SolidWorks二維草圖的繪制經驗與技巧

趙 丹

（蘭州石化職業技術大學 機械工程學院，蘭州 730060）

SolidWorks二維草圖的繪制是建立模型的基礎[1]。大部分SolidWorks的特征都是由二維草圖繪制開始的，利用二維草圖生成基體特征。因此，只有熟練掌握草圖繪制的經驗與技巧，才能快速、高效地應用SolidWorks進行三維建模，以便對其進行后續分析。

1 草圖繪制的基本原則

草圖是由直線、圓弧等基本幾何元素構成的幾何實體，構成了特征的截面輪廓或路徑，并由此生成相應的實體特征。草圖繪制主要包括以下6個基本原則。

（1）繪制草圖必須以坐標系為基準。

（2）草圖必須完全定義。當完全定義時，草圖實體顯示為黑色；當欠定義時，草圖實體顯示為藍色。

（3）盡量使用幾何約束。添加幾何關系不僅可以減少尺寸的重復標注，也有利于維護設計者的設計思想和意圖[2]。如圖1所示，零件幾何關系添加：添加圓心與中心線為重合的關系；草圖繪制時采用鏡像實體命令，鏡像后兩個圓自動添加上相等共線的幾何關系。

（4）草圖要簡潔。簡潔的草圖易于編輯、不易出錯，并有利于特征的修改。

（5）細節特征（圓角、倒角等）通常最后處理。

（6）構造幾何線僅用來協助生成草圖實體和幾何體。當使用草圖生成特征時，構造幾何線被忽略。

2 草圖繪制的流程

在SolidWorks中，草圖繪制的一般過程：首先指定相應的草圖繪制平面；其次，利用草圖實體工具，繪出草圖的基本幾何形狀；最后，添加相應的幾何關系標注草圖尺寸。

3 草圖繪制的經驗和技巧

3.1 系統設置

在草圖的工作環境中，為了更準確、有效地繪制草圖，草圖模塊的設置也是重點。配置好了草圖，可以大大提高設計速度。下面介紹如圖2所示的兩個重要設置，僅供參考。

（1）快速正視。選中【在草圖生成時垂直于草圖基準面自動旋轉視圖】復選框，這樣在新建草圖時，系統會自動正視于基準面[3]。

（2）實時輸入草圖尺寸。勾選【在生成實體時啟用熒屏上數字輸入】和【僅在輸入值的情況下創建尺寸】兩個復選框，此時在SolidWorks草圖創建時，每繪制一段線，鼠標旁邊都會以數字框來顯示。此時，鍵盤輸入尺寸直接添加，如不輸入尺寸，軟件不標注，可以實現實時輸入尺寸。

3.2 鼠標筆勢

鼠標筆勢作為執行命令的一個快捷鍵，類似于鍵盤快捷鍵。一旦習慣了鼠標筆勢，可以節約大量的設計時間。

如何使用SolidWorks鼠標筆勢？可以按住鼠標右鍵并在任意方向輕輕移動光標來使用鼠標筆勢。在默認情況下，鼠標筆勢是開啟的且為4筆勢。建議使用8個筆勢，后續的繪圖會快捷很多。

鼠標筆勢是一個隨工作環境變化并且完全可自定義的功能，用戶可以為SolidWorks的零件、裝配體、工程圖和草圖4個工作環境設定鼠標筆勢。可以通過點擊【工具】-【自定義】并選擇“鼠標筆勢”選項卡來自定義鼠標筆勢，勾選【啟用鼠標筆勢】復選框，選擇【8筆勢】，將SolidWorks中的最常用的命令拖到鼠標筆勢指南，如圖3所示。定義完成后，單擊【確定】退出該對話框即可使用。

3.3 自定義工具欄

在草圖繪制過程中，經常用到上色的草圖輪廓、修復草圖以及草圖合法性等命令。而在默認狀態下，這些命令在工具欄中是不顯示的，需自定義。在草圖環境下，點擊【工具】-【自定義】，選擇“命令”選項卡，選擇【草圖】類別，用鼠標將【上色草圖輪廓】按鈕拖到工具欄空白處即可。同理，也可以將【2D到3D】類別中的【修復草圖】按鈕拖到工具欄空白處。

（1）上色的草圖輪廓。在繪制草圖時經常會出現草圖不封閉或者草圖有多余的交叉線或交叉區域，在創建拉伸、切除等特征時系統會提示草圖不可用。為解決這個問題，在SolidWorks草圖繪制中，只要軟件勾選了上色草圖輪廓，每次在繪制一個封閉的草圖時都會自動填充深灰色陰影，如圖4所示。

（2）修復草圖。當選擇上色草圖輪廓設置時，軟件將僅對閉合草圖形狀上色，設計者很容易識別形狀是否完全閉合。啟用【上色草圖輪廓后】，若草圖未上色，說明草圖不閉合或有多余的交叉線或交叉區域。查找方法如圖5所示，單擊【修復草圖】命令，可以檢查草圖合法性，斷開處會以放大鏡的形式呈現出來，可以直接修改。

3.4 進入草圖環境的方式

要想繪制草圖，需要進入草圖繪制模式。在SolidWorks中，用戶可以通過以下幾種操作方式進入草繪模式。

（1）【草圖繪制】工具。點擊【草圖】工具欄中的【草圖繪制】按鈕，并選擇需要的基準面，如【前視基準面】，直接進入草圖繪制環境。

（2）【草圖實體】工具。在【草圖】工具欄中選擇相應的草圖實體工具，如單擊【圓】按鈕，在繪圖區中選擇一基準面或實體平面，即可進入草繪狀態添加新的草圖。

（3）【特征實體】工具。點擊【特征】選項卡中的【拉伸凸臺/基體】或【旋轉凸臺/基體】按鈕后，選擇需要的基準面，如【前視基準面】，同樣可以進入草圖繪制環境。

第3種方法，在退出草圖繪制后會直接拉伸或旋轉成實體，而前兩種方法還需要找到【特征】選項卡中的【拉伸凸臺/基體】或【旋轉凸臺/基體】按鈕后才能拉伸或旋轉成實體。因此，用第3種方法更加節約時間，提高繪圖效率。

3.5 繪制草圖過程

下面以圖6中的6個草圖為例，說明草圖畫圖過程、畫圖技巧及注意事項，便于讀者熟練掌握草圖繪制的經驗和技巧，養成良好的繪圖習慣，快速高效地應用于建模。

3.5.1 分析草圖

繪制草圖前要養成一個良好的習慣，即看懂圖形。只有看懂圖形，才能繪制一個正確的圖形。看圖形的過程實際上是對圖形進行尺寸分析和線段分析的過程。

要先確定圖形基準。草圖的基準點要和軟件的坐標原點重合。平面圖形基準點的確定原則：對稱圖形的基準點在對稱中心線上，圖形的主體是圓，則用圓心作為基準點；不是上述情況時，將基準定在長線上。按照上述原則，將圖6中6個草圖案例的基準定在圖6各子圖黑點所示位置。

基準確定后，稍微復雜的草圖要先畫已知線段，使已知線段完全定義，再畫中間線段和連接線段[4]。圖6（f）的畫圖順序，如圖7所示。

3.5.2 草圖繪制的技巧和注意事項

（1）養成實時輸入草圖尺寸的習慣。前文已介紹實時輸入草圖尺寸的方法，繪制圖形時要加以應用，能直接添加的尺寸直接輸入，尤其是已知線段的定形尺寸、矩形的邊長以及圓的直徑等[5]。例如，在畫圖7（a）草圖時，可以先直接輸入尺寸完成圖8（a），然后對不能輸入的尺寸再添加尺寸約束，如圖8（b）所示。這樣可以節省一部分尺寸添加約束時間，提高畫圖效率。

（2）圖形修剪技巧。修剪矩形、槽口等實體時，不要破壞整體，也就是不要修剪到構造幾何線。例如，繪制圖7（b）中的鍵槽時，可以先用中心矩形命令，再修剪。注意不要修剪到矩形的構造幾何線，如圖9（b）所示。如果修剪時不得不破壞槽口整體使圖形變為欠定義，可添加相切和垂直約束使其完全定義，如圖10所示。

（3）充分發揮對稱優勢。畫圖時使用【鏡像】或【動態鏡像】草圖工具來鏡像草圖元素和添加對稱約束關系，如圖7（c）、圖7（d）和圖7（e）所示。

（4）學習新命令可以讓畫圖更快捷。先簡化圖7（a）草圖如圖11（a）所示，再單擊【工具菜單】-【草圖工具】/【轉折線】命令，利用轉折線命令輕松完成如圖11（b）所示的草圖。

（5）巧用推理線添加幾何約束。在草圖的繪制過程中，SolidWorks軟件提供了推理線（虛線）來顯示指針和現有的草圖實體之間的幾何關系，以幫助用戶快速繪制草圖。在草圖繪制過程中要善于運用和觀察推理線和反饋光標，注意推理線有藍色和黃色之分。黃色的推理線可以自動添加幾何關系，藍色的推理線則提供一種繪圖引導，并不自動添加幾何關系。繪圖時注意不要捕捉黃色推理線添加多余的幾何約束。但是，應該注意的是，自動添加的幾何關系有限，需手動添加幾何關系，才能完成草圖繪制。按CTRL鍵，選擇草圖元素后，從彈出的快捷菜單可以快速添加幾何約束。

（6）圓周陣列后草圖欠定義的解決辦法。在草圖繪制后經常會用到圓周陣列，如圖7（b）、圖7（c）和圖7（f）這3個草圖，均能使用圓周陣列。SolidWorks圓周陣列后，草圖會出現欠定義，如圖12（a）所示。此時，先用鼠標拖動任一陣列圓的圓心，如圖12（b）所示，再為陣列中心點和坐標原點添加重合約束即可，如圖12（c）所示。

（7）等距實體快捷選擇。當使用面、環、或草圖輪廓上的每一條邊線進行參考實體或等距實體的操作時，選擇整個面、整個環或整個草圖會比單一選擇每一個實體容易。

（8）標注圓弧弧長。依次選取圓弧的兩個端點與圓弧，在修改對話框中輸入要標注的弧長值即可。

4 結語

SolidWorks的草圖繪制技巧還有很多，發現技巧并總結，將其積極應用于工作，對熟練使用SolidWorks軟件和提高設計工作效率至關重要。因此，使用者需要不斷練習，勤思考，多總結，達到熟能生巧。