1.3 3D草圖

在建模過(guò)程中，有時(shí)需要在空間內(nèi)直接生成一張草圖，將它作為掃描路徑、放樣的中心線、放樣引導(dǎo)線，或管道系統(tǒng)中的關(guān)鍵實(shí)體等。SolidWorks 2020中提供了多種創(chuàng)建3D草圖的方法，包括基準(zhǔn)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(jié)將對(duì)其中幾種方法進(jìn)行詳細(xì)介紹。

1.3.1 基準(zhǔn)面上的3D草圖

使用“基準(zhǔn)面上的3D草圖”命令，可以在繪制草圖過(guò)程中切換草圖平面，從而實(shí)現(xiàn)在空間內(nèi)繪制草圖的目的。下面將具體介紹其繪制方法。

Step1.新建一個(gè)零件文件，進(jìn)入草圖環(huán)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(shí)體。在正視于上視基準(zhǔn)面的3D草圖環(huán)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(biāo)原點(diǎn)重合）。

Step4.創(chuàng)建圖1.3.2所示的3D草圖平面1。

（1）選擇命令。在區(qū)域中單擊“基準(zhǔn)面”按鈕，系統(tǒng)彈出圖1.3.3所示的“草圖繪制平面”對(duì)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(duì)話框中的按鈕，完成“3D基準(zhǔn)面1”的創(chuàng)建。

Step5.在基準(zhǔn)面上繪制草圖。正視于基準(zhǔn)面1，在基準(zhǔn)面1上創(chuàng)建圖1.3.5所示的樣條曲線和直線，并添加相應(yīng)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。

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(diǎn)是，“曲面上的樣條曲線”工具繪制的樣條線，相當(dāng)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(shí)先在一基準(zhǔn)平面上繪制曲線，再向曲面上做投影曲線的麻煩。

在零件設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)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(fù)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(dǎo)線。下面通過(guò)一實(shí)例來(lái)介紹“曲面上的樣條曲線”工具的使用方法。

Step1.打開(kāi)文件D:\sw20.2\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(shí)系統(tǒng)進(jìn)入3D草圖模式，光標(biāo)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(diǎn)，待最后一型值點(diǎn)繪制完成后，按Esc鍵結(jié)束繪制，完成繪制的曲面上的樣條曲線如圖1.3.8所示。

說(shuō)明：如果樣條曲線的最后一個(gè)型值點(diǎn)在曲面的邊線上，此時(shí)繼續(xù)插入型值點(diǎn)，則系統(tǒng)自動(dòng)結(jié)束樣條曲線的繪制；型值點(diǎn)在曲面外，系統(tǒng)會(huì)停止樣條曲線的繪制，之前在曲面上的一個(gè)型值點(diǎn)為樣條線的終點(diǎn)。

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(shù)曲線。生成的曲線以單個(gè)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(gè)獨(dú)立的3D草圖。

下面通過(guò)一個(gè)實(shí)例介紹利用面部曲線提取3D草圖的一般過(guò)程。

Step1.打開(kāi)文件D:\sw20.2\work\ch01.03.03\curve_on_surface.SLDPRT。

Step2.選擇命令。選擇下拉菜單命令，系統(tǒng)彈出圖1.3.10所示的“面部曲線”對(duì)話框。

Step3.定義面部曲線的類(lèi)型。在區(qū)域選中單選項(xiàng)。

Step4.定義提取面。在圖形區(qū)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(shù)。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(qū)域選中和復(fù)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(duì)話框中各選項(xiàng)的說(shuō)明如下。

● 區(qū)域：在此區(qū)域中定義選擇面、頂點(diǎn)、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(shù)3D曲線。

? 選取頂點(diǎn)：選取曲面上一點(diǎn)為兩個(gè)3D曲線的交點(diǎn)。

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

? 選項(xiàng)：定義兩曲線相交處的百分比距離。

? 文本框：以底部為基準(zhǔn)到方向1曲線位置的百分比距離，當(dāng)選中選項(xiàng)時(shí)，文本框中填入的數(shù)值為方向1的曲線數(shù)。如果不需要曲線，則取消。

? 文本框：以右部為基準(zhǔn)到方向2曲線位置的百分比距離，當(dāng)選中選項(xiàng)時(shí)，文本框中填入的數(shù)值為方向2的曲線數(shù)。如果不需要曲線，則取消。

● 區(qū)域：在此區(qū)域中包含和復(fù)選框，用于定義模型與生成曲線的關(guān)系。

? 復(fù)選框：當(dāng)選中此復(fù)選框時(shí)，曲線隨模型的更改而更改。

? 復(fù)選框：取消選中此復(fù)選框時(shí)，如果面上有孔，曲線的端點(diǎn)將與孔的邊線重合；當(dāng)選中此項(xiàng)時(shí)，曲線通過(guò)孔的邊線。

1.3.4 交叉曲線的繪制

交叉曲線是指兩個(gè)或多個(gè)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(chuàng)建過(guò)程。

Step1.打開(kāi)文件D:\sw20.2\work\ch01.03.04\cross_curve.SLDPRT。

Step2.選擇命令。選擇下拉菜單命令，系統(tǒng)進(jìn)入3D草圖環(huán)境。

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

Step4.選擇下拉菜單命令，退出3D草圖環(huán)境，完成交叉曲線的繪制。