教学材料《UG NX 基础知识》-第2章

2.1草图的基本环境只有在草图的基本环境中才能进行草图的创建，也就是说草图的基本环境是绘制草图的基础。该环境提供了在UGNX中草图的绘制、操作以及约束等与草图有关的所有工具。当需要绘制草图时，单击“草图”图标

，打开“创建草图”对话框；然后，单击【确定】按钮，即可进入草图环境，如图2.1-1所示。下一页返回2.1草图的基本环境2.1.1草图工作平面草图工作平面的选择是草图绘制的第一步，要创建的所有草图元素都必须在指定的平面内完成。在UGNX中，创建草图工作平面的方法主要有以下两种。1．在平面上以平面为基础来创建所需的草图工作平面。在“平面选项”下拉列表中，提供以下3种指定草图工作平面的方式。上一页下一页返回2.1草图的基本环境1）现有平面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任意一个面作为草图平面。（1）在“创建草图”对话框中，选择“平面选项”下拉列表中的【现有平面】选项。（2）在绘图区选择一个已有平面，以此来作为草绘的工作平面，如图2.1-2所示。上一页下一页返回2.1草图的基本环境2）创建平面

借助现有平面、实体及线段等元素为参照，创建一个新的平面，然后用此平面作为草图平面。（1）在“平面选项”下拉列表中单击【创建平面】选项。（2）单击“完整平面工具”按钮

，打开“平面”对话框。（3）选择所需参考平面，并在“平面”对话框中输入相应参数，创建出所需平面。（4）单击【确定】按钮返回“创建草图”对话框，选择此平面作为草绘平面，如图2.1-3所示。上一页下一页返回2.1草图的基本环境3）创建基准坐标系首先，创建一个新的坐标系，然后，通过选择新坐标系中的基准面来作为草绘工作平面。（1）在“平面选项”下拉列表中单击【创建基准坐标系】选项。（2）单击“创建基准坐标系”按钮

，打开“基准CSYS”对话框。（3）建立新的坐标系，单击【确定】按钮返回，如图2.1-4所示。上一页下一页返回2.1草图的基本环境2．在轨迹上以已有直线、圆、实体边线、圆弧等曲线为基础，选择与曲线轨迹垂直、平行等各种不同关系形成的平面为草图平面。（1）在“创建草图”对话框的“类型”选择下拉列表中【在轨迹上】选项；（2）选择路径（即曲线轨迹），在对话框中设置平面位置、平面方位等参数，如图2.1-5所示。此外，在“创建草图”对话框中，还可以通过对“草图方位”选项组的各选项进行设置，从而创建草图平面，“草图方位”选项组中“参考”下拉列表如图2.1-6所示。上一页下一页返回2.1草图的基本环境2.1.2设置基本参数单击【首选项】/【草图】选项，弹出“草图首选项”对话框，如图2.1-7所示。主要选项含义如下。1．草图样式主要用于设置草图尺寸、文本高度，以及控制草图原点的确定方式。2．会话设置主要用于控制视图方位、捕捉误差范围等，如图2.1-8所示。上一页下一页返回2.1草图的基本环境3．部件设置在选项卡中单击各类元素后的颜色块，将打开“颜色”对话框。可以对各种元素颜色进行设置，单击【继承自用户默认设置】按钮，将恢复系统默认的颜色，以便选择新的颜色，如图2.1-9所示。上一页返回2.2草图曲线创建“草图工具”功能主要用于绘制和编辑各种草图曲线，工具条如图2.2-1所示。该工具条中主要按钮的作用如下。（1）

配置文件（连续线）：用于创建连续并且连接的直线或圆弧。（2）

快速修剪：用于修剪、删除曲线。选择相交的曲线，将会从曲线的交点处打断。（3）

快速延伸：用于将曲线延伸至某一个对象。下一页返回2.2草图曲线创建1．配置文件用于创建一系列连续的直线和圆弧，而且前一条曲线的终点将变为下一条曲线的起点。在“草图工具”工具条中单击图标

，将打开“配置文件”对话框。绘图过程中，按住鼠标左键不放，可以在直线和圆弧之间切换，如图2.2-2所示。2．直线在“草图工具”工具条中单击图标

，将打开“直线”对话框。可以指定直线起点和终点参数，如图2.2-3所示。上一页下一页返回2.2草图曲线创建3．圆弧与圆利用“圆”和“圆弧”工具，可以在草图环境中绘制圆与圆弧轮廓线。1）圆在“草图工具”工具条中单击图标

，弹出“圆”对话框。创建圆轮廓主要有“指定圆心和直径”与“指定三点”两种方法。（1）圆心和直径定圆。①单击“圆”对话框中的图标

，在绘图区指定圆心。②输入直径数值，完成绘制圆操作，如图2.2-4所示。（2）三点定圆。单击图标

，依次拾取圆上的3个点，如图2.2-5所示。上一页下一页返回2.2草图曲线创建2）圆弧在“草图工具”中单击图标

，打开“圆弧”对话框。同样，创建圆弧轮廓主要有“指定圆弧中心与端点”和“指定三点”两种方法。（1）三点定圆弧。①在“圆弧”对话框中单击图标

；②依次拾取起点、终点和圆弧上一点，或拾取两个点和输入直径，完成圆弧的创建，如图2.2-6所示。（2）指定中心和端点定圆弧。①单击“圆弧”对话框中图标

；②依次指定圆心、端点和扫掠角度，完成圆弧绘制，如图2.2-7所示。上一页下一页返回2.2草图曲线创建4．快速修剪“快速修剪”工具可以以任一方向将曲线修剪至最近的交点或选定的边界。主要有“单独修剪”“统一修剪”和“边界修剪”3种修剪方法。1）单独修剪（1）单击图标

，弹出“快速修剪”对话框。（2）依次选取要修剪的曲线，系统将根据被修剪元素与其他元素的分段关系自动完成修剪操作，如图2.2-8所示。上一页下一页返回2.2草图曲线创建2）统一修剪统一修剪可以绘制出一条曲线链，然后将与曲线链相交的曲线部分全部修剪。（1）单击图标

，弹出“快速修剪”对话框。（2）按住鼠标左键不放，拖过需要修剪的曲线元素，系统将自动把被拖过的曲线修剪到最近的交点，如图2.2-9所示。上一页下一页返回2.2草图曲线创建3）边界修剪边界修剪可以选取任意曲线为边界曲线，被修剪对象在边界内的部分将被修剪，而边界以外的部分不会被修剪。（1）单击图标

，打开“快速修剪”对话框。（2）依次拾取边界。（3）单击“要修剪的曲线”选项组中按钮

，选取需要修剪的对象，如图2.2-10所示。

上一页下一页返回2.2草图曲线创建5．快速延伸将草图元素延伸到另一临近曲线或选定的边界线处。“快速延伸”工具与“快速修剪”工具的使用方法相似，主要有以下3种方法。1）单独延伸（1）单击图标

，弹出“快速延伸”对话框。（2）直接拾取要延伸的曲线元素，系统将根据需要延伸的元素与其他元素的距离关系自动判断延伸方向，并完成延伸操作，如图2.2-11所示。上一页下一页返回2.2草图曲线创建2）统一延伸通过曲线链的方式同时延伸多条曲线。（1）单击“快速延伸”按钮

，打开“快速延伸”对话框。（2）按住鼠标左键拖过需要延伸的曲线，即可完成延伸操作，如图2.2-12所示。3）边界延伸指定延伸边界后，被延伸元素将延伸到边界处。（1）单击图标

，打开“快速延伸”对话框。（2）依次拾取边界。（3）单击“要延伸的曲线”选项组中按钮

，选取需要延伸的对象，如图2.2-13所示。上一页下一页返回2.2草图曲线创建6．圆角利用“圆角”工具，可以在两条或三条曲线之间倒圆角，包括精确法、粗略法和删除第三条曲线三种方法。其中，如选择倒角选项卡中的按钮

，倒角则会修剪倒圆角的参照线段，如图2.2-14所示。如选择倒角选项卡中的按钮

，倒角则不会修剪倒圆角的参照线段，如图2.2-15所示。上一页下一页返回2.2草图曲线创建1）精确法该方法可以在绘制圆角时，精确地指定圆角的半径。（1）单击“圆角”图标

，弹出“创建圆角”对话框；（2）依次选取要倒圆角的两条曲线，在文本框中输入半径值，按回车键，如图2.2-16所示。2）粗略法该方法可以利用曲线链快速倒圆角，但圆角半径的大小由系统将根据所画的链与第一元素的交点自动判断。（1）单击“圆角”图标

，弹出“创建圆角”对话框；（2）按住左键从需要倒圆角的曲线上拖过，完成创建圆角操作，如图2.2-17所示。上一页下一页返回2.2草图曲线创建3）删除第三条曲线此方法可以选择3条曲线进行倒圆角，其中第三条曲线为圆角的切线并会被删除。（1）单击“圆角”图标

，弹出“创建圆角”对话框；（2）单击“删除第三条曲线”按钮

，依次选取需要形成圆角的三条曲线，如图2.2-18所示。上一页下一页返回2.2草图曲线创建7．矩形“矩形”工具可以创建任意尺寸的矩形，创建矩形的方法有“对角2点”“按3顶点”“从中心”3种方法。“矩形”工具对话框如图2.2-19所示。1）对角2点（1）在“草图工具”中单击图标

，弹出“矩形”对话框；（2）单击按钮

，确定矩形起点，再依次设置矩形长度和宽度，如图2.2-20所示。上一页下一页返回2.2草图曲线创建2）按3顶点（1）在“草图工具”中单击图标

，弹出“矩形”对话框；（2）单击按钮

，依次设置3个顶点，如图2.2-21所示。3）从中心（1）在“草图工具”中单击图标

，弹出“矩形”对话框；（2）单击按钮

，先设置矩形中心点，再设置矩形长度和宽度，如图2.2-22所示。上一页返回2.3草图的基本操作2.3.1镜像曲线镜像曲线是指将草图几何对象以指定的一条直线为对称中心线，镜像复制成新的草图对象。（1）单击【插入】/【来自曲线集的曲线】/【镜像曲线】选项或在“草图操作”工具中单击图标

，弹出“镜像曲线”对话框，如图2.3-1所示。（2）选择镜像中心线和需镜像的草图对象。（3）单击【确定】按钮，完成镜像复制，如图2.3-2所示。下一页返回2.3草图的基本操作2.3.2偏置曲线偏置曲线是指对草图平面内的曲线或曲线链进行偏置，并对偏置生成的曲线与原曲线进行约束。（1）单击【插入】/【来自曲线集的曲线】/【偏置曲线】选项或在“草图操作”工具条中单击图标

，弹出“偏置曲线”对话框，如图2.3-3所示。（2）在【距离】文本框输入偏置距离。（3）选择需偏置的曲线，系统会自动预览偏置结果；如有必要，单击

按钮，可以使偏置方向反向，如图2.3-4所示。上一页下一页返回2.3草图的基本操作2.3.3添加现有的曲线用于将已有的不属于草图对象的点或曲线，添加到当前的草图平面中。在“曲线操作”工具条中单击图标

或单击【插入】/【曲线】/【现有曲线】选项，弹出“添加曲线”对话框，如图2.3-5所示。上一页下一页返回2.3草图的基本操作2.3.4投影曲线投影曲线是指将能够抽取的对象（关联和非关联曲线、点或捕捉点，包括直线的端点以及圆弧和圆的中心）沿垂直于草图平面的方向投影到草图平面上。选择要投影的曲线或点，系统将曲线从选定的曲线、面或边上投影到草图平面或实体曲面上，成为当前草图对象，如图2.3-6所示。在“草图”工作界面下，单击【插入】/【处方曲线】/【投影曲线】选项或在“草图操作”工具条中单击图标

，弹出“投影曲线”对话框，如图2.3-7所示。上一页返回2.4草图的约束2.4.1几何约束1．几何约束类型几何约束的主要类型如下。（1）

固定：将草图对象固定到当前所在的位置。一般在几何约束的开始，需要利用该约束固定一个元素作为整个草图的参考点。（2）

完全固定：添加该约束后，所选取的草图对象将不再需要任何约束。（3）

重合：定义两个或两个以上的点互相重合，这里的点可以是草图中的点对象，也可以是其他草图对象的关键点（端点、控制点、圆心等）。下一页返回2.4草图的约束（4）

同心：定义两个或两个以上的圆弧或椭圆弧的圆心相互重合。（5）

共线：定义两条或多条直线共线。（6）

中点：定义点在直线或圆弧的中点上。（7）

水平：定义直线为水平直线，即与草图坐标系XC轴平行。（8）

竖直：定义直线为竖直线，即与草图坐标系YC轴平行。（9）

平行：定义两条曲线相互平行。（10）

垂直：定义两条曲线相互垂直。（11）

相切：定义两个草图元素相切。上一页下一页返回2.4草图的约束（12）

等长：定义两条或多条曲线等长。（13）

等半径：定义两个或两个以上的圆弧或圆半径相等。（14）

恒定长度：定义选取的曲线元素的长度是固定的。（15）

恒定角度：定义一条或多条直线与坐标系的角度是固定的。（16）

曲线的斜率：定义样条曲线过一点与一条曲线相切。上一页下一页返回2.4草图的约束（17）

均匀比例：定义样条曲线的两个端点在移动时，保持样条曲线的形状不变。（18）

非均匀比例：定义样条曲线的两个端点在移动时，样条曲线形状发生改变。（19）

点在曲线上：定义选取的点在某条曲线上，该点可以是草图的点对象或其他草图元素的关键点（如端点、圆心）。（20）

镜像：定义对象间彼此成镜像关系，该约束由【镜像】工具产生。上一页下一页返回2.4草图的约束2．添加几何约束几何约束的添加方法有两种：自动判断和手动施加。1）自动约束（1）单击图标

，弹出“自动约束”对话框，如图2.4-1（a）所示。（2）选取要约束的草图对象，并在“要应用的约束”选项组中启用所需约束的复选框。（3）在“设置”选项组中设置公差参数。（4）单击【确定】按钮，完成自动约束操作。2）手动约束（1）单击图标

。（2）选取要约束的草图对象，弹出“约束”对话框，如图2.4-1（b）所示。（3）选择所需要的约束类型，完成自动约束操作。上一页下一页返回2.4草图的约束2.4.2尺寸约束单击【草图约束】工具条图标

，弹出“尺寸”工具，单击按钮

，打开“尺寸”对话框，如图2.4-2所示。1．尺寸约束类型在“尺寸”对话框中提供了9种约束类型。当需要对草图对象进行尺寸约束时，直接单击所需尺寸类型按钮，即可进行相应的尺寸约束操作。上一页下一页返回2.4草图的约束2．尺寸表达式设置区该区的列表框中列出了当前草图约束的表达式。利用列表框下的文本框或滑块可以对尺寸表达式中的参数进行设置，另外，还可以单击按钮

，将列表框表达式和草图中的约束删除。3．尺寸表达式引出线和放置位置用于设置尺寸标注的放置方法和引出线的放置位置。其中尺寸的标注包括“自动放置”“手动放置且箭头在内”“手动放置且箭头在外”3种方法。上一页下一页返回2.4草图的约束2.4.3显示或移除约束当草图中的约束过多时，单独观察一个或一部分约束往往不能清楚地发现草图中各元素间的整体约束关系。此时，可以利用“显示所有约束”工具对其进行观察，单击“显示所有约束”图标

，系统将同时显示草图所有约束，如图2.4-3所示。利用“显示/移除约束”工具可以显示与选定草图几何图形关联的几何约束，并移除选定的约束或列出信息。在“草图约束”工具条中单击图标

，弹出“显示/移除约束”对话框，如图2.4-4所示。上一页下一页返回2.4草图的约束2.4.4动画模拟尺寸动画模拟尺寸可以将所选草图对象的尺寸约束在指定尺寸范围内按照一定的步数进行变化。（1）在“草图约束”工具条中单击图标

，弹出“动画”对话框。（2）在列表框中选择一个尺寸表达式，设置【上限】、【下限】和【步数/循环】三个参数进行。（3）单击【应用】按钮，将打开“动画”停止对话框，并开始动态显示效果，如图2.4-5所示。（4）单击【停止】按钮，结束动态显示过程。上一页返回2.5草图综合实例1．设计结果利用“草图”功能绘制如图2.5-1所示仿锤形垫片草图。2．设计思路①创建外部圆轮廓；②绘制切线并修剪；③添加圆角；④修剪曲线；⑤绘制内部轮廓线；⑥添加约束。3．操作步骤1）新建零件（1）进入UG软件，新建文件caotu.prt。下一页返回2.5草图综合实例（2）单击图标

，弹出“创建草图”对话框，选择XC-YC平面为草绘平面，如图2.5-2所示，进入草图界面。2）创建外部圆轮廓（1）单击图标

，绘制如图2.5-3所示3个圆轮廓。（2）单击图标

，添加约束，依次选择圆心和X轴，约束三个圆的圆心在X轴线上。（3）单击图标

，标注圆心位置尺寸。（4）单击图标

，绘制如图2.5-4所示切线。上一页下一页返回2.5草图综合实例（5）单击图标

，选择两圆轮廓线，输入圆角半径为10，如图2.5-5所示。（6）单击图标

，修剪多余曲线，如图2.5-6所示。（7）单击图标

，弹出“椭圆”对话框，绘制大半径为4，小半径为10的椭圆。（8）单击图标

，绘制直径为12的圆，如图2.5-7所示。（9）单击按钮

和

，分别对各个圆弧和圆添加半径和直径约束，如图2.5-8所示。上一页返回图2.1-1进入草图环境返回图2.1-2选择基准面为草图平面返回图2.1-3创建草图平面返回图2.1-4创建基准坐标系返回图2.1-5在实体轨迹上创建草图平面返回图2.1-6“草图方位”选项组返回图2.1-7“草图首选项”对话