3.1.1 草图要素
草图是绘制三维模型的基础。通常,创建模型的第一步是绘制草图,随后可以从草图生成特征。用户可以使用基准面或平面来创建2D草图。除了2D草图,还可以创建包括X轴、Y轴和Z轴的3D草图。草图中包含以下基本要素。
1.草图原点
草图原点也是基准坐标系的原点。在许多情况下,用户都是从原点开始绘制草图的,原点为草图提供了定位点。利用原点作为参考,可以减少尺寸约束和几何约束,降低草图出现错误的风险。例如,在原点位置绘制中心矩形,可以减少定位尺寸的约束,如图3-1所示。
2.基准面
基准面常用作草图的绘制平面,基准面的选择很重要。SolidWorks提供了3个默认基准面:前视基准面、上视基准面和右视基准面。用户也可以在零件或装配体文档中自定义基准面。
在一些模型上,绘制草图的基准面仅影响模型在标准等轴测视图(3D)中的显示方式,而对于设计意图并无影响。对于其他模型而言,选择或创建正确的草图基准面来绘制草图,可以帮助用户更加高效地生成模型,如图3-2所示。
图3-1 原点的作用
图3-2 基准面的用途
3.尺寸约束
尺寸约束用作图形的定形和定位,可以在几何元素之间定义尺寸约束,如长度、距离、角度、弧度和半径/直径等。当用户更改尺寸约束后,图形的位置与形状也会随之更改。草图环境中主要有两类尺寸约束:驱动尺寸和从动尺寸。
驱动尺寸是用来改变图形形状和位置的强尺寸,使用尺寸标注工具可生成驱动尺寸。当用户更改驱动尺寸的数值时,模型大小随之更改。
从动尺寸是参考尺寸,不作为图形改变之用。当用户更改模型中的驱动尺寸或几何关系时,从动尺寸的数值也随之更改。除非将从动尺寸转换为驱动尺寸,否则无法直接修改从动尺寸的数值。
4.草图定义
草图的定义包括完全定义、欠定义和过定义。在完全定义的草图中,所有直线和曲线及其位置均由尺寸/几何关系或两者共同说明。在使用草图生成特征之前,无须完全定义草图,但有时为了表达出设计者的设计意图会完全定义草图。完全定义的草图显示为黑色;欠定义的草图显示为蓝色;过定义的草图显示为红色,如图3-3所示。
图3-3 草图定义
5.几何约束关系
几何约束(也称“位置约束”)关系是指在草图实体之间建立几何关系,如相等、相切、同心、垂直、竖直及固定等。几何约束起到约束图线自由度的作用。此外还可以相应减少尺寸约束。尺寸约束和几何约束都可以起到几何元素的定位作用。
例如,用户可以在图3-4中的两条长为100mm的水平线段之间建立相等几何关系,同时在两个圆弧之间也建立相等几何关系。
图3-4 几何约束关系的作用
当其中一条水平线的长度尺寸发生更改时,与其平行的一条水平线段的长度也随之更改,以保持相等几何关系。
6.指针反馈
在SolidWorks中,指针可以改变形状以显示对象类型,如顶点、边线或面等。在草图中,指针形状会随着指定对象的不同而动态改变,以此向用户提供草图实体的几何类型信息或约束信息,如图3-5所示。
图3-5 指针反馈