UGCAD设计应用指导实例第章建立草图工作平面.doc

UG CAD 设计应用指导实例1第 1 章 建立草图工作平面1.1 本章重点在 UG 中，草图（Sketch）参数化设计的一个重要工具，也是创建 3D图形的重要步骤在产品设计，用户可以先通过绘图工具快绘制出一个大略的草图曲线，然后通过约束(Constraint)以及其他相关的操作，定义、更改造型的外型尺寸，使其成为所谓的“参数化曲线” 草图是实体模型AutoCAD 中的核心基础，而在草图中约束又是草图的关键约束(Constraint)分为尺寸约束（Dimensional）和几何约束（Geometric） 通过添加尺寸约束和几何约束来表达设计者的设计意图，并可以进行参数化尺寸及相关联的驱动，既当草图被修改时，与之相关联的实体将自动更新，所以草图图形可以对实体造型进行有效的精确控制本章的重点，是使用户在掌握绘制草图曲线的基本操作的基础上，掌握及熟练使用 UG 草图约束、定位及草图管理功能1.2 学习目的本章的学习目的是掌握草图约束、定位以及草图管理等功能，具体为：（1） 在绘制出草图的大略形状后，以尺寸约束（Dimensional）和几何约束（Geometric）正确地限制曲线形状和尺寸。

2） 动态显示草图的更改3） 将其他模块绘制的曲线加入 UG 草图模式中4） 通过更改草图尺寸快速更改 3D 零件造型1.3 本章典型效果图UG CAD 设计应用指导实例2典型效果图1.4 草图工具对话框的相关选项当点击 Insert→→Sketch ，打开草图工具时，弹出入图 1-1 所示对话框应用该对话框中的图标和选项可建立、约束和编辑草图1） Change View Orientation改变视角选项控制视图方向是否变化打开改选项，则在新建或激活草图时，视图方向改变到草图工作平面的方向如果关闭该选项，则在新建或激活草图时，视图方向不改变2） Layer/Sketch Name该选项为草图列表框，其中列出当前零件所有草图的名称以及所在的层编辑草图时，首先在该列表框中选择草图的名称3） Active Sketch该文本框用于显示和修改当前工作草图的名称4） Active该选项用于激活选择的草图，使其成为工作草图在草图列表框中单击一个草图名称后，该选项被激活，然后再单击该选项即可将所选草图激活而成为工作草图激活草图还有另外一种方法，在草图列表框中双击草图名称使所选草图激活成工作草图。

当激活另一个草图时，当前工作草图自动退出工作状态5） DeactivateUG CAD 设计应用指导实例3该选项使当前工作草图退出激活状态6） Retain Dimension Disply该选项控制草图尺寸是否在不激活状态时显示打开该选项，则当草图退出激活状态时，尺寸约束继续在窗口显示反之，当草图退出激活状态时，尺寸约束不再在窗口显示7） Update Model 该选项用于更新与当前草图关联的实体模型当修改草图后，单击该选项，则对草图对象的修改反映到由草图生成的模型上建立草图包括建立草图工作平面和在草图中绘制或添加草图对象两步建立草图约束草图改变视角激活粘贴草图保留尺寸显示曲线构建重新附着草图草图定位约束管理草图列表框草图管理激活草图名退出激活状态更新模型UG CAD 设计应用指导实例4图 1-1 草图工具对话框1.4.1 建立草图工作平面草图工作平面是绘制草图对象的平面在一个草图中创建的所有草图几何对象（曲线或点）都是在草图工作平面上草图工作平面可以是坐标平面、基准平面、实体表面或片体表面利用草图功能建立草图工作平面的步骤如下：（1）进入草图模式（Insert→Sketch 或按 ） ，弹出如图 1-2 所示建立草图对话框；（2）选定草图平面（ Creat→选 Sketch Plane） ；（3）输入草图名称；（4）选择草图附着平面。

图 1-2 建立草图对话框草图附着面过滤器草图平面草图名称水平方向反向参考方向参考方向表面/平面XC-YC 坐标平面XC-ZC 坐标平面YC-ZC 坐标平面垂直方向UG CAD 设计应用指导实例5图 1-3 指定草图平面打开图 1-2 所示对话框时，Sketch Name 文本框中显示系统默认的草图名称，如 SKETCK-000、SKETCK-001、SKETCH-002 等用户可在文本框中指定其他草图名称，否则，系统用默认名称作为草图名称草图是附着在坐标平面、基准平面、实体表面或片体表面上因此，根据当前部件中是否存在实体、片体或基准平面而分成以下两种情况：情况一的步骤：（1） 选取一个存在平 （Attachment Face/Plane） 2） 选取一个参考方向（ Reference Direction） 情况二的步骤：直接在 Sketch Plane 下选择要产生的平面，见图 1.31.5 草图曲线的建立建立草图对象的方法有多种既可以在草图中直接绘制草图曲线或点，也可以添加图形窗口中存在的曲线或点到草图中，也可以从实体或片体上抽取边缘到草图中1.5.1 手绘自由草图曲线用建立草图曲线图标（如图 1-4） ，可在草图中直接中直接绘制草图曲线。

这些图标包括基本曲线（Basic Curves） 、点（Point） 、矩形（Rectangle） 、倒圆角（ Fillet） 、椭圆（Ellipse） 、样条曲线（Spline ） 、编辑曲线（Edit Curve） 除倒圆角有差别外，其他图标的使用方法，与曲线部分介绍的使用方法基本相同图 1-4 建立草图曲线图标在建立草图时无须在意尺寸是否精确，只绘出近似轮廓即可，这就是UG CAD 设计应用指导实例6所谓的自由绘制草图（Free hand Sketch） 在后面的介绍中，将讲到对这些曲线进行尺寸约束、几何约束和定位1.5.2 对象添加到草图在图 1-1 所示的对话框中单击图标 ，弹出分类选择对话框，在图形窗口选取要添加到当前草图的曲线或点，单击 OK添加进来的曲线无任何约束抛物线和双曲线不能添加到草图中在建立草图之前已经被拉伸的曲线不能添加到草图中另外，由曲线规律所建立的曲线（如样条曲线、螺旋线）不能用此方法添加到草图中，而要作抽取曲线的方法来添加1.5.3 抽取对象到草图在图 1-1 所示的对话框中单击图标 ，则可抽取对象按垂直于草图工作平面的方向投影到草图中，并成为草图对象。

选择该图标，弹出如图 1-5 所示对话框抽取对象时，先要在过滤器Filter 选项中设置抽取对象的类型，再在 Extracted Curve Type 选项中设置抽取的曲线类型，然后在 Tolerance 选项中设置被抽取曲线投影到草图工作平面后的邻接误差最后选择欲抽取的对象，单击 OK图 1-5 抽取对象到草图对话框1.5.4 添加物体到草图实例打开 dau_iges_1，并选择 Application→Modeling，如图 1-6 所示过滤器原几何类型样条段邻接公差单一样条任何对象曲线草图线串边缘面、点UG CAD 设计应用指导实例7操作步骤如下：第一步： 产生一个草图① 将工作层设为 Layer21；② 选择 Insert→Sketch（或点击图标 ） ；③ 以 S21_profile 为名字在 XC-YC 平面上建立草图第二步： 添加物体到草图① 单击 Add Object to Sketch 图标 ；② 在 Add Curve 对话框中选择 Select All， （发现图象窗口最上部的圆弧没有高亮显示，这是由于圆弧位于草图平面之外添加到草图中的曲线必须放置在同一平面 ） ；③ 单击 Cancel。

第三步： 将曲线投射到一个平面① 选择 Insert→Curve Operation Insert；② 点击 Project(或选择快捷图标 )；③ 在 Filter 中选择 Curve/Points；④ 选择所有物体；⑤ 将 Copy 按钮设置为 Move；⑥ 将方向设置为 Along Vector—沿垂直方向；⑦ 选择 ZC Axis，单击 OK；⑧ 方向按钮设置为 Both；⑨ 选择放置面 Face/Plances 按键，并选择前面所生成的草图工作平面为放置面，单击 OK图 1-6 dau_iges_1 零件我们注意到图形顶部的圆弧是蓝色线而不是黄色，可分析出该段曲线UG CAD 设计应用指导实例8不是单一圆弧，可能为样条曲线或螺旋线第四步：将蓝色线转变为圆弧① 选择 Insert→Curve Operation Insert；② 单击 Simplify (或选择图标 )；③ 选择 Delete，选择图形上部曲线，单击 OK第五步：删除在 Simplify 操作中产生的多余的线① 选择 Edit→Delete（或选择 ） ；② 选取两条圆弧中的其中一条，单击 OK；第六步：修改图形使其封闭。

① 选择 Edit→Curve→Parameters；② 选取圆弧的端点→选取直线的端点，如图 1-7 所示图 1-7 点的选取位置第七步：添加曲线到草图① 单击图标 ；② 激活草图 S21_profile；③ 单击 Add Object to Sketch 图标 ；④ 选择 Select All 并单击 OK （曲线添加到草图中，颜色转变为青色）第八步：分析曲线① 选择 Analysis→Distance；② 选取圆弧和直线的端点从列表中可以看到曲线不封闭，有微小间隙第九步：封闭两曲线间隙选择此处作为圆弧拉伸的起始点选择此处端点作为圆弧的结束点UG CAD 设计应用指导实例9① 单击 Constraints 图标 ；② 单击 Geometric 图标 ；③ 选择自动产生 Auto Create 按钮；④ 选择 Clear 清空所选约束类型；⑤ 将 Coincident 和 Tangent 约束设置为 ON，并将距离公差设置为0.25，单击 OK；⑥ 选择 Analysis→Distance 再次分析两点间的距离，发现为 0；第十步：保存1.6 草图约束的建立草图物体能够随设计者给定的条件进行变化而实现捕捉到设计意图，这些给定的条件叫做约束。

UG CAD 设计应用指导实例10图 1-8 约束对话框1.6.1 约束类型在草图工具对话框 1-1 中单击约束 Constraints ，弹出如图 1-8 所示约束分为两大类：尺寸约束（Dimensional） 、几何约束（Geometric） 随着几何约束和尺寸约束的添加，自由度符号逐渐减少当草图全部约束以后，自由度符号全部消失，如图 1-9 所示X、Y 方向两个自由度 Y 方向一个自由度 X 方向一个自UG CAD 设计应用指导实例11由度图 1-9 自由度符号的显示方式1.6.2 尺寸约束尺寸约束（见图 1-8）如同标注尺寸一样，在标注尺寸完成以后输入正确的尺寸值，以限定正确的草图尺寸，以下为尺寸约束的步骤：（1） 选择尺寸约束的名称（如水平、垂直、平行、直立、角度等） ；（2） 选择草图上尺寸约束的位置；（3） 修改参数名称并输入适当的尺寸大小；（4） 点 Apply（应用） 在图 1-8 对话框中有 9 中尺寸标注模式，说明如下：图 1-10 推理模式尺寸标注图例（1） Inferred，推理标注模式既在进行尺寸约束时，系统自动判断设计者的意图，产生水平、直立、角度、半径或平行等尺寸限制。

它涵盖几乎所有尺寸标注的方法，图 1-10 是使用推理模式标注尺寸的图例２） Horizontal，水平注标模式此选项用于标注平行于ＸＣ方向的尺寸，尺寸限制距离是位于两个点之间图 1-11 是使用水平模式标注尺寸的图例UG CAD 设计应用指导实例12图 1-11 水平模式尺寸标注图例（３） Ve。