草图绘制的基本命令

罗大富 BigRich大约 12 分钟机械建模

草图绘制对于工业设计和机械设计来说相当重要。草图是三维建模的基础,很多复杂的模型需要基于草图来构建,像常用的建模特征拉伸、旋转、扫掠、放样等都是基于草图的。而且,很多工业产品设计都是曲面建模的,设计中经常会不断地调整草图尺寸,在参数化建模环境下,草图更改后关联特征都会更新。所以,草图会影响到更新所需的时间以及关联特征更新时的成功率。一个好的草图应该是在满足使用(形状准确)的前提下,占用更少的计算机资源,更可靠地传递关联关系。

草图基础

草图中的功能大致可以分为几类:

  1. 画基本形状.比如线、圆、椭圆、样条线,以及 添加文字等;
  2. 确定大小和位置关系,比如尺寸、约束等;三是编辑和修改,比如修剪、缩放等;
  3. 基于已有对象生成新的草图对象,比如镜像、阵列、投影、偏移等.

另外,草图中很重要的一个底层功能是草图求解器,虽然在软件界面中我们看不到,但是求解器是保证草图对象能按期望工作的基础。

单击创建草图命令,选择草图绘制的平面:XY 平面/XZ 平面/ YZ 平面,如下图:

进入草图环境,在视图右侧有草图选项面板。

草图创建完成后,我们还需要修改一下草图的单位,一般我们选择毫米,因为毫米是 3D 打印最常用的单位,也是 Fusion 360 的默认单位。

你可以用两种种方法设置单位:

  1. Preferences 菜单中,单击名称旁边的下拉箭头,然后单击默认单位;
  2. 在浏览器(特征栏),修改单位。

草图命令

Fusion 360 中的草图命令:

  1. 创建草图:在选定的平面或平整面上创建草图。
  2. 直线:创建直线和圆弧,选择起点和终点以定义一条直线,单击并拖动线段的端点以定义圆弧。

构造线与中心线的区别

不论是旋转,镜像,对称,都可以用构造线参考,那“中心线“存在的意义是什么?

构造线是通过实线转化的,设计初始的时候你想要做个参考,可以直接选择中心线,也可以画一条实线转换成构造线,但是!!!当你在设计过程中觉得某一条实线已经不需要用的了,但是它却已经和其他线条有了尺寸关联,你总不能把它删了重新画条中心线吧,这样的话你的尺寸就得重新标了,于是你就可以把这条实线变成构造线,使得它不参与后续特征的建立。

  1. 矩形:包括两点矩形、三点矩形和中心矩形。
    • 两点矩形:使用对角线的两个点创建矩形。选择第一个点作为矩形的起点。然后,选择第二个点,或者指定宽度和高度值。
    • 三点矩形:使用三个点创建矩形以定义宽度、方向和高度。选择第一点作为矩形的起点。选择第二个点,或者指定距离值并拾取一个点。选择第三个点或指定距离值。
    • 中心矩形:使用两个点定义中心和一个拐角以创建矩形。选择第一个点作为矩形的中心。选择拐角或者指定宽度和高度值。
  2. :包括中心直径圆、两点圆、三点圆、两切线圆和三切线圆。
    • 中心直径圆:使用圆心和直径创建一个圆。选择以定义圆心,然后指定直径。
    • 两点圆:创建由两个点定义的圆。在圆的直径上指定两个点。
    • 三点圆:通过三个点创建圆。在圆的圆周上指定三个点。这些点用于定义圆的大小和位置。
    • 两切线圆:创建与两条草图线相切的圆。选择两条直线,然后指定圆的半径。
    • 三切线圆:创建与三条草图线相切的圆。选择将与圆相切的三条直线。
  3. 圆弧:包括三点圆弧、圆心圆弧和相切圆弧。
    • 三点圆弧:使用三个点创建圆弧。选择起点、终点,然后在圆弧上选择一个点。
    • 圆心圆弧:使用三个点创建圆弧。选择起点、中心点,然后再选择终点或指定角度值。
    • 相切圆弧:创建相切的圆弧。选择两个点。
  4. 多边形:包括外切多边形、内接多边形和边多边形。
    • 外切多边形:使用中心点和一条边的中心点创建多边形。选择多边形的中心点,指定侧面的数值。选择一条边的中点,或者指定距离,然后选择点。
    • 内接多边形:使用中心点和顶点创建多边形。选择多边形的中心点,指定边数值。选择顶点,或者指定距离,然后选择点。
    • 边多边形:通过定义多边形的一条边和位置创建多边形。选择一条边的起点和终点,或者选择起点,然后指定距离和角度值。指定多边形的边数,选择定义多边形的方向。
  5. 椭圆:创建由中心点、长轴和椭圆上的一个点定义的椭圆。选择椭圆的中心点,选择第二个点以定义第一条轴,选择第三个点以在椭圆上定义点。
  6. :包括中心到中心槽、整体槽、中心点槽、三点圆弧槽和圆心圆弧槽。
    • 中心到中心槽:创建由槽弧圆心放置好的距离以及槽宽度定义的线性槽。指定两个槽弧的圆心。单击以指定槽宽度,或者输入槽弧的直径。
    • 整体槽:创建由方向、长度、宽度定义的线性槽。指定槽中心线的起点和终点。单击以指定槽宽度,或者输入槽弧直径。
    • 中心点槽:创建由中心点、槽弧圆心位置、槽宽度定义的线性槽。指定槽中心并放置槽弧圆心。单击以指定槽宽度,或者输入槽弧的直径。
    • 三点圆弧槽:创建由三点圆心圆弧和槽宽度定义的圆弧槽。指定槽圆心圆弧的起点和终点。指定圆心圆弧的第三个点,或输入圆心圆弧半径。单击以指定槽宽度,或者输入槽圆弧的直径或半径。
    • 圆心圆弧槽:创建由中心点、两点中心圆弧和槽宽度定义的圆弧槽。指定槽的中心点。指定槽中心圆弧的起点和终点。单击以指定槽宽度,或者输入槽圆弧的直径或半径。
  7. 样条曲线:包括 拟合点样条曲线控制点样条曲线 创建穿过选定点的样条曲线。选择第一个点以开始创建样条曲线。选择其他点作为拟合点。
  8. 圆锥曲线:创建由端点和 Rho 值驱动的曲线。根据 Rho 值,该曲线可以是椭圆、抛物线或双曲线。选择起点、终点,然后选择顶点的顶部。使用引导线创建相切约束。指定Rho值以获得所需形状的圆锥曲线。
  9. :创建草图点。 命令可在激活草图中创建草图点。 您可以在精确的位置放置一系列点,然后通过连接这些点来创建草图实体。您可以使用草图点来定位孔特征、构造平面和轴。
  10. 文本:将文本插入到激活的草图中。使用文本作为轮廓创建三维几何图元。选择插入点并输入文本。在文本对话框中修改文本格式。
  11. 镜像:以选定的草图线为对称线,镜像选定的草图曲线。选择要镜像的曲线,然后选择镜像用的对称线。
  12. 环形阵列:将指定的草图曲线复制到圆弧或环形阵列中。选择要阵列化的曲线,要绕其旋转点以设置数量。
  13. 矩形阵列:将草图曲线复制到行和列中。选择要阵列化的曲线,然后指定方向、数量和距离。
  14. 投影:将实体轮廓、边、工作几何图元和草图曲线投影到激活的草图平面上。使用选择过滤器投影特定类型的几何图元或实体轮廓。
  15. 草图尺寸:创建草图几何图元的草图尺寸。使用尺寸可控制草图对象的大小或位置。选择要标注尺寸的草图曲线,然后选择一个区域以放置尺寸。
  16. 圆角:在两条直线或圆弧的交点处放置指定半径的圆弧。选择顶点或两条线或圆弧,指定圆角半径。
  17. 倒角:包括等距离倒角、距离和角度倒角和两距离倒角:
    1. 等距离倒角:基于每一侧的相同距离,在草图中的顶点、交点或两条直线的外观交点处创建倒角。选择一个顶点或两条直线,然后指定距离值以创建倒角。
    2. 距离和角度倒角:基于单个距离和一个角度,在草图中的顶点、交点或两条直线的外观交点处创建倒角。选择一个顶点或两条直线,然后指定距离和角度值以创建倒角。
    3. 两距离倒角:基于每一侧的不同距离,在草图中的顶点、交点或两条直线的外观交点处创建倒角。选择一个顶点或两条直线,然后指定两个距离值以创建倒角。
  18. 修剪:将草图曲线修剪到最近的相交曲线或边界几何图元。将光标悬停在曲线上以预览要修剪的部分。选择要修剪的曲线。
  19. 延伸:将曲线延伸到最近的相交曲线或边界几何图元。将光标悬停在曲线上以预览要延伸的部分。选择曲线以进行延伸。
  20. 断开:将曲线实体打断为两个或更多部分。将光标悬停在要从整条曲线打断的线段上方以显示预览。选择要打断的曲线。
  21. 草图缩放:缩放草图几何图元。选择要缩放的草图几何图元,然后指定比例系数。
  22. 偏移:在距原始曲线的指定距离处复制选定的草图曲线。选择要偏移的曲线,然后指定偏移距离。
  23. 过渡曲线:在两条草图曲线或边的端点之间创建切线或曲率连续过渡曲线。在画布中选择要过渡的两条草图曲线或边。

草图绘制的基本原则

草图三维设计是建立实体模型的基础,不论哪一种建模模式,草图都是模型结构从无到有第一步,但是三维设计系统中草图作用的地位出现了一些变化,其中心思想是设计意图由三维实体表达,草图作为实体建模的基础,编辑管理特征比管理草图效率高。

在绘制草图的过程中应该注意以下几个原则:

  1. 根据建立特征的不同以及特征间的相互关系,确定草图的绘图平面和基本形状。
  2. 零件的第一幅草图应该和原点定位,以确定特征在空间的位置。
  3. 每一幅草图应尽量简单,不要包含复杂的嵌套,有利于草图的管理和特征的修改。
  4. 复杂的草图轮廓一般应用于二维草图到三维模型的转化操作,正规的建模过程中最好不要复杂的草图。
  5. 尽管 Fusion 360 不要求完全定义的草图,在绘制草图的过程最好使用完全定义的草图。合理标注尺寸以及添加几何关系,反映了设计者的思维方式以及机械设计的能力。
  6. 任何草图在绘制时只需要绘制大概形状以及位置关系,要利用几何关系和尺寸标注来确定几何体的大小和位置,这有利于提高工作效率。
  7. 先确定草图各元素间的几何关系,其次是位置关系和定位尺寸,最后标注草图的形状尺寸。
  8. 中心线(构造线)不参与特征的生成,只起到辅助作用。因此,必要的时候可以使用构造线定位或标注尺寸。
  9. 小尺寸几何体应使用夸张画法,标注完尺寸后改成正确的尺寸。

需要说明的是,所有这些绘图的原则是在使用软件的过程中逐步建立并积累起来的,并非必须。草图服务于零件的各个特征,如何合理快速地建立零件的特征,与绘制草图的过程有很大的关系。有些时候又有可能故意违背某些常规的原则,以达到快速建模的目的。

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贡献者: Luo