5.5 绘制草图高级曲线
所谓高级曲线，是指在使用SolidWorks设计的过程中不常用的曲线类型，包括矩形、槽口曲线、多边形、样条曲线、抛物线、交叉曲线、圆角、倒角和文本。
5.5.1 矩形
SolidWorks向用户提供了5种矩形绘制类型，包括边角矩形、中心矩形、3点边角矩形、3点中心矩形和平行四边形。
在命令管理器的【草图】工具栏上单击【矩形】按钮
，指针由箭头形状
变成
。在属性管理器中显示【矩形】面板，但该面板【参数】选项组灰显，当绘制矩形后面板完全亮显，如图5-62所示。
图5-62 【矩形】面板
通过该面板可以为绘制的矩形添加几何关系，【添加几何关系】选项组的选项如图5-63所示。还可以通过参数设置对矩形重定义，【参数】选项组的选项如图5-64所示。
图5-63 【添加几何关系】选项组
图5-64 【参数】选项组
【参数】选项组各选项含义如下：
●X坐标
：矩形中4个顶点的X坐标值。
●Y坐标
：矩形中4个顶点的Y坐标值。
●中心点X坐标
：矩形中心点X坐标值。
●中心点Y坐标
：矩形中心点Y坐标值。
在【矩形】面板的【矩形类型】选项组包含5种矩形绘制类型，如表5-3所示。
表5-3 5种矩形的绘制类型
5.5.2 槽口曲线
槽口曲线工具是用来绘制机械零件中键槽特征的草图。SolidWorks向用户提供了4种槽口曲线绘制类型，包括直槽口、中心点槽口、3点圆弧槽口和中心点圆弧槽口等。
在命令管理器的【草图】工具栏上单击【直槽口】按钮
，指针由箭头形状
变成
，且在属性管理器显示【槽口】面板，如图5-65所示。
图5-65 【槽口】面板
【槽口】面板中包含4种槽口类型，【3点圆弧槽口】、【中心点圆弧槽口】类型的选项设置与【直槽口】、【中心点槽口】类型的选项设置（图5-65）不同，如图5-66所示。
图5-66 【中心点圆弧槽口】类型选项设置
【槽口】面板中各选项、按钮的含义如下：
●添加尺寸：选中此复选框，将显示槽口的长度和圆弧尺寸。
●中心到中心：以两个中心间的长度作为直槽口的长度尺寸。
●总长度：以槽口的总长度作为直槽口的长度尺寸。
●X坐标置中
：槽口中心点的X坐标。
●Y坐标置中
：槽口中心点的Y坐标。
●圆弧半径
：槽口圆弧的半径。
●圆弧角度
：槽口圆弧的角度。
●槽口宽度
：槽口的宽度。
●槽口长度
：槽口的长度。
1．直槽口
【直槽口】类型是以两个端点来绘制槽的。绘制过程如图5-67所示。
图5-67 绘制直槽口
2．中心点槽口
【中心点槽口】类型是以中心点和槽口的一个端点来绘制槽的。绘制方法是，在图形区域指定某位置作为槽口的中心点，然后移动鼠标指定槽口的另一端点，在指定端点后再移动鼠标指定槽口宽度，如图5-68所示。
图5-68 绘制中心点槽口
技术要点
在指定槽口宽度时，指针无须在槽口曲线上，也可以是离槽口曲线很远的位置（只要是在宽度水平延伸线上即可）。
3．3点圆弧槽口
【3点圆弧槽口】类型是在圆弧上用3个点绘制圆弧槽口的。其绘制方法是，在图形区域单击，指定圆弧的起点，通过移动鼠标指定圆弧的终点并单击，接着移动鼠标指定圆弧的第三点再单击，最后移动鼠标指定槽口宽度，如图5-69所示。
图5-69 绘制3点圆弧槽口
4．中心点圆弧槽口
【中心点圆弧槽口】类型是用圆弧半径的中心点和两个端点绘制圆弧槽口的。其绘制方法是，在图形区域单击，指定圆弧的中心点，通过移动鼠标指定圆弧的半径和起点，接着通过移动鼠标指定槽口长度并单击，再移动鼠标指定槽口宽度并单击以生成槽口，如图5-70所示。
图5-70 绘制中心点圆弧槽口
5.5.3 多边形
在【草图】工具栏中的【多边形】工具，是用来绘制圆的内切或外接正多边形的，边数在3～40之间。
在命令管理器的【草图】工具栏上单击【多边形】按钮
；指针由箭头形状
变成
，且在属性管理器显示【多边形】面板，如图5-71所示。
图5-71 【多边形】面板
【多边形】面板中各选项含义如下：
●边数
：通过单击上调、下调按钮或输入值来设定多边形中的边数。
●内切圆：在多边形内显示内切圆以定义多边形的大小。圆为构造几何线。
●外接圆：在多边形外显示外接圆以定义多边形的大小。圆为构造几何线。
●X坐标置中
：多边形的中心点在X坐标上的值。
●Y坐标置中
：多边形的中心点在Y坐标上的值。
●圆直径
：设定内切圆或外接圆的直径。
●角度
：多边形的旋转角度。
●新多边形：单击此按钮以生成另外的坐标系。
绘制多边形，需要指定3个参数：中点、圆直径和角度。例如要绘制一个正三角形，首先在图形区域指定正三角形中点，然后拖动鼠标指定圆的直径，并旋转正三角形使其符合要求，如图5-72所示。
图5-72 绘制正三角形
技术要点
多边形是不存在任何几何关系的。
5.5.4 样条曲线
样条曲线是使用诸如通过点或根据极点的方式来定义的曲线，也是方程式驱动的曲线。SolidWorks向用户提供了两种样条曲线的生成和方法：多点样条曲线和方程式驱动的曲线。
1．多点样条曲线
通过使用【样条曲线】工具，用户可以绘制由两个或两个以上极点构成的样条曲线。
在命令管理器的【草图】工具栏上单击【样条曲线】按钮
，指针由箭头形状
变成
，当绘制了样条曲线且双击鼠标后，在属性管理器显示【样条曲线】面板，如图5-73所示。
图5-73 【样条曲线】面板
【样条曲线】面板中各选项含义如下：
●作为构造线：选中此复选框，绘制的曲线将作为参考曲线使用。
●显示曲率：选中此复选框，Property Manager将曲率检查梳形图添加到样条曲线，如图5-74所示。
图5-74 显示曲率梳
●保持内部连续性：选中此复选框，曲率比例逐渐减小，如图5-75所示；取消选中此复选框，则曲率比例大幅度减小，如图5-76所示。
图5-75 逐渐减小曲率
图5-76 大幅减小曲率
●样条曲线控制点数
：在图形区域中高亮显示所选样条曲线点。
●X坐标
：指定样条曲线起点的X坐标。
●Y坐标
：指定样条曲线起点的Y坐标。
●曲率半径
：在任何样条曲线点控制曲率半径。
●曲率
：在曲率控制所添加的点处显示曲率度数。
技术要点
【曲率半径】选项、【曲率】选项，仅从【样条曲线工具】工具栏或快捷菜单选择【添加曲率控制】命令，并将曲率指针添加到样条曲线时才出现，如图5-77所示。
图5-77 添加曲率指针
●相切重量1
：通过修改样条曲线点处的样条曲线曲率度数来控制左相切向量。
●相切重量2
：通过修改样条曲线点处的样条曲线曲率度数来控制右相切向量。
●相切径向方向
：通过修改相对于X、Y或Z轴的样条曲线倾斜角度来控制相切方向。
●相切驱动：当【相切重量】和【相切径向方向】选项被激活时，该复选框被激活，主要用于样条曲线的相切控制。
●重设此控标：单击此按钮，将所选样条曲线控标重返到其初始状态。
●重设所有控标：单击此按钮，将所有样条曲线控标重返到其初始状态。
●驰张样条曲线：如果拖动样条曲线控标使其不平滑，可单击此按钮以将形状重新参数化（平滑），如图5-78所示。【弛张样条曲线】命令可通过拖动控制多边形上的节点而重新使用。
图5-78 弛张样条曲线
●成比例：拖动端点时保留样条曲线形状。整个样条曲线会按比例调整大小。
非均匀有理B样条曲线
SolidWorks中的样条为NURBS样条曲线（非均匀有理B样条曲线）。B样条曲线拟合逼真，形状控制方便，是CAD/CAM领域描述曲线和曲面的标准。
样条阶次是指定义样条曲线多项式公式的次数，UG最高的样条阶次为24次，通常为3次样条。由不同幂指数变量组成的表达式称为多项式。多项式中最大指数被称为多项式的阶次。例如：
7X2＋5-3＝35（阶次为2） 2t3-3t2＋t＝6（阶次为3）
曲线的阶次用于判断曲线的复杂程度，而不是精确程度。对于1、2、3次曲线，可以判断曲线的顶点和曲率反向的数量。例如：
顶点数＝阶次-1 曲率反向点＝阶次-2
低阶次曲线的优点如下：
●更加灵活。
●更加靠近它们的极点。
●后续操作（加工和显示等）运行速度更快。
●便于数据转换，因为许多系统只接受3次曲线。
高阶次曲线的缺点：
●灵活性差。
●可能引起不可预见的曲率波动。
●造成数据转换问题。
●导致后续操作执行速度减缓。
（1）样条曲线的段数
样条曲线的段数可以采用单段或多段的方式来创建。
●单段方式：单段样条的阶次由定义点的数量控制，阶次＝顶点数-1，因此单段样条最多只能使用25个点。这种方式受到一定的限制。定义的数量越多，样条的阶次就越高，样条形状就会出现意外结果，所以一般不采用，另外单段样条不能封闭。
●多段方式：多段样条的阶次由用户指定（≤24），样条定义点的数量没有限制，但至少比阶次多一点（如5次样条，至少需要6个定义点）。在汽车设计中，一般采用3～5次样条曲线。
（2）定义点
定义样条曲线的极点，在图形区域任意选择位置以设定极点，还可以通过选择样条曲线上的点进行坐标编辑。
（3）节点
在样条每段上的端点，主要是针对多段样条而言，单段样条只有两个节点，即起点和终点。
2．方程式驱动曲线
方程式驱动曲线是通过定义曲线的方程式来绘制的曲线。用户可通过以下命令方式来执行【方程式驱动曲线】命令：
●在命令管理器的【草图】工具栏上单击【方程式驱动曲线】按钮
。
●在【草图】工具栏上单击【方程式驱动曲线】按钮
。
●在菜单栏执行【工具】|【草图绘制实体】|【方程式驱动曲线】命令。
执行【方程式驱动曲线】命令后，在属性管理器显示【方程式驱动曲线】面板。该面板中包括两种方程式驱动曲线的绘制类型：显性和参数性。【显性】类型的选项设置如图5-79所示。【参数性】类型的选项设置如图5-80所示。
图5-79 【显性】类型的选项设置
图5-80 【参数性】类型的选项设置
在【参数】选项组中每个选项含义如下：
●输入方程式作为X的函数
：定义曲线方程式，Y是X的函数。
●为方程式输入开始X值
和结束X值
：为方程式指定1的数值范围，其中1为起点，2为终点（例如，X1＝0，X2＝2*pi）。
●输入方程式作为t的函数
、
：定义曲线方程式，X、Y是t的函数。
●为方程式输入开始参数
和结束参数
：为方程式指定1和2的数值范围。
●选取以在曲线上锁定/解除锁定开始点位置
：在曲线上锁定或解除锁定起点的位置。
●选取以在曲线上锁定/解除锁定结束点位置
：在曲线上锁定或解除锁定终点的位置。
3．【显性】类型
【显性】类型是通过为范围的起点和终点定义X值、Y值沿X值的范围而计算。【显性】类型方程主要包括正弦函数、一次函数和二次函数。
例如在方程式文本框输入【2*sin（3*x＋pi/2）】，然后在X1文本框输入【-pi/2】，在X 1文本框中输入【pi/2】，单击【确定】按钮
后生成正弦函数的方程式曲线，如图5-81所示。
图5-81 绘制正弦函数的方程式曲线
技术要点
当用户输入错误的方程式后，错误的方程式将以红色显示。正确的方程式应是黑色字体。若强制执行错误的方程式，属性管理器将提示【方程式无效，请输入正确方程式】。
4．【参数性】类型
【参数性】类型为范围的起点和终点定义T值。【参数性】类型方程包括阿基米德螺线、渐开线、螺旋线、圆周曲线，以及星形线、叶形曲线等。
用户可为X值定义方程式，并为Y值定义另一个方程式，两者方程式都沿T值范围求解。例如绘制阿基米德螺旋线，在【参数】选项组输入阿基米德螺旋线方程式（Xt＝10*（1＋t）*cos（t*2*pi）、Yt＝10*（1＋t）*sin（t*2*pi）、T1＝0、T2＝2）后，单击【确定】按钮
后生成曲线，如图5-82所示。
图5-82 绘制阿基米德螺旋线
5.5.5 绘制圆角
绘制圆角工具在两个草图曲线的交叉处剪裁掉角部，从而生成一个切线弧。此工具在二维和三维草图中均可使用。
用户可通过以下命令方式来执行【绘制圆角】命令：
●在命令管理器的【草图】工具栏上单击【绘制圆角】按钮
。
●在主界面的【草图】工具栏上单击【绘制圆角】按钮
。
●在菜单栏执行【工具】|【草图工具】|【绘制圆角】命令。
●在笔势指南中选择【绘制圆角】笔势。
执行【绘制圆角】命令后，在属性管理器显示【绘制圆角】面板，如图5-83所示。
图5-83 【绘制圆角】面板
【绘制圆角】面板中各选项含义如下：
●要圆角化的实体：当选取一个草图实体时，它出现在该列表框中。
●圆角参数
：可在此数值框中输入值以控制圆角半径。
●保持拐角处的约束条件：如果顶点具有尺寸或几何关系，将保留虚拟交点。如果消除选择，且顶点具有尺寸或几何关系，将会询问用户是否想在生成圆角时删除这些几何关系。
●标注每个圆角的尺寸：将尺寸添加到每个圆角，当消除选定时，在圆角之间添加相等几何关系。
技术要点
具有相同半径的连续圆角不会单独标注尺寸，它们自动与该系列中的第一个圆角具有相等几何关系。
要绘制圆角，首先得绘制要圆角处理的草图曲线。例如要在矩形的一个顶点位置绘制出圆角曲线，选择的方法大致有两种：一种是选择矩形两条边，如图5-84所示。另一种则是选取矩形顶点，如图5-85所示。
图5-84 选择边以绘制圆角曲线
图5-85 选取顶点以绘制圆角曲线
5.5.6 绘制倒角
用户可以使用【绘制倒角】工具在草图曲线中绘制倒角。SolidWorks提供两种定义倒角参数类型：【角度距离】和【距离-距离】。
在命令管理器的【草图】工具栏上单击【绘制倒角】按钮
，在属性管理器显示【绘制倒角】面板。【绘制倒角】面板的【倒角参数】选项组中包括【角度距离】和【距离-距离】两个单选按钮。【角度距离】参数选项如图5-86所示。【距离-距离】参数选项如图5-87所示。
图5-86 【角度距离】参数选项
图5-87 【距离-距离】参数选项
两种参数选项设置中的选项含义如下：
●角度距离：将按角度参数和距离参数来定义倒角，如图5-88（a）所示。
●距离-距离：将按距离参数和距离参数来定义倒角，如图5-88（b）所示。
●相等距离：将按相等的距离来定义倒角，如图5-88（c）所示。
图5-88 倒角参数
●距离1
：设置【角度-距离】的距离参数。
●方向1角度
：设置【角度-距离】的角度参数。
●距离1
：设置【距离-距离】的距离1参数。
●距离2
：设置【距离-距离】的距离2参数。
与绘制倒圆的方法一样，绘制倒角也可以通过选择边或选取顶点来完成。
技术要点
在为绘制倒角而选择边时，可以一个一个地选择，也可以按住【Ctrl】键连续选择。
动手操作——绘制轴承座草图
本例将要完成轴承座的图形绘制，完成后如图5-89所示。
图5-89 轴承座
操作步骤：
01 新建零件文件。
02 在【草图】工具栏中单击【草图绘制】按钮
，选择【上视基准面】作为绘图平面，单击【圆】按钮
，以坐标原点为圆心，绘制两个同心圆，如图5-90所示。
图5-90 绘制两个同心圆
03 单击【智能尺寸】按钮
，分别标注两个圆的直径为25mm、40mm。标注方法为：激活【智能尺寸】命令后，单击圆弧，即可预览出标注箭头，往外移动光标，在合适位置单击以放置尺寸，系统自动弹出【修改】对话框，在文本框中输入相应的值即可完成尺寸标注，如图5-91所示。
图5-91 标注直径
技术要点
在创建模型的过程中，通常选择主要特征作为起始建模特征，并对其进行定位。在轴承座图中，选定坐标原点为轴承孔圆心，以便草图完全定位。
04 绘制矩形。单击【矩形】按钮
，采用【矩形】下拉菜单中的边角矩形，在同心圆的下方绘制一个矩形，如图5-92所示。
图5-92 绘制矩形
05 单击【草图】工具栏中的【智能尺寸】按钮
，标注矩形的外形尺寸：长为100mm，宽为15mm；位置尺寸：以矩形左下角顶点为参考，相对于坐标原点X向间距为20mm，Y向间距为55mm，如图5-93所示。
图5-93 标注矩形尺寸
06 绘制圆弧。在【草图】工具栏中单击【圆】按钮
，在弹出的【圆弧】对话框中选择【三点圆弧】类型，然后依次在同心圆的外圆、矩形左上角顶点，以及该两点之间的右边区域单击，创建一段圆弧，如图5-94所示。
图5-94 创建3点圆弧
07 添加几何关系。按住【Ctrl】键，依次选择圆弧和同心圆的外圆，在弹出的【属性】面板中单击【相切】按钮
，单击【确定】按钮
，完成圆弧段与同心圆的外圆相切的几何关系，如图5-95所示。
图5-95 添加相切关系
08 单击【草图】工具栏中的【智能尺寸】按钮
，标注3点圆弧的直径为R16，如图5-96所示。
图5-96 标注圆弧直径
09 同理，利用3点圆弧创建其余两条圆弧，如图5-97所示。
图5-97 绘制两段3点圆弧
技术要点
进行图形绘制时，尽量使其接近所需外形和位置，然后通过添加几何关系和尺寸标注对其进行准确限制。
10 添加几何关系。按住【Ctrl】键，依次选择圆弧和同心圆的外圆，在弹出的【属性】面板中单击【相切】按钮
，添加上圆弧段与圆相切的几何关系。同理，添加两个圆弧段、下圆弧段与矩形上边相切的关系，完成后如图5-98所示。
图5-98 添加相切的几何关系
11 标注尺寸。单击【草图】工具栏中的【智能尺寸】按钮
，对两段圆弧进行尺寸标注，完成后如图5-99所示。
图5-99 标注圆弧段尺寸
12 绘制矩形槽。单击【草图】工具栏中的【矩形】按钮
，选择边角矩形，在矩形的内部绘制一个矩形，且所绘制的矩形与原有矩形下边线重合，如图5-100所示。
图5-100 绘制矩形
13 尺寸标注。单击【草图】工具栏中的【智能尺寸】按钮
，对所绘制的矩形进行形状和位置尺寸标注，完成后如图5-101所示。
图5-101 标注矩形尺寸
技术要点
进行尺寸标注后，用户可拖动尺寸，将其移至合适位置，使整个图形和尺寸标注均匀、美观、大方。
14 剪裁。单击【草图】工具栏中的【剪裁】按钮
，在弹出的【剪裁】面板中使用强劲剪裁。移动光标至图形区域，按住左键在待剪裁图元上划过，即可完成剪裁，如图5-102所示。
图5-102 剪裁多余线条
15 至此，轴承座草图已经完成。单击【保存】按钮，将草图保存在文件所在目录。
5.5.7 文字
用户可以使用【文字】工具在任何连续的曲线或边线组上（包括零件面上由直线、圆弧、或样条曲线组成的圆或轮廓）绘制文字，并且拉伸或剪切文字以创建实体特征。
在命令管理器的【草图】工具栏上单击【文字】按钮
，在属性管理器显示【草图文字】面板，如图5-103所示。
图5-103 【草图文字】面板
【草图文字】面板中各选项含义如下：
●曲线：选择边线、曲线、草图及草图段。所选对象的名称显示在列表框中，文字沿对象出现。
●文字：在【文字】文本框中输入字体，可以切换键盘语法输入中文。
●链接到属性
：将草图文字链接到自定义属性。
●加粗
、倾斜
、旋转
转：将选择的文字加粗、倾斜、旋转，如图5-104所示。
图5-104 文字样式
●左对齐
、居中
、右对齐
、两端对齐
：使文字沿参照对象左对齐、居中、右对齐、两端对齐，如图5-105所示。
图5-105 文字对齐方式
●竖直翻转
、水平翻转
：使文字沿参照对象竖直翻转、水平翻转，如图5-106所示。
图5-106 文字的翻转
●宽度因子
：文字宽度比例。仅当取消选中【使用文档字体】复选框时才可用。
●间距
：设置文字字体间距比例。仅当取消选中【使用文档字体】复选框时才可用。
●使用文档字体：使用用户默认输入的字体。
●字体：单击此按钮，可以打开【选择字体】对话框，以此设置自定义的字体样式和大小等，如图5-107所示。
图5-107 【选择字体】对话框
在默认情况下，绘制的文字是以坐标原点为对齐参照的，因此在【草图文字】面板中文字对齐方式的按钮、翻转按钮都将灰显，如图5-108所示。
图5-108 没有参照对象时灰显的按钮
技术要点
文字对齐方式只能在有参照对象时才可用。在没有选择任何参照且直接在图形区中绘制文字时，这些命令将灰显。