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
