1.3 3D草圖

在建模過程中，有時需要在空間內直接生成一張草圖作為掃描路徑、放樣的中心線、放樣引導線或管道系統中的關鍵實體等。SolidWorks 2017中提供了多種創建3D草圖的方法，包括基準面上的3D草圖、曲面上的樣條曲線、面部曲線和交叉曲線等。本節將對其中的幾種進行詳細介紹。

1.3.1 基準面上的3D草圖

使用“基準面上的3D草圖”命令，可以在繪制草圖過程中切換草圖平面，從而實現在空間內繪制草圖的目的。下面將具體介紹其繪制方法。

Step1.新建一個零件文件，進入草圖環境。

Step2.選擇命令。選擇下拉菜單命令（或在工具欄中單擊“編輯3D草圖”按鈕）。

Step3.繪制參考實體。在正視于上視基準面的3D草圖環境中繪制圖1.3.1所示的矩形，并添加幾何約束和尺寸約束（約束邊線1沿Z方向，邊線2沿X方向，約束矩形中心與坐標原點重合）。

Step4.創建圖1.3.2所示的3D草圖平面1。

圖1.3.1 創建參考實體

圖1.3.2 3D草圖平面1

（1）選擇命令。在區域中單擊“基準面”按鈕，系統彈出圖1.3.3所示的“草圖繪制平面”對話框。

圖1.3.3 “草圖繪制平面”對話框

（2）定義3D草圖平面1。在圖1.3.4所示的草圖中選取邊線1作為，單擊按鈕，選取圖1.3.4所示的邊線2為，單擊“垂直”按鈕。

（3）單擊對話框中的按鈕，完成“3D基準面1”的創建。

Step5.在基準面上繪制草圖。正視于基準面1，在基準面1上創建圖1.3.5所示的樣條曲線和直線，并添加相應的約束。

Step6.選擇下拉菜單命令，完成3D草圖的繪制，如圖1.3.6所示。

圖1.3.4 選取參考實體

圖1.3.5 繪制草圖

圖1.3.6 基準面上的3D草圖

1.3.2 曲面上的樣條曲線

繪制“曲面上的樣條曲線”是在3D草圖模式下，在已有的曲面上繪制樣條曲線，繪制出的樣條曲線在曲面上。與3D草圖中繪制樣條線的不同點是，“曲面上的樣條曲線”工具繪制的樣條線，相當于曲面外一平面上的草圖向曲面上做的曲線投影，所以使用“曲面上的樣條曲線”工具可以直接在曲面上繪制樣條線，省去了在曲面上繪制樣條線時先在一基準平面上繪制曲線，再向曲面上做投影曲線的麻煩。

在零件設計和模具設計中，利用“曲面上的樣條曲線”工具可以生成更精確、更直觀的分型線或分割線，在復雜的掃描特征中利用“曲面上的樣條曲線”工具還可以生成受幾何體限制的引導線。下面通過一實例來介紹“曲面上的樣條曲線”工具的使用方法。

Step1.打開文件D：\sw17.2\work\ch01.03.02\spline_on_surface.SLDPRT。

Step2.選擇命令。選擇下拉菜單命令（或單擊“草圖”工具欄中的按鈕）。

Step3.繪制曲面上的樣條曲線。此時系統進入3D草圖模式，光標呈鉛筆狀，在圖1.3.7所示的曲面上單擊繪制一系列型值點，待最后一型值點繪制完成后，按Esc鍵結束繪制，完成繪制的曲面上的樣條曲線如圖1.3.8所示。

圖1.3.7 曲面

圖1.3.8 曲面上的樣條曲線

說明：當樣條曲線的最后一個型值點在曲面的邊線上，此時繼續插入型值點，則系統自動結束樣條曲線的繪制；型值點在曲面外，系統會停止樣條曲線的繪制，之前在曲面上的一個型值點為樣條線的終點。

1.3.3 面部曲線的繪制

面部曲線是從已有的曲面或面中提取3D參數曲線。生成的曲線以單個3D草圖為單位，如圖1.3.9所示，所以利用面部曲線工具可以一次生成多個獨立的3D草圖。

下面將通過一個實例介紹利用面部曲線提取3D草圖的一般過程。

Step1.打開文件D：\sw17.2\work\ch01.03.03\curve_on_surface.SLDPRT。

Step2.選擇命令。選擇下拉菜單命令，系統彈出圖1.3.10所示的“面部曲線”對話框。

圖1.3.9 草圖和設計樹

圖1.3.10 “面部曲線”對話框

Step3.定義面部曲線的類型。在區域選中單選項。

Step4.定義提取面。在圖形區選取圖1.3.11所示的曲面1為要提取的曲面。

Step5.定義面部曲線位置參數。在“方向1”位置文本框中輸入值60.0，在方向2位置文本框中輸入值40.0，在區域選中和復選框。

Step6.單擊按鈕，完成面部曲線的繪制，如圖1.3.12所示。

圖1.3.10所示的“面部曲線”對話框中各選項的說明如下。

●區域：在此區域中定義選擇面、頂點、生成曲線的方式等。

?選取面：選取一面，然后再以此面提取參數3D曲線。

?選取頂點：選取曲面上一點為兩3D曲線的交點。

?選項：均勻放置3D草圖，選中兩個方向時，兩個方向的3D曲線相互交叉，如圖1.3.13所示。

圖1.3.11 曲面1

圖1.3.12 面部曲線

圖1.3.13 面部曲線（網格）

?選項：定義兩曲線的相交處的百分比距離。

?文本框：以底部為基準到方向1曲線位置的百分比距離，當選中選項時，文本框中填入的數值為方向1的曲線數。如果不需要曲線，則取消。

?文本框：以右部為基準到方向2曲線位置的百分比距離，當選中選項時，文本框中填入的數值為方向2的曲線數。如果不需要曲線，則取消。

●區域：在此區域中包含和復選框，用于定義模型與生成曲線的關系。

?復選框：當選中此復選框時，曲線隨模型的更改而更改。

?復選框：取消選中此復選框時，如果面上有孔，曲線的端點將與孔的邊線重合；當選中此項時，曲線通過孔的邊線。

1.3.4 交叉曲線的繪制

交叉曲線是指兩個或多個相交特征的交線。交叉曲線可以是平面草圖，也可以是空間草圖。

圖1.3.14所示的草圖是使用交叉曲線工具繪制的，下面介紹其創建過程。

Step1.打開文件D：\sw17.2\work\ch01.03.04\cross_curve.SLDPRT。

Step2.選擇命令。選擇下拉菜單命令，系統進入3D草圖環境。

Step3.選擇交叉面。選取圖1.3.15所示的兩個相交的曲面，單擊按鈕，在兩曲面的相交處，系統自動生成一條曲線。

圖1.3.14 交叉曲線

圖1.3.15 選取相交特征

Step4.選擇下拉菜單命令，退出3D草圖環境，完成交叉曲線的繪制。