(1)掌握进入与退出草图环境的方法。
(2)掌握平面草图基准面。
(3)掌握草图绘制命令使用方法。
(4)掌握草图尺寸标注基本方法。
正确分析图 2-1 所示连接片轮廓二维图形的特点,建立正确的绘图思路,利用草图绘制命令和草图尺寸标注方法,完成参数化草图的创建。
图2-1连接片轮廓
(1)根据任务描述,通过线上学习与讨论进行SolidWorks 2022 平面草图绘制的分析,通过查询互联网、查阅图书馆资料等途径收集、分析信息。
(2)以小组讨论的形式完成工作计划。
(3)按照工作计划完成小组成员分工。
(4)对于出现的问题,请先自行解决,如确实无法解决,再寻求帮助。
(5)与指导老师讨论,进行学习总结。
(1)工作过程按照“六步法”实施。
(2)认真回答引导问题,仔细填写相关表格。
(3)小组合作完成任务,对任务完成情况的评价应客观、全面。
(4)进行现场 6S和TPM管理,并按照岗位安全操作规程进行操作。
(1)草图的进入与退出。
(2)直线、圆等草图绘制命令及使用方法。
(3)草图标注及使用智能尺寸标注尺寸的方法。
(1)参数化设计。
(2)平面图形绘制。
(3)图形尺寸。
(4)SolidWorks 2022 文件基本操作。
(5)工具栏、菜单和鼠标操作。
(1)熟悉电脑及Windows操作系统的使用方法。
(2)练习结束后按要求依次保存模型文件,上传作业至网络课程平台。
(3)关闭SolidWorks软件,关闭电脑,做好 6S和TPM管理。
课前完成如下线上学习任务:
(1)从网络课程平台接受任务,通过查询互联网、查阅图书馆资料等途径收集、分析有关信息。
(2)在网络讨论组内进行成果分享、交流与讨论。
(1)SolidWorks 2022 三个基本模型平面是什么?
(2)SolidWorks 2022 中草图绘制的进入和退出方式?
(3)简述草图绘制的步骤。
(4)一个完整的草图包含哪三类信息?
(5)草图中中心线的标准名称是什么?
表2-1小组分工
说明:组长负责组织工作,汇报员负责分享信息时进行项目讲解,技术员负责实施,审核员负责结果校核。
在老师讲解后,小组成员共同讨论计划,列出连接片轮廓草图结构特点。
结构特点:
表2-2 工作命令及主要参数表
已上传工作计划流程表的小组进行展示,其他小组提出意见和建议,完善流程。
制定图 2-1 所示连接片轮廓草图绘制步骤,使用SolidWorks 2022 软件绘制草图并拉伸为实体。
要求:全员参与,互相协商完成并上传绘制步骤表和连接片零件文件。
对操作结果进行分享和解答,针对问题,教师及时进行现场指导与分析。
对操作过程中出现的失误找出问题,思考失误原因,找出解决方案。
按实施步骤要求,完成工作任务,填写检查表。
表2-3 检查表
项目工作评价表,见附录一。
重点写出不足,及今后改进的计划,见附录二。
SolidWorks 2022 实体模型中的特征一部分需要以草图绘制为基础进行创建,因此草图是实体建模的关键,是SolidWorks 2022 中重要的工具之一。
SolidWorks 2022 中草图分为平面草图和 3D草图,平面草图是由线框几何元素构成的二维轮廓线图形,典型的二维几何元素有直线、圆弧、圆、多边形、槽口等。绘制平面草图时必须确定一个绘图平面,即草图基准面,草图基准面有以下三种方式:
系统默认提供的三个基准面,分别是前视基准面、上视基准面和右视基准面。例如新建一个零件模型并绘制第一个草图时,单击【草图】工具栏中【草图绘制】按钮,系统将在上下二等轴测方向提供三个供选择的默认基准平面,如图2-2 所示,选中其中一个,则该平面将会自动旋转到与屏幕平行的位置,并进入草图绘制状态,此时窗口中出现的 符号表示当前草图平面的坐标原点,当它显示为红色时,表示草图处于可编辑的激活状态。
对于已经创建部分实体的零件模型,其任一平面表面均可作为创建新草图的基准面,如图 2-3 所示,将圆柱体顶端平面作为草图基准面创建了一个新草图。
使用【特征】工具栏中的【参考几何体】>【基准面】命令通过与现有平面、直线、点等实体平行、相交、倾斜等方式创建的平面,如图2-4 所示,利用圆柱上表面及该表面上绘制的一条直线创建出与圆柱体上表面相交45°的基准面1,并在该基准面上绘制了一个正六边形草图。
图2-2默认基准面图
图2-3实体表面的基准面图
图2-4参考基准面
绘制二维草图,必须进入草图绘制环境。在【草图】选项卡中单击【草图绘制】按钮 ,或者选择【插入】>【草图绘制】菜单,然后选择一个基准面作为草绘平面,即可进入草绘环境绘制草图。
草图绘制完成后,退出草绘环境的方法主要有以下几种:
(1)在命令管理器中,单击【草图】选项卡中的【退出草图】按钮。
(2)选择【插入】>【退出草图】菜单,退出草绘环境。
(3)单击图形区域右上角的按钮退出草绘环境。
(4)在图形区域单击鼠标右键,在弹出的关联工具栏中单击【退出草图】按钮 ,退出草绘环境。
草图除了绘制图线之外,一般还需要标注图线尺寸并添加必要的几何约束,所以在草图中一般包含三类信息:
(1)草图实体:由图线构成的基本形状。草图中的直线、圆、圆弧等均可以称为草图实体。
(2)尺寸约束:标注草图实体大小或位置的数值,如矩形的长、宽,圆的直径、圆心距坐标原点的位置等。
(3)几何约束:表明草图实体之间的关系,如单条直线的水平、竖直,两条直线之间的平行、垂直,两点之间的重合等。
典型的草图构成如图 2-5 所示,其中草图的几何约束标记可以通过菜单【视图】>【显示/隐藏】>【草图几何关系】设置显示或隐藏。
图2-5草图的构成
SolidWorks 2022 提供了直线、圆、圆弧、椭圆、样条曲线、槽口、多边形、矩形等丰富的草图绘制命令来创建草图轮廓,每个命令下一般又包括多种形式,如圆命令包含圆和周边圆,而槽口命令包含直槽口、中心点直槽口、3 点圆弧槽口、中心点圆弧槽口。
草图命令的执行主要有菜单和工具栏两种方式。菜单方式在【工具】>【草图绘制实体】下,如图 2-6 所示,工具栏方式在【草图】工具栏中,如图2-7 所示。
图2-6草图命令菜单图
图2-7草图命令工具栏
进入草图绘制环境后,在【草图】选项卡中单击【直线】按钮 ,或者选择【工具】>【草图绘制实体】>【直线】菜单,弹出【插入线条】属性管理器通过在绘图区域单击选择两点绘制一条直线。绘制直线过程中,属性管理器显示如图2-8所示。
图2-8 【插入直线】属性管理器
此时,双击鼠标左键,即可完成当前直线的绘制。按【Esc】键或单击【插入线条】属性管理器中的【确定】按钮 ,即可退出绘制直线的操作。
下面介绍一下【插入线条】属性管理器中各选项组的作用。
(1)【方向】选项组。
【按绘制原样】单选钮:以起点、终点方式绘制直线。
【水平、竖直】单选钮:强制绘制水平线和竖直线。
【角度】单选钮:按指定角度方向绘制直线。
(2)【选项】选项组。
【作为构造线】复选框:将直线更改为构造线(即中心线)。
【无限长度】复选框:在起点、终点两端沿直线无限延长。
【中点线】复选框:鼠标单击点选的第一点作为直线的中点,第二点作为直线两个端点中的一个。
绘制直线过程中,可以用前一条直线的终点为起点连续绘制直线,或在直线后面连接相切、垂直的圆弧线,如图 2-9 所示。
图2-9直线接续相切或相垂直圆弧线
在【草图】选项卡中单击【圆】按钮 ,或者选择【工具】>【草图绘制实体】>【圆】菜单,然后通过在绘图区域选择两个或三个点绘制一个圆。绘制圆过程中,属性管理器显示如图 2-10 所示。
下面介绍一下【圆】属性管理器中各选项的作用。
【圆】按钮:选择第一点为圆心、第二点与第一点之间的距离为半径的方式画圆。
【周边圆】按钮:选择不在同一条直线上的三个点作为圆周上的点的方式画圆。
SolidWorks 2022 提供了三种绘制圆弧的方法:圆心/起/终点画弧、切线弧、3点圆弧。例如在【草图】选项卡中单击【圆心/起/终点画弧】按钮 ,然后在图形区域单击拾取三个点,分别作为圆弧的圆心、起点和终点,即可绘制一段圆弧。绘制圆弧线过程中,属性管理器显示如图 2-11 所示。
下面介绍一下【圆弧】属性管理器中各选项的作用。
【圆心/起/终点画弧】按钮:分别指定圆心、起点和终点的方式画一条圆弧线。
【切线弧】按钮:选择第一点为已有图线(直线、圆弧线等)的端点,移动光标并选择第二点绘制出与被选图线相切的圆弧线。
【三点圆弧】按钮:单击指定第一点和第二点为圆弧的起点和终点、指定第三点为圆弧圆周上的一个点的方式画出圆弧线。
图2-10 【圆】属性管理器
图2-11 【圆弧】属性管理器
在【草图】选项卡中单击【边角矩形】按钮 或右侧的下拉按钮 后单击该下拉列表中的不同按钮,即可启用相应的绘制矩形或平行四边形的命令。绘制矩形过程中,属性管理器显示如图 2-12 所示。
图2-12 【矩形】属性管理器
下面介绍一下【矩形】属性管理器中各选项的作用。
【边角矩形】按钮:单击选择两个点,两点连线作为矩形对角线上绘制水平(竖直)矩形。
【中心矩形】按钮:单击选择第一个点作为矩形中心点、第二个点作为矩形的一个顶点,绘制水平(竖直)矩形。
【3 点边角矩形】按钮:单击选择第一、第二和第三点,以这三个点作为顶点绘制一个倾斜的矩形。
【3 点中心矩形】按钮:单击选择第一点作为矩形中心点,继续选择第二、第三点且以两点连线作为矩形一条边,绘制倾斜矩形;
【平行四边形】按钮:单击选择第一、第二、第三点,以这三个点为顶点绘制平行四边形。
使用【多边形】命令,可以绘制圆的内切或外接正多边形,边数在3~40 之间。在【草图】选项卡中单击【多边形】按钮 ,或选择【工具】>【草图绘制实体】>【多边形】菜单,通过设置必要参数并在绘图区域选择两点绘制一个正多边形。绘制多边形过程中,属性管理器显示如图 2-13 所示。
下面介绍一下【多边形】属性管理器中各选项的作用。
【参数】编辑框:输入正多边形的边数。
【内切圆】单选钮:绘制正多边形的同时,在内部自动形成一个与正多边形各边相切的构造线圆。
【外接圆】单选钮:绘制正多边形的同时,在外部自动形成一个通过正多边形各顶点的构造线圆。
内切圆和外接圆如图 2-14 所示,其作用仅限于标注多边形尺寸。
图2-13【多边形】属性管理器
图2-14多边形的内切与外接圆
在【草图】选项卡中单击【直槽口】按钮 ,或选择【工具】>【草图绘制实体】>【直槽口】(【中心点槽口】、【三点圆弧槽口】、【中心点圆弧槽口】)菜单,通过在绘图区域选择三个或四个点绘制一个槽口。槽口分为直槽口和圆弧槽口,如图 2-15 所示。
绘制槽口过程中,属性管理器显示如图 2-16 所示。
图2-15直槽口和圆弧槽口
图2-16 【槽口】属性管理器
下面介绍一下【槽口】属性管理器中各选项组的作用。
(1)【槽口类型】选项组。
【直槽口】按钮:单击选择第一点和第二点作为槽口中心直线端点、继续选择第三点作为槽口周线上的一点绘制形成直槽口。
【中心直槽口】按钮:单击选择第一点作为槽口中心点、继续选择第二点作为槽口中心直线的端点、再次选择第三点作为槽口周线上的一点绘制形成直槽口。
【三点圆弧槽口】按钮:单击选择第一、第二和第三点分别作为槽口中心圆弧线的两个端点和圆弧中间任一点、继续选择第四点作为槽口周线上的一点绘制形成圆弧槽口。
【中心圆弧槽口】按钮:单击选择第一、第二和第三点分别作为槽口中心圆弧线的圆心和两个端点、继续选择第四点作为槽口周线上的一点绘制形成圆弧槽口。
(2)【添加尺寸】复选框和选项组。该复选框被选中时,将在绘制槽口时直接添加槽口长度和宽度尺寸。
【中心到中心】按钮:标注的长度尺寸为两端圆弧中心点之间的距离。
【总长度】按钮:标注的长度尺寸为两商圆弧顶点之间的距离。
在【草图】选项卡中单击【样条曲线】按钮 。或者选择【工具】>【草图绘制实体】>【样条曲线】(【样式样条曲线】、【方程式驱动的样条曲线】)菜单,通过在绘图区域连续单击选择多个点,绘制一条通过这些点的光滑曲线,如图2-17所示。
绘制过程中选择的点称为节点,点击选中样条曲线后在节点处将出现方向向量,通过调整节点和方向向量可以改变样条曲线的形状,如图 2-18 所示。
图2-17样条曲线
图2-18节点和方向向量
在【草图】选项卡中单击【椭圆】按钮 ,或选择【工具】>【草图绘制实体】>【椭圆(长短轴)】(【部分椭圆】、【抛物线】、【圆锥】)菜单,通过在绘图区域单击选择三个点,绘制一个椭圆。其中,第一个点为椭圆圆心,第二和第三个点分别为椭圆长、短轴上的顶点。
在【草图】选项卡中单击【文本】按钮 ,或选择【工具】>【草图绘制实体】>【文本】菜单,输入文字,并沿选定的一条图线分布,如图2-19 所示。
绘制文本过程中,属性管理器显示如图 2-20 所示。
图2-19文本
图2-20 【草图文字】属性管理器
下面介绍一下【草图文字】属性管理器中各选项组的作用。
(1)【曲线】选择框:选择指定文本的分布曲线。
(2)【文字】选项组。
【文本】编辑框:文本内容输入框。
【文本编辑】按钮组 :加粗、倾斜、对齐等文本格式设置按钮。
【使用文档字体】复选框:如勾选该项,则使用系统设置的默认字体(菜单【工具】>【选项】>【文档属性】>【注解】>【文本】),如去掉该选项前的√,则通过下方的【字体】按钮进入选择字体对话框,如图 2-21 所示。
图2-21选择字体
在SolidWorks 2022 系统中,标注尺寸又称为添加尺寸约束,用于定义和驱动草图元素的位置、大小、方向等。
大多数的草图尺寸可以通过【草图】>【智能尺寸】命令添加,点击该命令按钮后选择要添加尺寸的草图元素,单击鼠标左键将尺寸放置在光标所在位置,或单击鼠标右键锁定尺寸标注的方向后再继续移动尺寸文字的位置,找到合适位置后单击鼠标左键确定放置尺寸数字。
在创建或编辑尺寸时,用户可以在弹出的【修改】对话框(见图2-22)中直接输入尺寸数值或通过点击按钮进行如下操作。
图2-22修改对话框
下面介绍一下【修改】对话框中各选项组的作用。
(1)【距离】输入框:输入距离数值。
(2)【距离】滚轮 :通过按住鼠标左键并拖动来调整尺寸大小。
(3)按钮组。
【确定】按钮 :保存尺寸值并退出对话框。
【取消】按钮 :恢复原始值并退出对话框。
【重建】按钮 :使用当前的尺寸值重建模型。
【反转尺寸方向】按钮 :反转尺寸方向。
【重设增量】按钮 :改变选值框的增量值。
【标注要输入进工程图中的尺寸】按钮 :该按钮被按下,则被标注的尺寸在创建工程图时允许被带入工程图作为工程图中的一个尺寸。
【智能尺寸】除了可以标注线性尺寸、直径尺寸和半径尺寸外,还可以标注角度尺寸。选择既不共线也不平行的两条直线,或选择三个不共线的点都可以进行角度尺寸的标注。使用三点标注角度尺寸时,第一点应选择该角度的顶点,如图2-23中标注圆弧圆心角时,首先应选择圆心,其次再选择圆弧两个端点。
图2-23三点标注圆心角
下面,我们通过绘制如图 2-24 所示的异形垫片草图,来熟悉草图的绘制过程,并练习前面所学的草图操作。
图2-24异形垫片轮廓草图
绘制异形垫片草图操作视频
在绘制草图的过程中,单击图形区域上方的【隐藏/显示项目】按钮 ,在弹出的下拉列表中单击【观阅草图几何关系】按钮,或者选择【视图】>【草图几何关系】菜单,可以控制草图几何关系的显示状态,方便绘图。
如图 2-24 所示的异形垫片草图比较简单,由圆、直线、圆弧、槽口组成,使用【直线】、【圆】和【直槽口】命令绘制草图实体,并使用智能尺寸标注可以完成。
步骤一:新建文档>零件。
步骤二:进入草图绘制模式。
草图>草图绘制,在主窗口跳出的三个基准面中用鼠标左键点选上视基准面,进入草图绘制模式,此时,“草图绘制”按钮变为“退出草图”,设计树中出现“草图 1”。
步骤三:绘制草图图线。
草图>直线,选择直线命令,以坐标原点为起点绘制两条直线并以接续方式绘制圆弧线。
继续绘制直线,移动鼠标直到直线与圆弧相切(出现相切约束符),点击完成直线。
继续绘制直线,将鼠标移动到起点(坐标原点)上方,点击完成直线。
继续绘制直线,将鼠标移动到起点,点击完成直线。
草图>圆,选择圆弧圆弧为圆心,画圆。
草图>槽口,画直槽口。
草图>直线下拉>中心线,以坐标原点为起点画一条水平中心线(标注尺寸用)。
步骤四:尺寸标注。
草图>智能尺寸,依次标注长度尺寸、角度尺寸和圆的位置尺寸、直径尺寸,注意:选择相邻交线就可标注两交线间夹角的角度值。
步骤五:退出草图。
草图>退出草图。
步骤六:拉伸。
特征>拉伸凸台/基体,在给定深度 输入框中输入值4,其他值默认。
说明:拉伸出实体模型是为了后期检查验证草图是否创建正确。
步骤七:保存文件。
保存,文件名“异形垫片”。