2.4　绘制草图基本曲线

在SolidWorks中，通常将草图曲线分为基本曲线和高级曲线。本节将详细介绍草图的基本曲线，包括直线、中心线、圆、圆弧和椭圆等。

2.4.1　直线与中心线

在所有的图形实体中，直线或中心线是最基本的图形实体。

在【草图】选项卡中单击【直线】按钮，打开【插入线条】属性面板，同时鼠标指针由变为，如图2-15所示。

当选择一种直线方向并绘制直线起点后，打开【线条属性】属性面板，如图2-16所示。

1.插入线条

【插入线条】属性面板中各选项含义如下。

●　按绘制原样：就是按设计者的意图进行绘制的方法。可以使用“单击-拖动”方法和“单击-单击”方法。

●　水平：绘制水平线，直到释放指针。无论使用何种绘制模式，且光标在窗口中的任意位置，都只能绘制出单条水平直线，如图2-17所示。

技术要点：

正常情况下，没有勾选此选项，要绘制水平直线，光标在水平位置平移即可，但光标不能远离锁定的水平线。远离了就只能绘制斜线了。

●　竖直：绘制竖直线，直到释放鼠标。无论使用何种绘制模式，都只能绘制出单条竖直直线。

●　角度：以与水平线成一定角度绘制直线，直到释放指针。可以使用“单击-拖动”方法和“单击-单击”方法。

●　作为构造线：勾选此复选框将生成一条构造线。

●　无限长度：勾选此复选框可生成一条可修剪的没有端点的直线。

技术要点：

【方向】选项区中的选项和【选项】选项区中的【无限长度】选项可配合快速捕捉工具一起使用，绘制效果会更好。

2.线条属性

【线条属性】属性面板中各选项含义如下。

●　【现有几何关系】选项区：所绘制的直线是否有水平、垂直约束，若有则将显示在列表中。

●　【添加几何关系】选项区：包括【水平】、【竖直】和【固定】3种约束类型。任选一种约束类型，直线将按其来进行绘制。

●　【参数】选项区：包括【长度】选项和【角度】选项，如图2-18所示。其中【长度】选项用于输入直线的精确值；【角度】选项用于输入直线与水平线之间的角度值。当绘制方向为水平或竖直时，【角度】选项不可用。

●　【额外参数】选项区：用于设置直线端点在坐标系中的参数，如图2-19所示。

中心线用作草图的辅助线，其绘制过程不仅与直线相同，其属性管理器中的操控面板也是相同的。不同的是，使用【中心线】草图命令生成的仅是中心线。因此，这里就不再对中心线进行详细描述了。

利用【直线】命令，不但可以绘制直线，还可以绘制圆弧。

动手操作——利用【直线】和【中心线】命令绘制直线与圆弧图形

①　新建SolidWorks零件文件。

②　在功能区【草图】选项卡中单击【草图绘制】按钮，选择前视基准面作为草图平面，并自动进入草图环境，如图2-20所示。

③　单击【草图】选项卡中的【中心线】按钮，在【插入线条】属性面板中选择【水平】单选按钮，勾选【作为构造线】复选框，再输入长度值，在原点位置单击以确定中心线起点，向左拖动光标并单击以确定终点，即可完成水平中心线的绘制，如图2-21所示。

④　用相同的方法，继续绘制中心线，结果如图2-22所示。

⑤　单击【草图】选项卡中的【直线】按钮，绘制如图2-23所示的3条连续直线，但不要终止直线命令。

技术要点：

不终止命令，是想将直线绘制自动转换成圆弧绘制。

⑥　在没有终止【直线】命令即将绘制下一直线时，将指针移动到该直线的起点位置，然后重新移动指针，此时即将绘制的曲线非直线而是圆弧，如图2-24所示。

技术要点：

绘制连续直线时，当光标返回到直线起点后，会因拖动光标的方向不同而产生不同的圆弧。图2-25所示为几个不同方向所产生的圆弧绘制效果。

技术要点：

但当拖动光标作水平或竖直移动时，不再生成连续直线，更不会生成连接圆弧，而是重新绘制新的直线，如图2-26所示。

⑦　同理，当绘制完圆弧后又变为直线绘制，此时只需重复上一步骤的操作，即可绘制出相切的连接圆弧，直至完成多个连续圆弧的绘制，结果如图2-27所示。

⑧　最后退出草图环境，并保存文件。

2.4.2　圆与周边圆

在【草图】选项卡中单击【圆】按钮，打开【圆】属性面板，同时鼠标指针由变为。绘制圆后，【圆】属性面板的选项设置如图2-28所示。

在【圆】属性面板中，包括两种圆的绘制类型：【圆】和【周边圆】。

1.圆

【圆】类型是以确定圆心及圆上一点位置的方式来绘制圆。

●　现有几何关系：当绘制的圆与其他曲线有几何约束关系时，程序会将几何关系显示在列表中。通过该列表，用户还可以删除所有约束和单个约束，如图2-29所示。

●　固定：单击此按钮，可将欠定义的圆进行固定，使其完全定义。固定后的圆不再被允许编辑，如图2-30所示。

●　X坐标置中：圆心在X坐标上的参数值。

●　Y坐标置中：圆心在Y坐标上的参数值。

●　半径：圆的半径值。

选择【圆】类型来绘制圆，首先指定圆心位置，然后拖动指针来指定圆的半径，当选择一个位置定位圆上一点时，圆绘制完成，如图2-31所示。在【圆】属性面板没有关闭的情况下，用户可继续绘制圆。

技术要点：

在对面板中的选项进行解释时，若与前面介绍的选项相同，将不再介绍，除有特殊意义外。

2.周边圆

【周边圆】类型的选项设置与【圆】类型的相同。【周边圆】类型是通过设定圆上3个点的位置或坐标来绘制圆的。

例如，首先在图形区中指定一点作为圆上第一点，拖动指针以指定圆上第二点，单击后再拖动指针以指定第三点，最后单击完成圆的绘制，其过程如图2-32所示。

动手操作——利用【圆形】和【周边圆】命令绘制草图

①　新建零件文件。

②　单击【草图绘制】按钮，再选择前视基准面作为草图平面，进入草图环境。

③　单击【草图】选项卡中的【圆】按钮，绘制如图2-33所示的3组同心圆，暂且不管圆的尺寸及位置。

④　标注尺寸。单击【草图】选项卡中的【智能尺寸】按钮，对圆进行尺寸约束（将在后面章节详解尺寸约束的用法），结果如图2-34所示。

⑤　再绘制一个直径为14的圆，如图2-35所示。

⑥　利用“动手操作——利用【直线】和【中心线】命令绘制直线与圆弧图形”中的连续直线绘制方法，绘制出如图2-36所示的直线和圆弧。

⑦　单击【草图】选项卡中的【添加几何关系】按钮（后面章节中详解其用法），对绘制的连续直线使用几何约束，结果如图2-37所示。

⑧　同理，继续选择圆弧与圆进行同心几何约束，如图2-38所示。

⑨　对下面的圆弧和圆也添加相切几何约束关系，如图2-39所示。

⑩　利用【智能尺寸】命令，对约束后的圆弧进行尺寸约束，结果如图2-40所示。

⑪　单击【草图】选项卡中的【周边圆】按钮，创建一个圆。暂且不管圆的大小，但须与附近的两个圆公切，如图2-41所示。

⑫　对绘制的周边圆进行尺寸约束，如图2-42所示。

⑬　单击【草图】选项卡中的【剪裁实体】按钮，对周边圆进行修剪，结果如图2-43所示。

2.4.3　圆弧

单击【草图】选项卡中的【圆心/起点/终点画弧】按钮，打开【圆弧】属性面板，同时鼠标指针由变为，如图2-44所示。

在【圆弧】属性面板中包括3种圆弧类型：【圆心/起点/终点画弧】、【切线弧】和【三点圆弧】，介绍如下。

1.圆心/起点/终点画弧

【圆心/起点/终点画弧】类型以确定圆心、起点和终点位置的方式来绘制圆。如果圆弧不受几何关系约束，可在【参数】选项区中指定以下参数。

●　X坐标置中：圆心在X坐标上的参数值。

●　Y坐标置中：圆心在Y坐标上的参数值。

●　开始X坐标：起点在X坐标上的参数值。

●　开始Y坐标：起点在Y坐标上的参数值。

●　结束X坐标：终点在X坐标上的参数值。

●　结束Y坐标：终点在Y坐标上的参数值

●　半径：圆的半径值。

●　角度：圆弧所包含的角度。

选择【圆心/起点/终点画弧】类型来绘制圆弧，首先指定圆心位置，然后拖动指针来指定圆弧起点（同时也确定了圆的半径），指定起点后再拖动指针指定圆弧的终点，如图2-45所示。

技术要点：

在绘制圆弧的面板还没有关闭的情况下，是不能使用指针来修改圆弧的。若要使用指针修改圆弧，须先关闭面板，再编辑圆弧。

2.切线弧

【切线弧】类型的选项与【圆心/起点/终点画弧】类型的选项相同。切线弧是与直线、圆弧、椭圆或样条曲线相切的圆弧。

绘制切线弧的过程：首先在直线、圆弧、椭圆或样条曲线的终点上单击以指定圆弧起点，接着再拖动指针以指定相切圆弧的终点，释放指针后完成一段切线弧的绘制，如图2-46所示。

技术要点：

在绘制切线弧之前，必须先绘制参照曲线，如直线、圆弧、椭圆或样条曲线，否则程序会弹出警告提示框，如图2-47所示。

当绘制第一段切线弧后，圆弧绘制命令仍处于激活状态。若用户需要创建多段相切圆弧，在没有中断切线弧绘制的情况下继续绘制切线弧，此时可按Esc键、双击或者选择右键菜单中的【选择】命令，以结束切线弧的绘制。图2-48所示为按用户需要来绘制的多段切线弧。

3.三点圆弧

【三点圆弧】类型也具有与【圆心/起点/终点画弧】类型相同的选项设置。【三点圆弧】类型是以指定圆弧的起点、终点和中点进行绘制的方法。

绘制三点圆弧的过程：首先指定圆弧起点，接着再拖动指针以指定相切圆弧的终点，最后拖动指针再指定圆弧中点，如图2-49所示。

2.4.4　椭圆与部分椭圆

椭圆或部分椭圆是由两个轴和一个中心点定义的，椭圆的形状和位置由3个因素决定：中心点、长轴、短轴。椭圆轴决定了椭圆的方向，中心点决定了椭圆的位置。

1.椭圆

单击【草图】选项卡中的【椭圆】按钮，鼠标指针由变成。

在图形区指定一点作为椭圆中心点，【椭圆】属性面板灰显，直至在图形区依次指定长轴端点和短轴端点完成椭圆的绘制后，【椭圆】属性面板才亮显，如图2-50所示。

【椭圆】属性面板中的部分选项含义如下。

●　作为构造线：勾选此复选框，绘制的椭圆将转换为构造线（与中心线类型相同）。

●　X坐标置中：中心点在X轴中的坐标值。

●　Y坐标置中：中心点在Y轴中的坐标值。

●　半径1：椭圆的长轴半径。

●　半径2：椭圆的短轴半径。

2.部分椭圆

与绘制椭圆的过程类似，部分椭圆不但要指定中心点、长轴端点和短轴端点，还需指定椭圆弧的起点和终点。

单击【草图】选项卡中的【部分椭圆】按钮，鼠标指针由变成。在图形区指定一点作为椭圆中心点，【椭圆】属性面板灰显，直至在图形区依次指定长轴端点、短轴端点、椭圆弧起点和终点并完成部分椭圆的绘制后，【椭圆】属性面板亮显，如图2-51所示。

技术要点：

在指定椭圆弧的起点和终点时，无论指针是否在椭圆轨迹上，都将产生弧的起点与终点。这是因为起点和终点都是由中心点至指针的连线与椭圆相交而产生的，如图2-52所示。

动手操作——利用【圆弧】【椭圆】命令绘制草图

①　新建零件文件。

②　选择前视基准面为草图平面进入草图环境。

③　利用【圆】命令绘制如图2-53所示的同心圆。

④　单击【草图】选项卡中的【椭圆】按钮，选取同心圆的圆心作为椭圆的圆心，创建出如图2-54所示的椭圆。

⑤　单击【草图】选项卡中的【圆心/起点/终点画弧】按钮，绘制圆弧1，并将圆弧进行尺寸约束，结果如图2-55所示。

⑥　再利用【圆心/起点/终点画弧】命令，绘制如图2-56所示的圆弧2。

⑦　添加几何关系，将圆弧2与圆弧1进行相切约束，如图2-57所示。

技术要点：

相切约束之前，删除部分尺寸约束后，需要对圆弧1进行【固定】约束，否则圆弧1的位置会产生移动。

⑧　单击【草图】选项卡中的【三点圆弧】按钮，绘制如图2-58所示的2条圆弧。

⑨　利用【智能尺寸】工具和【添加几何关系】工具，对2条圆弧分别进行尺寸约束和相切约束，结果如图2-59所示。

⑩　利用【剪裁实体】命令，对整个图形进行修剪，结果如图2-60所示。

2.4.5　抛物线与圆锥双曲线

抛物线与圆、椭圆及双曲线在数学方程中同为二次曲线。二次曲线是由截面截取圆锥所形成的截线，二次曲线的形状由截面与圆锥的角度而定，同时在平行于上视基准面、右视基准面上由设定的点来定位。一般二次曲线圆、椭圆、抛物线和双曲线的截面示意图如图2-61所示。

用户可通过以下命令方式来执行【抛物线】命令：

●　单击【草图】选项卡中的【抛物线】按钮；

●　在【草图】工具栏上单击【抛物线】按钮；

●　在菜单栏中执行【工具】|【草图绘制实体】|【抛物线】命令。

当用户执行【抛物线】命令后，鼠标指针由变成。在图形区首先指定抛物线的焦点，接着拖动指针指定抛物线顶点，指定顶点后将显示抛物线的轨迹，此时用户根据轨迹来截取需要的抛物线段，截取的段就是绘制完成的抛物线。完成抛物线的绘制后，打开【抛物线】属性面板，如图2-62所示。

【抛物线】属性面板中各选项含义如下。

●　开始X坐标：抛物线截取段起点的X坐标。

●　开始Y坐标：抛物线截取段起点的Y坐标。

●　结束X坐标：抛物线截取段终点的X坐标。

●　结束Y坐标：抛物线截取段终点的Y坐标。

●　中央X坐标：抛物线焦点的X坐标。

●　中央Y坐标：抛物线焦点的Y坐标。

●　顶点X坐标：抛物线顶点的X坐标。

●　顶点Y坐标：抛物线顶点的Y坐标。

技术要点：

用户可以拖动抛物线的控标，以此更改抛物线。