1.3 3D草图

在建模过程中，有时需要在空间内直接生成一张草图，将它作为扫描路径、放样的中心线、放样引导线，或管道系统中的关键实体等。SolidWorks 2020中提供了多种创建3D草图的方法，包括基准面上的3D草图、曲面上的样条曲线、面部曲线和交叉曲线等。本节将对其中几种方法进行详细介绍。

1.3.1 基准面上的3D草图

使用“基准面上的3D草图”命令，可以在绘制草图过程中切换草图平面，从而实现在空间内绘制草图的目的。下面将具体介绍其绘制方法。

Step1.新建一个零件文件，进入草图环境。

Step2.选择命令。选择下拉菜单命令（或在工具栏中单击“编辑3D草图”按钮）。

Step3.绘制参考实体。在正视于上视基准面的3D草图环境中绘制图1.3.1所示的矩形，并添加几何约束和尺寸约束（约束边线1沿Z方向，边线2沿X方向，约束矩形中心与坐标原点重合）。

Step4.创建图1.3.2所示的3D草图平面1。

（1）选择命令。在区域中单击“基准面”按钮，系统弹出图1.3.3所示的“草图绘制平面”对话框。

（2）定义3D草图平面1。在图1.3.4所示的草图中选取边线1作为，单击按钮，选取图1.3.4所示的边线2为，单击“垂直”按钮。

（3）单击对话框中的按钮，完成“3D基准面1”的创建。

Step5.在基准面上绘制草图。正视于基准面1，在基准面1上创建图1.3.5所示的样条曲线和直线，并添加相应的约束。

Step6.选择下拉菜单命令，完成3D草图的绘制，如图1.3.6所示。

1.3.2 曲面上的样条曲线

绘制“曲面上的样条曲线”是在3D草图模式下，在已有的曲面上绘制样条曲线，绘制出的样条曲线在曲面上。与3D草图中绘制样条线的不同点是，“曲面上的样条曲线”工具绘制的样条线，相当于曲面外一平面上的草图向曲面上做的曲线投影，所以使用“曲面上的样条曲线”工具可以直接在曲面上绘制样条线，省去了在曲面上绘制样条线时先在一基准平面上绘制曲线，再向曲面上做投影曲线的麻烦。

在零件设计和模具设计中，利用“曲面上的样条曲线”工具可以生成更精确、更直观的分型线或分割线，在复杂的扫描特征中利用“曲面上的样条曲线”工具还可以生成受几何体限制的引导线。下面通过一实例来介绍“曲面上的样条曲线”工具的使用方法。

Step1.打开文件D:\sw20.2\work\ch01.03.02\spline_on_surface.SLDPRT。

Step2.选择命令。选择下拉菜单命令（或单击“草图”工具栏中的按钮）。

Step3.绘制曲面上的样条曲线。此时系统进入3D草图模式，光标呈铅笔状，在图1.3.7所示的曲面上单击绘制一系列型值点，待最后一型值点绘制完成后，按Esc键结束绘制，完成绘制的曲面上的样条曲线如图1.3.8所示。

说明：如果样条曲线的最后一个型值点在曲面的边线上，此时继续插入型值点，则系统自动结束样条曲线的绘制；型值点在曲面外，系统会停止样条曲线的绘制，之前在曲面上的一个型值点为样条线的终点。

1.3.3 面部曲线的绘制

面部曲线是从已有的曲面或面中提取3D参数曲线。生成的曲线以单个3D草图为单位，如图1.3.9所示，所以利用面部曲线工具可以一次生成多个独立的3D草图。

下面通过一个实例介绍利用面部曲线提取3D草图的一般过程。

Step1.打开文件D:\sw20.2\work\ch01.03.03\curve_on_surface.SLDPRT。

Step2.选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出图1.3.10所示的“面部曲线”对话框。

Step3.定义面部曲线的类型。在区域选中单选项。

Step4.定义提取面。在图形区选取图1.3.11所示的曲面1为要提取的曲面。

Step5.定义面部曲线位置参数。在“方向1”位置文本框中输入值60.0，在方向2位置文本框中输入值40.0，在区域选中和复选框。

Step6.单击按钮，完成面部曲线的绘制，如图1.3.12所示。

图1.3.10所示的“面部曲线”对话框中各选项的说明如下。

● 区域：在此区域中定义选择面、顶点、生成曲线的方式等。

☑ 选取面：选取一面，然后再以此面提取参数3D曲线。

☑ 选取顶点：选取曲面上一点为两个3D曲线的交点。

☑ 选项：均匀放置3D草图，选中两个方向时，两个方向的3D曲线相互交叉，如图1.3.13所示。

☑ 选项：定义两曲线相交处的百分比距离。

☑ 文本框：以底部为基准到方向1曲线位置的百分比距离，当选中选项时，文本框中填入的数值为方向1的曲线数。如果不需要曲线，则取消。

☑ 文本框：以右部为基准到方向2曲线位置的百分比距离，当选中选项时，文本框中填入的数值为方向2的曲线数。如果不需要曲线，则取消。

● 区域：在此区域中包含和复选框，用于定义模型与生成曲线的关系。

☑ 复选框：当选中此复选框时，曲线随模型的更改而更改。

☑ 复选框：取消选中此复选框时，如果面上有孔，曲线的端点将与孔的边线重合；当选中此项时，曲线通过孔的边线。

1.3.4 交叉曲线的绘制

交叉曲线是指两个或多个相交特征的交线。交叉曲线可以是平面草图，也可以是空间草图。

图1.3.14所示的草图是使用交叉曲线工具绘制的，下面介绍其创建过程。

Step1.打开文件D:\sw20.2\work\ch01.03.04\cross_curve.SLDPRT。

Step2.选择命令。选择下拉菜单命令，系统进入3D草图环境。

Step3.选择交叉面。选取图1.3.15所示的两个相交的曲面，单击按钮，在两曲面的相交处，系统自动生成一条曲线。

Step4.选择下拉菜单命令，退出3D草图环境，完成交叉曲线的绘制。