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第3章 绘制草图

利用Catia V5进行机械设计的基础就是草图绘制，所有零件 的实体造型都是要从草图开始。用户先在草图工作台勾 勒出实体模型轮廓，然后再利用零件设计功能生产实体 。所以本章是零件设计的基础，在本章所学的草图绘制 功能，以后的章节中会反复使用。本章主要介绍如何在 Catia V5的草图工作平台上进行草图轮廓的绘制、约束和 修饰。本章最后将给出一个综合实例，讲解如何利用本 章草图功能绘制需要的轮廓图。

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3.1草图绘制模块简介

草图绘制模块(Sketcher)是其它模块设计的基础，也是 Catia设计的主要工作台之一。操作者可以在草图绘制模 块中进行轮廓设计，再利用绘制的轮廓图构造实体零件 或曲面特征。草图绘制模块(Sketcher)主要是由草图 工具(Sketch tools)、轮廓工具(Profile)、约束工具 (Constraint)、草图修饰工具(Operation)共4组菜单 组成，将在本章中通过实例详细解释各种草绘工具的使 用方法。

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3.1.1 进入草图绘制工作台草图绘制工作台是进行草图绘制的操作界面，也被称作草图 绘制平台，利用草图绘制平台能够完成草图轮廓线的设 计工作。操作者可以按照以下步骤进入草图绘制工作台 ： (1)单击【开始】(Start)|【机械设计】(Mechanical Design)|【草图绘制器】(Sketcher)命令，进入零件设 计工作平台； (2)再点击草图绘制器上的草图工具按钮，然后选择一个 绘图平面(xy、xz、yz、一个实体面)就进入草图绘制工 作台，如图3.1所示。在Catia的其它设计平台中单击草图 工具按钮，也可以进入草图绘制工作台； (3)单击工作台工具栏上的退出工作台工具按钮，可以退 出草图绘制工作台返回到原设计平台。1-3

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3.1.2 草图绘制工具栏介绍

在草图设计过程主要用到四个工具栏，单击工具栏中相应按 钮右下的黑色倒三角，将展开11个工具栏。草图绘制工 具栏提供了点、线和预定义轮廓线的绘制工具，以及对 轮廓线进行约束、修饰等工具按钮，可以通过这些工具 绘制出需要的几何轮廓线，为后续实体零部件的设计做 好基础。

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13.2 绘制草图

本节将介绍草图的绘制方法，即通过【轮廓】工具栏绘制草 图轮廓。【轮廓】工具栏是草图绘制器的核心工具栏， 该工具栏有8种草图轮廓工具。草图绘制过程中，几何元 素有两种定位方法，本节中以鼠标点击定位几何元素为 主介绍各种工具的使用方法，仅在部分小节中介绍通过 草图工具栏输入坐标值等参数定位几何元素的方法。

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3.2.1 绘制连续轮廓线(Profile)

【连续轮廓线】工具，可以绘制连续的封闭的或非封闭的轮 廓线。当绘制的轮廓

线为封闭(是指只用一次连续轮廓 线命令绘制的封闭图形)性轮廓线，系统自动退出连续 轮廓线绘制命令；如果绘制非封闭轮廓线时，按键盘上 的Esc键或单击Catia工具栏上其它工具按钮，方可结束轮 廓线的绘制。

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3.2.2 绘制预定义轮廓线(Parallelogram)通过【轮廓】工具栏上的【预定义轮廓】工具按钮，可以绘制各 种预定义的封闭的轮廓。单击【预定义轮廓】按钮右下的黑色 三角，展开【预定义轮廓】工具栏，该工具栏包括9种封闭轮 廓工具，下面介绍各种封闭轮廓工具的使用方法。 1.绘制矩形(Rectangle) 2.绘制三点矩形(Oriented Rectangles) 3.绘制平行四边形(Parallelogram) 4.绘制长圆孔(Elongated Hole) 5.绘制弧形长圆孔(Cylindrical Elongated Hole) 6.绘制锁芯孔(Keyhole Profile) 7.绘制六边形(Hexagon) 8.绘制居中矩形(Rectangle) 9.绘制居中平行四边形(Parallelogram)

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3.2.3 绘制圆和椭圆

通过【轮廓】工具栏上的【圆】工具按钮，可以绘制出圆和各种 圆弧轮廓线。单击圆工具按钮右下的黑色三角，展开的【圆】 工具栏。该工具栏包括7种圆和圆弧轮廓绘制工具，下面介绍 各种工具的使用方法。 1.绘制圆(Circle) 2.绘制三点圆(Three Point Circle) 3.绘制坐标圆(Circle Using Coordinates) 4.绘制三切圆(Tri-tangent Circle) 5.绘制三点圆弧(Three Point Arc) 6.绘制限制三点圆弧(Three Point Arc Starting with Limits) 7.绘制圆弧(Arc)

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3.2.4 绘制样条曲线(Spline)

Catia V5提供了两种样条曲线的绘制方法，点击【轮廓】工 具栏上的【样条曲线】工具按钮右下角黑色三角，展开 样条曲线工具栏，该工具栏提供了样条线和连接线两个 工具，利用该工具可以绘制出不规则的曲线，下面详细 介绍该工具的使用方法。 1.绘制样条线(Spline) 2.绘制连接线(Connect)

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3.2.5 绘制二次曲线(Conic)

单击【轮廓】工具栏上【椭圆】工具按钮右下黑色三角，就 可以展开二次曲线工具栏。该工具栏包括椭圆、抛物线 、双曲线、圆锥曲线四种二次曲线绘图工具，利用该工 具可以绘制出规则曲线，下面介绍各种工具的使用方法 。 1.绘制椭圆(Ellipse) 2.绘制抛物线(Parabola by Focus) 3.绘制双曲线(Hyperbola by Focus) 4.绘制圆锥曲线(Conic)

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3.2.6 绘制直线(Line)

直线是几何元素中最基础的一个元素，也是草图绘制工具中 最基础的工具，Catia V5提供5中直线的绘制方法，下面 讲解各种直线绘制方法的操作步骤。 1.绘制直线段(Line) 2.绘制无限长直线(Infinite Line) 3.绘制公切线(Bi-Tangent Line) 4.绘制角平分线(Bisecting Line) 5.绘制法

线(Line Normal to Curve)

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3.2.7 绘制轴线(Axis)

【轮廓】工具栏上的【轴线】工具按钮用于生成轴线，生成 方法与3.2.6小节中直线段生成方法相同，这里就不再累 赘了。在绘制草图中，关于轴线要注意以下几点： (1)每个草图只能创建一条轴，如果试图创建第二条轴， 则所创建的第一条轴将自动变换成构造线。 (2)如果在启动轴之前已经选择了一条直线，则该直线将 自动变换为轴。 (3)轴无法转换为构造元素。

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3.2.8 绘制点(Point)

Catia V5提供5种点的生成方法，包括：单击创建点、通过 坐标创建点、创建等分点、创建交点和创建投影点，下 面介绍各种的使用方法。 1.通过单击创建点(Point by Clicking) 2.使用坐标创建点(Point by Using Coordinates) 3.创建等分点(Equidistant Points) 4.创建交点(Intersection Point) 5.创建投影点(Projection Point)

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3.3 约束草图

草图约束是指一个几何元素相对于草图中其它几何元素之间 产生一种相互限制的关系。利用草图约束可以使绘制的 几何元素间有一定的关系，绘制出所要的几何图形。草 图的约束分为几何约束和尺寸约束两大类。几何约束是 对一个几何元素或在多个几何元素之间强制限制的关系 。例如，某个几何约束可能要求两条直线平行。如果选 择三条直线，或者选择两条直线和一个点，则这些元素 将自动生成互相平行的结果。您可以在一个元素上或者 在两个或多个元素之间设置约束。尺寸约束是其值确定 几何对象测量的约束。例如，它可以控制直线的长度或 两点之间的距离。草图约束可以手动创建，也可以智能 拾取。

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3.3.1 约束的基础知识

1.智能拾取 智能拾取是在绘制草图过程中，Catia根据操作者所绘几何 元素分析自动生成约束的工具，用于尽可能简化草图编 辑器中的创建和编辑任务。智能拾取动态检测以下几何 约束：基准线和圆、对齐、平行度、垂直度、相切、同 心、水平和垂直、中点 。 2.约束的颜色

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3.3.2 通过对话框创建约束(Constraints Defined in Dialog Box)通过【约束】工具栏上的【在对话框中定义的约束】工具按 钮，可以以对话框形式创建约束。在创建该约束前，必 须先选择对象，否则【在对话框中定义的约束】按钮不 可用。约束对象可以是单个，也可以是多个。 在3D模型中选择被约束对象，单击【在对话框中定义的约 束】按钮，系统弹出如图3.71所示的约束定义对话框。在 该对话框中列出了所有类型的约束。而系统根据所选择 的轮廓线自动分析，决定可以和不可以的约束类型。

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