CATIA精品教材第3章 繪制草圖

1、第3章 繪制草圖,利用Catia V5進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)就是草圖繪制，所有零件的實(shí)體造型都是要從草圖開(kāi)始。用戶先在草圖工作臺(tái)勾勒出實(shí)體模型輪廓，然后再利用零件設(shè)計(jì)功能生產(chǎn)實(shí)體。所以本章是零件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，在本章所學(xué)的草圖繪制功能，以后的章節(jié)中會(huì)反復(fù)使用。本章主要介紹如何在Catia V5的草圖工作平臺(tái)上進(jìn)行草圖輪廓的繪制、約束和修飾。本章最后將給出一個(gè)綜合實(shí)例，講解如何利用本章草圖功能繪制需要的輪廓圖。,3.1草圖繪制模塊簡(jiǎn)介,草圖繪制模塊（Sketcher）是其它模塊設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是Catia設(shè)計(jì)的主要工作臺(tái)之一。操作者可以在草圖繪制模塊中進(jìn)行輪廓設(shè)計(jì)，再利用繪制的輪廓圖構(gòu)造實(shí)體零件或曲面特征

2、。草圖繪制模塊（Sketcher）主要是由草圖工具（Sketch tools）、輪廓工具（Profile）、約束工具（Constraint）、草圖修飾工具（Operation）共4組菜單組成，將在本章中通過(guò)實(shí)例詳細(xì)解釋各種草繪工具的使用方法。,3.1.1 進(jìn)入草圖繪制工作臺(tái),草圖繪制工作臺(tái)是進(jìn)行草圖繪制的操作界面，也被稱(chēng)作草圖繪制平臺(tái)，利用草圖繪制平臺(tái)能夠完成草圖輪廓線的設(shè)計(jì)工作。操作者可以按照以下步驟進(jìn)入草圖繪制工作臺(tái)： （1）單擊【開(kāi)始】（Start）|【機(jī)械設(shè)計(jì)】（Mechanical Design）|【草圖繪制器】（Sketcher）命令，進(jìn)入零件設(shè)計(jì)工作平臺(tái)； （2）再點(diǎn)擊草圖繪制器

3、上的草圖工具按鈕，然后選擇一個(gè)繪圖平面（xy、xz、yz、一個(gè)實(shí)體面）就進(jìn)入草圖繪制工作臺(tái)，如圖3.1所示。在Catia的其它設(shè)計(jì)平臺(tái)中單擊草圖工具按鈕，也可以進(jìn)入草圖繪制工作臺(tái)； （3）單擊工作臺(tái)工具欄上的退出工作臺(tái)工具按鈕，可以退出草圖繪制工作臺(tái)返回到原設(shè)計(jì)平臺(tái)。,3.1.2 草圖繪制工具欄介紹,在草圖設(shè)計(jì)過(guò)程主要用到四個(gè)工具欄，單擊工具欄中相應(yīng)按鈕右下的黑色倒三角，將展開(kāi)11個(gè)工具欄。草圖繪制工具欄提供了點(diǎn)、線和預(yù)定義輪廓線的繪制工具，以及對(duì)輪廓線進(jìn)行約束、修飾等工具按鈕，可以通過(guò)這些工具繪制出需要的幾何輪廓線，為后續(xù)實(shí)體零部件的設(shè)計(jì)做好基礎(chǔ)。,13.2 繪制草圖,本節(jié)將介紹草圖的繪制方

4、法，即通過(guò)【輪廓】工具欄繪制草圖輪廓?！据喞抗ぞ邫谑遣輬D繪制器的核心工具欄，該工具欄有8種草圖輪廓工具。草圖繪制過(guò)程中，幾何元素有兩種定位方法，本節(jié)中以鼠標(biāo)點(diǎn)擊定位幾何元素為主介紹各種工具的使用方法，僅在部分小節(jié)中介紹通過(guò)草圖工具欄輸入坐標(biāo)值等參數(shù)定位幾何元素的方法。,3.2.1 繪制連續(xù)輪廓線（Profile）,【連續(xù)輪廓線】工具，可以繪制連續(xù)的封閉的或非封閉的輪廓線。當(dāng)繪制的輪廓線為封閉（是指只用一次連續(xù)輪廓線命令繪制的封閉圖形）性輪廓線，系統(tǒng)自動(dòng)退出連續(xù)輪廓線繪制命令；如果繪制非封閉輪廓線時(shí)，按鍵盤(pán)上的Esc鍵或單擊Catia工具欄上其它工具按鈕，方可結(jié)束輪廓線的繪制。,3.2.2 繪

5、制預(yù)定義輪廓線（Parallelogram）,通過(guò)【輪廓】工具欄上的【預(yù)定義輪廓】工具按鈕，可以繪制各種預(yù)定義的封閉的輪廓。單擊【預(yù)定義輪廓】按鈕右下的黑色三角，展開(kāi)【預(yù)定義輪廓】工具欄，該工具欄包括9種封閉輪廓工具，下面介紹各種封閉輪廓工具的使用方法。 1繪制矩形（Rectangle） 2繪制三點(diǎn)矩形（Oriented Rectangles） 3繪制平行四邊形（Parallelogram） 4繪制長(zhǎng)圓孔（Elongated Hole） 5繪制弧形長(zhǎng)圓孔（Cylindrical Elongated Hole） 6繪制鎖芯孔（Keyhole Profile） 7繪制六邊形（Hexagon） 8繪

6、制居中矩形（Rectangle） 9繪制居中平行四邊形（Parallelogram）,3.2.3 繪制圓和橢圓,通過(guò)【輪廓】工具欄上的【圓】工具按鈕，可以繪制出圓和各種圓弧輪廓線。單擊圓工具按鈕右下的黑色三角，展開(kāi)的【圓】工具欄。該工具欄包括7種圓和圓弧輪廓繪制工具，下面介紹各種工具的使用方法。 1繪制圓（Circle） 2繪制三點(diǎn)圓（Three Point Circle） 3繪制坐標(biāo)圓（Circle Using Coordinates） 4繪制三切圓（Tri-tangent Circle） 5繪制三點(diǎn)圓?。═hree Point Arc） 6繪制限制三點(diǎn)圓弧（Three Point Arc

7、Starting with Limits） 7繪制圓弧（Arc）,3.2.4 繪制樣條曲線（Spline）,Catia V5提供了兩種樣條曲線的繪制方法，點(diǎn)擊【輪廓】工具欄上的【樣條曲線】工具按鈕右下角黑色三角，展開(kāi)樣條曲線工具欄，該工具欄提供了樣條線和連接線兩個(gè)工具，利用該工具可以繪制出不規(guī)則的曲線，下面詳細(xì)介紹該工具的使用方法。 1繪制樣條線（Spline） 2繪制連接線（Connect）,3.2.5 繪制二次曲線（Conic）,單擊【輪廓】工具欄上【橢圓】工具按鈕右下黑色三角，就可以展開(kāi)二次曲線工具欄。該工具欄包括橢圓、拋物線、雙曲線、圓錐曲線四種二次曲線繪圖工具，利用該工具可以繪制出規(guī)

8、則曲線，下面介紹各種工具的使用方法。 1繪制橢圓（Ellipse） 2繪制拋物線（Parabola by Focus） 3繪制雙曲線（Hyperbola by Focus） 4繪制圓錐曲線（Conic）,3.2.6 繪制直線（Line）,直線是幾何元素中最基礎(chǔ)的一個(gè)元素，也是草圖繪制工具中最基礎(chǔ)的工具，Catia V5提供5中直線的繪制方法，下面講解各種直線繪制方法的操作步驟。 1繪制直線段（Line） 2繪制無(wú)限長(zhǎng)直線（Infinite Line） 3繪制公切線（Bi-Tangent Line） 4繪制角平分線（Bisecting Line） 5繪制法線（Line Normal to Cur

9、ve）,3.2.7 繪制軸線（Axis）,【輪廓】工具欄上的【軸線】工具按鈕用于生成軸線，生成方法與3.2.6小節(jié)中直線段生成方法相同，這里就不再累贅了。在繪制草圖中，關(guān)于軸線要注意以下幾點(diǎn)： （1）每個(gè)草圖只能創(chuàng)建一條軸，如果試圖創(chuàng)建第二條軸，則所創(chuàng)建的第一條軸將自動(dòng)變換成構(gòu)造線。 （2）如果在啟動(dòng)軸之前已經(jīng)選擇了一條直線，則該直線將自動(dòng)變換為軸。 （3）軸無(wú)法轉(zhuǎn)換為構(gòu)造元素。,3.2.8 繪制點(diǎn)（Point）,Catia V5提供5種點(diǎn)的生成方法，包括：?jiǎn)螕魟?chuàng)建點(diǎn)、通過(guò)坐標(biāo)創(chuàng)建點(diǎn)、創(chuàng)建等分點(diǎn)、創(chuàng)建交點(diǎn)和創(chuàng)建投影點(diǎn)，下面介紹各種的使用方法。 1通過(guò)單擊創(chuàng)建點(diǎn)（Point by Clickin

10、g） 2使用坐標(biāo)創(chuàng)建點(diǎn)（Point by Using Coordinates） 3創(chuàng)建等分點(diǎn)（Equidistant Points） 4創(chuàng)建交點(diǎn)（Intersection Point） 5創(chuàng)建投影點(diǎn)（Projection Point）,3.3 約束草圖,草圖約束是指一個(gè)幾何元素相對(duì)于草圖中其它幾何元素之間產(chǎn)生一種相互限制的關(guān)系。利用草圖約束可以使繪制的幾何元素間有一定的關(guān)系，繪制出所要的幾何圖形。草圖的約束分為幾何約束和尺寸約束兩大類(lèi)。幾何約束是對(duì)一個(gè)幾何元素或在多個(gè)幾何元素之間強(qiáng)制限制的關(guān)系。例如，某個(gè)幾何約束可能要求兩條直線平行。如果選擇三條直線，或者選擇兩條直線和一個(gè)點(diǎn)，則這些元素將自動(dòng)

11、生成互相平行的結(jié)果。您可以在一個(gè)元素上或者在兩個(gè)或多個(gè)元素之間設(shè)置約束。尺寸約束是其值確定幾何對(duì)象測(cè)量的約束。例如，它可以控制直線的長(zhǎng)度或兩點(diǎn)之間的距離。草圖約束可以手動(dòng)創(chuàng)建，也可以智能拾取。,3.3.1 約束的基礎(chǔ)知識(shí),1智能拾取 智能拾取是在繪制草圖過(guò)程中，Catia根據(jù)操作者所繪幾何元素分析自動(dòng)生成約束的工具，用于盡可能簡(jiǎn)化草圖編輯器中的創(chuàng)建和編輯任務(wù)。智能拾取動(dòng)態(tài)檢測(cè)以下幾何約束：基準(zhǔn)線和圓、對(duì)齊、平行度、垂直度、相切、同心、水平和垂直、中點(diǎn) 。 2約束的顏色,3.3.2 通過(guò)對(duì)話框創(chuàng)建約束（Constraints Defined in Dialog Box）,通過(guò)【約束】工具欄上的【

12、在對(duì)話框中定義的約束】工具按鈕，可以以對(duì)話框形式創(chuàng)建約束。在創(chuàng)建該約束前，必須先選擇對(duì)象，否則【在對(duì)話框中定義的約束】按鈕不可用。約束對(duì)象可以是單個(gè)，也可以是多個(gè)。 在3D模型中選擇被約束對(duì)象，單擊【在對(duì)話框中定義的約束】按鈕，系統(tǒng)彈出如圖3.71所示的約束定義對(duì)話框。在該對(duì)話框中列出了所有類(lèi)型的約束。而系統(tǒng)根據(jù)所選擇的輪廓線自動(dòng)分析，決定可以和不可以的約束類(lèi)型。,3.3.3 創(chuàng)建一般約束（Constraint）,單擊【約束】工具欄上的【約束】工具按鈕右下黑色三角，展開(kāi)如圖所示的約束創(chuàng)建工具欄，該工具欄包括約束工具和接觸約束工具2中約束創(chuàng)建方式。使用該工具創(chuàng)建約束時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)【約束定義】對(duì)話框

13、。 1【約束】工具 2【接觸約束】工具,3.3.4 創(chuàng)建自動(dòng)約束（Auto-constraint）,通過(guò)【約束】工具欄上的【自動(dòng)約束】工具右下角黑色三角，展開(kāi)如圖所示的【受約束的幾何圖形】工具欄，該工具欄包括【自動(dòng)約束】和【固定在一起】?jī)煞N約束工具。 1創(chuàng)建自動(dòng)約束 2創(chuàng)建固定在一起約束,3.3.5 創(chuàng)建動(dòng)畫(huà)約束,【制作約束動(dòng)畫(huà)】工具，是按照一定的變化規(guī)律改變約束時(shí)，受約束的繪制元素將產(chǎn)生變化的約束工具。 利用該工具產(chǎn)生的效果只能演示，不能永久保存。,3.3.6 創(chuàng)建多約束,【編輯多約束】工具，是同時(shí)對(duì)多個(gè)尺寸約束進(jìn)行編輯，修改的工具。 單擊【約束】工具欄上的【編輯多約束】工具按鈕，系統(tǒng)彈出編

14、輯多約束對(duì)話框，如圖3.87所示，在該對(duì)話框中通過(guò)改變所選約束的當(dāng)前值來(lái)改變約束，單擊【恢復(fù)初始值】按鈕，可以將約束的當(dāng)前值恢復(fù)到初始值，也可以對(duì)約束添加公差，在【maximum tolerance】和【minimum tolerance】設(shè)置上下偏差，單擊【Restore Initial Tolerance】按鈕，設(shè)置的公差就顯示在草圖中。,3.4 修飾草圖,本節(jié)將通過(guò)【操作】工具欄，介紹草圖輪廓線的修飾。草圖繪制過(guò)程中，經(jīng)常要進(jìn)行倒角、修剪、平移、旋轉(zhuǎn)、鏡像等修飾工作，利用該工具欄，就能輕松完成草圖的修飾工作。,3.4.1 倒圓角,【角】工具，是通過(guò)對(duì)兩條直線或曲線進(jìn)行修剪，在兩幾何元素之

15、間生成與兩幾何元素相切的圓弧的修剪工具。 單擊【操作】工具欄上的【角】工具按鈕，草圖工具欄顯示倒圓角定義選項(xiàng)，如圖所示，通過(guò)使用草圖工具欄上的各選項(xiàng)，可以生成不同的倒圓角效果。,3.4.2 倒角,【倒角】工具，是通過(guò)對(duì)兩條直線或曲線進(jìn)行修剪，生成與兩幾何元素成一定角度的直線段的修剪工具。 選擇兩條直線或曲線，單擊【操作】工具欄上的【倒角】工具按鈕，草圖工具欄顯示倒角定義選項(xiàng)，如圖所示，通過(guò)使用草圖工具欄上的各選項(xiàng)，可以生成不同的倒角效果，下面選擇不同選項(xiàng)分別對(duì)矩形進(jìn)行倒角，講解【倒角】工具的使用方法。,3.4.3 修剪（Relimitations）,單擊【操作】工具欄上的【剪切】工具按鈕右下角

16、黑色三角，展開(kāi)【重新設(shè)定限制】工具欄，該工具欄包括剪切、斷開(kāi)、快速剪切、關(guān)閉和補(bǔ)充5個(gè)剪切工具，下面詳細(xì)介紹各個(gè)工具的使用方法。 1剪切（Trim） 2斷開(kāi)（Break） 3快速剪切（Quick Trim） 4關(guān)閉（Close） 5補(bǔ)充（Complement）,3.4.4 轉(zhuǎn)換,單擊【操作】工具欄上的【鏡像】工具按鈕右下角黑色三角，展開(kāi)【轉(zhuǎn)換】工具欄，該工具欄包括鏡像、對(duì)稱(chēng)、平移、旋轉(zhuǎn)、縮放和偏移6個(gè)轉(zhuǎn)換工具，下面詳細(xì)介紹各個(gè)工具的使用方法。 1鏡像（Mirror） 2對(duì)稱(chēng)（Symmetry） 3平移（Translation） 4旋轉(zhuǎn)（Rotate） 5縮放（Scan） 6偏移（Offset）

17、,3.4.5 三維元素投影,單擊【操作】工具欄上的【投影三維元素】工具按鈕右下黑色三角，展開(kāi)【3D 幾何圖形】工具欄。該工具欄包括投影三維元素、使三維元素相交和投影三維輪廓邊3個(gè)3D幾何圖形操作工具。利用該工具欄，可以將三維圖形中輪廓邊線投影到草圖繪制平面內(nèi)。 1投影三維元素（Project 3D Elements） 2使三維元素相交（Intersect 3D Elements） 3投影三維輪廓邊（Project 3D Silhouette Edges）,3.5 草圖的輔助工具,草圖的輔助工具包括網(wǎng)格顯示/隱藏、點(diǎn)對(duì)齊、構(gòu)造元素與標(biāo)準(zhǔn)元素轉(zhuǎn)換、自動(dòng)創(chuàng)建幾何約束和自動(dòng)創(chuàng)建尺寸約束5種，如圖所示，

18、利用該工具使草圖設(shè)計(jì)更加輕松、快捷。下面分別講解各個(gè)工具的使用方法。,3.5.1 網(wǎng)格顯示/隱藏,【網(wǎng)格】工具，是在草圖工作區(qū)顯示與隱藏網(wǎng)格線的開(kāi)關(guān)工具。單擊【網(wǎng)格】工具按鈕，按鈕變成金黃色按鈕，草圖工作區(qū)將顯示網(wǎng)格線，反之亦然。 在開(kāi)始第一個(gè)工作之前，您可以自定義工作方式以適合自己的習(xí)慣。這種類(lèi)型的自定義存儲(chǔ)在永久設(shè)置文件中：如果您結(jié)束會(huì)話，這些設(shè)置不會(huì)丟失。網(wǎng)格間距和刻度通過(guò)【工具（Tools）】|【選項(xiàng)（Options）】|【機(jī)械設(shè)計(jì)（Mechanical Design）】|【草圖編輯器（Sketcher）】選項(xiàng)卡中網(wǎng)格文本框進(jìn)行設(shè)置。,3.5.2 點(diǎn)對(duì)齊,【點(diǎn)對(duì)齊】工具，是草圖繪制過(guò)程

19、中，鼠標(biāo)能夠捕捉到網(wǎng)格角點(diǎn)的開(kāi)關(guān)工具。單擊【點(diǎn)對(duì)齊】工具按鈕，按鈕變成金黃色按鈕，在草圖中鼠標(biāo)能捕捉到網(wǎng)格交點(diǎn)，效果如圖所示。,3.5.3 構(gòu)造元素和標(biāo)準(zhǔn)元素之間的轉(zhuǎn)換,【構(gòu)造/標(biāo)準(zhǔn)元素】工具，是繪制構(gòu)造元素和標(biāo)準(zhǔn)元素轉(zhuǎn)換工具。利用該工具既可以繪制出構(gòu)造元素，也可以將標(biāo)準(zhǔn)元素與構(gòu)造元素之間互相轉(zhuǎn)換。單擊【構(gòu)造/標(biāo)準(zhǔn)元素】工具按鈕，使按鈕變成金黃色按鈕，在草圖中繪制的幾何圖形為虛線圖形，在3D設(shè)計(jì)模塊中是不可見(jiàn)的；選擇標(biāo)準(zhǔn)元素，單擊【構(gòu)造/標(biāo)準(zhǔn)元素】工具按鈕，標(biāo)準(zhǔn)元素就轉(zhuǎn)換成構(gòu)造元素了。,3.5.4 自動(dòng)創(chuàng)建幾何約束,【幾何圖形約束】工具，是幾何約束選項(xiàng)開(kāi)關(guān)，單擊該工具按鈕，在繪制圖形中，智能拾取垂直、平行、相交等幾何約束，很容易找到所要繪制的線、圓弧與已知幾何元素之間的關(guān)系，方便繪制你所要的幾何元素。,3.5.5 自動(dòng)創(chuàng)建尺寸約束,【尺寸約束】工具，是尺寸約束選項(xiàng)開(kāi)關(guān)，單擊該工具按鈕，根據(jù)草圖工具欄鍵入