趙 丹

（蘭州石化職業(yè)技術(shù)大學(xué) 機械工程學(xué)院，蘭州 730060）

SolidWorks二維草圖的繪制是建立模型的基礎(chǔ)[1]。大部分SolidWorks的特征都是由二維草圖繪制開始的，利用二維草圖生成基體特征。因此，只有熟練掌握草圖繪制的經(jīng)驗與技巧，才能快速、高效地應(yīng)用SolidWorks進行三維建模，以便對其進行后續(xù)分析。

1 草圖繪制的基本原則

草圖是由直線、圓弧等基本幾何元素構(gòu)成的幾何實體，構(gòu)成了特征的截面輪廓或路徑，并由此生成相應(yīng)的實體特征。草圖繪制主要包括以下6個基本原則。

（1）繪制草圖必須以坐標系為基準。

（2）草圖必須完全定義。當(dāng)完全定義時，草圖實體顯示為黑色；當(dāng)欠定義時，草圖實體顯示為藍色。

（3）盡量使用幾何約束。添加幾何關(guān)系不僅可以減少尺寸的重復(fù)標注，也有利于維護設(shè)計者的設(shè)計思想和意圖[2]。如圖1所示，零件幾何關(guān)系添加：添加圓心與中心線為重合的關(guān)系；草圖繪制時采用鏡像實體命令，鏡像后兩個圓自動添加上相等共線的幾何關(guān)系。

（4）草圖要簡潔。簡潔的草圖易于編輯、不易出錯，并有利于特征的修改。

（5）細節(jié)特征（圓角、倒角等）通常最后處理。

（6）構(gòu)造幾何線僅用來協(xié)助生成草圖實體和幾何體。當(dāng)使用草圖生成特征時，構(gòu)造幾何線被忽略。

2 草圖繪制的流程

在SolidWorks中，草圖繪制的一般過程：首先指定相應(yīng)的草圖繪制平面；其次，利用草圖實體工具，繪出草圖的基本幾何形狀；最后，添加相應(yīng)的幾何關(guān)系標注草圖尺寸。

3 草圖繪制的經(jīng)驗和技巧

3.1 系統(tǒng)設(shè)置

在草圖的工作環(huán)境中，為了更準確、有效地繪制草圖，草圖模塊的設(shè)置也是重點。配置好了草圖，可以大大提高設(shè)計速度。下面介紹如圖2所示的兩個重要設(shè)置，僅供參考。

（1）快速正視。選中【在草圖生成時垂直于草圖基準面自動旋轉(zhuǎn)視圖】復(fù)選框，這樣在新建草圖時，系統(tǒng)會自動正視于基準面[3]。

（2）實時輸入草圖尺寸。勾選【在生成實體時啟用熒屏上數(shù)字輸入】和【僅在輸入值的情況下創(chuàng)建尺寸】兩個復(fù)選框，此時在SolidWorks草圖創(chuàng)建時，每繪制一段線，鼠標旁邊都會以數(shù)字框來顯示。此時，鍵盤輸入尺寸直接添加，如不輸入尺寸，軟件不標注，可以實現(xiàn)實時輸入尺寸。

3.2 鼠標筆勢

鼠標筆勢作為執(zhí)行命令的一個快捷鍵，類似于鍵盤快捷鍵。一旦習(xí)慣了鼠標筆勢，可以節(jié)約大量的設(shè)計時間。

如何使用SolidWorks鼠標筆勢？可以按住鼠標右鍵并在任意方向輕輕移動光標來使用鼠標筆勢。在默認情況下，鼠標筆勢是開啟的且為4筆勢。建議使用8個筆勢，后續(xù)的繪圖會快捷很多。

鼠標筆勢是一個隨工作環(huán)境變化并且完全可自定義的功能，用戶可以為SolidWorks的零件、裝配體、工程圖和草圖4個工作環(huán)境設(shè)定鼠標筆勢?？梢酝ㄟ^點擊【工具】-【自定義】并選擇“鼠標筆勢”選項卡來自定義鼠標筆勢，勾選【啟用鼠標筆勢】復(fù)選框，選擇【8筆勢】，將SolidWorks中的最常用的命令拖到鼠標筆勢指南，如圖3所示。定義完成后，單擊【確定】退出該對話框即可使用。

3.3 自定義工具欄

在草圖繪制過程中，經(jīng)常用到上色的草圖輪廓、修復(fù)草圖以及草圖合法性等命令。而在默認狀態(tài)下，這些命令在工具欄中是不顯示的，需自定義。在草圖環(huán)境下，點擊【工具】-【自定義】，選擇“命令”選項卡，選擇【草圖】類別，用鼠標將【上色草圖輪廓】按鈕拖到工具欄空白處即可。同理，也可以將【2D到3D】類別中的【修復(fù)草圖】按鈕拖到工具欄空白處。

（1）上色的草圖輪廓。在繪制草圖時經(jīng)常會出現(xiàn)草圖不封閉或者草圖有多余的交叉線或交叉區(qū)域，在創(chuàng)建拉伸、切除等特征時系統(tǒng)會提示草圖不可用。為解決這個問題，在SolidWorks草圖繪制中，只要軟件勾選了上色草圖輪廓，每次在繪制一個封閉的草圖時都會自動填充深灰色陰影，如圖4所示。

（2）修復(fù)草圖。當(dāng)選擇上色草圖輪廓設(shè)置時，軟件將僅對閉合草圖形狀上色，設(shè)計者很容易識別形狀是否完全閉合。啟用【上色草圖輪廓后】，若草圖未上色，說明草圖不閉合或有多余的交叉線或交叉區(qū)域。查找方法如圖5所示，單擊【修復(fù)草圖】命令，可以檢查草圖合法性，斷開處會以放大鏡的形式呈現(xiàn)出來，可以直接修改。

3.4 進入草圖環(huán)境的方式

要想繪制草圖，需要進入草圖繪制模式。在SolidWorks中，用戶可以通過以下幾種操作方式進入草繪模式。

（1）【草圖繪制】工具。點擊【草圖】工具欄中的【草圖繪制】按鈕，并選擇需要的基準面，如【前視基準面】，直接進入草圖繪制環(huán)境。

（2）【草圖實體】工具。在【草圖】工具欄中選擇相應(yīng)的草圖實體工具，如單擊【圓】按鈕，在繪圖區(qū)中選擇一基準面或?qū)嶓w平面，即可進入草繪狀態(tài)添加新的草圖。

（3）【特征實體】工具。點擊【特征】選項卡中的【拉伸凸臺/基體】或【旋轉(zhuǎn)凸臺/基體】按鈕后，選擇需要的基準面，如【前視基準面】，同樣可以進入草圖繪制環(huán)境。

第3種方法，在退出草圖繪制后會直接拉伸或旋轉(zhuǎn)成實體，而前兩種方法還需要找到【特征】選項卡中的【拉伸凸臺/基體】或【旋轉(zhuǎn)凸臺/基體】按鈕后才能拉伸或旋轉(zhuǎn)成實體。因此，用第3種方法更加節(jié)約時間，提高繪圖效率。

3.5 繪制草圖過程

下面以圖6中的6個草圖為例，說明草圖畫圖過程、畫圖技巧及注意事項，便于讀者熟練掌握草圖繪制的經(jīng)驗和技巧，養(yǎng)成良好的繪圖習(xí)慣，快速高效地應(yīng)用于建模。

3.5.1 分析草圖

繪制草圖前要養(yǎng)成一個良好的習(xí)慣，即看懂圖形。只有看懂圖形，才能繪制一個正確的圖形?？磮D形的過程實際上是對圖形進行尺寸分析和線段分析的過程。

要先確定圖形基準。草圖的基準點要和軟件的坐標原點重合。平面圖形基準點的確定原則：對稱圖形的基準點在對稱中心線上，圖形的主體是圓，則用圓心作為基準點；不是上述情況時，將基準定在長線上。按照上述原則，將圖6中6個草圖案例的基準定在圖6各子圖黑點所示位置。

基準確定后，稍微復(fù)雜的草圖要先畫已知線段，使已知線段完全定義，再畫中間線段和連接線段[4]。圖6（f）的畫圖順序，如圖7所示。

3.5.2 草圖繪制的技巧和注意事項

（1）養(yǎng)成實時輸入草圖尺寸的習(xí)慣。前文已介紹實時輸入草圖尺寸的方法，繪制圖形時要加以應(yīng)用，能直接添加的尺寸直接輸入，尤其是已知線段的定形尺寸、矩形的邊長以及圓的直徑等[5]。例如，在畫圖7（a）草圖時，可以先直接輸入尺寸完成圖8（a），然后對不能輸入的尺寸再添加尺寸約束，如圖8（b）所示。這樣可以節(jié)省一部分尺寸添加約束時間，提高畫圖效率。

（2）圖形修剪技巧。修剪矩形、槽口等實體時，不要破壞整體，也就是不要修剪到構(gòu)造幾何線。例如，繪制圖7（b）中的鍵槽時，可以先用中心矩形命令，再修剪。注意不要修剪到矩形的構(gòu)造幾何線，如圖9（b）所示。如果修剪時不得不破壞槽口整體使圖形變?yōu)榍范x，可添加相切和垂直約束使其完全定義，如圖10所示。

（3）充分發(fā)揮對稱優(yōu)勢。畫圖時使用【鏡像】或【動態(tài)鏡像】草圖工具來鏡像草圖元素和添加對稱約束關(guān)系，如圖7（c）、圖7（d）和圖7（e）所示。

（4）學(xué)習(xí)新命令可以讓畫圖更快捷。先簡化圖7（a）草圖如圖11（a）所示，再單擊【工具菜單】-【草圖工具】/【轉(zhuǎn)折線】命令，利用轉(zhuǎn)折線命令輕松完成如圖11（b）所示的草圖。

（5）巧用推理線添加幾何約束。在草圖的繪制過程中，SolidWorks軟件提供了推理線（虛線）來顯示指針和現(xiàn)有的草圖實體之間的幾何關(guān)系，以幫助用戶快速繪制草圖。在草圖繪制過程中要善于運用和觀察推理線和反饋光標，注意推理線有藍色和黃色之分。黃色的推理線可以自動添加幾何關(guān)系，藍色的推理線則提供一種繪圖引導(dǎo)，并不自動添加幾何關(guān)系。繪圖時注意不要捕捉黃色推理線添加多余的幾何約束。但是，應(yīng)該注意的是，自動添加的幾何關(guān)系有限，需手動添加幾何關(guān)系，才能完成草圖繪制。按CTRL鍵，選擇草圖元素后，從彈出的快捷菜單可以快速添加幾何約束。

（6）圓周陣列后草圖欠定義的解決辦法。在草圖繪制后經(jīng)常會用到圓周陣列，如圖7（b）、圖7（c）和圖7（f）這3個草圖，均能使用圓周陣列。SolidWorks圓周陣列后，草圖會出現(xiàn)欠定義，如圖12（a）所示。此時，先用鼠標拖動任一陣列圓的圓心，如圖12（b）所示，再為陣列中心點和坐標原點添加重合約束即可，如圖12（c）所示。

（7）等距實體快捷選擇。當(dāng)使用面、環(huán)、或草圖輪廓上的每一條邊線進行參考實體或等距實體的操作時，選擇整個面、整個環(huán)或整個草圖會比單一選擇每一個實體容易。

（8）標注圓弧弧長。依次選取圓弧的兩個端點與圓弧，在修改對話框中輸入要標注的弧長值即可。

4 結(jié)語

SolidWorks的草圖繪制技巧還有很多，發(fā)現(xiàn)技巧并總結(jié)，將其積極應(yīng)用于工作，對熟練使用SolidWorks軟件和提高設(shè)計工作效率至關(guān)重要。因此，使用者需要不斷練習(xí)，勤思考，多總結(jié)，達到熟能生巧。