2.4 草图基本几何特征的创建

本节主要讲述如何利用Inventor提供的草图工具，正确快速地绘制基本的几何元素，并且添加尺寸约束和几何约束等。工欲善其事，必先利其器。熟练掌握草图基本工具的使用方法和技巧，是绘制草图前的必修课程。

2.4.1 点与曲线

在Inventor中可利用点和曲线工具方便快捷地创建点、直线和样条曲线。

1）单击【草图】标签栏【创建】面板中的【点】工具按钮，然后在绘图区域内的任意处单击左键，则单击处就会出现一个点。

2）如果要继续绘制点，可在要创建点的位置再次单击左键。要结束绘制可单击右键，在弹出的快捷菜单中选择【取消】选项即可。

3）如果要创建直线，单击【草图】标签栏【创建】面板中的【直线】工具按钮，然后在绘图区域内某一位置单击左键，继续在另外一个位置单击左键，则在两次单击的点的位置之间会出现一条直线，此时可从快捷菜单中选择【取消】选项，或按下Esc键，直线即绘制完成；也可选择【重启动】选项以接着绘制另外的直线。否则，继续绘制，将绘制出首尾相连的折线，如图2-6所示。

4）如果要绘制样条曲线，单击【草图】标签栏【创建】面板中的【样条曲线】工具按钮，通过在绘图区域内单击左键，即可绘制样条曲线，如图2-7所示。

5）【直线】工具并不仅仅限于绘制直线，它还可创建与几何图元相切或垂直的圆弧。如图2-8所示，首先移动鼠标到直线的一个端点，然后按住左键，在要创建圆弧的方向上拖动鼠标，即可创建圆弧。

需要指出的是，在绘制草图图形时，Inventor提供即时捕捉功能。例如，当绘制点或直线时，如果鼠标落在了某一个点或直线的端点上，鼠标形状会发生改变，同时在被捕捉点上出现一个绿色的亮点，如图2-9所示。

2.4.2 圆与圆弧

在Inventor中可利用圆与圆弧工具创建圆、椭圆、三点圆弧、相切圆弧和中心点圆弧。

1）如果要根据圆心和半径创建圆，可选择【圆】选项，单击左键，在绘图区域内选择圆心，然后拖动鼠标来设定圆的半径，同时在绘图窗口的状态栏中显示当前鼠标指针的坐标位置和半径大小，如图2-10所示。

2）通过圆工具还可创建与三条不共线直线同时相切的圆。单击【圆】工具下方的下三角按钮，在弹出的下拉菜单中选择【相切圆】工具，然后选择三条直线，即可创建相切圆，如图2-11所示。

3）可利用【椭圆】工具绘制椭圆。单击该工具按钮后，首先在绘图区域内单击左键以确定椭圆圆心位置，然后拖动鼠标以改变椭圆长轴的方向和长度，合适后单击左键即可确定；再拖动鼠标确定短轴的长度即可，此时可预览到椭圆的形状，符合要求后单击鼠标左键，椭圆即可生成，绘制的椭圆如图2-12所示。

可通过三种方法来创建圆弧：三点圆弧、中心点圆弧和相切圆弧。

1）创建三点圆弧的过程是：单击【圆弧】工具下方的下三角按钮，在下拉菜单中单击【三点圆弧】工具，在绘图区域中单击以创建圆弧起点；然后移动光标并单击以设置圆弧终点，这时候就可移动光标以预览圆弧方向；最后单击以设置圆弧上一点，这样，三点圆弧就创建成功了。

2）创建中心点圆弧的过程是：单击【圆弧】工具下方的下三角按钮，在下拉菜单中单击【圆心圆弧】工具，在绘图区域中单击以创建圆弧中心点；然后移动鼠标以改变圆弧的半径和起点，单击以确定，接着移动鼠标预览圆弧方向；最后单击设置圆弧终点，此时圆弧创建成功。创建中心点圆弧的顺序如图2-13所示。

3）创建相切圆弧的过程是：单击【圆弧】工具下方的下三角按钮，在下拉菜单中单击【相切圆弧】工具，在绘图区域中将光标移动到曲线上，以便亮显其端点；然后在曲线端点附近单击以便从亮显端点处开始画圆弧；最后移动鼠标预览圆弧并单击设置其终点，圆弧创建完毕。

当圆弧或圆绘制完毕以后，可通过标注尺寸约束对图形进行大小与形状的约束，但是Inventor也允许通过鼠标对图形形状进行粗调。一般方法是用鼠标选中图形，即圆或圆弧的圆心，然后按住左键拖动，即可改变图形的位置、形状以及大小等。图2-14所示为利用鼠标调节圆弧位置和形状的过程。

2.4.3 槽

在Inventor中可利用【槽】工具方便地创建槽，也可通过指定两点和宽度来创建槽。可通过中心到中心槽、整体槽、中心点槽、三点圆弧槽和圆心圆弧槽五种方法来创建槽。

单击【槽】工具旁边的下三角按钮，单击【中心到中心槽】工具，在图形窗口中单击以创建槽中心点；然后移动鼠标以改变槽的长度，单击以确定，接着移动鼠标预览槽的宽度；最后单击设置槽的宽度，此时圆弧创建成功。创建中心到中心槽的顺序如图2-15所示。

当槽绘制完毕以后，可通过标注尺寸约束对图形进行大小与形状的约束，但是Inventor也允许通过鼠标对图形形状进行粗调。一般方法是用鼠标选择槽的中心，然后按住左键拖动，即可改变图形的位置、形状以及大小等。

2.4.4 矩形和多边形

在Inventor中可利用【矩形】工具方便地创建矩形，可通过指定两个点来创建矩形，也可通过指定三个点来创建矩形。由于非常简单这里不在浪费篇幅讲述。本小节详细讲述一下多边形的创建，这里的多边形仅仅局限于等边多边形。

在一些 CAD 造型软件中，绘制一个多边形的基本思路是：首先利用直线工具绘制一个和预计图形边数相同的不规则多边图形，然后为它添加尺寸约束和几何约束，使之成为一个多边形，如在Pro/Engineer中创建的等边六边形如图2-16所示。可看出，在该图形中共添加了四个约束，即所有的边长相等，以及三个内角均等于120°。而在Inventor中，通过单击【草图】标签栏【创建】面板中的【多边形】工具按钮创建多边形，不必添加任何的尺寸约束和几何约束，这些Inventor都可自动替用户完成。创建的多边形最多可具有120条边。

用户还可创建同一个圆形内接或外切的多边形，这些功能都集中在多边形工具中。首先看一下多边形的创建过程：

1）单击【多边形】工具后，弹出【多边形】对话框，如图2-17所示。在该对话框中输入要创建的多边形的边数。

2）在绘图区域中单击左键以确定多边形的中心，此时可拖动鼠标以预览多边形。

3）单击左键以确定多边形的大小，多边形创建即完成。

4）如果要创建圆的内接或外切多边形，可通过【多边形】对话框中的【内切】选项和【外切】选项完成。下面以创建外切多边形为例来说明具体的创建过程：首先在【多边形】对话框中选择【外切】选项，输入边数为6；然后在绘图区域中选择内接圆的圆心，拖动鼠标预览多边形，当多边形与圆外切时，鼠标旁边会出现相切标识，如图2-18所示。这时可单击左键，完成外切多边形的创建。

2.4.5 倒角与圆角

单击【草图】标签栏【创建】面板中的【倒角】工具按钮，可在两条直线相交的拐角、交点位置或两条非平行线处放置倒角。单击功能区中【草图】标签栏上的【倒角】工具右侧的下三角按钮，选择【倒角】选项，弹出【二维倒角】对话框，如图2-19所示。对话框中各个选项的含义解释如下：

放置【对齐尺寸】选项：用来指示倒角的大小。

【相等】选项：倒角的距离和角度设置与当前命令中创建的第一个倒角的参数相等。【等边】选项：即通过与点或选择直线的交点相同的偏移距离来定义倒角。

【不等边】选项：即通过每条选择的直线指定到点或交点的距离来定义倒角。

【距离和角度】选项：即由所选的第一条直线的角度和从第二条直线的交点开始的偏移距离来定义倒角。

倒角的创建方法很简单，选择好倒角的各种参数以后，在绘图区域中选择两条直线即可。由该工具创建的倒角如图2-20所示。

创建圆角更加简单一些。选择【圆角】工具按钮，弹出【二维圆角】对话框，如图2-21所示。在该对话框中输入创建的圆角半径即可。如果选择【等长】按钮，则会创建等半径的圆角，圆角的创建过程与创建倒角的类似，这里不再赘述。

2.4.6 投影几何图元

1.投影几何图元的作用

在Inventor中，可将模型几何图元（边和顶点）、回路、定位特征或其他草图中的几何图元投影到激活草图平面中，以创建参考几何图元。参考几何图元可用于约束草图中的其他图元，也可直接在截面轮廓或草图路径中使用，作为创建草图特征的基础。下面举例说明如何投影几何图元以及投影几何图元的作用。

2.投影几何图元的方法

在图2-22所示的零件中，零件厚度为3mm，在一侧有两个直径为3mm，深度为2mm的孔，现在要在零件的另一侧平面创建草图，并且出于造型的需要，要在该草图上绘制两个圆，要求圆心与零件上的两个孔的孔心重合，圆的直径与孔的直径相等。要达到这样的设计目的，可利用各种草图工具实现，但是费时费力，而利用投影几何图元工具可很好的实现该目的。其操作步骤如下：

1）在零件没有孔的一侧平面上新建草图，利用【视觉样式】按钮更改模型的观察方式为线框方式。

2）单击【草图】标签栏【创建】面板中的【投影几何图元】工具按钮，用鼠标单击两个孔，则孔轮廓被投影到新建的草图平面上，如图2-23所示。

3）设置模型观察方式为着色显示模式，可更加清楚地看到草图上经过投影几何图元得到的新的几何图元，如图2-24所示。

2.4.7 插入AutoCAD文件

用户可将二维数据的AutoCAD图形文件（*.dwg）转换为Inventor草图文件，并用来创建零件模型。可通过单击【草图】标签栏【插入】面板中的【插入AutoCAD文件】工具按钮来实现。其操作步骤如下：

单击【插入AutoCAD文件】工具按钮，即弹出如图2-25所示的【打开】对话框。选择要插入的.dwg文件，选择一个文件后，单击【打开】按钮，弹出【图层和对象导入选项】对话框，选择【全部】复选框，如图2-26所示。

单击【下一步】按钮，弹出【导入目标选项】对话框，如图2-27所示。单击【完成】按钮，导入的CAD文件如图2-28所示。AutoCAD数据转换为Inventor数据的规则见表2-1。

2.4.8 创建文本

在Inventor中，可向工程图中的激活草图或工程图资源（如标题栏格式、自定义图框或略图符号）中添加文本框，所添加的文本既可作为说明性的文字，又可作为创建特征的草图基础，图2-29所示零件上的文字MADE IN CHINA就是利用文字作为草图基础得到的。

要创建文本，可通过单击【草图】标签栏【创建】面板中的【文本】工具按钮来实现，其操作步骤如下：

1）选择该按钮后，在草图绘图区域中要添加文本的位置单击左键，就会弹出【文本格式】对话框，如图2-30所示。

2）在该对话框中，用户可指定文本的对齐方式、行间距和拉伸的百分比，还可指定字体、字号等；然后在下方的文本框中输入文本即可。

3）单击【确定】按钮完成文本的创建。

如果要编辑已经生成的文本，可在文本上单击右键，在快捷菜单中选择【编辑文本】选项，此时弹出【文本格式】对话框，用户可自行修改文本的属性。

2.4.9 插入图像

在实际的造型中，用户可能需要表示贴图、着色或丝网印刷的应用，单击【草图】标签栏【插入】面板中的【插入图像】工具按钮即可将图片添加到草图中，然后选择【模型】标签栏，单击【创建】工具面板中的【贴图】或【凸雕】工具将图像应用到零件面。

注意

在Inventor 2018中，支持多种格式图像的插入，如JPG、GIF、PNG格式的图像文件等，甚至可将Word文档作为图像插入到绘图区域中。而在Inventor 8以及以前的版本中，仅仅支持.BMP格式的图像文件。

插入图像的过程如下：

1）单击【草图】标签栏【插入】面板中的【插入图像】工具按钮，则会弹出【打开】对话框。浏览到图像文件所在的文件夹，选定一个图像文件后，单击【打开】按钮。

2）此时，在草图区域中光标附着在图像的左上角，在图形窗口中单击以放置该图像，然后单击右键并单击【取消】按钮，即可完成图像的创建。

3）根据需要，用户可调整图像的位置和方向。方法是：单击该图像，然后拖动该图像，使其沿水平或垂直方向移动，如图2-31所示；或单击角点，旋转和缩放该图像，如图2-32所示。可单击一条边重新调整图像的大小，图像将保持其原始的宽高比，如图2-33所示。单击图像边框上的某条边或某个角，然后使用约束工具和尺寸工具对图像边框进行精确定位。图2-34所示为在一个零件的表面放置的图像。