草图设计及基准特征的建立

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1、第二部分：草图设计及基准特性的建立Pro/E中二维绘图在三维建模中占有极重要的地位，三维建模特性的生成、工程图的建立以及装配特性的创立均要以二维截面的绘制为基本。在 Pro/Engineer中，新增全有关2D制图，在新的智能化约束、捕获功能加快了实体特性的创立。下面简介在Pro/E“草绘”模式下的二维 图形的绘制的知识与操作措施。在“草绘”环境下，绘制、编辑、二维几何图形的尺寸标注以及定义几何图元的关系式。2.1二维截面简介如果将具有三维特性的体积块切断，可以得到此特性的二维断面，此断面称为截面。截面就是产生三维特性时所需的二维几何图元，显然三维特性取 决于二维截面图元。构成二维截面图元有两大

2、要素：即二维几何图形和尺寸大小。在创立二维截面图元过程中，一方面绘制二维几何图形，然后进行尺寸标注，最后再 修改尺寸的数值。1、二维截面图形的绘制模式进入二维截面图形的绘制模式有两种方式：（1）【草绘(Sketch)】进入截面绘制的模式（2）【零件（Part）】进入截面绘制的模式通过三维模型创立时，必须绘制二维截面的过程来进入截面绘制的模式，由此绘制的截面将涉及于每一种三维特性中，但仍然可以单独保存为扩展名.sec的文献。也可直接生成零件特性。在绘制二维截面图形时，有自动及手动两种措施。如果在“草绘(Sketch)”下拉菜单中“目的管理器(Intent Manager)”选项前选中此项（见图2

3、.1左侧），则为“自动标注尺寸”状态；如果“草绘”下拉菜单中“目的管理器(Intent Manager)”选项不选此项（见图2.1右侧），则为“手动标注尺寸”。在Pro/Engineer中，“目的管理器(Intent Manager)”已经被高度集成到各模块中了，这样使Pro/E系统在创立特性时，增长了许多顾客默认的假设，增长了软件的智能性。2、目的管理器的假设：（1）【水平（或垂直）线】：绘制的直线接近水平（或垂直），则系统假设其水平（或垂直）。线段的另一端点似乎不随鼠标的位置变化而变化，而被系统锁定在水平或垂直状态，并且动态地标示水平（或垂直）的符号，水平符号“H”，垂直符号“V”。（2）

4、【互相平行（或垂直）的直线】：如果供应制的直线与已经存在的线段接近平行（或垂直），则系统觉得它们互相平行（或垂直），系统被约束在平行或垂直的状态下，并且动态显示平行符号“”，垂直符号“”。（3）【同半径（或直径）】：如果绘制的一种圆（或圆弧）与已经存在的圆弧半径（或直径）接近，则系统觉得它们相等，标注“R”符号。（4）【等长度的直线】：如果绘制的线段与已存在的线段接近相等，则觉得其长度与其最接近的已存在的线段长度相等，并且标注符号“L”。（5）【对称】：如果有关某中心线相对地绘制线段或截面，当它们尺寸相似时，系统觉得它们是完全对称的，并且为之标注对称符号“”。（6）【相切】：如果绘制的线段与已

5、存在的圆弧相切，系统觉得其相切，并且标注符号“T”。（7）【90与180的圆弧】：如果绘制的圆弧端点与水平或垂直方向近似相切，则系统觉得该圆弧的弧度为90的倍数。绘制点位于线段上或者位于线段的端点：当绘制点位于线段附近时，系统觉得该点位于线段上，如果绘制点位于线段的端点附近，系统觉得该点位于线段的端点处，即觉得该点与线段端点共点。绘制二维截面时，在工具栏处有6个按钮，用以控制撤销、重做、与否显示尺寸、与否显示约束、与否显示网格、与否显示截面顶点（图2.2）。 2.2绘制几何图形1“草绘”菜单指令“草绘”菜单指令如图2.3右侧所示，左侧为使用“目的管理器(Intent Manager)”的图标。

6、（1）【数据来自文献】：由扩展名为drw、sec、igs及dwg的文献输入二维截面几何数据，其中drw及sec分别为Pro/Engineer二维工程图及二维截面的文献；igs为IGES文献；dwg为AUTOCAD文献。（2）【特性工具】：创立三维特性时的某些工具，其选项涉及：1）【转轴(Axis of Revolution)】：指定三维特性的旋转轴。2）【切换截面(Toggle Section)】：在以“混合”方式创立三维特性时，此选项是切换二维截面的的工具。 3）【始点(Start point)】：在以“混合”创立三维特性时，此选项是指定二维截面起始点的工具。4）【合顶点(Blend Ver

7、tex)】：在以“混合”创立三维特性时，设定 “混合”顶点的工具。5）【声明(Declaration)】：声明二维截面线条与装配设计的关系。2“编辑”菜单下指令“编辑”菜单下指令如图2.4所示，功能阐明如下：（1）【恢复/重做(Undo/Redo)】：放弃/恢复上一种操作。（2）【选择(Select)】：用鼠标选用画面的一种或多种项目，选用的方式涉及【依次(One-by-One)】、【链(Chain)】、【所有几何形状(All Geometry)】及【所有(All)】。（3）【修改(Modify)】：修改尺寸数值、更改尺寸标注的位置、更改样条曲线的造型、更改文本的内容或样式。（4）【删除(De

8、lete)】：将所选用的线条、尺寸或约束条件删除掉（选用的项目在画面上呈红色），也可直接按键盘的删除键。直线的类型可分为几何直线和中心线两种几何直线在图中显示为实线，作为实体的轮廓线；中心线在图中显示为虚线，作为建立其她特性辅助线。1）【中心线(Centerline)】：单击绘制中心线，按“中键”结束绘制中心线。2）【直线(Geometry)】：单击绘制直线，按“中键”结束绘制实线。3直线图元绘制范例1环节1：创立二维截面图形。在工具栏中单击图标，类型选项选择“草绘”，然后输入名字sketch_1，单击【 拟定(Ok)】指令，如图2.5所示。进入二维截面绘制状态。环节2绘制几何图元。单击图标，

9、用鼠标左键单击图2.6所示的1和2的位置，以产生垂直中心线。单击图标，单击如图2.6所示的3，4，5，6，7，8，9的位置，以产生持续线，按鼠标中键，终结实线的绘制。环节3保存文献。在工具栏中单击按钮，在系统提示栏中，按下按钮或按回车键，以接受缺省的文献名保存，单击按钮，退出【草绘】操作状态。4、常用基本图形的绘制工具（1）【矩形(Rectangle)】：单击图标，以鼠标左键选用矩形的斜对角，以产生矩形。（2）【圆与椭圆】：在此图标下有中心半径画圆、同心圆、椭圆三种创立图元的方式：1)【中心半径画圆(Center/Point)】：创立圆。通过选用“中心点”方式来创立圆。单击图标，用鼠标左键点选

10、圆心，移动鼠标至合适位置，用鼠标左键点选圆上的一点。2)【同心圆(Concentric)】：创立同心圆。单击图标，选用一种参照圆或一条圆弧来定义中心。选定的参照圆可以是一种草绘图元或一条模型边。3)【椭圆(Ellipse)】：单击图标，使用鼠标左键指定椭圆的中心，移动鼠标至合适位置定出椭圆上的上点，产生椭圆的X半径和Y半径，则系统生成椭圆。（3）【绘制圆弧】：在此图标下有3点/相切终点、中心与端点、同心弧、圆锥线创立图元的方式：1)【3点/相切终点(3 Tangent)】：单击图标，是以“三点画弧”的方式创立圆弧，并产生相切圆弧。 2)【同心弧(Conectric)】：单击图标，是以“同心弧”

11、的方式创立圆弧。3)【中心与端点(Center/Ends)】：单击图标，通过选出圆弧的中心点和端点来创立圆弧。4)【圆锥线(Conic)】：单击图标，是以“三点画圆锥”的方式创立圆锥曲线。（4）【圆角(Fillet)】：圆倒角和椭圆倒角：单击和图标，选用两图元（直线、圆弧或曲线），即可产生圆弧形或椭圆形圆角。注意：两平行线不能产生圆角。二维绘图实例：绘制如图2.7所示的图形。环节1：创立新的截面文献。单击按钮，单击【草绘】指令，然后输入名字：sketch_2，单击按钮。环节2：绘制几何图元。单击图标，用鼠标左键单击如图2.8所示的1及2的位置，产生垂直中心线，单击图标，点选3和4的位置，产生矩

12、形。单击图标，点选59的位置，产生持续的直线，单击图标，点选10及11的位置，产生圆。环节3：单击图标，点选如图2.9所示的1与2、3与4、的位置，产生小圆角单击图标，点选5与6、7与8的位置，产生小椭圆。（5）【样条曲线(Spline) 】：单击图标，在画面上点选曲线通过的点，即可产生平滑曲线，曲线上的点称为“插入点”。产生了样条曲线后，若想更改曲线的形状，则点选曲线后单击图标后，运用“修改样条”对话框进行修改。此对话框分为两部分：“插入点”的解决和曲线上点坐标值的。1）【点(Points)】的解决【修改样条】对话框如图2.10所示，可进行插入点或控制点的移动、增长、删除“插入点“、显示曲线

13、等工作。【移动(Move)】：移动点变化曲线的造型。直接移动曲线的“插入点”、“控制点”来变化曲线的造型，这两种变化曲线造型的方式有所不 同。移动“插入点”时，若点与点的距离很近，则很小的点移动量会曲线变化幅度较大；但移动“控制点”时，则无此现象，且不管控制点如何变化，曲线永远落在 控制多边形的内部。【增长(Add)】：增长曲线的“插入点”、“控制点”，在原有的曲线上增长插入点后，可运用移动选项移动插入点的位置，以增长曲线的局部凹凸造型变化。【删除(Delete)】：删除曲线的“插入点”，曲线将变得较为平滑。【显示曲率(Display Control Poly)】：显示出曲线的曲率变化，也可选

14、比例设定曲率数值的大小比例，选密度设定曲率显示的收疏密限度。【离散(Sparse)】：减少曲线的点数据量，需设定偏差值，使减少点数量后所得到的曲线与原曲线的最大误差值在此误差量内。【光滑(Smooth)】：使曲线平滑化，在信息窗口中增长平均值中使用的点的奇数数目。2）【坐标的解决(Coordinates)】单击【修改样条】对话框中的“坐标”标签，则浮现图2.11所示的对话框， 【修改(Modify)】：选曲线上的插入点，直接由信息窗口输入点的新坐标值，曲线造型随之更改。【读取(Read)】：读入扩展名为pts的文献，由读入的点数据创立曲线，在pts文献中，每一行的数据为第一种点的坐标值，而坐标

15、系可为“笛卡尔”坐标或“极”坐标。【保存(Save)】：将曲线的点数据存为扩展名为pts的文献。【信息(Info)】：显示出曲线所有点的坐标值。（6）【坐标系(Coord sys)】：单击图标，用左键定出坐标系的位置即可。（7）【点(Point)】：单击图标，用鼠标左键选择旋转点的位置，即可产生一种点。点可以标注倒圆角的顶点。（8）【文本(Text)】：单击图标，用左键画直线（用于定义文本的位置及方位），再输入英文或中文文本。可运用文本对话框控制字体、字的长宽比例及文字的倾斜角度，也可选用文本对话框左下角的“沿曲线放置”复选框，将文字沿着曲线放置。注意：输入的单行文字不多于79个字符（9）【标

16、注尺寸(Dimension) 】：在Pro/E中，绘制二维图形时，系统会自动将所绘制的几何图元标注尺寸（使用【目的管理器】），并且自动标注的尺寸是全约束的。但是系统提供的尺寸标注不一定是顾客所需要的，这就需要进行手动的尺寸标注。2.3编辑几何图元绘制二维截面时，有时必须将几何图元进行调节、修改，或是通过特殊的解决，才干得到所需的图元。“编辑”菜单下的“拷贝、镜像、比例和旋转及裁剪”指令用以调节和操作几何图元。1.【拷贝(Copy)】：选用一种或数个几何图元，单击图标后即复制出图元，然后对复制的图元进行“移动、缩放或旋转”。缩放的比例和旋转的角度可直接在缩放旋转对话框中输入。2.【镜像(Mirr

17、or)】：运用中心线将几何图元镜像至中心线的另一侧，产生对称的几何图元。先选用一种或多种图元，单击图标，再选用中心线（作为镜像轴线），可使所选的几何图元镜像至中心线的另一侧。但不能镜像“尺寸、文本图元、中心线、参照图元”。3.【线条和尺寸的移动(Move)】：单击图标，选用一条或数条几何线条，用鼠标左键移动线条（画面上线条将会有一种“手”的符号）。4.【线条的缩放及旋转(Scale and Rotate)】：选用一条或数条几何线条，单击图标，进行线条的“移动、缩放和旋转”。选用一条直线后，单击图标后，即可见虚线长方形及“移动、缩放、旋转”的标记，完毕线条的“移动、缩放、旋转”后，在对话框中单击

18、按钮确认即可。此外，也可直接在缩放旋转对话框中输入缩放的比例和旋转的角度。5.【裁剪线条】：（1）【动态删除线段(Delete Segment)】：单击图标，被选用的线段（在画面上以红色显示出来）被删除，也可单击描出样条曲线和该曲线相交的线段则被删除。（2）【角落处进行裁剪(Corner)】：单击图标，选用两条线，则系统自动裁剪或延伸两条线，如果两线段在延长线上无交点，则系统提示错误信息。（3）【分割(Divide)】：单击图标，系统提示选择要打断的线段，被选择的图元在鼠标单击处一分为二，或选择两条线的交点，则两条线分别在交点处被切成两段。2.4尺寸标注当完毕了几何线条的绘制后，Pro/E会自

19、动标注出尺寸，此尺寸称为弱尺寸，若标注的尺寸不抱负，则顾客可以运用“草绘”菜单下的尺寸命令，或单击图标来标注所需的尺寸，标注出来的尺寸以黄色显目前画面上，此类尺寸称为强尺寸，顾客运用图标加入一种强尺寸时Pro/E会自动删除一种弱尺寸。尺寸的标注是用左键选用几何图元，然后用“中键”指定尺寸所要摆放的位置。如果在标注布置和约束中增长一种尺寸而导致冲突或反复，则“草绘器”会发出警告，告知顾客删除一种尺寸以解决冲突。直到系统中每个图元的尺寸标注和约束都正好为全约束。1、直线的标注(1)线段长度的标注。用选择需要标注的线段。然后移动鼠标到合适的位置单击“中键”，放置该尺寸文字。(2)两条平行线间的标注。

20、用左键单击这两条直线，线段被系统显示为红色，然后移动鼠标到合适的位置单击“中键”，放置该尺寸。(3)点和直线间的标注。用左键单击这条直线，线段被系统显示为红色，单击要标注距离的点，移动鼠标到合适位置单击“中键”，放置该尺寸。(4)两点间距离的标注。用鼠标左键单击将标注的两点，移动鼠标到合适的位置单击“中键”，放置该尺寸。(5)两直线角度的标注。用左键单击这两条直线，移动鼠标到合适的位置单击“中键”以放置该尺寸。如果两直线互相平行，则标注两直线距离，若直线相交，则标注两直线角度。2、圆或圆弧尺寸的标注(1)半径尺寸标注。对圆弧或圆创立半径尺寸时，在该圆弧或圆上单击左键，然后移动鼠标到合适位置单击

21、“中键”，以放置该尺寸，即可标出该尺寸。(2)直径尺寸标注。对圆弧或圆创立直径尺寸时，在该圆弧或圆上双击左键，然后移动鼠标到合适位置单击“中键”，以放置该尺寸，即可标出该尺寸。(3)旋转截面直径的标注。用鼠标左键单击圆柱面的边线，接着点选中心线，然后再点选旋转截面的圆柱面边线，移动鼠标到合适位置用“中键”，指定尺寸的放置位置。(4)圆或圆弧距离的标注。对圆或圆弧创立相对距离尺寸，有圆心距离和切线距离两种方式。标注环节如下：1)如果在选择圆或圆弧时，点选的位置是圆或圆弧的圆心，则生成的距离为圆心之间的距离。操作措施：在两圆或圆弧的中心处单击鼠标左键，则该点变为红色，然后移动鼠标到合适的位置单击“

22、中键”，放置该尺寸。2)选择圆或圆弧的边线，则生成的距离尺寸标注为切线距离。此时系统弹出如图2.12所示的尺寸类型对话框。3)在标注类型选项对话框中选择圆心选项，则生成的尺寸标注为两圆心间的距离。圆心距离有水平距离、垂直距离和斜线距离3种。4)在标注类型选项对话框中选择切线选项，则生成的尺寸标注为两圆或圆弧切线间的距离。系统弹出图2.13所示的水平(Horiz)、垂直(Vert)选项对话框。5)在切线尺寸标注选项对话框中，垂直选项标注的切线为圆弧间的垂直切线距离；水平选项标注水平切线距离。(5)圆弧角度标注：点选圆弧两端点，再选用圆弧上任一点，然后移动鼠标“中键”指定尺寸参数摆放的位置，即可标

23、出其角度。3、圆锥尺寸标注单击图标，系统会自动标注其尺寸，尺寸涉及两端点间的相对位置尺寸、两端点的角度尺寸、以及rho值。拟定圆锥尺寸有两种措施：一种是使用一种rho值来定义圆锥的形状。另一种需要在所选位置增长一种不同的“草绘器”点以固定圆锥。生成的圆锥由两个端点和不同的第三点来定义。椭圆与其她曲线的rho值：(1)椭圆：0.05rho0.5(2)抛物线：rho=0.5(3)双曲线：0.5rho0.95rho值愈大，则圆锥曲线越膨；rho值愈小，则圆锥曲线越扁。4、样条曲线的标注单击图标，画出样条曲线后，Pro/E系统会自动标注曲线头尾两端点的相对位置尺寸。固然也可以使用样条曲线的端点或插值点

24、来增长样条曲线的其她尺寸标注。如果该样条曲线依附于其她几何图元，并且其端点的尺寸已拟定，就可以不必增长样条曲线的其她尺寸。标注样条曲线端点角度尺寸的措施：一方面在其端点处绘制一条中心线，以建立角度关系；选择曲线；选曲线的一种端点（用以做旋转轴）；选中心线（用以做为角度标注参照线）；用鼠标中键指定角度尺寸放置的位置。注意：如果要标注尺寸时输入的尺寸值为负值时，对于线性尺寸，输入负的尺寸值，它会使几何变化方向。在“草绘器”中，重新生成前，负号会出目前所标注的尺寸旁边。但在“零件”模式中，尺寸值总以正值浮现。5、椭圆形圆角或椭圆标注标注椭圆形圆角或椭圆的尺寸，只需要标注其水平和垂直端点及其中心的距离

25、即可。即标注椭圆形圆角或椭圆的X半径和Y半径。用鼠标左键单击椭圆，椭圆变成红色高亮显示，用“中键”选择尺寸文字放置位置，系统弹出半径标注选项对话框，如图2.14所示，X半径(X Radius)：标注水平半径，Y半径(Y Radius)：标注垂直半径。尺寸标注注意事项：(1).标注尺寸时，必须将截面做一完整的定义，让每一种几何图元有惟一的关系及位置。(2).若截面有非常小的尺寸，则可以先以尺寸画截面线条，再更改其参数值为小尺寸，即得所需的几何形状。(3).可运用点来定圆角与圆弧的位置尺寸。(4).由于中心线能用以辅助几何无意的位置对齐，可以运用中心线来定点与线的位置尺寸。 2.5修改尺寸数值单击

26、修改图标后，选择一种或几种尺寸，则这些尺寸列在修改尺寸对话框中，可以直接输入每个尺寸的数值，或拉动使尺寸数值呈现动态变化。另一种修改尺寸的措施是：用鼠标左键双击某一尺寸，系统立即会在尺寸附近显示尺寸修改对话框，在对话框中可直接修改其值。1.再生（Regenerate）】：缺省为选中，使一种尺寸数值变化时，线条的几何形状或位置立即变化；若不选中，则所有尺寸数值指定完毕，单击确认按钮后，整个截面的几何形状方才变化。当选中该复选框时，每更改一种尺寸，Pro/E立即计算整个截面的几何形状，若顾客输入的尺寸数值不恰当，则导致Pro/E计算失败，因此，建议顾客取消此选项。2.【锁定比例（Lock Scal

27、e）】：缺省为不选中，单一尺寸的数值变化立即变化其几何图元的形状；若选中，则所有被挑选的尺寸的几何图元将会一起变化，以维持尺寸间的数值比例。 尺寸标注范例1环节1：打开截面文献,单击图标选用截面文献sketch_fl_1,然后单击打开。环节2：标注尺寸,单击图标，加入两个直径尺寸环节3：修改尺寸数值，运用鼠标左键选用所有尺寸，单击图标，取消再生选项，然后更改为图2.16所示的尺寸数值，最后单击对话框的确认按钮。环节4保存文献后离开。单击图标，然后单击按钮。 尺寸标注范例2环节1：打开截面文献，单击图标选用sketch_fl_2.sec，再选打开。环节2：标注圆周至斜线的距离尺寸,单击图标，标注

28、圆周至斜线的距离尺寸。Pro/E会显示如图2.17所示的尺寸冲突（有多余约束条件），选择圆与图元上边线的距离(Pro/E会加方框显示欲删除的尺寸)。环节3：标注二个圆之间的中心距离尺寸,单击图标，标注尺寸。环节4：修改尺寸,运用鼠标左键选用所有尺寸，单击图标，取消再生选项，然后更改为图2.18所示的尺寸数值，最后单击对话框的确认按钮。环节5保存文献后离开。单击图标，然后单击按钮。2.6设定约束几何约束是在Pro/E创立特性过程中比较常用的指令，在设计时，可以根据模型的规定，先拟定某些图元的互相约束关系，如：位置关系、垂直关系、平行关系等。将其定义为强约束，在后来的模型生成与自动修改时系统将不会

29、变化强约束关系，有助于简化建模，提高建模效率。当顾客进入二维图形绘制时，系统将自动进入使用约束条件。当鼠标出目前某约束公差范畴内时，系统对该约束并在图元旁边动态显示该约束的图形符号。也可以在“草绘”工具栏中图标，则系统弹出几何约束对话框，如图2.19所示。顾客可以点选不同的约束条件。 垂直线段：将一条线段约束为垂直，系统规定选择两直线。水平线段：将一条线段约束为水平，系统规定选择两直线。垂直：使两线段互相垂直，系统规定选择两直线。相切：使线段与圆弧相切，系统规定选择线段和圆弧。实体上的点：定义一点位于另一种实体上，系统规定选择两顶点或端点。相似点：将两个点定义为同一种点，系统规定选择两顶点或端

30、点。对称：将两个有关某中心线几乎对称的图元定义为互相对称，系统规定选择中心线和对称图元。相等长度：约束两线段为相等的长度，系统规定选择两直线。平行：使两线段互相平行，系统规定选择两直线。解释：将被选择的约束加“亮”显示其约束图元。2.7再生失败的解决在某些状况下，当顾客完毕截面绘制后使用再生命令时，系统会再生失败。下面将常用的再生失败归纳起来简介，使读者对再生失败可以有个比较清晰的理解。1、过尺寸标注所谓过尺寸标注：即为图元给了多余的尺寸标注，不符合Pro/E全尺寸约束规则，Pro/E容许图元有必要的尺寸标注，不容许有多余的尺寸标注。当有多余尺寸时，系统将反复的尺寸标注用红色标记出来。解决措施

31、是，删除工作区中系统标记为红色的尺寸标注中不必要的一种，或者删除一种多余的约束条件。2、欠尺寸标注系统提示信息为：“局限性尺寸的截面。请增长尺寸”。系统将缺省尺寸约束的图元以红色标记出来。解决措施是，检查被标记为红色的图元，若整个 几何图元线条都标记为红色，则此几何图元的尺寸局限性，为缺少尺寸标注的图元添加尺寸。如果几何图元的端点均被标记为红色，则此几何图元的位置尺寸局限性，为 红色标记的点标注位置尺寸。3、剖面太小系统提示信息为：“截面再生成失败。加“亮”段太小”，同步将区域用红色标记出来。解决措施：使用图标，放大系统标记为红色的剖面区域，然后自动再生，如果仍然失败，则修改绘图的精确度。4、无图元可以再生系统提示信息为：“截面再生成失败。无实体再生成”。工作区中尚未作任何绘图操作，不能再生。解决措施：使用下拉菜单“视图”中的“重绘”命令，查看工作区中与否有绘制的图元，然后再重新绘制图元。