2.1 二维草图概述
CAXA实体设计系统提供了一些特征创建工具由用户创建自定义图素,以满足零件造型的设计要求。在使用某些特征创建工具时,需要绘制二维草图来生成三维实体或曲面。
本节主要介绍草图的创建,草图基准面的生成,基准面的重新定向和定位,草图的检查,草图的退出,熟悉草图环境及其设置。
2.1.1 创建草图
创建草图的操作步骤如下:
(1)打开软件,进入CAXA实体设计的设计环境,在功能区打开如图2-1所示的“草图”选项卡。直接单击“”(二维草图)按钮,或者在菜单浏览器中选择“生成”>“二维草图”命令,出现如图2-2所示的草图定位命令管理栏,可利用该命令管理栏设定二维草图定位类型等。选择合适的方式定位草图平面之后单击“”(确定)按钮,即可进入草图平面内开始二维草图的绘制。
图2-1 功能区的“草图”选项卡
图2-2 草图定位命令管理栏
(2)单击“”(二维草图)按钮下方的小箭头,会弹出如图2-3所示的基准面选择选项。此时还可以选择直接在XOY基准面、YOZ基准面、ZOX基准面内新建草图。
图2-3 基准面选择选项
(3)在草图工作平面上,使用所需的草图工具绘制草图,示例如图2-4所示。
图2-4 绘制草图示例
(4)绘制和编辑好草图后,在“草图”面板中单击“”(完成)按钮。如果要取消草图,则在“草图”面板中展开更多的选项,单击“”(取消)按钮。如图2-5所示。
图2-5 “取消”命令
2.1.2 生成基准面
坐标系平面的坐标系可以是全局坐标系,也可以是局部坐标系。如果要在绘图区域中显示已有局部坐标系的基准平面,需要在菜单浏览器中选择“显示”>“坐标系”命令。这时绘图区域中出现一个局部坐标系的X -Y -Z三维图标。如图2-6所示。在屏幕上用鼠标选择一个坐标系平面并在四角任一小红方块处或在设计树上相应的坐标平面处右击鼠标,弹出右键菜单如图2-7所示。利用该快捷菜单可以对基准平面使用相关操作的命令。
图2-6 局部坐标系
图2-7 右击快捷菜单
● “隐藏平面”:对所选定的基准平面是否隐藏。
● “显示栅格”:对所选定基准平面上的栅格是否显示进行控制。
● “生成草图轮廓”:在所选择的基准平面上绘制二维草图。
● “在等距平面生成草图轮廓”:在所选择的基准平面的等距面上绘制二维草图。等距的方向由所对应的坐标轴和输入值的正、负来决定。
● “坐标系平面格式”:对基准面的各项默认参数进行设置内容包括:栅格间距(分为主刻度和副刻度)、对栅格是否进行捕捉、基准面尺寸(分为固定尺寸和自动尺寸)。
另外,为了满足复杂造型的设计要求,CAXA实体设计在设计环境中存在图素的情况下提供了几种基准面的生成方式。这些生成方式由用户在生成基准面时的命令管理栏中选择,如图2-8所示。
图2-8 生成基准面时的快捷菜单
● “点”:当设计环境为空时,在设计环境中选取一点,就会生成一个默认的与XY平面平行的草图基准面。若设计环境中存在实体,生成基准面时,系统提示“选择一个点确定2D草图的定位点”,拾取面上需要的点,就在这个面上生成基准面。当在设计环境中拾取三维曲线上的点时,在相应的拾取位置上生成基准面,生成的基准面与曲线垂直。当在设计环境中拾取二维曲线时,生成的基准面为过这个二维曲线端点的XY平面。
● “三点平面”:拾取三点建立基准面,生成的基准面的原点在拾取的第一个点上。这三个点可以是实体上的点和三维曲线上的点。如果是二维曲线可以利用鼠标右键功能中的“生成三维曲线”来实现二维曲线到三维曲线的转换。
● “过点与面平行”:生成的基准面与已知平面平行并且过已知点,所选的点将被用来定义草图原点的位置。
● “等距面”:生成的基准面由已知平面法向平移给定的距离而得到。生成基准面的方向由输入距离的正、负符号来确定。平面可以是实体上的面和曲面。
●“过线与已知面成夹角”:与已知的平面成给定的夹角并且过已知的直线。这里的线和面必须是实体的面和棱边。选择此生成方式对应的命令管理栏如图2-9所示。
图2-9 过线与已知面成夹角设置
● “过点与柱面相切”:通过选择一个圆柱面和一个空间点来生成基准面,所得到的基准面与柱面相切,并且过所选的空间点。
● “二线、圆、圆弧、椭圆确定面”:大家知道两条直线、圆、圆弧和椭圆都可以唯一地确定一个平面,那么直接拾取它们就可以生成所需要的基准面。
● “过曲线上一点的曲线法平面”:选择曲线上的任意一点,所得到的基准面与曲线上这一点的切线方向垂直,使用最多的是选择曲线的端点。这个曲线可以是三维曲线、曲面的边、实体的棱边。
● “与面垂直”:需要选择一个与之垂直的面。
●“平面/表面”:选择一个平面/表面,所得到的基准面就在这个平面/表面上。
2.1.3 基准面重新定向和定位
对基准面重新定向和定位的方法有两种:
(1)利用草图的定位锚可以对草图进行拖动,重新定位。
(2)在CAXA实体设计里利用三维球工具可以更为便捷、快速地对基准面进行定向和定位,包括旋转和平移。
2.1.4 草图检查
每次试图从二维草图生成三维造型时,CAXA实体设计都会进行草图检查。如果轮廓敞开或为任何形式的无效草图,那么在试图将该几何图形拉伸成三维图形时,屏幕上就会出现一条信息。如图2-10所示。这时无法将二维草图生成三维造型,原因在对话框中的“细节”中显示,对应的草图问题区会以大红点显示。这便于用户发现和处理问题。
图2-10 “零件重新生成”对话框
从CAXA实体设计2011开始,增加了“删除重线”的功能。用框选需要检查重线的草图部分图线,然后从菜单浏览器中选择“工具”>“编辑草图”>“删除重线”命令即可。如图2-11所示。
图2-11 “删除重线”命令
2.1.5 退出草图
在草图基准面上绘制好所需的草图后,可以在功能区的“草图”选项卡的“草图”面板中单击“”(完成)按钮,从而确定完成草图并退出草图绘制模式。如果单击“”(完成)按钮下方的下拉箭头,并单击“”(取消)按钮,则取消所绘制的草图并退出草图绘制模式。
图2-12 右键快捷菜单
另外也可以在草图基准面的空白区域右击,弹出如图2-12所示的快捷菜单,可选择“结束绘图”命令或“取消绘图”命令来退出草图。
图2-13 “二维草图选择”对话框
2.1.6 熟悉草图环境及其设置
如果用户不喜欢系统默认的草图环境设置,可以根据自身情况来定制个性化的草图环境。
1.更改二维草图选择项参数设置
在草图栅格的空白区域右击,弹出的快捷菜单如图2-12所示,从中选择“栅格”、“捕捉”、“显示”和“约束”4个命令之一,打开如图2-13所示的“二维草图选择”对话框。该对话框中有“栅格”、“捕捉”、“显示”和“约束”4个选项卡。
利用“栅格”选项卡,可以设置显示绘图表面、显示栅格、显示坐标轴方向,可以更改主栅格线及辅助栅格线的水平间距和垂直间距,还可以将定义的参数值置为默认栅格的设置值。主栅格线和辅助栅格线的图解示意如图2-14所示。
图2-14 栅格示意图
切换到“捕捉”选项卡,如图2-15所示。利用该选项卡可以控制相对于栅格和栅格中的绘图元素的捕捉行为。
图2-15 “捕捉”选项卡
切换到“显示”选项卡,如图2-16所示。利用该选项卡,可以设置曲线尺寸、终点位置、轮廓条件指示器等内容显示与否,可以设置编辑时智能图素和零件是否在设计环境中可见,以及更改显示的草图线条宽度(几何厚度)。
图2-16 “显示”选项卡
切换到“约束”选项卡,如图2-17所示。利用该选项卡,可以设置在绘制草图时能够自动生成相关的几何约束和尺寸约束,可以设置当遇到过约束或失败的投影关联时是否每次都询问,还可以设置约束求解方式等。
图2-17 “约束”选项卡
2.草图正视
绘制二维草图时,为了便于操作,可以使草图平面正向。使用正视功能使草图平面正视的操作步骤如下:
(1)单击“”(指定面)按钮。
(2)拾取要正向显示的面,如拾取草图平面。
为了进一步提高设计效率,可以按以下步骤进行设置:
(1)打开菜单浏览器,选择“工具”>“选项”命令,打开“选项”对话框。
(2)在“选项”列表框中选择“常规”命令,接着在“视向”选项组中设置如图2-18所示的视向选项。
图2-18 设置视向选项
(3)设置完成后单击“确定”按钮完成设置。
3.2D草图显示设置
草图绘制模式下,进行二维草图显示设置的复选命令位于菜单浏览器的“显示”>“2D草图显示”级联菜单中,如图2-19(a)所示。包括:“显示曲线尺寸”、“显示端点尺寸”、“显示栅格”、“显示所有端点”、“显示约束尺寸”、“显示约束”和“显示草图条件指示器”。在功能区的“草图”选项卡的“显示”面板中也提供了二维草图显示设置的响应按钮,如图2-19(b)所示。
图2-19 二维草图显示设置