2.6　3D草图

3D草图由系列直线、圆弧以及样条曲线构成。3D草图可以作为扫描路径，也可以用作放样或者扫描的引导线、放样的中心线等。

2.6.1　3D草图简介

选择【插入】|【3D草图】菜单命令或者单击【草图】工具栏中的【3D草图】按钮，开始绘制3D草图。

（1）3D草图坐标系

生成3D草图时，在默认情况下，通常是相对于模型中默认的坐标系进行绘制的。如果要切换到另外两个默认基准面中的一个，则单击所需的草图绘制工具，然后按Tab键，当前的草图基准面的原点显示出来。如果要改变3D草图的坐标系，则单击所需的草图绘制工具，按住Ctrl键，然后单击一个基准面、一个平面或者一个用户定义的坐标系。如果选取一个基取准面或者平面，3D草图基准面将进行旋转，使X、Y草图基准面与所选项目对正。如果选择一个坐标系，3D草图基准面将进行旋转，使X、Y草图基准面与该坐标系的X、Y基准面平行。在开始3D草图绘制前，将视图方向改为【等轴测】，因为在此方向中X、Y、Z方向均可见，可以更方便地生成3D草图。

（2）空间控标

当使用3D草图绘图时，一个图形化的助手可以帮助定位方向，此助手被称为空间控标。在所选基准面上定义直线或者样条曲线的第一个点时，空间控标就会显示出来。使用空间控标可以提示当前绘图的坐标，如图2-118所示。

图2-118　空间控标

（3）3D草图的尺寸标注

使用3D草图时，先按照近似长度绘制直线，然后再按照精确尺寸进行标注。选取两个点、一条直线或者两条平行线，可以添加一个长度尺寸。选取三个点或者两条直线，可以添加一个角度尺寸。

（4）直线捕捉

在3D草图中绘制直线时，可以使直线捕捉到零件中现有的几何体，如模型表面或者顶点及草图点。如果沿一个主要坐标方向绘制直线，则不会激活捕捉功能；如果在一个平面上绘制直线，且系统推理捕捉到一个空间点，则会显示一个暂时的3D图形框以指示不在平面上的捕捉。

2.6.2　绘制3D草图

3D草图

（1）3D直线

当绘制直线时，直线捕捉到的一个主要方向即（X、Y、Z）将分别被约束为水平、竖直或者沿Z轴方向【相对于当前的坐标系为3D草图添加几何关系】，但并不一定要求沿着这3个主要方向之一绘制直线，可以在当前基准面中与一个主要方向成一任意角度进行绘制。如果直线端点捕捉到现有的几何模型，可以在基准面之外进行绘制。

一般是相对于模型中的默认坐标系进行绘制。如果需要转换到其他两个默认基准面，则选择草图绘制工具，然后按Tab键，当前草图基准面的原点将显示出来。

① 选择【插入】|【3D草图】菜单命令或者单击【草图】工具栏中的【3D草图】按钮，进入3D草图绘制状态。

② 单击【草图】工具栏中的【直线】按钮，在属性管理器中弹出【插入线条】的属性设置。在图形区域中单击鼠标左键开始绘制直线，此时出现空间控标，帮助在不同的基准面上绘制草图（如果想改变基准面，按Tab键）。

③ 拖动鼠标指针至直线段的终点处。

④ 如果要继续绘制直线，可以选取线段的终点，然后按Tab键转换到另一个基准面。

⑤ 拖动鼠标指针直至出现第2段直线，然后释放鼠标左键，绘制的3D直线如图2-119所示。

图2-119　绘制的3D直线

（2）3D圆角

3D圆角的操作方法和基本过程如下。

① 选择【插入】|【3D草图】菜单命令或者单击【草图】工具栏中的【3D草图】按钮，进入3D草图绘制状态。

② 选择【工具】|【草图工具】|【圆角】菜单命令或者单击【草图】工具栏中的【绘制圆角】按钮，系统弹出如图2-120所示的【绘制圆角】属性管理器。在【圆角参数】选项组中，设置【半径】的数值。

图2-120 【绘制圆角】属性管理器

③ 选取两条相交的线段或者选取其交叉点，单击【确定】按钮，即可绘制出圆角，如图2-121所示。

图2-121　绘制的圆角

（3）3D样条曲线

3D样条曲线的操作方法和基本过程如下。

① 选择【插入】|【3D草图】菜单命令或者单击【草图】工具栏中的【3D草图】按钮，进入3D草图绘制状态。

② 选择【工具】|【草图绘制实体】|【样条曲线】菜单命令或者单击【草图】工具栏中的【样条曲线】按钮。

③ 在图形区域中单击鼠标左键以放置第一个点，然后依次放置各点，直至完成样条曲线的绘制。当选取已绘制的样条曲线或者单击已绘制的样条曲线，系统弹出如图2-122所示的【样条曲线】属性管理器，它比二维的【样条曲线】的属性设置多了【Z坐标】参数。

图2-122 【样条曲线】属性管理器和绘制的样条曲线

④ 每次单击鼠标左键时，都会出现空间控标来帮助在不同的基准面上绘制草图。

⑤ 重复前面的步骤，直到完成3D样条曲线的绘制。

（4）3D草图点

3D草图点的操作方法和基本步骤如下。

① 选择【插入】|【3D草图】菜单命令或者单击【草图】工具栏中的【3D草图】按钮，进入3D草图绘制状态。

② 选择【工具】|【草图绘制实体】|【点】菜单命令或者单击【草图】工具栏中的【点】按钮。

③ 在图形区域中单击鼠标左键以放置点，系统弹出如图2-123所示的【点】属性管理器，它比二维的【点】的属性设置多了【Z坐标】参数。

图2-123 【点】属性管理器

④【点】命令保持激活，可以继续插入点。

如果需要改变【点】的属性，可以在3D草图中选取一个点，然后在【点】的属性设置中编辑其属性。

2.6.3　3D草图实例

3D草图实例1

（1）实例1

① 选择【开始】|【SOLIDWORKS 2018】| SolidWorks 2018命令，或者双击桌面上的SolidWorks 2018的快捷方式图标，启动SolidWorks 2018软件。

② 选择【文件】|【新建】命令，或单击【标准】工具栏上的【新建】按钮，打开【新建SolidWorks文件】对话框。选择【零件】选项，单击【确定】按钮，进入绘图界面。

③ 单击【标准】工具栏中的【保存】按钮，弹出【另存为】对话框，选择合适的保存位置，在【文件名】文本框中输入名称为“3D草图实例1”，即可单击【保存】按钮，进行保存。

④ 选择【插入】|【3D草图】菜单命令或者单击【草图】工具栏中的【3D草图】按钮，进入3D草图绘制状态。

⑤ 单击【草图】工具栏中的【直线】按钮，系统弹出【插入线条】属性管理器。按Tab键，在图形区域中单击鼠标左键开始绘制直线1；再绘制直线2；按Tab键，绘制直线3；按Tab键，绘制直线4，绘制直线5；按Tab键，绘制直线6，结果如图2-124所示。

图2-124　绘制的直线

⑥ 选择【工具】|【标注尺寸】|【智能尺寸】菜单命令或单击【草图】工具栏上的【智能尺寸】按钮，光标变为形状，进行尺寸标注。分别标注直线1长度为90，直线2长度为110，直线3长度为100，直线4长度为110，直线5长度为80，直线6长度为100，结果如图2-125所示。

图2-125　标注尺寸后的3D草图

⑦ 选择【工具】|【草图工具】|【圆角】菜单命令或者单击【草图】工具栏中的【绘制圆角】按钮，系统弹出【绘制圆角】属性管理器。在【圆角参数】选项组中，设置【半径】的数值为“25.00mm”。依次选取两条相交的线段或者选取其交叉点，如图2-126所示。单击【确定】按钮，即可绘制出圆角，如图2-127所示。

图2-126　选取要倒圆的交叉点

图2-127　3D草图实例1

（2）实例2

3D草图实例2

① 选择【开始】|【SOLIDWORKS 2018】| SolidWorks 2018命令，或者双击桌面上的SolidWorks 2018的快捷方式图标，启动SolidWorks 2018软件。

② 选择【文件】|【新建】命令，或单击【标准】工具栏上的【新建】按钮，打开【新建SolidWorks文件】对话框。选择【零件】选项，单击【确定】按钮，进入绘图界面。

③ 单击【标准】工具栏中的【保存】按钮，弹出【另存为】对话框，选择合适的保存位置，在【文件名】文本框中输入名称为“3D草图实例2”，即可单击【保存】按钮，进行保存。

④ 选择【插入】|【3D草图】菜单命令或者单击【草图】工具栏中的【3D草图】按钮，进入3D草图绘制状态。

⑤ 单击【草图】工具栏中的【直线】按钮，系统弹出【插入线条】属性管理器。在图形区域中单击鼠标左键开始绘制直线1和直线2，结果如图2-128所示。

图2-128　绘制的两条直线

⑥ 选择【工具】|【草图绘制实体】|【切线弧】菜单命令，或者单击【草图】工具栏中的【切线弧】按钮，开始绘制切线弧，此时光标变为形状。选取图2-128中直线2上端点为切线弧的起点，按Tab键，按住鼠标左键不放拖动到绘图区域中合适的位置确定切线弧的终点，单击鼠标左键确认，绘制如图2-129所示的圆弧1。

图2-129　绘制圆弧1

⑦ 单击【草图】工具栏中的【直线】按钮，系统弹出【插入线条】属性管理器，绘制直线3和直线4（如果想改变基准面，按Tab键），结果如图2-130所示。

图2-130　绘制的两条直线

⑧ 选择【工具】|【草图绘制实体】|【切线弧】菜单命令，或者单击【草图】工具栏中的【切线弧】按钮，选取图2-128中直线1右端点为切线弧的起点绘制如图2-131所示的圆弧2（如果想改变基准面，按Tab键）。

图2-131　绘制圆弧2

⑨ 采用与步骤⑦和⑧相同的方法绘制直线5、圆弧3和直线6，结果如图2-132所示。

图2-132　绘制直线和圆弧

⑩ 单击【草图】工具栏中的【添加几何关系】按钮，系统弹出【添加几何关系】属性管理器，选取直线4、直线5和直线6，单击【添加几何关系】属性管理器中的【添加几何关系】选项组下的【沿x】按钮；选取圆弧3和直线6，单击【添加几何关系】属性管理器中的【添加几何关系】选项组下的【相切】按钮；选取圆弧2和直线3，单击【添加几何关系】属性管理器中的【添加几何关系】选项组下的【相切】按钮；选取圆弧1和直线3，单击【添加几何关系】属性管理器中的【添加几何关系】选项组下的【相切】按钮；采用相同的方法约束直线2和直线3【相等】并【平行】，约束直线2和直线的右端点【沿z】，约束圆弧1两个端点【沿z】，约束圆弧3两个端点【沿z】。

选择【工具】︱【标注尺寸】︱【智能尺寸】菜单命令或单击【草图】工具栏上的【智能尺寸】按钮，光标变为形状，进行尺寸标注。标注直线1长度为80，标注直线2长度为10，标注直线1和直线2的角度为165°，标注圆弧1半径为10，标注直线4长度为40，标注直线6长度为50，标注直线1和直线6的距离为6，标注直线4和直线5的距离为6，标注直线5长度为100，标注圆弧3半径为16，结果如图2-133所示。

图2-133　3D草图实例2