《UG NX机械产品建模及工程图设计》课件 项目二 草图绘制

草图绘制《UG机械产品建模及工程图设计》项目二草图是UG建模的核心工具，需熟练掌握二维草图工具使用、图形绘制与编辑，才能灵活进行三维造型。UGNX12.0草图特点：二维与三维尺寸相互关联，转换快捷高效。本项目重点学习：二维草图绘制环境与设计思路二维图形的基本绘制、编辑方法尺寸修改与图元草图约束学习目的：通过草图编辑、约束，配合拉伸、旋转等操作生成三维模型，为后续学习筑牢基础。项目概述项目实施要求通过本项目学习，达成以下目标：建立产品设计基本概念，提升设计认知；培养多维度、多元素思考方式，设计实用耐用产品；提高空间思维能力，培养创新创造精神。目录01任务2.1直线的绘制02任务2.2圆弧的绘制03任务2.3

草图曲线的编辑04任务2.4

基本曲线的绘制01任务2.1直线的绘制任务目标能正确进入草图环境。会在草图环境中绘制直线图形。通过绘制图2-1所示图形,掌握草图的直线绘制、轮廓线绘制功能。任务描述任务实施方案设计以XOY面为草图平面，使用轮廓曲线功能完成图2-1所示图形的绘制，然后进入工程图模块，生成工程图，再进行尺寸标注。1.创建与指定草图平面一、相关知识UGNX12.0系统有两种草图绘制模式：一种是直接草图，另一种是在任务环境中绘制草图。1）直接草图（UGNX12.0）操作步骤新建文件（指定工作目录、命名），使用默认“模型”模板，进入建模界面；调用草图命令：菜单：菜单→插入→草图工具条：直接单击「草图」按钮弹出“创建草图”对话框，选择XY平面作为草图平面，点击确定，进入草绘界面；利用草绘工具栏绘制图形，完成后单击「完成草图」，退出草绘界面。图2-2选择“草图”图2-3“创建草图”对话框图2-4草绘工具栏一、相关知识2）在任务环境中绘制草图（UGNX12.0）操作步骤新建文件（指定工作目录、命名），使用默认“模型”模板，进入建模界面；调用命令：菜单→插入→在任务环境中绘制草图；弹出“创建草图”对话框，选择XY平面作为草图平面，点击确定，进入草绘界面；利用任务环境草绘工具栏（隐藏符号可调出）绘制图形，完成后单击「完成」，退出草绘界面。图2-5选择“在任务环境中绘制草图”图2-6任务环境中的草绘工具条补充：任务环境草图命令添加与默认操作命令添加（快捷方式）：在界面右上角命令查找框，输入“在任务环境中绘制草图”，按回车，在弹出的快捷菜单中选择「添加到功能区选项卡→主页」，即可在主页面板显示该命令图标。默认操作说明：本书后续所有草图，默认采用“在任务环境中绘制草图”模式，且直接通过「主页」选项卡单击该命令图标进入草绘环境。一、相关知识图2-7“命令查找器”图2-8将“在任务环境中绘制草图”图标添加到“主页”选项卡图2-9完成添加后完整二维图形包含几何图素、约束、尺寸三大元素。几何图素图形的基本单元，如直线、圆、圆弧、矩形等，决定三维模型的轮廓形状。约束图元之间的制约关系，实现图形关联、联动修改。尺寸对图形的定量标注，确定形状、大小与位置关系。一、相关知识2.草图的构成图2-10完整的二维图形使用直线命令可创建直线，并自动添加约束。调用方式直接草图：直接草图→直线菜单：菜单→插入→草图曲线→直线草图环境：曲线工具栏→直线两种创建模式坐标模式（XY）：输入XC、YC坐标确定点位置。参数模式：输入长度和角度创建直线。一、相关知识3.绘制草图直线图2-11通过“直接草图”打开“直线”命令图2-13在草图环境中打开“直线”命令图2-14“直线”对话框图2-12通过“菜单”栏打开“直线”命令轮廓命令可连续绘制直线和圆弧，上一段曲线的终点自动作为下一段的起点。调用方式直接草图：直接草图→轮廓菜单：菜单→插入→草图曲线→轮廓草图环境：曲线工具栏→轮廓执行命令后，打开轮廓对话框进行绘制。一、相关知识4.绘制草图轮廓图2-15通过“直接草图”打开“轮廓”命令图2-16通过“菜单”栏打开“轮廓”命令图2-17在草图环境中打开“轮廓”命令

图2-18“轮廓”对话框图2-18“轮廓”对话框在草图环境「主页」→「约束」中，可开启连续自动标注尺寸。按钮按下：绘制图形时，系统自动标注尺寸，使草图全约束。按钮弹起：关闭自动标注，由用户手动标注尺寸。说明默认状态为开启。自动标注尺寸较凌乱，复杂草图易不符合要求。本书所有草图均不使用自动标注，采用手动标注。一、相关知识5.自动标注功能图2-19“连续自动标注尺寸”选项图2-20自动判断尺寸UG与AutoCAD草图绘制区别AutoCAD直接输入准确尺寸，一步得到最终二维图形。UGNX先画草图轮廓，不要求尺寸精确，再添加几何约束、修改尺寸，图形会随尺寸自动变化（尺寸驱动）。这种“先绘草图、再改尺寸”的方式，更符合产品设计思路：先勾勒大致形状→确定约束与布局→最终定义精确尺寸，适合零件设计与后期修改。一、相关知识6.UG二维截面草图绘制的方法1.绘制草图二、任务实施创建草图单击主页

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在任务环境中绘制草图。选择XOY平面

作为草图平面，点击确定进入草图环境。绘制直线轮廓使用轮廓命令（默认直线模式）。选择坐标原点为起点，输入长度40、角度90，回车绘制竖直线。继续向右移动鼠标，输入长度20、角度0，回车绘制水平线。重复上述方法，依次绘制剩余线段，直至状态栏显示“草图已完全约束”。退出草图环境在草图工具条中，单击完成草图图标，退出草图环境。新建模型文件，文件名：“直线图形.prt”，单位：mm。40mm竖直直线的绘制过程

完成40mm竖直直线的绘制完成长度20mm水平线的绘制完成直线图形草图的绘制完成草图图标进入制图模块单击应用模块→设计→制图。新建图纸页单击主页→新建图纸页。设置：标准尺寸A4、比例1:1、单位

毫米、投影第一角投影，点击确定。二、任务实施2.创建工程图进入“制图”模块“主页”选项卡中的“新建图纸页”按钮“工作表”对话框创建视图单击视图→基本视图，选择模型视图为前视图。点击定向视图工具，按住鼠标中键旋转视图，按F8自动对正主视图，点击确定。拖动鼠标将视图放置在合适位置，关闭投影视图对话框。单击显示和隐藏，隐藏坐标系。二、任务实施“基本视图”按钮“基本视图”对话框“定向视图工具”对话框“定向视图”图框完成视图的创建“显示和隐藏”按钮隐藏坐标系隐藏坐标系后的工程图标注尺寸单击主页→尺寸→快速，方法选择自动判断。依次选择图元的两个对象，拖动尺寸线到合适位置完成标注。采用相同方法完成其余尺寸标注。二、任务实施标注直线图形的宽度尺寸完成图形标注三、任务评价完成任务后，按照表2-2对任务实施过程开展评价，进行任务总结与反思。02任务2.2

圆弧的绘制任务目标会使用草图曲线的圆弧曲线绘制、修剪功能。会对草图曲线进行约束。掌握镜像曲线的方法。通过绘制下图所示图形，掌握草图圆弧曲线的绘制、修剪以及约束曲线和标注尺寸功能。任务描述简单圆弧图形任务实施方案设计以XOY面为草图平面，使用轮廓曲线、圆和圆弧功能完成图示图形大概轮廓的绘制，然后再添加（或修改）几何约束和修改草图的尺寸，在修改时输入各尺寸的准确值(正确值）。最后进入工程图模块，生成工程图，进行尺寸标注。调用方式直接草图：直接草图

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曲线

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圆菜单：菜单

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插入

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草图曲线

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圆草图环境：曲线工具栏

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圆执行命令后，系统打开圆对话框进行绘制。1.圆一、相关知识在“直接草图”中打开“圆”命令在“菜单”中打开“圆”命令“草图环境”中打开“圆”命令“圆”对话框圆弧命令（课件精简版）调用方式直接草图：直接草图→曲线→圆弧菜单：菜单→插入→草图曲线→圆弧草图环境：曲线工具栏→圆弧两种绘制方法圆心直径法：指定圆心和直径来绘制圆弧。三点法：通过不在同一直线上的三个点来绘制圆弧。执行命令后，在弹出的圆弧对话框中选择相应方法进行绘制。其详细功能见表2-4。2.圆弧一、相关知识“圆弧”对话框功能将曲线修剪至最近的交点或选定的边界。调用方式草图环境→快速修剪按钮。两种修剪方法直接修剪：直接选择要修剪的曲线部分，系统自动修剪至最近交点。边界修剪：先选择修剪边界，再选择要修剪的曲线部分。执行命令后，在弹出的快速修剪对话框中选择相应方法进行操作。3.修剪曲线一、相关知识“快速修剪”对话框直接修剪边界修剪功能将曲线延伸至另一临近曲线或选定的边界。调用方式草图环境

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快速延伸

按钮。两种延伸方法直接延伸：直接选择要延伸的曲线端点，系统自动延伸至最近的临近曲线。边界延伸：先选择延伸边界，再选择要延伸的曲线端点。执行命令后，在弹出的快速延伸对话框中选择相应方法进行操作。4.延伸曲线一、相关知识“快速修剪”对话框直接延伸边界延伸功能以一条直线为镜像轴，复制草图对象，生成对称的新对象。调用方式草图环境→曲线工具栏→镜像曲线

按钮。特点与应用镜像对象与原对象相互关联，修改原对象会同步更新镜像对象。特别适用于绘制对称图形，大幅提高绘图效率。执行命令后，先选择要镜像的草图对象，再选择镜像中心线即可完成操作。5.镜像曲线一、相关知识镜像曲线草图约束分为尺寸约束和几何约束两类。1）尺寸约束用于精确控制草图对象的大小与位置。调用方式草图环境→约束→单击「快速尺寸」下拉箭头。尺寸约束类型快速尺寸：系统自动判断尺寸类型。线性尺寸：标注两点间的水平或垂直距离。径向尺寸：标注圆或圆弧的半径/直径。角度尺寸：标注两直线间的夹角。周长尺寸：控制一组曲线的总长度。根据需要选择相应的尺寸类型进行标注。6.草图约束一、相关知识在草图环境中打开“尺寸约束”命令2）几何约束定义用于指定并保持草图对象间的几何关系（如平行、垂直、相切、重合等）。调用方式菜单：菜单→插入→草图约束→几何约束功能区：主页→约束→几何约束执行命令后，在弹出的约束类型中选择所需的几何约束，然后依次选择要约束的草图对象即可。一、相关知识

通过菜单命令打开“几何约束”

通过图标打开“几何约束”

图2-57“几何约束”对话框“几何约束”对话框一、相关知识3）草图的三种约束状态欠约束草图存在未被限制的自由度，已添加的约束少于所需约束，草图形状和位置不唯一。完全约束草图的所有自由度均被限制，已添加的约束与所需约束相等，草图形状和位置唯一确定。过约束在完全约束的草图上，额外添加了不必要的约束，导致约束冲突或冗余。在草图绘制过程中，应尽量使草图达到完全约束状态，以确保设计的准确性和可修改性。一、相关知识1）创建草图单击在任务环境中绘制草图，选择XOY平面

进入草图环境。2）绘制图形与约束绘制φ56mm圆：使用圆命令（圆心直径法），以坐标原点为圆心，输入直径56。绘制R6mm圆并约束：使用圆命令，在坐标系右下方绘制一个圆。单击快速尺寸，标注该圆圆心到X轴

的距离为50。再次使用快速尺寸，标注该圆圆心到Y轴

的距离为10。双击圆的尺寸，修改半径为6。完成上述步骤后，草图中的两个圆及其相对位置即被准确定义。二、任务实施新建模型文件，文件名：“简单圆弧图形.prt”，单位：mm。1.绘制草图“圆”对话框绘制φ56mm的圆约束R6圆的位置绘制相切圆与修剪3）绘制R14mm圆使用圆命令，在合适位置绘制一个圆，修改其半径为14。添加相切约束同时选择R14mm圆和φ56mm圆。在弹出的快捷工具栏中，单击相切按钮，使两圆相切。重复上述操作，选择R14mm圆和R6mm圆，添加相切约束。4）修剪R14mm圆使用快速修剪命令。在绘图区，直接点击R14mm圆上需要修剪掉的多余圆弧部分，完成修剪。通过以上步骤，即可得到由三个相切圆构成的几何图形。二、任务实施快捷工具栏R14mm圆与56mm圆和R6mm圆相切“快速修剪”对话框修剪后的R14圆弧二、任务实施5）镜像对称图形使用镜像曲线命令。选择R14mm圆弧和R6mm圆作为要镜像的对象。选择Y轴

作为镜像中心线，完成镜像操作。6）绘制水平直线在“捕捉点”工具栏中，确保极限点捕捉已开启。使用直线命令。分别捕捉左右两个R6mm圆的最低点

作为直线的起点和终点，绘制一条水平直线。通过以上步骤，即可完成图形的对称镜像和底部水平直线的绘制。“镜像曲线”对话框镜像曲线后的图形“捕捉点”工具栏绘制水平直线二、任务实施修剪多余曲线使用快速修剪命令。在绘图区，直接点击并修剪掉所有多余的曲线段，完成最终草图轮廓。退出草图环境单击完成草图按钮，退出草绘环境，返回建模界面。（可选）通过显示和隐藏功能，隐藏坐标系，使视图更简洁。完成以上步骤，即可得到一个干净、完整的二维草图，为后续的三维建模做好准备。“显示和隐藏”按钮“显示和隐藏”对话框完成简单圆弧的绘制二、任务实施2.创建工程图进入制图模块单击应用模块→设计→制图。新建图纸页单击主页→新建图纸页。设置：标准尺寸A4、比例1:1、单位毫米、投影第一角投影，点击确定。创建基本视图单击视图→基本视图，选择模型视图为前视图。点击定向视图工具，按住鼠标中键旋转视图，按F8自动对正主视图，点击确定。拖动鼠标将视图放置在合适位置，完成前视图创建，关闭投影视图对话框。通过以上步骤，即可完成工程图中基本视图的创建。使用快速尺寸命令，按以下步骤完成标注：标注直径（φ56）选择尺寸类型为直径。在视图中选择最大的圆弧，拖动尺寸线至合适位置，完成φ56标注。标注半径（R14、R6）选择尺寸类型为径向。分别选择中间的圆弧和两侧的小圆，拖动尺寸线，完成R14和R6的标注。标注竖直尺寸（84）选择尺寸类型为竖直。分别选择φ56圆弧的顶端和底部水平直线，拖动尺寸线，完成84的标注。标注水平尺寸（32）选择尺寸类型为水平。分别选择左右两个R6圆的外侧轮廓，拖动尺寸线，完成32的标注。通过以上步骤，即可完成工程图中所有必要尺寸的标注。二、任务实施完成任务后，按照表2-7对任务实施过程开展评价，进行任务总结与反思。三、任务评价03任务2.3

草图曲线的编辑任务目标掌握阵列曲线的方法。掌握中心线符号的绘制方法。通过绘制图示棘轮图形，掌握阵列、镜像曲线功能。任务描述任务实施方案设计以XOY面为草图平面，使用轮廓曲线、圆和圆弧功能完成图2-79所示图形中φ53圆、右边R3、右上边R9圆弧以及相应直线的绘制并约束，然后使用圆形阵列命令进行阵列，最后对相应的圆和圆弧进行修剪，完成棘轮图形的绘制。用于将草图对象按一定规律进行多重复制。调用方式曲线工具栏→阵列曲线菜单→插入→草图曲线→阵列曲线草图环境功能区→阵列曲线三种布局类型线性阵列沿一个或两个方向（水平/竖直）等间距复制对象。圆形阵列绕中心点或旋转轴，按指定角度间隔复制对象。常规阵列按指定的点或坐标系位置来复制对象，布局更灵活。执行命令后，在弹出的对话框中选择布局类型并设置相应参数（如数量、间距、角度等），即可完成阵列操作。一、相关知识1.阵列曲线“阵列曲线”对话框一、相关知识线性阵列圆形阵列常规阵列用于为工程图中的对称图形、圆、圆弧等对象添加中心线标注。调用方式功能区：主页→注释→中心线（下拉列表选择类型）菜单：菜单→插入→中心线中心线类型UGNX12.0提供8种不同类型的中心线，以适应不同的标注需求（如对称中心线、圆形中心线、螺栓圆中心线等），具体类型及用法可参考相关表格。执行命令后，选择需要标注中心线的对象，系统会自动生成相应的中心线。一、相关知识2.中心线符合二、任务实施创建草图单击在任务环境中绘制草图，选择XOY平面

进入草图环境。绘制图形与约束绘制φ53mm圆：使用圆命令（圆心直径法），以坐标原点为圆心，输入直径53。绘制并约束R3mm圆：在Y轴右侧绘制一个圆，修改半径为3。标注该圆圆心到Y轴

的距离为14。添加点在直线上约束，将该圆圆心约束在X轴

上。绘制水平线：在R3mm圆的上下方各绘制一条水平线，并修剪至合适长度。绘制并约束R9mm圆弧：绘制一个任意圆弧。添加点在直线上约束，将圆弧的圆心约束在Y轴

上。修改圆弧半径为9，并标注其圆心到坐标原点的距离为32。通过以上步骤，即可完成包含圆、直线和圆弧的复杂草图绘制与精确约束。1.绘制草图绘制并约束R9mm圆弧使用圆弧命令绘制一个任意圆弧。添加点在直线上约束，将圆弧的圆心约束在Y轴

上。使用快速尺寸命令，修改圆弧半径为9，并标注其圆心到坐标原点的距离为32。阵列图形使用阵列曲线命令。要阵列的曲线：选择R9mm圆弧、R3mm圆及其上下的直线部分。阵列中心：选择坐标原点。阵列参数：布局为圆形，设置数量为6，节距角为60°。点击确定，完成6个均匀分布的图形阵列。通过以上步骤，即可完成圆弧的精确绘制和多个图形的圆形阵列操作。二、任务实施完成阵列操作修剪图形使用快速修剪命令。在绘图区，依次点击并修剪掉所有多余的曲线段，得到最终的草图轮廓。退出草图环境点击完成草图按钮，退出草绘环境，返回建模主界面。完成以上步骤，即可得到一个干净、完整的二维草图，为后续的三维建模做好准备。二、任务实施修剪操作后的图形完成棘轮图形的绘制进入制图模块单击应用模块→设计→制图。新建图纸页单击主页→新建图纸页。设置：标准尺寸A4、比例1:1、单位毫米、投影第一角投影，点击确定。创建基本视图单击视图→基本视图，选择模型视图为前视图。点击定向视图工具，按住鼠标中键旋转视图，按F8自动对正主视图，点击确定。拖动鼠标将视图放置在合适位置，完成前视图创建，关闭投影视图对话框。通过以上步骤，即可完成工程图中基本视图的创建。二、任务实施2.创建工程图完成视图的创建调用命令在主页选项卡的注释组中，点击中心标记的下拉箭头，选择圆形中心线命令。设置与创建在弹出的对话框中，确保类型选择为中心点。在视图中，依次选择最大的φ53圆弧和任意一个R9圆弧作为放置对象。点击应用按钮，系统将自动为所选圆弧创建圆形中心线。通过以上步骤，即可快速为工程图中的圆形或圆弧对象添加中心线标注。二、任务实施完成圆形中心线的创建“圆形中心线”对话框选择“圆形中心线”按钮中心线与尺寸标注通过三点创建圆形中心线在圆形中心线对话框中，选择通过3个或多个点类型。在视图中，依次选取任意三个R3圆弧的圆心。点击确定，系统将自动生成通过这三点的圆形中心线。创建中心标记使用中心标记命令。在视图中选择最大的φ53圆弧。拖动箭头调整中心标记的长度，点击确定完成创建。标注尺寸使用快速尺寸命令。根据工程图要求，依次选择需要标注的几何元素，完成所有尺寸的标注。通过以上步骤，即可完成工程图中复杂中心线的创建和尺寸标注。二、任务实施创建中心标记创建R3圆弧圆心的的圆形中心线完成棘轮图形尺寸标注完成任务后，按照表2-9对任务实施过程开展评价，进行任务总结与反思。三、任务评价04任务2.4

基本曲线的绘制任务目标掌握椭圆的绘制方法。掌握多边形的绘制方法。通过绘制图示基本曲线图形，掌握椭圆和多边形的绘制方法。任务描述任务实施方案设计以XOY面为草图平面，使用轮廓曲线中的直线功能完成图2-99所示基本曲线图形大致外轮廓的绘制，然后再进行尺寸约束，最后使用椭圆和多边形功能完成相应特征的创建，并进行形状和位置约束。基本曲线图形用于绘制椭圆或椭圆弧。调用方式菜单：菜单→插入→曲线→椭圆草图环境：曲线工具栏→椭圆

按钮执行命令后，系统将打开椭圆对话框，在对话框中设置椭圆的中心、长半轴、短半轴等参数，即可完成椭圆的绘制。一、相关知识1.椭圆“椭圆”对话框一、相关知识2.多边形用于绘制正多边形（如正三角形、正方形、正五边形等）。调用方式菜单：菜单→插入→曲线→多边形草图环境：曲线工具栏→多边形

按钮大小定义方式执行命令后，在弹出的多边形对话框中，通过以下方式之一定义多边形大小：内切圆半径：指定多边形内切圆的半径。外接圆半径：指定多边形外接圆的半径。边长：指定多边形的边长。设置好边数和大小参数后，即可完成正多边形的绘制。“多边形”对话框二、任务实施1.绘制草图新建文件新建模型文件，命名为“基本曲线图形.prt”，单位设置为mm。创建草图单击在任务环境中绘制草图，选择XOY平面

进入草图环境。绘制并约束外轮廓使用轮廓命令（直线模式），从坐标原点开始，绘制外轮廓的大致形状。使用快速尺寸命令，依次标注并修改各段直线的长度，直至草图完全约束。绘制椭圆使用椭圆命令。设置参数：大半径24，小半径12，勾选封闭。指定椭圆中心点到外轮廓图形的左下角顶点，点击确定完成绘制。通过以上步骤，即可完成包含直线轮廓和椭圆的复杂草图绘制。约束椭圆使用快速尺寸命令，标注并确认椭圆的大半径（24）、小半径（12）及中心位置。添加水平几何约束，选择椭圆轮廓，使其长轴保持水平，直至草图完全约束。绘制并约束三角形使用多边形命令，设置边数为3，大小方式为外接圆半径，输入半径20。指定外轮廓上半部的某点为三角形的中心点，完成绘制。添加水平几何约束，选择三角形的下边线，使其保持水平，直至草图完全约束。通过以上步骤，即可完成椭圆和三角形的精确绘制与约束。二、任务实施二、任务实施约束三角形添加水平几何约束到三角形的下边线，确保其水平，直至草图完全约束。绘制并约束八边形使用多边形命令，设置边数为8，大小方式为外接圆半径，输入半径20。指定外轮廓右半部的某点为八边形的中心点，完成绘制。添加水平几何约束到八边形的下边线，确保其水平，直至草图完全约束。通过以上步骤，即可完成三角形的最终约束和八边形的绘制与约束，整个基本曲线草图绘制完成。二、任务实施2.创建工程图进入制图模块单击应用模块→设计→制图。新建图纸页单击主页→新建图纸页，设置图纸标准（如A4、1:1、毫米、第一角投影）。创建基本视图单击视图→基本视图，选择合适的模型视图（如前视图），调整方向并放置在图纸上。创建中心线符号使用中心标记和圆形中心线命令，分别为视图中的椭圆、三角形和八边形添加中心线。标注尺寸使用快速尺寸命令，根据工程图要求，完成所有必要的尺寸标注。通过以上步骤，即可完成从三维模型到二维工程图的完整转换与标注。完成视图的创建创建中心线符号完成基本曲线的尺寸标注完成任务后，按照表2-12对任务实施过程开展评价，进行任务总结与反思。三、任务评价项目拓展1.草图样式设置在绘制草图前，可通过设置草图首选项来定制绘图环境，使其更符合个人习惯和需求。操作路径上边框条

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菜单

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首选项

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草图打开草图首选项对话框后，可在其