第五章 UG草图

第5章草图学习目的：通过学习本章内容，你将能够掌握激活草图、创建草图、重命名草图、创建约束、删除约束、创建倒圆、结束草图。

UＧ中的草图是位于指定平面上的曲线和点的集合，是三维建模前在特定的二维平面上快速绘制的曲线，草图是UG中使用非常广泛的功能。

既然是草图，便有便于修改，能够灵活控制的特点（也就是专业名词参数化修改和添加尺寸及几何约束）。

建立的这些曲线可以用于拉伸，绕一根轴旋转形成实体，定义自由曲面形状特征或作为扫掠曲面的截面线。

当我们要对构成特征的曲线轮廓进行参数化控制时，使用草图是非常方便的。

5.1草图概述5.1.1草图的功能概述在UG中提供了曲线功能，草图中很多地使用了曲线功能，但草图中有曲线功能中不具备的优势，草图在特征树上显示为一个特征，特征具有参数化和便于编辑修改的特点；草图可以快速手绘出大概的形状，再添加尺寸和约束后完成轮廓的设计，这样能够较好的表达设计意图；草图和其生成的实体是相关联的，当设计项目需要优化修改时，修改草图上的尺寸和替换线条可以很方便的更新最终的设计；草图可以方便的管理曲线。

使用草图可以实现对曲线的参数化控制。

草图主要用于需要对图形进行参数化驱动；用草图建立用标准成型特征无法实现的形状；如果形状可以用拉伸、旋转或沿导线扫描的方法建立，可将草图作为模型的基础特征；可将草图作为自由形状特征的控制线。

设计者可以按照自己的思路随意的在各个平面绘制曲线轮廓，再通过用户给定的条件来精确定义图形的几何形状，这些给定的条件叫约束，它包括几何约束和尺寸约束及定位，从而能精确的控制曲线的尺寸、形状和位置，以满足设计要求。

使用UG草图功能时，首先启动UG系统，新建一部件文件。

选择起始／建模，进入UG建模功能，选择插入／草图，点击即进入草图功能模块。

如图5.1所示。

其中包括草图生成器、草图约束、草图曲线、草图操作、分析等工具栏。

图5.1 草图任务界面及相应工具条5.1.2草图的相关概念１．活动草图与非活动草图在同一个模型文件中可以存在多个草图，但只能有一个草图是活动的，其他的草图都处在非活动状态。

活动草图才可以进行曲线的编辑工作。

如果要将某个草图激活，用鼠标选择该草图名，或进入草图编辑器使被选中的草图成为活动草图。

２．草图中的图层与自由度箭头草图建立在单独的图层中，系统默认情况下，不会自动定义草图图层。

在通常情况下，在建立草图前现改变工作图层，为草图单独定义一个工作图层。

在草图中的曲线完全约束前，在草图曲线段的某些控制点处将出现自由度箭头，表示该点还没有完全确定位置。

在点击尺寸约束时，在草图中会出现自由度箭头。

3．活动对象与参考对象草图对象有两种类型，既活动对象与参考对象。

●活动对象：活动对象指实际草图曲线或尺寸约束，他影响整个草图的形状。

●参考对象：参考对象指辅助的草图曲线或尺寸约束，选择草图建立实体特征时，参考曲线不能用于建立实体特征。

在草图编辑时，可以将活动对象转换为参考对象，也可以将参考对象转换为活动对象。

定完类型后选择要转换的对象，一次可以选择多个对象。

点击应用或确定完成操作。

如图5.2所示。

图5.2 类型转换对话框4．草图对象备选解操作草图对象备选解操作是在草图存在多种可能的约束情况下时，得到此种约束情况下其他约束形状。

如两个圆相切，在约束时只有相切选项，但不能确定是内切还是外切，这时就可以用备选解功能。

具体操作：当两个圆约束时选择相切，约束完毕后，点击草图约束工具条上的按钮，选择两个圆，此时两圆会在内切和外切之间切换，达到需要的图时，点击应用或确定完成操作。

5.2草图操作在创建草图的时候，首先要想清楚需要几个草图和建怎样的草图，才能够把特征建立起来，其次确定在什么地方建立草图平面，再创建草图平面；为了便于管理，草图的命名和放置的图层要符合有关规定；检查和修改草图参数设置；快速手绘出大概的草图形状或将外部几何对象添加到草图中；按照要求对草图先进行几何约束，然后再加上尽可能少的尺寸（应当以几何约束为主，尺寸约束尽可能的少）；利用草图建立你所需要的特征；根据建模的情况，编辑草图，最终得到所需要的模型。

5.2.1 创建草图在草图环境中，如果没有已经存在的草图，草图任务环境启动，系统将创建一张新草图。

在草图任务环境中，还可以通过点击后点击新建来创建新草图。

当一张新草图创建后，系统在XC-YC平面上显示一个基准平面和两根基准轴。

草图创建在XC-YC平面上。

如图5.3所示。

图5.3 草图创建平面在实际使用中，不能所有的草图曲线都要绘制在XY平面上，如果要改变任意轴的显示方向，点击草图生成器上的重新附着按钮，此时有颜色的线会显示出草图轴的方向，双击轴即可。

完成平面的更改后，点击确定。

要选择不同的基准平面，在进入草图时，在新建工具条中选择相应的工作平面。

如图5.4所示。

图5.4 新建工具条5.2.2 草图重命名在草图创建以后，要修改草图名字，可以点击草图／草图属性来更改草图名称，如图5.5所示。

在名称栏中填写要更改的草图名称。

在模型导航器中也可以方便的更改草图名称。

如图5.6所示。

在完成草图按钮后，也可以直接修改草图名称，输入要更改的名称，按回车即可完成重命名操作。

图5.5 草图属性对话框图5.6 部件导航器5.3草图编辑编辑草图是通过建立草图对象来完成的。

草图对象是草图中的主要内容，是用于建立实体模型的实质性曲线。

草图曲线及草图操作工具栏及功能在图5.1中有文字说明，清晰易懂。

草图曲线的绘制方法与曲线绘制方法基本相同，在此就不详细阐述。

在曲线绘制过程中，NX4.0版本使用动态参数输入，在绘制曲线时，会有光标跟随，输入坐标、长度、角度等。

下拉菜单与工具条中图标及功能一致。

本节介绍草图中镜像的使用，工具栏图标。

草图镜像操作即把已经约束好的一组草图曲线进行镜像操作，建立一组对称的草图曲线。

此功能对建立对称形状的草图非常有用，以下为镜像操作实例，步骤如下：1．点击图标，进入镜像对话框。

2．选择图标，选择镜像用的对称中心线，在镜像结束后，所选择的中心线会自动变成参考对象，显示为点划线。

3．选择图标，选择要镜像的草图曲线，可以选择多条曲线。

4．点击确定按钮结束镜像操作，或继续下一个镜像操作。

5.4形状约束－确定草图形状形状约束的作用即限定草图曲线的形状，以满足设计的需要。

一旦利用草图曲线建立实体特征，只要改变草图的约束，就可以改变其对应的实体特征形状。

草图形状约束工具条如图5.7所示。

图5.7 草图约束工具条5.4.1 尺寸约束建立尺寸约束的方法共有9种，尺寸约束的操作方法同尺寸标注基本一致。

在此不详细阐述。

1）自动判断尺寸：根据一个或两个草图曲线对象，系统自动推测出尺寸约束的类型，并建立尺寸约束。

2）水平：指定两个特征点，建立一个与草图坐标系X轴平行的尺寸约束。

3）垂直：指定两个特征点，建立一个与草图坐标系Y轴平行的尺寸约束。

4）平行：指定两个特征点，建立一个与两点连线相平行的尺寸约束，即两点之间的距离尺寸。

5）垂直：指定一条直线和一个特征点，建立一个通过指定点与指定直线相垂直的尺寸约束，即点到直线之间的距离尺寸。

6）角度：建立两个指定直线之间的角度尺寸约束，测量值为逆时真方向。

7）直径：建立指定圆（弧）曲线对象的直径尺寸约束。

8）半径：建立指定圆（弧）曲线对象的半径尺寸约束。

9）周长：建立指定曲线轮廓的总长尺寸约束，只能约束直线和圆弧曲线。

图5.8为尺寸约束草图示例。

图5.8 尺寸约束示例5.4.2 几何约束约束用于约束两个或两个以上对象之间的几何位置关系，也可以定义单个对象的几何位置关系。

1．自动判断在绘制草图对象时，系统会根据鼠标的移动，自动显示可能的几何约束符号，此时既可定义相应的几何约束，显示的几何约束符号依赖于所作的智能约束设置。

自动判断约束设置对话框如图5.9所示：图5.9 自动判断约束设置对话框几何约束共有13种，每种约束符号说明如下：1)同心：定义两个或多个圆、椭圆在同一中心位置。

2)共线：定义两条或多条直线在同一直线上。

3)重合：定义两点或两个以上点位置重合。

4)点在曲线上：定义指定点的位置在指定直线上。

5)点在线串上：定义指定点在抽取的曲线串上，基本约束只能施加在抽取的曲线串上。

6)中点：定义指定点在指定直线或圆弧的中点上。

7)水平线：定义指定直线为水平线。

8)铅垂线：定义指定直线为铅垂线。

9)平行线：定义两条或多条直线相互平行。

10)垂线：定义两条或多条直线相互垂直。

11)相切：定义两条曲线相切。

12)等长：定义两条或多条直线的长度相等。

13)等半径：定义两个或多个圆弧的半径相等。

2．自动创建自动创建约束是指系统依据草图对象之间的几何关系，按照用户设定的几何约束类型自动将相应的几何约束添加到草图对象上。

点击工具／约束／自动约束或点击工具条上的按钮，弹出自动创建约束对话框，如图5.10所示。

在对话框中显示了当前草图对象间可以建立的几何约束类型。

在设定需要的约束类型之后，点击确定按钮，系统将分析草图对象之间的几何关系自动建立各对象之间的几何约束。

图5.10 自动创建约束对话框5.4.3 定位约束定位约束主要用于确定草图相对于实体边缘或特征点的位置。

1．创建定位尺寸：点击工具／定位尺寸／创建，窗口会弹出如图5.11所示定位对话框，通过点击相应的按钮，完成对草图的定位操作。

图5.11 定位对话框2．编辑定位尺寸：点击工具／定位尺寸／编辑，弹出编辑位置对话框。

弹出对话框后，点击要修改或编辑的定位尺寸，输入线的尺寸数值，点击确定按钮既可完成编辑。

3．删除定位尺寸：点击工具／定位尺寸／删除，窗口出现移除定位对话框，选择要删除的定位尺寸，点击确定按钮完成操作。

4．重新定义：点击工具／定位尺寸／重新定义，选择要重新定义的尺寸，弹出重新定义对话框，重新定义需要改变的定位尺寸，点击确定按钮完成操作。

5．重新附着：点击工具／重新附着，弹出动态工具栏，指定新平面作为草图平面，完成新平面的操作。

5.5本章小结本章主要介绍了UG4.0的草图功能，包括激活草图、创建约束、编辑尺寸等操作，本章的内容是UG建模的基础。

通过本章的学习，使读者了觪草图的重要性，体会很多的设计工作都是从草图开始的，草图是由在同一平面上曲线的集合，各曲线受尺寸和位置关系的约束，合理使用草图可以设计人员完成复杂零件轮廓的设计工作。

5.6本章实例5.6.1 实例一：草图编辑1．启动UG系统，新建一个部件文件，进入建模模块，建立一个正方体，建立完毕后，进入草图环境。

选择一个面为草图平面，在平面上任意位置做一个圆。

如图5.12所示。

2．点击工具／定位尺寸／创建，点击点到线上，点击实体的一个边，再点击圆，此时会弹出设置圆弧位置对话框，点击相切点，点击确定，如图5.13所示。

图5.12任意草图平面上做圆 图5.13相切形式做圆3．点击工具／定位尺寸／编辑，出现编辑位置对话框，点击需要从新编辑的定位尺寸，输入要改变的数值，完成尺寸的重定位。