形中，智能拾智能拾 取垂直、平行、相交等几何约束取垂直、平行、相交等几何约束，很容易 找到所要绘制的线、圆弧与已知几何元素 之间的关系，方便绘制，绘制完成后能保 持捕捉到的关系。 3.2.5 自动创建尺寸约束 n【尺寸约束】工具，是尺寸约束选项开关， 单击该工具按钮，在草图工具栏内

7、键入的 值将会在几何元素上创建尺寸。 3.2.6 草图分析 n在草图设计完成后，进入实体零件设计平台进行实 体零件设计。绘制的草图不一定就是符合实体零件 生成的草图，Catia提供了对草图进行分析的工具， 单击【工具】|【草图分析】工具，系统弹出草图分 析窗口对话框，该对话框包含以下三个选项卡： “几何图形（Geometry）”、“投影/相交 （Projections / Intersections）”和“诊断 （Diagnostic）”。下面详细介绍各工具的作用： n1几何图形（Geometry） n2诊断（Diagnostic） 3.3 绘制草图 n本节将介绍草图的绘制方法，即通过 【轮廓

8、】工具栏绘制草图轮廓。【轮廓】 工具栏是草图绘制器的核心工具栏，该 工具栏有8种草图轮廓工具。草图绘制 过程中，几何元素定位方法，以鼠标点 击定位几何元素为主介绍各种工具的使 用方法。 3.3.1 绘制连续轮廓线（Profile） n【连续轮廓线】工具，可以绘制连续的封闭 的或非封闭的轮廓线。当绘制的轮廓线为封闭 （是指只用一次连续轮廓线命令绘制的封闭图 形）性轮廓线，系统自动退出连续轮廓线绘制 命令；如果绘制非封闭轮廓线时，按键盘上的 Esc键或单击Catia工具栏上其它工具按钮，方 可结束轮廓线的绘制。 3.3.2 绘制预定义轮廓线 （Parallelogram） n通过【轮廓】工具栏上的

9、【预定义轮廓】工具按钮，可以绘 制各种预定义的封闭的轮廓。单击【预定义轮廓】按钮右下 的黑色三角，展开【预定义轮廓】工具栏，该工具栏包括9种 封闭轮廓工具，下面介绍各种封闭轮廓工具的使用方法。 n1绘制矩形（Rectangle） n2绘制三点矩形（Oriented Rectangles） n3绘制平行四边形（Parallelogram） n4绘制长圆孔（Elongated Hole） n5绘制弧形长圆孔（Cylindrical Elongated Hole） n6绘制锁芯孔（Keyhole Profile） n7绘制六边形（Hexagon） n8绘制居中矩形（Rectangle） n9绘制居中

10、平行四边形（Parallelogram） 3.3.3 绘制圆和椭圆 n通过【轮廓】工具栏上的【圆】工具按钮，可以绘制出圆和各 种圆弧轮廓线。单击圆工具按钮右下的黑色三角，展开的【圆】 工具栏。该工具栏包括7种圆和圆弧轮廓绘制工具，下面介绍 各种工具的使用方法。 n1绘制圆（Circle） n2绘制三点圆（Three Point Circle） n3绘制坐标圆（Circle Using Coordinates） n4绘制三切圆（Tri-tangent Circle） n5绘制三点圆弧（Three Point Arc） n6绘制限制三点圆弧（Three Point Arc Starting wit

11、h Limits） n7绘制圆弧（Arc） 3.3.4 绘制样条曲线（Spline） nCatia V5提供了两种样条曲线的绘制方法，点击【轮廓】工具 栏上的【样条曲线】工具按钮右下角黑色三角，展开样条曲线 工具栏，该工具栏提供了样条线和连接线两个工具，利用该工 具可以绘制出不规则的曲线，下面详细介绍该工具的使用方法。 n1绘制样条线（Spline） n2绘制连接线（Connect） 3.3.5 绘制二次曲线（Conic） n单击【轮廓】工具栏上【椭圆】工具按钮右下黑色 三角，就可以展开二次曲线工具栏。该工具栏包括 椭圆、抛物线、双曲线、圆锥曲线四种二次曲线绘 图工具，利用该工具可以绘制出规则

12、曲线，下面介 绍各种工具的使用方法。 n1绘制椭圆（Ellipse） n2绘制抛物线（Parabola by Focus） n3绘制双曲线（Hyperbola by Focus） n4绘制圆锥曲线（Conic） 3.3.6 绘制直线（Line） n直线是几何元素中最基础的一个元素，也是草图绘 制工具中最基础的工具，Catia V5提供5中直线的绘 制方法，下面讲解各种直线绘制方法的操作步骤。 n1绘制直线段（Line） n2绘制无限长直线（Infinite Line） n3绘制公切线（Bi-Tangent Line） n4绘制角平分线（Bisecting Line） n5绘制法线（Line N

13、ormal to Curve） 3.3.7 绘制轴线（Axis） n【轮廓】工具栏上的【轴线】工具按钮用于生成轴 线，生成方法与3.3.6小节中直线段生成方法相同。 在绘制草图中，关于轴线要注意以下几点： n（1）每个草图只能创建一条轴，如果试图创建第二 条轴，则所创建的第一条轴将自动变换成构造线。 n（2）如果在启动轴之前已经选择了一条直线，则该 直线将自动变换为轴。 n（3）轴无法转换为构造元素。 3.3.8 绘制点（Point） nCatia V5提供5种点的生成方法，包括：单击创建点、 通过坐标创建点、创建等分点、创建交点和创建投 影点，下面介绍各种的使用方法。 n1通过单击创建点（P

14、oint by Clicking） n2使用坐标创建点（Point by Using Coordinates） n3创建等分点（Equidistant Points） n4创建交点（Intersection Point） n5创建投影点（Projection Point） 3.4 约束草图 n草图约束是指一个几何元素相对于草图中其它几何 元素之间产生一种相互限制的关系。利用草图约束 可以使绘制的几何元素间有一定的关系，绘制出所 需要的几何图形。草图的约束分为几何约束和尺寸 约束两大类。 n几何约束是对一个几何元素或在多个几何元素之间 强制限制的关系。例如，平行关系，相切关系，重 合关系，垂直关

15、系等等。可以在一个元素上或者在 两个或多个元素之间设置约束。 n尺寸约束是其值确定几何对象测量的约束。例如， 它可以控制直线的长度或两点之间的距离。 3.4.1 约束的基础知识 n1智能拾取 n智能拾取是在绘制草图过程中，Catia根据操 作者所绘几何元素分析自动生成约束的工具， 用于尽可能简化草图编辑器中的创建和编辑 任务。智能拾取动态检测以下几何约束：基 准线和圆、对齐、平行度、垂直度、相切、 同心、水平和垂直、中点 。 n2约束的颜色 n欠约束、完全约束、过约束 3.4.2 通过对话框创建约束 （Constraints Defined in Dialog Box） n通过【约束】工具栏上

16、的【在对话框中定义的 约束】工具按钮，可以以对话框形式创建约束。 在创建该约束前，必须先选择对象，否则【在 对话框中定义的约束】按钮不可用。约束对象 可以是单个，也可以是多个。 3.4.3 创建一般约束（Constraint） n单击【约束】工具栏上的【约束】工具 按钮右下黑色三角，展开如图所示的约 束创建工具栏，该工具栏包括约束工具 和接触约束工具2种约束创建方式。 n1【约束】工具 n2【接触约束】工具 3.4.4 创建自动约束（Auto- constraint） n通过【约束】工具栏上的【自动约束】 工具右下角黑色三角，展开如图所示的 【受约束的几何图形】工具栏，该工具 栏包括【自动约束

17、】和【固定约束】两 种约束工具。 n1创建自动约束 n2创建固定约束 3.4.5 创建动画约束 n【制作约束动画】工具，是按照一定的变 化规律改变约束时，受约束的绘制元素将 产生变化的约束工具。 n利用该工具产生的效果只能演示，不能永 久保存。 3.4.6 编辑多约束 n【编辑多约束】工具，是同时对多个尺寸约 束进行编辑，修改的工具。 n单击【约束】工具栏上的【编辑多约束】工 具按钮，系统弹出编辑多约束对话框，在该 对话框中通过改变所选约束的当前值来改变 约束，单击【恢复初始值】按钮，可以将约 束的当前值恢复到初始值，也可以对约束添 加公差，在【maximum tolerance】和 【min

18、imum tolerance】设置上下偏差，单击 【Restore Initial Tolerance】按钮，设置的公 差就显示在草图中。 3.5 修饰草图 n本节将通过【操作】工具栏，介绍草图轮 廓线的修饰。草图绘制过程中，经常要进 行倒角、修剪、平移、旋转、镜像等修饰 工作，利用该工具栏，就能轻松完成草图 的修饰工作。 3.5.1 倒圆角 n【圆角】工具，是通过对两条直线或曲 线进行修剪，在两几何元素之间生成与 两几何元素相切的圆弧的修剪工具。 n单击【操作】工具栏上的【圆角】工具 按钮，草图工具栏显示倒圆角定义选项， 如图所示，通过使用草图工具栏上的各 选项，可以生成不同的倒圆角效果。 3.5.2 倒角 n【倒角】工具，是通过对两条直线或曲线进 行修剪，生成与两几何元素成一定角度的直 线段的修剪工具。 n选择两条直线或曲线，单击【操作】工具栏 上的【倒角】工具按钮，草图工具栏显示倒 角定义选项，如图所示，通过使用草图工具 栏上的各选项，可以生成不同的倒角效果，