2.1 草图绘制基础知识

在使用草图绘制命令前，首先要了解草图绘制的基本概念，以更好地掌握草图绘制和草图编辑的方法。本节主要介绍草图的基本操作、认识草图绘制工具栏、熟悉绘制草图时光标的显示状态。

2.1.1 草图基本概念

草图有2D草图和3D草图之分。2D草图是在一个平面上进行绘制的，在绘制2D草图时必须确定一个绘图平面；而3D草图是位于空间上的点、线的组合。3D草图一般用于特定的工作场合，本书中除非特别注明，“草图”一词均指2D草图。

1. 草图基准面

2D草图必须绘制在一个平面上，绘制平面可以使用以下几种方法。

（1）三个默认的基准面（前视基准面、右视基准面或上视基准面），如图2-1a所示。

（2）用户建立的参考基准面，如图2-1b所示。

（3）模型中的平面表面，如图2-1c所示。

2. 草图的构成

在草图中一般包含以下几类信息。

（1）草图实体：由线条构成的基本形状。草图中的线段、圆弧等元素均可以称为草图实体。

（2）几何关系：表明草图实体和草图实体之间的关系，例如两条直线的【水平】、两条直线的【竖直】、圆心和矩形中心与原点【重合】。

（3）尺寸：标注草图实体大小或位置的数值，如矩形长150、宽100和圆直径60。

草图构成的示意如图2-2所示。

3. 草图的定义状态

一般而言，草图可以处于欠定义、完全定义或过定义状态。

（1）欠定义：草图中某些元素的尺寸或几何关系没有定义。欠定义的元素使用蓝色表示。拖动欠定义的元素，可以改变它们的大小或位置。在特征管理设计树中，草图名称的前面为【（-）】，如图2-3所示。

（2）完全定义：草图中所有元素均已通过尺寸或几何关系进行了约束，完全定义的草图中的所有元素均使用黑颜色表示，用户不能拖动完全定义草图实体来改变大小。在FeatureManager设计树中，草图名称前面无符号标识，如图2-4所示。

（3）过定义：草图中的某些元素的尺寸或几何关系过多，从而导致对一个元素有多种冲突的约束，过定义的草图元素使用红色表示。在FeatureManager设计树中，草图名称的前面为【（+）】，如图2-5所示。

2.1.2 进入草图绘制状态

草图必须绘制在平面上，这个平面既可以是基准面，也可以是三维模型上的平面。初始进入草图绘制状态时，系统默认有三个基准面：前视基准面、右视基准面和上视基准面，如图2-6所示。由于没有其他平面，因此零件的初始草图绘制是从系统默认的基准面开始的。

常用的【草图】工具栏如图2-7所示，工具栏中有绘制草图命令按钮、编辑草图命令按钮及其他草图命令按钮。

当草图处于激活状态时，在图形区域底部的状态栏中会显示出有关草图状态的帮助信息，状态栏如图2-8所示。

在激活的草图中，草图原点显示为红色。使用草图原点，可以帮助了解所绘制的草图的坐标。零件中的每个草图都有自己的原点，所以在一个零件中通常有多个草图原点。当草图打开时，不能关闭其原点的显示。草图原点和零件原点（以灰色显示）并非同一点，也不是同一个概念。不能将尺寸标注到草图原点，或者为草图原点添加几何关系，只能向零件原点添加尺寸和几何关系。

绘制草图既可以先指定绘制草图所在的平面，也可以先选择草图绘制实体，具体根据实际情况灵活运用。下面将分别介绍常用的两种进入草图绘制状态的操作方法。

1. 先指定草图所在平面方式进入草图绘制状态的操作方法

（1）在【特征管理器设计树】中选择要绘制草图的基准面，即前视基准面、右视基准面或上视基准面中的一个面。

（2）单击【视图定向】工具栏中的【正视于】按钮，使基准面旋转到正视于绘图者方向。

（3）单击【草图】工具栏中的【草图绘制】按钮，或者单击【草图】工具栏上要绘制的草图实体，进入草图绘制状态。

在新建零件的初始草图绘制时，基准面以正视于绘图者方向显示，在绘制中，基准面并不都以正视于绘图者方向显示，需要在【标准视图】工具栏中使用合适的命令按钮选择合适的基准面方向。

2. 先选择草图绘制实体方式进入草图绘制状态的操作方法

（1）选择【插入】|【草图绘制】菜单命令，或者单击【草图】工具栏中的【草图绘制】按钮，或者直接单击选择【草图】工具栏上要绘制的草图实体命令按钮，此时可以单击【视图定向】工具栏中的【等轴测】按钮，以等轴测方向显示基准面，便于观察，确定选择哪个基准面作为草图平面。

（2）单击选择绘图区域中三个基准面之一作为合适的绘制图形的平面，进入草图绘制状态。

2.1.3 退出草图绘制状态

零件是由多个特征组成的，有些特征需要由一个草图生成，有些需要多个草图生成，如扫描实体、放样实体等。因此草图绘制后，即可立即建立特征，也可以退出草图绘制状态再绘制其他草图，然后再建立特征。退出草图绘制状态的方法主要有以下几种，下面将分别介绍，在实际使用中要灵活运用。

1. 菜单方式

草图绘制后，选择【插入】|【退出草图】菜单命令，如图2-9所示，退出草图绘制状态，或者单击【标准】工具栏中的【重建模型】按钮，退出草图绘制状态。

2. 工具栏命令按钮方式

单击【草图】工具栏中的【退出草图】按钮，退出草图绘制状态。

3. 右键快捷菜单方式

在绘图区域单击鼠标右键，系统弹出如图2-10所示的快捷菜单，在其中选择【退出草图】命令，即退出草图绘制状态。

4. 绘图区域退出图标方式

在进入草图绘制状态的过程中，在绘图区域右上角会出现如图2-11所示的草图提示图标。单击上面的图标，确认绘制的草图并退出草图绘制状态。如果单击下面的图标，则系统会提示是否丢弃对草图的所有的更改，系统提示框如图2-12所示，然后根据设计需要单击系统提示框中的选项，并退出草图绘制状态。

2.1.4 草图绘制工具

常用的草图绘制工具显示在【草图】工具栏中，没有显示的草图绘制工具按钮可以按照第1章介绍的方法进行设置。草图绘制工具栏主要包括：草图绘制命令按钮、实体绘制命令按钮、标注几何关系命令按钮和草图编辑命令按钮，下面将分别介绍各自的概念。

1. 草图绘制命令按钮

【草图绘制】/【退出草图】按钮：选择进入或者退出草图绘制状态。

【移动实体】按钮：在草图和工程图中，选择一个或多个草图实体并将之移动，该操作不生成几何关系。

【旋转实体】按钮：在草图和工程图中，选择一个或多个草图实体并将之旋转，该操作不生成几何关系。

【缩放实体比例】按钮：在草图和工程图中，选择一个或多个草图实体并将之按比例缩放，该操作不生成几何关系。

【复制实体】按钮：在草图和工程图中，选择一个或多个草图实体并将之复制，该操作不生成几何关系。

2. 实体绘制工具命令按钮

【直线】按钮：以起点、终点方式绘制一条直线，绘制的直线可以作为构造线使用。

【边角矩形】按钮：绘制标准矩形草图，通常以对角线的起点和终点方式绘制一个矩形，其一边为水平或竖直。

【中心矩形】按钮：在中心点绘制矩形草图。

【3点边角矩形】按钮：以所选的角度绘制矩形草图。

【3点中心矩形】按钮：以所选的角度绘制带有中心点的矩形草图。

【平行四边形】按钮：可绘制一个标准的平行四边形，即生成边不为水平或竖直的平行四边形及矩形。

【多边形】按钮：绘制边数在3～40之间的等边多边形。

【圆】按钮：绘制中心圆，先指定圆心，然后拖动鼠标确定的距离为半径的方式绘制的圆为中心圆。

【周边圆】按钮：绘制周边圆，是指以指定圆周上点的方式绘制的圆。

【圆心/起/终点画弧】按钮：以顺序指定圆心、起点以及终点的方式绘制一个圆弧。

【切线弧】按钮：绘制一条与草图实体相切的弧线，绘制的圆弧可以根据草图实体自动确认是法向相切还是径向相切。

【3点圆弧】按钮：以顺序指定起点、终点及中点的方式绘制一个圆弧。

【椭圆】按钮：该命令用于绘制一个完整的椭圆，以顺序指定圆心，然后指定长短轴的方式绘制。

【部分椭圆】按钮：该命令用于绘制一部分椭圆，以先指定中心点，然后指定起点及终点的方式绘制。

【抛物线】按钮：该命令用于绘制一条抛物线，以先指定焦点，然后拖动鼠标确定焦距，再指定起点和终点的方式绘制。

【样条曲线】按钮：该命令用于绘制一条样条曲线，以不同路径上的两点或者多点绘制，绘制的样条曲线可以在指定端点处相切。

【方程式驱动的曲线】按钮：该命令用于以数学方程式方式绘制一条样条曲线。

【点】按钮：该命令用于绘制一个点，该点可以绘制在草图或者工程图中。

【中心线】按钮：该命令用于绘制一条中心线，中心线可以在草图或者工程图中绘制。

【文字】按钮：在任何连续曲线或边线组中，包括零件面上由直线、圆弧或样条曲线组成的圆或轮廓之上绘制草图文字，然后拉伸或者切除生成文字实体。

3. 标注几何关系命令按钮

【智能尺寸】按钮：自动识别尺寸类型并标注。

【水平尺寸】按钮：设定水平尺寸。

【竖直尺寸】按钮：设定竖直尺寸。

【尺寸链】按钮：设定配套的尺寸链条。

【水平尺寸链】按钮：设定配套的水平尺寸链条。

【竖直尺寸链】按钮：设定配套的竖直尺寸链条。

4. 草图编辑工具命令按钮

【绘制圆角】按钮：执行该命令将两个草图实体的交叉处剪裁掉角部，从而生成一个切线弧，即形成圆角，此命令在2D和3D草图中均可使用。

【绘制倒角】按钮：执行该命令将两个草图实体交叉处按照一定角度和距离剪裁，并用直线相连，即形成倒角，此命令在2D和3D草图中均可使用。

【等距实体】按钮：按给定的距离和方向将一个或多个草图实体等距生成相同的草图实体，草图实体可以是线、弧、环等实体。

【转换实体引用】按钮：通过将边线、环、面、曲线、外部草图轮廓线、一组边线或一组草图曲线投影到草图基准面上生成草图实体。

【交叉曲线】按钮：该命令将在基准面和曲面或模型面、两个曲面、曲面和模型面、基准面和整个零件、曲面和整个零件的交叉处生成草图曲线。可以按照与使用任何草图曲线相同的方式使用生成的草图交叉曲线。

【剪裁实体】按钮：根据所选择的剪裁类型，剪裁或者延伸草图实体，该命令可为2D草图以及在3D基准面上的2D草图所使用。

【延伸实体】按钮：执行该命令可以将草图实体包括直线、中心线或者圆弧的长度，延伸至与另一个草图实体相遇。

【镜像实体】按钮：将选择的草图实体以一条中心线为对称轴生成对称的草图实体。

【线性草图阵列】按钮：将选择的草图实体沿一个轴或同时沿两个轴生成线性草图排列，选择的草图可以是多个草图实体。

【圆周草图阵列】按钮：生成草图实体的圆周排列。

【修复草图】按钮：该命令用来移动、旋转或者按比例缩放整个草图实体。

2.1.5 设置草图绘制环境

1. 设置草图的系统选项

选择【工具】|【选项】菜单命令，系统弹出【系统选项】对话框。选择【草图】选项并进行设置，具体选项含义见本书第1章的相关内容，完成设置后单击【确定】按钮。

2.【草图设置】菜单

选择【工具】|【草图设置】菜单命令，系统弹出如图2-13所示的【草图设置】子菜单，在此菜单中可以使用草图的各种设定。

（1）【自动添加几何关系】选项：在添加草图实体时自动建立几何关系。

（2）【自动求解】选项：在生成零件时自动计算求解草图几何体。

（3）【激活捕捉】选项：可以激活快速捕捉功能。

（4）【移动时不求解】选项：可以在不解出尺寸或者几何关系的情况下，在草图中移动草图实体。

（5）【独立拖动单一草图实体】选项：在拖动时可以从其他实体中独立拖动单一草图实体。

（6）【尺寸随拖动/移动修改】选项：拖动草图实体或者在【移动】或【复制】的属性设置中将其移动以覆盖尺寸。

3. 草图网格线和捕捉

当草图或者工程图处于激活状态时，可以选择在当前的草图或者工程图上显示草图网格线。由于SolidWorks是参变量式设计，所以草图网格线和捕捉功能并不像AutoCAD那么重要，在大多数情况下不需要使用该功能。