1、第2章参数化草图建模主讲教师:大学 学院 2Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用2 参数化草图建模 Pro/E 特征建模是采用二维草图生成三维实体的造型方法,绘制的二维截面图形称为草图,草图是与实体模型关联的二维图形,用户可以在三维空间中的任何一个平面内建立草图平面,并在该平面内绘制草图。草图绘制过程中要经常使用“约束”的功能,用户可以通过添加几何约束与尺寸约束控制草图中的图形,方便地实现参数化建模。应用草图工具,用户可以绘制近似的曲线轮廓,再添加精确的约束定义后,就可以完整表达设计的意图。草图绘制是三维建模的基础,熟练掌握草图绘制与约束的使用对学习Pro/E起到非常重要的作用
2、。3Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用2.1基本二维草图命令的使用基本二维草图命令的使用 2.1.1草绘环境的设置草绘环境的设置 2.1.2“草绘器工具草绘器工具”工具栏的显示工具栏的显示 2.1.3基本二维草图的绘制基本二维草图的绘制 2.1.4二维草图的编辑二维草图的编辑2.2草绘示例草绘示例 2.2.1草绘操作步骤草绘操作步骤 2.2.2草绘示例草绘示例2.3习题习题 本章节目录 4Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 在Pro/E中,二维草绘的环境称为“草绘器”,草绘环境与其他的CAD类软件环境类似,草绘文件的后缀名为“.sec”,进入草绘环境有以下两
3、种方法:(1)由“草绘”模块直接进入草绘环境;(2)由“零件”模块进入草绘环境。2.1 基本二维草图命令的使用 5Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用2.1.1 草绘环境的设置 进入草绘环境后,系统显示11个下拉选单,这些菜单内容包括Pro/E二维草绘环境所提供的所有命令。在此环境中,仅亮显的菜单项才能在活动的草绘窗口中使用。进入草绘环境后,用户可在工具栏所在的位置右击鼠标,根据需要控制项目显示与否,在绘制二维草图时,应显示“草绘器”和“草绘器工具”工具栏,草绘环境如右图所示。2.1 基本二维草图命令的使用 6Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 2.1.2“草
4、绘器工具”工具栏的显示 “草绘器工具”工具栏如下图所示,该工具栏提供了绘制二维草图时几何图元的创建与编辑命令。Pro/E默认工具栏位于窗口的顶部,用户可以按照自己的习惯采用拖动的方式改变工具栏的位置。工具栏可位于窗口的顶部、右侧和左侧。2.1 基本二维草图命令的使用 7Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 当用户在工具栏区域内右击鼠标,选择“工具栏”选项时,系统将打开“定制”对话框的“工具栏”选项卡,在其中也可以设置工具栏的显示与位置。2.1 基本二维草图命令的使用 8Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 2.1.3 基本二维草图的绘制 在绘制草图时,系统默认的
5、背景是黑色,若用户想修改系统颜色,可执行“视图”“显示设置”“系统颜色”,打开系统颜色对话框,在对话框的选项卡里面设置图元颜色,在布置选单中设置背景色。在练习草绘时,如果不希望系统标注的尺寸显示,用户可以通过“草绘器”工具栏来控制标注尺寸的显示。“草绘器”工具栏如下图所示。命令用于切换尺寸的显示(开/关),用于切换约束的显示(开/关),用于切换网格的显示(开/关),用于切换剖面顶点的显示(开/关)。2.1 基本二维草图命令的使用 9Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 1线条的绘制 该命令组可用于创建两点线、与两个图元相切的线、两点中心线。命令用于创建两点线时,用鼠标左键点选不
6、在同一位置的两点,即可产生一条直线。绘制完成后点击鼠标滚轮或者鼠标左键点击箭头结束直线的绘制,一般采用单击鼠标滚轮的操作来结束命令,草绘直线示例如下图所示。2.1 基本二维草图命令的使用 10Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 使用 创建与两个图元相切的线时,用鼠标点选两个圆弧,即可产生一条与圆或者圆弧相切的公切线,公切线形式与鼠标单击的位置有关,草绘两图元公切线的示例如图2.6所示。使用创建两点中心线时,用鼠标左键点选不在同一位置的两点,即可产生一条中心线,草绘中心线示例如图2.7所示。2.1 基本二维草图命令的使用 11Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用
7、 2矩形的绘制 该命令用于创建矩形,用鼠标左键点选矩形的对角线,即可产生一个矩形,草绘矩形示例如图2.8所示。2.1 基本二维草图命令的使用 12Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用3圆的绘制 该组命令采用不同的命令绘制圆。半径画圆命令采用圆心与半径的方式来绘制圆,该命令通过拾取圆心和圆上一点来创建圆。以鼠标左键确定圆心位置,然后移动光标,以鼠标左键确定圆上的点,即可产生圆,草绘圆的示例如图2.9所示。同心圆命令用于创建一组同心圆。首先点选现有圆或者圆弧的圆心,然后移动光标,即可产生圆,直到单击鼠标滚轮终止同心圆的绘制,草绘同心圆示例如图2.10所示。2.1 基本二维草图命令的
8、使用 13Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 3点画圆命令使用圆弧上的3点来绘制圆。用鼠标左键点选3点,即可产生通过这3点的圆,草绘过3点的圆如图2.11所示。与 3个图元相切命令画圆用于绘制与3个图元相切的公切圆。以鼠标左键点选3个图元,即可产生与这3个图元相切的圆,草绘与3个图元相切的圆如图2.12所示。2.1 基本二维草图命令的使用 14Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 椭圆命令使用长轴与短轴半径绘制椭圆。以鼠标左键点选圆心,然后移动光标,确定椭圆上的点,即可产生椭圆,用户可以通过修改Rx与Ry来确定椭圆的形状,草绘的椭圆如图2.13所示。4圆弧的绘
9、制 该组命令采用不同的命令绘制圆弧。命令通过3点或在其端点与图元相切来创建圆弧,该命令通过点选圆弧起点与终点,然后移动光标,以鼠标左键确定圆弧上的点,即可产生圆弧,3点草绘圆弧的示例如图2.14所示。2.1 基本二维草图命令的使用 15Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 命令用于创建一组同心弧。首先点选现有圆或者圆弧的圆心,然后移动光标,以鼠标左键确定圆弧上的起点与终点,即可确定圆弧,直到点击鼠标滚轮终止同心圆弧的绘制,草绘同心弧示例如图2.15所示。命令通过选取圆心和端点来创建圆弧。首先以鼠标左键确定圆弧圆心,然后移动光标,以鼠标左键确定圆弧上的起点与终点,即可确定圆弧,草
10、绘圆心、起点与终点的圆弧示例如图2.16所示。2.1 基本二维草图命令的使用 16Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 命令用于创建与3个图元相切的圆弧,以鼠标左键点选3个图元,即可产生与这3个图元相切的圆弧,草绘与3个图元相切的圆弧如图2.17所示。命令用于创建圆锥弧。以鼠标左键确定圆锥弧上的起点与终点,然后移动光标,用鼠标左键点选圆锥弧上的点,即可产生圆锥弧,草绘圆锥弧的示例如图2.18所示。2.1 基本二维草图命令的使用 17Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 5圆角的创建 命令用于在两图元之间创建一个圆角。利用鼠标左键点选两个图元,即可产生一个圆弧形圆
11、角。圆角生成后,用户可以通过修改圆弧的半径来确定圆角的形状。创建圆角的示例如图2.19所示。命令用于在两图元之间创建一个椭圆角。利用鼠标左键点选两个图元,即可产生一个椭圆形圆角。椭圆角生成后,用户可以通过修改椭圆的长轴与短轴半径来确定椭圆角的形状。创建椭圆角的示例如图2.20所示。2.1 基本二维草图命令的使用 18Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 6样条曲线的绘制 命令用于绘制样条曲线。用鼠标左键在绘图区点选数个点,单击鼠标滚轮,即可产生通过这些点的样条曲线,绘制样条曲线的示例如图2.21所示。7点的绘制 命令用于创建一个点。以鼠标在绘图区选取点的位置单击,即可产生一个点
12、,草绘点的示例如图2.22所示。命令用于产生坐标系。以鼠标在绘图区选取坐标圆点的位置单击,即可产生一个坐标系,创建参照坐标系的示例如图2.23所示。2.1 基本二维草图命令的使用 19Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 8文本的创建 命令用于创建文本。以鼠标左键拉一直线确定文字的起点和方向,然后输入文本内容,即可产生文本。文本的编辑可以通过调整文本的长宽比、斜角高度和文字高度来确定文本的样式,“文本”属性对话框如图2.24所示,创建文本的示例如图2.25所示。2.1 基本二维草图命令的使用 20Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 9调色板 命令用于调用系统预
13、绘制好的多边形、轮廓、形状与星形图形。以鼠标左键双击所需图形,然后在绘图区点选图形摆放的中心位置,在缩放旋转对话框中输入图形的缩放比例及旋转角度,单击 按钮,接受更改并关闭对话框,调色板属性对话框如图2.26所示,“缩放旋转”对话框如图2.27所示。2.1 基本二维草图命令的使用 21Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 2.1.4 二维草图的编辑 1动态修剪剖面图元 命令用于修剪剖面绘制过程中的多余图元。用鼠标左键点选需要修剪的图元,则点选的图元即被删除,或者按住鼠标左键画出曲线,和该曲线相交的图元即被删除,删除多余图元的示例如图2.28所示。2.1 基本二维草图命令的使用
14、22Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 点选,即可把图命令用于将图元修剪(剪切或延伸)到其他图元或几何。用鼠标选取两图元,则系统自动修剪或延伸量图元,修剪或延伸图元示例如图2.29所示。用于在选取点的位置处分割图元。在图元上所需分割位置元进行分割,在选取点的位置分割图元示例如图2.30所示。2.1 基本二维草图命令的使用 23Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 2 镜像命令 命令用于镜像选定的图元。选取需要镜像的图元,若要选取多个图元,可以进行框选或者按下Ctrl键选择图元,执行 镜像命令,然后选取中心线,则可将所选取的图元镜像至中心线另一侧,镜像图元示例如
15、图2.31所示。用于旋转并缩放选定图元。选定图元,执行命令,即可进行对图元的移动、旋转和缩放,缩放、旋转图元示例如图2.32所示。2.1 基本二维草图命令的使用 24Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 3 创建定义尺寸 草绘图形结束以后,Pro/E系统会自动标注尺寸,若所标注的尺寸不是所需标注的尺寸,则需执行 命令,标注所需尺寸。在Pro/E草绘环境中标注圆的半径,用鼠标点选 命令,然后单击要标注的圆或者圆弧,则以半径的方式标注,如果双击圆或者圆弧,则以直径的形式标注,圆的标注示例如图2.33所示。2.1 基本二维草图命令的使用 25Pro/ENGINEER野火5.0机械设计
16、基础及应用 在绘制草图的过程中,如果感觉Pro/E绘图区中的文本显示太小,可以通过设置系统的text_height_factor选项来控制。文本高度由整个图形区高度除以该选项的数值而定,text_height_factor的数值越大,显示文本就越小。该选项是隐藏选项,在选项列表中无法查到。设定方法是直接输入,选择“工具”“选项”命令,在选项中输入“text_height_factor”,直接设定数值,单击“添加/更改”命令按钮,完成设定。该选项的设定结果不影响当前文件,新建文件后才会起作用。尺寸标注的小数点后面位数通过草图选项设定,设定方法是选择“草绘”“选项”命令,在弹出的“草绘器优先选项”
17、对话框中选择“参数”选项卡,在“精度”框架中设置小数位数。2.1 基本二维草图命令的使用 26Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 4 修改 绘制草图结束以后,标注的尺寸形式正好为所需的尺寸的标注,选取所需修改的尺寸,执行 命令,在文本框中把尺寸修改为所需尺寸。在修改过程中,建议用户取消再生复选框按钮,这样在修改尺寸的过程中,图形的基本形状不发生改变,利于操作。修改尺寸对话框如图2.34所示。2.1 基本二维草图命令的使用 27Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 5约束 约束就是对图元以及图元之间的相互关系进行设置。绘制草图以后,用户可以设置图元的水平、铅垂属
18、性,还可设置图元之间的相切、垂直、平行等关系,“约束”对话框如图2.35所示。2.1 基本二维草图命令的使用 28Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 命令用于使线或两顶点垂直。用鼠标选取一条直线,使其变为铅垂线,或者选取两个点,这两个点铅垂对齐。命令用于使线或两顶点水平。用鼠标选取一条直线,使其变为水平线,或者选取两个点,这两个点水平对齐。命令用于使两图元正交。命令用于使两图元相切。命令用于将点放在线或者弧的中间。命令用于创建相同点、图元上的点或共线约束。命令用于使两点或顶点关于中心线对称。命令用于创建等长、等半径或相同曲率的约束。命令用于使两线平行。2.1 基本二维草图命令
19、的使用 29Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 用户可以绘制近似的曲线轮廓,在添加精确的约束定义后,就可以完整表达设计的意图,解释命令按钮可以令Pro/E系统解释约束条件的意义。如果所施加尺寸与其他几何约束或尺寸约束发生冲突,称为约束冲突。冲突后标注线颜色变为红色,同时出现解决草绘对话框,用户按需保留标注尺寸,也可以把尺寸转换为参照,此时尺寸后面自动添加REF 3个字母。约束冲突后,无法对草图对象按约束驱动。在绘制草图过程中,系统会自动添加约束,用户要注意此功能,如果添加了不需要的约束,可以选中约束,按下Delete键,去除该约束。2.1 基本二维草图命令的使用 30Pro/
20、ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 在Pro/E创建草图过程中,不需要严格定义曲线的参数,只需大概描绘出图形的形状即可,再利用相应的几何约束和尺寸约束进行精确控制草图的形状,草图创建完全是参数化的过程。2.2 草绘示例 31Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 2.2.1 草绘操作步骤 Pro/E一般按如下步骤绘制二维草图:1绘制草图几何形状,即“草绘”在绘制草图时,系统自动标注尺寸,这些尺寸被称为“弱尺寸”,以灰色显示。系统在自动创建“弱尺寸”时不给予提示,用户不能手动删除“弱尺寸”。当鼠标移动至这些“弱尺寸”上时,这些“弱尺寸”以高亮显示,用户可以按照设计意图修改
21、或增加标注尺寸,这些修改或增加的标注尺寸称为“强尺寸”,也可以用鼠标点选“弱尺寸”,选中后右击鼠标,选择“强(S)”,把“弱尺寸”转换为“强尺寸”。2.2 草绘示例 32Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 2添加几何约束条件 草绘完成后,用户可以手动添加几何约束条件,控制图元的几何条件以及图元之间的几何关系,如水平、相切、相等、平行等约束条件。在绘制草图的过程中,有时需要添加辅助线,这时我们可以把需要的辅助线画出,选中需要作为辅助线的图元,右击鼠标,选择“构建”,在草绘过程中,构建线就是辅助线。3根据需要,手动添加“强”尺寸 手动添加的“强尺寸”,系统默认以白色显示。4修改几
22、何图元的尺寸 修改几何图元尺寸包括强尺寸和弱尺寸,精确控制几何图元的大小、位置,系统将按实际尺寸再生图形,最终得到精确的二维草图。2.2 草绘示例 33Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 2.2.2 草绘示例 使用草绘命令,完成如图2.36所示的草绘图形。2.2 草绘示例 34Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 具体操作步骤如下。(1)设置工作目录。选取“文件”“设置工作目录”选单命令,出现“选取工作目录”对话框,如图2.37所示,选取合适的工作目录以保存文件,然后单击“确定”按钮。2.2 草绘示例 35Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用
23、(2)新建零件文件。选择“文件”“新建”选单命令,出现“新建”对话框,在“类型”框架中选取“草绘”单选按钮,在名称文本框内输入“CH-001”,单击“确定”按钮,如图2.38所示。(3)绘制中心线。单击 右侧下拉箭头,选择 创建两点中心线,绘制两条中心线、一条水平、一条铅垂,绘制后的图形如图2.39所示。2.2 草绘示例 36Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 (4)绘制左右且上下对称的矩形。单击 按钮,绘制时,要注意系统自动出现的对称符号,运用此约束功能,绘制好的矩形如图2.40所示。(5)绘制4个圆角。单击 按钮,分别单击圆角所在的两条边,则产生所需圆角,绘制好的圆角如图
24、2.41所示。2.2 草绘示例 37Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 (6)设置半径相等约束条件。单击 命令,在出现的约束对话框中单击 命令,分别两两单击4个圆弧,使4个圆弧半径相等,设置后的结果如图2.42所示。(7)设置对称约束条件。单击 命令,在出现的约束对话框中单击 命令,选择竖直中心线,然后单击矩形上面一条边两个切点,使其左右对称。单击水平中心线,然后单击矩形右侧一条边两个切点,使其上下对称,设置后的结果如图2.43所示。2.2 草绘示例 38Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 (8)绘制中心大圆与四周4个小圆。单击 命令,绘制中心大圆,然后绘制
25、四周4个小圆,注意绘制小圆时,圆心要在4个圆角的圆心上,利用系统的相等约束,使4个小圆半径相等,绘制好的图形如图2.44所示。(9)绘制两个左右上下对称的矩形。单击 命令,绘制时,要注意系统自动出现的对称符号,绘制好的图形如图2.45所示。2.2 草绘示例 39Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 (10)删除如图2.45所示矩形的两条边。单击 命令,点击要删除的矩形边,系统即删除点选的边。要注意,在Pro/E中,如果要删除的图元和别的图元相交,系统认为该图元被分割,在删除时要分别删除,删除后的结果如图2.46所示。2.2 草绘示例 40Pro/ENGINEER野火5.0机械设
26、计基础及应用 (11)分别选取两端点画相切圆弧,单击 命令,选取两条水平直线同侧两端点作为圆弧的两个端点画圆弧,当系统出现相切约束T时,确定圆弧的绘制,用同样的方法绘制另外一侧的圆弧,绘制好的结果如图2.47所示。2.2 草绘示例 41Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 (12)选取垂直对齐命令,单击 命令,出现约束对话框,单击 命令按钮,点选右侧或左侧的两个小圆的圆心,使两个圆心位于同一条铅垂线上,设置约束后的图形如图2.48所示。2.2 草绘示例 42Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 (13)删除多余图元,单击 命令,按照下图删除多余的图元,删除后的结
27、果如图2.49所示。2.2 草绘示例 43Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 (14)标注尺寸,单击 命令,标注如图2.50所示的尺寸,注意此图共需标注8个尺寸,标注后的结果如图2.49所示。2.2 草绘示例 44Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 (15)修改尺寸数值,按下Ctrl键依次单击所需修改的尺寸,或者框选所有尺寸,单击 按钮,按照图2.51所示尺寸对草绘图形进行修改。在使用 命令时,一般在修改尺寸时取消系统的再生功能,也可以依次单击每个尺寸进行修改,最终结果如图2.51所示。2.2 草绘示例 45Pro/ENGINEER野火5.0机械设计基础及应用 (16)保存文件,将所绘制的草绘图形进行存盘。在Pro/E绘制草图过程中,约束功能给绘制过程带来了很大的方便,但是有时候约束功能也给绘图带来很多不便,要多练习,随着熟练程度的增加,就可以随心所欲地使用约束功能,提高绘图效率。2.2 草绘示例谢谢!本章结束