1.2 草圖的繪制

草圖繪制是零件設計的第一步，一般草圖的繪制比較簡單，但為了減少特征的數量，在草圖的繪制過程中就不得不繪制比較復雜煩瑣的草圖。本節介紹一些復雜草圖的繪制工具及方法。

1.2.1 樣條曲線

樣條曲線是通過兩個或多個點的平滑曲線。除了通過樣條曲線工具來繪制樣條曲線外，還可以將一般連續的草圖實體轉換為樣條曲線。

1.樣條曲線工具

進入草圖環境后，可調出圖1.2.1所示的“樣條曲線工具（P）”工具欄。

圖1.2.1所示的“樣條曲線工具（P）”工具欄的各按鈕說明如下。

A1：為選中的樣條曲線添加相切控制。

A2：為選中的樣條曲線添加曲率控制。

A3：為選中的樣條曲線插入樣條曲線型值點。

A4：簡化選中的樣條曲線，減少其型值點的數量。

A5：套合選中的曲線實體，使之成為樣條曲線。

A6：顯示選中的樣條曲線的曲線控標。

A7：顯示選中的樣條曲線的拐點。

A8：顯示選中的樣條曲線的最小曲率半徑。

A9：顯示選中的樣條曲線的曲率梳。

選中樣條曲線，選擇下拉菜單中的命令，“樣條曲線”下拉菜單如圖1.2.2所示。

2.套合樣條曲線

套合樣條曲線是使用“套合樣條曲線”工具將已存在的草圖線段、模型邊線等合成為樣條曲線。通過套合樣條曲線工具，可以將多個曲線實體轉換成單一的樣條曲線，并將樣條曲線鏈接到草圖實體，當草圖實體發生改變時，樣條曲線也會發生相應的改變。

下面通過實例來介紹套合樣條曲線工具的使用方法。

Stage1.將草圖線段套合到樣條曲線

Step1.打開文件D:\sw20.2\work\ch01.02.01\fit_spline.SLDPRT。

Step2.選擇命令。選擇下拉菜單命令（或單擊“樣條曲線（P）”工具欄中的按鈕），系統彈出“套合樣條曲線”對話框，如圖1.2.3所示。

Step3.選取要套合的對象。在圖形區選取圖1.2.4所示的草圖實體作為要套合的對象。

Step4.設置套合樣條曲線的參數。在區域取消選中復選框，選中單選項，在區域后的文本框中輸入值5.0。

Step5.單擊按鈕，完成套合樣條曲線1的創建，如圖1.2.5所示。

圖1.2.3所示的“套合樣條曲線”對話框中的各選項說明如下。

● 區域：在此區域中可設置套合樣條曲線的約束類型。

? 復選框：當套合樣條曲線時，選中此選項刪除原有的套合對象；反之，則將原有的套合對象保留為與樣條曲線分開的構造幾何線，且、、單選項可選。

? 復選框：選中此選項時，生成一個閉合輪廓的樣條曲線2，如圖1.2.6所示。

? 單選項：選中此選項時，將套合樣條曲線3通過區域所設置的參數鏈接到定義幾何體，如圖1.2.7所示。

? 單選項：選中此選項時，生成與所選對象相同形狀的套合樣條曲線，沒有幾何約束。可標注尺寸、約束或任意拖動樣條曲線。

? 單選項：選中此選項時，生成與定義幾何體形狀相同的套合樣條曲線，且固定在空間中。

● 區域：在此區域中設置樣條曲線套合公差。

? （公差）文本框：在該文本框中輸入的數值用于指定從原有草圖線段套合樣條曲線所允許的最大誤差。

Stage2.將模型邊線套合到樣條曲線

Step1.打開文件D:\sw20.2\work\ch01.02.01\fit_spline_1.SLDPRT，并選擇任意模型表面作為草圖平面進入草圖環境。

Step2.選擇命令。選擇下拉菜單命令（或單擊“樣條曲線工具（P）”工具欄中的按鈕），系統彈出“套合樣條曲線”對話框。

Step3.選取要套合的對象。在圖形區選取圖1.2.8所示的三條模型邊線作為要套合的對象。

Step4.設置套合樣條曲線的參數。在區域選中復選框，選中單選項，在區域后的文本框中輸入值5.0。

Step5.單擊按鈕，完成套合樣條曲線4的創建，如圖1.2.9所示。

3.簡化樣條曲線

樣條曲線的平滑程度是由樣條曲線上的型值點所決定的，型值點越少，樣條曲線就越平滑。所以，可以通過添加或減少型值點的數量來確定樣條曲線的平滑度。通過“簡化樣條曲線”工具，可以快速減少樣條曲線上型值點的數量，進而提高樣條曲線的平滑度。簡化樣條曲線工具除了簡化在草圖中繪制的樣條曲線外，還可以簡化輸入的模型或其他間接得到的樣條曲線（如轉換實體引用、等距實體、交叉曲線以及面部曲線所生成的樣條曲線）。

下面通過實例來介紹簡化樣條曲線工具的使用方法。

Step1.打開文件D:\sw20.2\work\ch01.02.01\simplify_spline.SLDPRT。

Step2.選擇命令。在圖形區選中圖1.2.10所示的樣條曲線1，選擇下拉菜單命令（或單擊“樣條曲線工具（P）”工具欄中的按鈕），系統彈出圖1.2.11所示的“簡化樣條曲線”對話框。

Step3.定義樣條曲線的平滑度。在“簡化樣條曲線”對話框后的文本框中輸入值0.1，連續重復單擊按鈕，直至后的數值顯示為2。

Step4.單擊按鈕，關閉“簡化樣條曲線”對話框，此時系統彈出圖1.2.12所示的“SOLIDWORKS”對話框，單擊按鈕，完成簡化樣條曲線，此時被簡化的樣條曲線2如圖1.2.13所示。

說明：在圖1.2.11所示的“簡化樣條曲線”對話框中，輸入的公差決定了樣條曲線上型值點的初始值。單擊按鈕可減少樣條曲線上的型值點，但至少會有兩個型值點；單擊按鈕，可退回單擊按鈕的操作，直至回到原始的樣條曲線為止。

4.添加控制到樣條曲線

為了能得到滿足需要的樣條曲線，還需要對樣條曲線添加一些相應的控制，如添加相切約束、添加曲率控制及插入樣條曲線型值點，下面將對其分別進行介紹。

Stage1.添加相切約束

Step1.打開文件D:\sw20.2\work\ch01.02.01\adding_controls_to_splines.SLDPRT。

Step2.選擇命令。在圖形區選中圖1.2.14所示的樣條曲線3，選擇下拉菜單命令（或單擊“樣條曲線工具（P）”工具欄中的按鈕）。

Step3.添加相切約束。在樣條曲線上會出現約束控標，選中端點并用鼠標拖動到合適的位置單擊，以添加相切約束，如圖1.2.15a所示。

Step4.使用相切約束控制樣條曲線。用鼠標分別向兩端拖動約束控標上圖1.2.15a所示的兩點，樣條曲線變形，如圖1.2.15b所示。

Stage2.添加曲率控制

Step1.選擇命令。在圖形區選中圖1.2.15b所示的樣條曲線，選擇下拉菜單命令（或單擊“樣條曲線工具（P）”工具欄中的按鈕）。

Step2.添加曲率控制。在樣條曲線上會出現曲率控制點，用鼠標拖動到合適的位置單擊，以添加曲率控制，如圖1.2.16a所示。

Step3.使用曲率控制修改樣條曲線。用鼠標連續豎直向上拖動圖1.2.16a所示的控標上的點，樣條曲線變形，如圖1.2.16b所示。

Stage3.插入樣條曲線型值點控制樣條曲線

Step1.選擇命令。選擇下拉菜單命令（或單擊“樣條曲線工具（P）”工具欄中的按鈕）。

Step2.添加型值點。在需要添加型值點的位置單擊，如圖1.2.17a所示（如果需要繼續添加，在樣條曲線上需要添加的位置繼續單擊即可）。

Step3.使用型值點控制樣條曲線。用鼠標水平向右拖動圖1.2.17a所示的型值點，樣條曲線變形，如圖1.2.17b所示。

5.修改樣條曲線的基本方法

樣條曲線的修改方法主要有三種：拖動樣條曲線點、拖動控制多邊形上的控標以及選擇樣條曲線控標并操作特定的控標。

Stage1.拖動樣條曲線點來編輯樣條曲線

在圖形區繪制圖1.2.18a所示的樣條曲線，用鼠標單擊并拖動圖1.2.18a所示的點到點1的位置，松開鼠標后樣條曲線的形狀如圖1.2.18b所示。

注意：在拖動樣條曲線上的點的同時，可以看到在圖形區左側的“點”對話框中的點的坐標值在變化，所以選中要拖動的點，在“點”對話框中輸入點的坐標，也可以快速地編輯樣條曲線，這種方法雖然能快速地調整樣條曲線的形狀，但是不能準確地把握精確度。

Stage2.拖動控制多邊形上的控標來編輯樣條曲線

在圖形區繪制圖1.2.19a所示的樣條曲線，選擇下拉菜單命令，此時在樣條曲線上會顯示圖1.2.19b所示的樣條曲線多邊形。單擊激活控制樣條曲線多邊形上的點，會顯示圖1.2.20所示的“樣條曲線多邊形”對話框，拖動樣條曲線控制多邊形上的點，使樣條曲線的曲線形狀達到圖1.2.19c所示的效果。

Stage3.通過控標的操作編輯樣條曲線

在圖形區繪制圖1.2.21a所示的樣條曲線，單擊要編輯的型值點，此時在型值點上會出現圖1.2.21a所示的控標。用鼠標拖動圖1.2.21a所示的相切徑向方向、相切量、相切徑向方向及相切量，可調整樣條曲線的形狀達到圖1.2.21b所示的效果。

說明：在拖動樣條曲線控標的時候，圖形區左側的“樣條曲線多邊形”對話框中的向量在變化，同時還可以調整型值點的坐標。這種調整樣條曲線的方法的實質就是通過調整曲線上的點的切線向量來調整曲線的形狀，因而這種調整樣條曲線的方法很費時，卻能取得精確的效果。

6.為樣條曲線控標標注尺寸

樣條曲線是自由曲線，通過對樣條曲線上的控標的標注，可以實現對樣條曲線的形狀及大小約束。下面通過實例來介紹樣條曲線尺寸的標注。

Step1.打開文件D:\sw20.2\work\ch01.02.01\dimensioning_to_spline_handles.SLDPRT。

Step2.顯示要標注的控標。在視圖區選取圖1.2.22a所示的樣條曲線，在左側彈出的“樣條曲線”對話框的區域選中復選框，此時樣條曲線中顯示相切控標。

Step3.添加標注。選擇智能尺寸標注命令，分別單擊圖1.2.22b所示的控標和直線。然后在圖1.2.22b所示的點1位置處單擊放置尺寸，在彈出的“修改”對話框中輸入角度尺寸值90.0；在圖1.2.22b所示的控標上的箭頭處單擊，然后在圖1.2.22b所示的點2位置處單擊放置尺寸，在彈出的“修改”對話框中輸入控標長度值120.0，完成尺寸標注后的效果如圖1.2.22c所示（此時樣條曲線顯示控標的一端與水平直線相垂直）。

1.2.2 拋物線的繪制

拋物線是一條具有參數的曲線，在繪制時，應先確定拋物線的焦點，然后指定其頂點，最后給定起始點與終止點。下面以繪制圖1.2.23所示的拋物線為例，講解繪制拋物線的一般過程。

Step1.選擇命令。選擇下拉菜單命令（或單擊“草圖”工具欄中的按鈕）。

Step2.定義拋物線的焦點。在圖形區的某位置單擊，放置拋物線的焦點。

Step3.定義拋物線的頂點。在圖形區的某位置單擊，放置拋物線的頂點。

Step4.定義拋物線的端點。在圖1.2.23所示的第一個端點（第一點）處單擊，然后沿系統顯示的拋物線的虛線拖動鼠標到達拋物線的第二個端點（第二點）處單擊。

Step5.編輯拋物線。當確定拋物線的第二個端點后系統會彈出圖1.2.24所示的“拋物線”對話框，在區域可確定拋物線的第一點坐標、第二點坐標、焦點坐標和頂點坐標。

Step6.單擊按鈕，完成拋物線的繪制，如圖1.2.23所示。

1.2.3 轉折線的繪制

轉折線工具可以在已有直線上添加一個凸出的部分或凹進的缺口，并自動添加部分幾何約束。轉折線工具的使用，可減少直線的繪制和手工添加幾何約束，使得繪制草圖的效率大大提高，但需要注意，轉折線的操作對象必須是直線。下面通過一個實例來介紹轉折線工具的操作方法。

Step1.打開文件D:\sw20.2\work\ch01.02.03\breakover_line.SLDPRT。

Step2.選擇命令。選擇下拉菜單命令。

Step3.定義轉折起始位置。在圖1.2.25a所示的直線上某一位置單擊，確定轉折起始位置。

Step4.定義轉折結束位置。在圖形區不在直線上的某一位置單擊，以確定轉折結束位置，完成轉折。在使用轉折工具的同時，系統自動添加了部分幾何約束，如圖1.2.25b所示。

1.2.4 構造幾何線

SolidWorks中構造幾何線的作用是作為輔助線，以點畫線的形式顯示。草圖和工程圖中的直線、圓弧、樣條線等實體都可以轉化為構造線。將普通草圖實體轉化為構造幾何線的方法有兩種：第一種方法是通過直接修改實體屬性來實現，第二種方法是通過使用構造幾何線工具來實現。下面通過一個實例，詳細介紹構造幾何線工具的使用方法。

Step1.打開文件D:\sw20.2\work\ch01.02.04\construction_geometry.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.選取要轉化為構造幾何線的對象。在圖形區分別單擊圖1.2.26a所示的草圖實體，此時被選的草圖實體直接轉化為構造幾何線，如圖1.2.26b所示。

1.2.5 派生草圖

派生草圖是將零件或裝配體的一個草圖復制到該零件或裝配體的其他平面。派生草圖與原草圖將保持相同的特性，對原草圖所做的更改將會同步反映到派生草圖上。派生草圖中不能添加或刪除任何草圖實體，它是一個單一的實體，只能通過尺寸約束或幾何約束將其固定在一個基準面上。下面通過圖1.2.27所示的實例來介紹如何從同一零件的草圖派生草圖。

Step1.打開文件D:\sw20.2\work\ch01.02.05\derived_sketch.SLDPRT。

Step2.創建派生草圖。

（1）選取原草圖。在設計樹中選取，按住Ctrl鍵。（2）選取放置派生草圖的基準面。在圖形區選取為放置派生草圖的基準面。

（3）選擇命令。選擇下拉菜單命令，系統進入草圖環境。

（4）為派生草圖添加圖1.2.28所示的尺寸約束。

Step3.退出草圖環境。選擇下拉菜單命令，退出草圖環境。

說明：

● 如果想對派生的草圖進行編輯，必須解除派生草圖與原草圖之間的父子關系。在設計樹中右擊派生草圖，在彈出的快捷菜單中選擇命令，即可解除父子關系。

● 在裝配體中創建派生草圖的方法與在零件中創建派生草圖的方法相同，只是在選擇放置派生草圖的零件后，系統會進入該零件的編輯狀態。

1.2.6 從選擇生成草圖

“從選擇生成草圖”與“派生草圖”功能相似，不同的是，使用“從選擇生成草圖”工具繪制的草圖與原草圖自動解除了父子關系，且草圖平面不能改變，所以可以隨意地對草圖進行編輯；使用“從選擇生成草圖”工具繪制的草圖與原草圖有相同的草圖平面，在更改原草圖的草圖平面時，在“從選擇生成草圖”中的草圖平面不同步更新。

下面通過圖1.2.29所示的實例來介紹“從選擇生成草圖”命令的使用方法。

Step1.打開文件D:\sw20.2\work\ch01.02.06\create_sketch_from_selections.SLDPRT。

Step2.從選擇生成草圖實體。

（1）選擇要“從選擇生成草圖”的草圖實體。在設計樹中右擊，在彈出的快捷菜單中單擊按鈕，進入草圖環境，選取圖1.2.30所示的草圖2作為要“從選擇生成草圖”的草圖實體。

（2）選擇命令。選擇下拉菜單命令，此時系統自動在設計樹中生成一個與原草圖重合的草圖3。

（3）編輯生成的草圖。退出草圖2，選擇草圖3并進入草圖環境，為生成的草圖3添加圖1.2.31所示的尺寸約束。

Step3.退出草圖環境。選擇下拉菜單命令，退出草圖環境。

1.2.7 通過圖片生成草圖

通過圖片生成草圖是將圖片插入草圖，然后根據圖片輪廓生成草圖。用來制作草圖的圖片擴展名必須為*.bmp、*.gif、*.jpg、*.jpeg、*.tif或*.wmf，并且最好是高分辨率、輪廓顏色對比度明顯的圖片。下面通過一實例來介紹使用圖片制作草圖的過程。

Step1.激活Autotrace插件。選擇下拉菜單命令，系統彈出“插件”對話框。選中復選框，單擊按鈕，完成Autotrace插件的激活。

Step2.新建一個零件文件，進入建模環境。

Step3.創建草圖1。

（1）選擇命令。選擇下拉菜單命令，選取前視基準面作為草圖平面，系統進入草圖繪制環境。

（2）插入圖片。選擇下拉菜單命令，系統彈出“打開”對話框，選擇D:\sw20.2\work\01.02.07\toy.tif，單擊按鈕，打開圖1.2.32所示的圖片文件，同時系統彈出圖1.2.33所示的“草圖圖片”對話框（一）。

（3）定義圖片的位置和大小。在區域中選中復選框，在后的文本框中輸入值800.0，其他參數采用系統默認設置。

（4）在“草圖圖片”對話框（一）中單擊按鈕，系統彈出圖1.2.34所示的“草圖圖片”對話框（二）。

說明：只有打開Autotrace插件，才能在“草圖圖片”對話框（一）中顯示按鈕。

圖1.2.33所示的“草圖圖片”對話框（一）中的各選項說明如下。

● 區域：用于定義插入圖片的大小。

? 文本框：定義圖片原點的X坐標。

? 文本框：定義圖片原點的Y坐標。

? 文本框：定義圖片旋轉角度，當輸入正角度值時逆時針旋轉圖片。

? 文本框：定義圖片寬度值。

? 文本框：定義圖片高度值。

? 復選框：選中該復選框時，圖片保持固定的寬度和高度比例。

● 區域：設定圖片的透明度。

? 選項：選中該選項時，圖片不使用透明度特性。

? 選項：保留文件中已有的透明度特性。

? 選項：將整個圖像設置為透明的，選中該選項，在區域中會出現圖1.2.35所示的選項，通過在文本框中直接輸入或拖動滑塊設置圖片的透明度。

? 選項：用戶自定義圖像的透明度。選中該選項時，在區域中會出現圖1.2.36所示的選項，可從圖像中選擇一種顏色，定義該顏色的公差級別，然后將透明度級別應用到圖像。

圖1.2.34所示的“草圖圖片”對話框（二）中各選項的說明如下。

● 區域：通過選定區域或顏色區域跟蹤選擇結果。

? 下拉列表：使用選取工具按鈕可選中矩形區域，可通過按鈕跟蹤連續直線和曲線來選取形狀不規則的區域，使用按鈕可通過跟蹤連續直線來選取多邊形區域，通過按鈕工具可根據顏色選取區域。

? 按鈕：單擊該按鈕，將顯示跟蹤的結果。

● 區域：設定圖像預覽。

? 復選框：選中該選項時顯示源圖像，取消選中該復選框時，在草圖編輯狀態下不再顯示插入的圖片。

? 復選框：選中該復選框時，顯示所跟蹤的區域。

● 區域：調整所跟蹤的區域的圖像屬性。

? 滑塊：通過拖動其下方的滑塊調整圖像的明暗度。

? 滑塊：通過拖動其下方的滑塊調整圖像的顏色對比度。

? 滑塊：通過拖動其下方的滑塊調整跟蹤區域的顏色公差。

? 滑塊：通過拖動其下方的滑塊調整跟蹤區域的識別公差。

? 按鈕：單擊該按鈕應用調整的結果。

（5）跟蹤設定。在區域中單擊“選取顏色”按鈕，然后在圖1.2.37所示的位置選取顏色，單擊按鈕，系統按所選顏色邊界生成草圖幾何體；在區域中調整下的滑塊（即調整顏色跟蹤的敏感度），直至圖形中的草圖幾何體大致如圖1.2.38所示。

（6）單擊按鈕，關閉“草圖圖片”對話框（二），右擊圖片，在彈出的快捷菜單中選擇命令，在彈出的“確認刪除”對話框中單擊按鈕，將圖片刪除，剩下草圖輪廓如圖1.2.39所示。

Step4.創建圖1.2.40所示的特征——凸臺-拉伸1。

（1）選取圖1.2.41所示的草圖輪廓為橫斷面草圖，輸入拉伸深度值80.0，其他參數采用系統默認設置。

（2）單擊按鈕，完成凸臺-拉伸1的創建。