2.3 草图约束与定位

基本概念

草图绘制功能提供了两种约束:一种是尺寸约束,它可以精确确定曲线的长度、角度、半径或直径等尺寸参数;一种是几何约束,它可以精确确定曲线之间的相互位置。如同心、相切、垂直或平行等几何参数,对草图对象施加尺寸约束和几何约束后,草图对象就可以精确确定下来了。几何约束用来确定草图对象之间的相互关系,如平行、垂直、同心、固定、重合、共线、中心、水平、相切、等长度、等半径、固定长度、固定角度、曲线斜率、均匀比例等。

课堂讲解课时:2课时

2.3.1 设计理论

【直接草图】工具条的约束和定位命令按钮包括【快速尺寸】、【线性尺寸】、【径向尺寸】、【角度尺寸】、【周长尺寸】等按钮。用户需要对草图对象添加约束时,只要单击工具条中的按钮,打开相应的对话框,完成对话框中的操作即可完成草图约束。

草图的作用主要有以下4点:

(1)利用草图,用户可以快速勾画出零件的二维轮廓曲线,再通过施加尺寸约束和几何约束,就可以精确确定轮廓曲线的尺寸、形状和位置等。

(2)草图绘制完成后,可以用拉伸、旋转或扫掠等命令生成实体造型。

(3)草图绘制具有参数设计的特点,在需要反复修改零件时非常有用。因为只需要在草图绘制环境中修改二维轮廓曲线即可,而不用去修改实体造型,这样就节省了很多修改时间,提高了工作效率。

(4)草图可以最大限度地满足用户的设计要求,这是因为所有的草图对象都必须在某一指定的平面上进行绘制,而该指定平面可以是任一平面,既可以是坐标平面和基准平面,也可以是某一实体的表面,还可以是某一片体或碎片。

2.3.2 课堂讲解

1.尺寸约束

尺寸约束用于确定曲线的尺寸大小,包括水平长度、竖直长度、平行长度、两直线之间的角度、圆的直径、圆弧的半径等。

在【直接草图】工具条中单击【快速尺寸】按钮,打开【快速尺寸】下拉列表,在列表中单击【快速尺寸】按钮,打开如图2-44所示的【快速尺寸】对话框。

图2-44 【快速尺寸】对话框

在【直接草图】工具条中,NX为用户提供了5种尺寸约束类型,如图2-45所示。在【快速尺寸】下拉列表中,5种尺寸约束类型分别是【快速尺寸】、【线性尺寸】、【径向尺寸】、【角度尺寸】、【周长尺寸】。选择参考对象,单击即可放置尺寸。

图2-45 5种尺寸约束类型

2.几何约束

(1)施加几何约束的方法

施加几何约束的方法有两种,一种是手动施加几何约束,另一种是自动施加几何约束。

在【直接草图】工具条中单击【几何约束】按钮,系统会提示用户选择需要创建约束的曲线。当选择一条或者多条曲线后,系统将在绘图区显示曲线可以创建的【几何约束】对话框,而且选择的曲线会高亮度显示在绘图区,如图2-46所示。

图2-46 【几何约束】对话框

自动施加几何约束是指用户选择一些几何约束后,系统根据草图对象自动施加合适的几何约束。在【直接草图】工具条中单击【连续自动标注尺寸】按钮,打开的【几何约束】对话框如图2-47所示。NX为用户提供了多种可以选用的几何约束,当用户选择需要创建几何约束的曲线后,系统会自动根据用户选择的曲线显示几个可以创建的几何约束按钮。

图2-47 部分几何约束选项

用户在【几何约束】对话框中选择可能用到的几何约束,如启用【平行】、【垂直】、【相切】复选框等,再设置公差和角度,单击【关闭】按钮,系统将根据草图对象和用户选择的尺寸约束,自动在草图对象上施加尺寸约束。在对草图对象进行几何约束时,选取草图对象的顺序不同得到的结果也不同,以选取的第一个草图对象为基准,以后选取的草图对象都以第一个草图为参照物。

名师点拨

3.修改图形

【编辑曲线】和【更多曲线】工具条上的命令按钮可以对各种草图对象进行操作,包括对称、派生直线/曲线、投影曲线、编辑定义截面、快速修剪和延伸、制作拐角等。

下面将详细介绍这些草图操作的方法。

(1)派生直线

【派生直线】按钮用来偏置某一直线,或者在两相交直线的交点处派生出一条角平分线。如图2-48所示,直线1、直线2是原直线,直线3是派生直线,直线4是直线1、直线2的角平分线。

图2-48 派生直线

当单击【派生直线】按钮时,系统在提示栏中会显示“选择参考直线”字样,提示用户选择需要派生的直线。用户选择一条直线后,系统自动派生出一条平行于所选择直线的直线,并在派生直线的附近显示偏置距离。在长度文框中输入适当的数据或者移动鼠标到适当的位置,单击鼠标左键,即可生成一条偏置直线。如果用户选择一条直线后,再选择另外一条与第一条直线相交的直线,系统将在两条直线的交点处派生出一条角平分线。

(2)投影曲线

投影曲线是把选取的几何对象,沿着垂直于草绘平面的方向投影到草图中。这些几何对象可以是在建模环境中创建的点、曲线或者边缘,也可以是草图中的几何对象,还可以是由一些曲线组成的线串。在【更多直线】工具条中单击【投影曲线】按钮,打开如图2-49所示的【投影曲线】对话框。

图2-49 【投影曲线】对话框

(3)快速修剪

【快速修剪】按钮用于快速擦除曲线分段。单击该按钮后,弹出【快速修剪】对话框,如图2-50所示,当按住鼠标左键不放拖动,光标经过右侧的小直角三角形时,留下了拖动痕迹,与拖动痕迹相交的曲线将被擦除,原来的大直角三角形变成了一个梯形。

图2-50 【快速修剪】对话框

(4)快速延伸和制作拐角

【快速延伸】按钮用于快速延伸一条曲线,使之与另外一条曲线相交。【制作拐角】按钮用于将未相交曲线进行延伸以制作拐角,它们的操作方法与【快速修剪】按钮类似,这里不再赘述,如图2-51所示。

图2-51 【快速延伸】对话框

(5)镜像曲线

镜像曲线是以某一条直线为对称轴,使选取的两个草图对象对称。在【更多曲线】工具条中单击【镜像曲线】按钮,打开如图2-52所示的【镜像曲线】对话框。

图2-52 【镜像曲线】对话框

4.修改草图约束

创建尺寸约束和几何约束后,用户有时可能还需要修改或者查看草图约束。下面将介绍显示草图约束、显示/移除约束和周长尺寸的操作方法。

(1)显示草图约束

在【主页】选项卡中单击【显示草图约束】按钮,选择一条曲线后,系统将显示所有和该曲线相关的草图约束。单击鼠标左键选择一个草图约束后,系统在提示栏中会显示约束类型和全部选中的约束个数。

(2)周长尺寸

周长尺寸是指用于创建直线或者圆弧的周长约束。

在【主页】选项卡中单击【周长尺寸】按钮,打开如图2-53所示的【周长尺寸】对话框。

图2-53 【周长尺寸】对话框

2.3.3 课堂练习—修剪草图

课堂练习开始文件:ywj/02/2-2.prt

课堂练习完成文件:ywj/02/2-3.prt

多媒体教学路径:多媒体教学→第2章→2.3练习

Step1打开2-2.prt文件,选择草绘面,如图2-54所示。

图2-54 选择草绘面

Step2绘制矩形,如图2-55所示。

图2-55 绘制矩形

Step3绘制圆形1,如图2-56所示。

图2-56 绘制圆形1

Step4绘制圆形2,如图2-57所示。

图2-57 绘制圆形2

Step5选择【几何约束】命令,如图2-58所示。

图2-58 选择【几何约束】命令

Step6创建相切约束1,如图2-59所示。

图2-59 创建相切约束1

Step7创建相切约束2,如图2-60所示。

图2-60 创建相切约束2

Step8修剪草图,如图2-61所示。

图2-61 修剪草图

Step9创建拉伸特征,如图2-62所示。

图2-62 创建拉伸特征

Step10至此,范例制作完成,完成草图约束的模型如图2-63所示。

图2-63 完成草图约束的模型