5.4 绘制草图基本曲线
在SolidWorks中，通常将草图曲线分为基本曲线和高级曲线。本节将详细介绍草图的基本曲线，包括直线、中心线、圆、圆弧和椭圆等。
5.4.1 直线与中心线
在所有的图形实体中，直线或中心线是最基本的图形实体。
在命令管理器的【草图】工具栏上单击【直线】按钮
，程序在属性管理器显示【插入线条】面板，同时鼠标指针由箭头形状
变为笔形
，如图5-14所示。
图5-14 【插入线条】面板
当选择一种直线方向并绘制直线起点后，属性管理器再显示【线条属性】面板，如图5-15所示。
图5-15 【线条属性】面板
1．插入线条
在【插入线条】面板中各选项含义如下：
●按绘制原样：就是按设计者的意图进行绘制的方法。可以使用【单击-拖动】方法和【单击-单击】方法。
●水平：绘制水平线，直到释放鼠标。无论使用何种绘制模式，且光标在窗口中的任意位置，都只能绘制出单条水平直线，如图5-16所示。
图5-16 绘制水平直线
技术要点
正常情况下，未选择此单选按钮，要绘制水平直线，光标在水平位置平移即可，但光标不能远离锁定的水平线。远离了就只能绘制斜线了。
●竖直：绘制竖直线，直到释放指针。无论使用何种绘制模式，都只能绘制出单条竖直直线。
●角度：以与水平线成一定角度绘制直线，直到释放鼠标。可以使用【单击-拖动】模式和【单击-单击】模式。
●作为构造线：选中此复选框将生成一条构造线。
●无限长度：勾选此复选框可生成一条可修剪的没有端点的直线。
技术要点
【方向】选项组的某些选项和【选项】选项组的【无限长度】选项将会辅以【快速捕捉】工具。
2．线条属性
绘制直线或中心线起点后，显示【线条属性】面板，此面板中各选项含义如下：
●【现有几何关系】选项组：所绘制的直线是否有水平、垂直约束，若有则将显示在列表中。
●【添加几何关系】选项组：在【添加几何关系】选项组包括有水平、竖直和固定3种约束。任选一种约束，直线将按约束来进行绘制。
●【参数】选项组：该选项组包括【长度】选项
和【角度】选项
，如图5-17所示。其中【长度】选项用于输入直线的精确值；【角度】选项用于输入直线与水平线之间的角度值。当【方向】为水平或竖直时，【角度】选项不可用。
图5-17 【参数】选项组
●【额外参数】选项组：该选项组用于设置直线端点在坐标系中的参数，如图5-18所示。
图5-18 【额外参数】选项组
中心线用作草图的辅助线，其绘制过程不仅与直线相同，其属性管理器中的操控面板也是相同的。不同的是，使用【中心线】草图命令生成的仅是中心线。因此，这里就不再对中心线进行详细描述了。
利用【直线】命令，不但可以绘制直线，还可以绘制圆弧。下面通过实训操作详解如何绘制。
动手操作——利用【直线】、【中心线】命令绘制直线、圆弧图形
操作步骤：
01 新建SolidWorks零件文件。
02 在【草图】选项卡中单击【草图绘制】按钮
，选择前视基准平面作为草图平面，自动进入草绘环境中，如图5-19所示。
图5-19 选择草图平面
03 单击【中心线】按钮，在【插入】面板中选择【水平】单选按钮，再输入长度值100，然后在原点上单击，直至光标向左，即可完成水平中心线的绘制，如图5-20所示。
图5-20 绘制水平中心线
04 同理，继续绘制中心线，结果如图5-21所示。
图5-21 绘制其余中心线
05 单击【直线】按钮
，然后绘制如图5-22所示的3条连续直线，但不要终止【直线】命令。
图5-22 绘制直线
技术要点
不终止命令，是想将直线绘制自动转换成圆弧绘制。
06 在没有终止【直线】命令的情况下，并将在绘制下一直线时，光标移动到该直线的起点位置，然后重新移动光标，此时看见即将绘制的曲线非直线而是圆弧，如图5-23所示。
图5-23 绘制连续直线时改变命令
技术要点
绘制连续直线时，当光标返回到直线起点后，会因拖动光标的方向不同而产生不同的圆弧，如图5-24所示为几个不同方向所产生的圆弧绘制效果。
图5-24 拖动光标由几种不同方向而生成的圆弧情况
技术要点
但当拖动光标作水平或竖直移动时，不再生成连续直线，更不会生成连接圆弧，而是重新绘制新的直线，如图5-25所示。
图5-25 水平拖动光标所产生的结果
07 同理，当绘制完圆弧后又变为直线绘制，此时只需要再重复上一步骤的操作，即可再绘制出相切的连接圆弧，直至完成多个连续圆弧的绘制，结果如图5-26所示。
图5-26 完成相切连接圆弧的绘制
08 最后退出草图，并保存文件。
5.4.2 圆与周边圆
在草图模式中，SolidWorks向用户提供了两种圆工具：圆和周边圆。按绘制方法不可，可将圆分为【中心圆】类型和【周边圆】类型。实际上【周边圆】工具就是【圆】工具当中的一种。
在命令管理器的【草图】工具栏上单击【圆】按钮
，程序在属性管理器显示【圆】面板，同时鼠标指针由箭头形状
变为笔形
，如图5-27所示。
图5-27 【圆】面板
在【圆】面板中，包括两种圆的绘制类型：圆和周边圆。
1．圆
【圆】类型是以圆心及圆上一点的方式来绘制圆的。【圆】类型的各选项设置、按钮命令的含义如下：
●现有几何关系：当绘制的圆与其他曲线有几何约束关系时，程序会将几何关系显示在列表框中。通过该列表框，用户还可以删除所有约束和单个约束，如图5-28所示。
图5-28 删除现有几何关系
●固定关系：单击此按钮，可将欠定义的圆进行固定，使其完全定义。固定后的圆不再允许被编辑，如图5-29所示。
图5-29 固定欠定义的圆
●X坐标置中
：圆心在X坐标上的参数值，用户可更改此值。
●Y坐标置中
：圆心在Y坐标上的参数值，用户可更改此值。
●半径
：圆的半径值，用户可以更改此值。
选择【圆】类型来绘制圆，首先指定圆心位置，然后拖动指针来指定圆的半径，当选择一个位置定位圆上一点时，圆绘制完成，如图5-30所示。在【圆】面板没有关闭的情况下，用户可继续绘制圆。
图5-30 圆的绘制过程
技术要点
在对面板中的选项及按钮命令进行解释时，若有与前面介绍的选项相同的选项，此处不再介绍。同理，后面若有相同的选项，也不再重复介绍，除有特殊意义外。
2．周边圆
【周边圆】类型的选项设置与【圆】类型的相同。【周边圆】类型是通过设定圆上3个点的位置或坐标来绘制圆的。
例如，首先在图形区域指定一点作为圆上第一点，拖动指针以指定圆上第二点，单击鼠标后再拖动指针以指定第三点，最后单击鼠标完成圆的绘制，其过程如图5-31所示。
图5-31 绘制周边圆的过程
动手操作——利用【圆】命令和【周边圆】绘制草图
操作步骤：
01 新建零件文件。
02 单击【草图绘制】按钮，再选择前视基准面作为草图平面，进入草图环境中。
03 单击【圆】按钮
，然后绘制如图5-32所示的3组同心圆，暂且不管圆的尺寸及位置。
图5-32 绘制圆
04 标注尺寸。单击【智能尺寸】按钮
，然后对圆进行尺寸约束（将在后面章节详解尺寸约束的用法），结果如图5-33所示。
图5-33 尺寸约束绘制的圆
05 再绘制一个直径为14的圆，如图5-34所示。
图5-34 绘制圆
06 利用前面介绍的连续直线绘制方法，单击【直线】按钮，绘制出如图5-35所示的直线和圆弧。
图5-35 绘制连续直线
07 单击【添加几个关系】按钮（后面章节中详解其用法），对绘制的连续直线使用几何约束，结果如图5-36所示。
图5-36 几何约束圆弧
08 同理，继续选择圆弧与圆进行同心几何约束，如图5-37所示。
图5-37 同心约束圆与圆弧
技术要点
必须先进行几何约束，再进行尺寸约束。否则绘制会产生过定义约束。
09 对下面的圆弧和圆也添加【相切】几何约束关系，如图5-38所示。
图5-38 添加相切几何约束
10 利用【智能尺寸】命令，对约束后的圆弧进行尺寸约束，结果如图5-39所示。
图5-39 使用尺寸约束
11 单击【周边圆】按钮，然后创建一个圆。暂且不管圆大小，但须与附近的两个圆公切，如图5-40所示。
图5-40 绘制周边圆
12 对绘制的周边圆应用尺寸约束，如图5-41所示。
图5-41 尺寸约束周边圆
13 单击【剪裁实体】按钮
，最后对周边圆进行修剪，结果如图5-42所示。
图5-42 修剪周边圆
5.4.3 圆弧
圆弧为圆上的一段弧，SolidWorks向用户提供了3种圆弧绘制方法：圆心/起点/终点画弧、切线弧和3点圆弧。
在命令管理器的【草图】工具栏上单击【圆心/起点/终点画弧】按钮
，程序在属性管理器显示【圆弧】面板，同时鼠标指针由箭头形状
变为【笔形】
，如图5-43所示。
图5-43 【圆弧】面板
在【圆弧】面板中，包括3种圆的绘制类型：圆心/起点/终点画弧、切线弧和3点画弧。
1．圆心/起点/终点画弧
【圆心/起点/终点画弧】类型是以圆心、起点和终点方式来绘制圆的。如果圆弧不受几何关系约束，用户可在【参数】选项组中指定以下参数：
●X坐标置中
：圆心在X坐标上的参数值。
●Y坐标置中
：圆心在Y坐标上的参数值。
●开始X坐标
：起点在X坐标上的参数值。
●开始Y坐标
：起点在Y坐标上的参数值。
●结束X坐标
：终点在X坐标上的参数值。
●结束Y坐标
：终点在Y坐标上的参数值
●半径
：圆的半径值，用户可以更改此值。
●角度
：圆弧所包含的角度。
选择【圆心/起点/终点画弧】类型来绘制圆弧，首先指定圆心位置，然后拖动指针来指定圆弧起点（同时也确定了圆的半径），指定起点后再拖动指针指定圆弧的终点，如图5-44所示。
图5-44 圆弧的绘制过程
技术要点
在绘制圆弧的面板还没有关闭的情况下，是不能使用指针来修改圆弧的。若要使用指针修改圆弧，必须先关闭面板，再编辑圆弧。
2．切线弧
【切线弧】类型的选项与【圆心/起点/终点画弧】类型的选项相同。切线弧是与直线、圆弧、椭圆或样条曲线相切的圆弧。
绘制切线弧的过程是，首先在直线、圆弧、椭圆或样条曲线的终点上单击以指定圆弧起点，接着再拖动鼠标以指定相切圆弧的终点，释放鼠标后完成一段切线弧的绘制，如图5-45所示。
图5-45 绘制一段切线弧的过程
技术要点
在绘制切线弧之前，必须先绘制参照曲线，如直线、圆弧、椭圆或样条曲线，否则程序会弹出警告提示，如图5-46所示。
图5-46 警告提示框
当绘制第一段切线弧后，【切线弧】命令仍然处于激活状态。若用户需要创建多段相切的圆弧，在没有中断切线弧绘制的情况下继续绘制出第二、三等段切线弧，此时可按【Esc】键或双击鼠标或选择右键菜单中的【选择】命令，以结束切线弧的绘制，如图5-47所示为按用户需要来绘制的多段切线弧。
图5-47 绘制的多段切线弧
3．3点画弧
【3点画弧】类型也具有与【圆心/起点/终点画弧】类型相同的选项设置，【3点画弧】类型是以指定圆弧的起点、终点和中点的绘制方法。
绘制3点画弧的过程是，首先指定圆弧起点，接着再拖动鼠标以指定相切圆弧的终点，最后拖动鼠标再指定圆弧中点，如图5-48所示。
图5-48 绘制3点画弧的过程
5.4.4 椭圆与部分椭圆
椭圆或椭圆弧是由两个轴和一个中心点定义的，椭圆的形状和位置由3个因素决定：中心点、长轴、短轴。椭圆轴决定了椭圆的方向，中心点决定了椭圆的位置。
1．椭圆
在命令管理器的【草图】工具栏上单击【椭圆】按钮
，指针由箭头形状
变成
。
在图形区域指定一点作为椭圆中心点，属性管理器中将灰显【椭圆】面板，直至在图形区域依次指定长轴端点和短轴端点完成椭圆的绘制后，【椭圆】面板才亮显，如图5-49所示。
图5-49 绘制椭圆后亮显的【椭圆】面板
【椭圆】面板中【参数】选项组中的选项含义如下：
●作为构造线：选中此复选框，绘制的椭圆将转换为构造线（与中心线类型相同）。
●X坐标
：中心点在X轴中的坐标值。
●Y坐标
：中心点在Y轴中的坐标值。
●半径1
：椭圆长轴半径。
●半径2
：椭圆短轴半径。
2．部分椭圆
与绘制椭圆的过程类似，部分椭圆不但要指定中心点、长轴端点和短轴端点，还需指定椭圆弧的起点和终点。【部分椭圆】的绘制方法与【圆心/起点/终点画弧】是相同的。
在命令管理器的【草图】工具栏上单击【部分椭圆】按钮
；指针由箭头形状
变成
。在图形区域指定一点作为椭圆中心点，属性管理器中将灰显【椭圆】面板，直至在图形区域依次指定长轴端点、短轴端点、椭圆弧起点和终点并完成椭圆弧的绘制后，属性管理器亮显【椭圆】面板，如图5-50所示。
图5-50 绘制部分椭圆后显示的【椭圆】面板
技术要点
在指定椭圆弧的起点和终点时，无论指针是否在椭圆轨迹上，都将产生弧的起点与终点。这是因为起点和终点是按中心点至指针的连线与椭圆相交而产生的，如图5-51所示。
图5-51 椭圆弧起点和终点的指定
动手操作——利用【圆弧】、【椭圆】、【椭圆弧】绘制草图
操作步骤：
01 新建零件文件。
02 选择前视基准面为草图平面，进入草图环境。
03 利用【圆】命令绘制如图5-52所示的同心圆。
图5-52 绘制同心圆
04 04单击【椭圆】按钮
，然后选取同心圆的圆心作为椭圆的圆心，创建出如图5-53所示的椭圆。
图5-53 创建椭圆
05 单击【圆心/起点/终点画弧】按钮
，然后绘制圆弧1，并将圆弧进行尺寸约束。结果如图5-54所示。
图5-54 绘制圆弧1并进行尺寸约束
06 再利用【圆心/起点/终点画弧】命令，绘制如图5-55所示的圆弧2。
图5-55 绘制圆弧2
07 利用几何约束，将圆弧2与圆弧进行相切约束，如图5-56所示。
图5-56 几何约束圆弧1和圆弧2
技术要点
进行相切约束之前，删除部分尺寸约束后，需要对圆弧1使用【固定】约束关系。否则圆弧1的位置会产生移动。
08 单击【3点画弧】按钮
，然后绘制如图5-57所示的两轴圆弧。
图5-57 绘制圆弧
09 利用尺寸约束和几何约束命令，对两段圆弧分别进行尺寸标注和相切约束，结果如图5-58所示。
图5-58 使用尺寸约束和几何约束
10 利用【修剪实体】命令，对整个图形进行修剪，结果如图5-59所示。
图5-59 修剪实体
5.4.5 抛物线与圆锥双曲线
抛物线与圆、椭圆及双曲线在数学方程中同为二次曲线。二次曲线是由截面截取圆锥所形成的截线，二次曲线的形状由截面与圆锥的角度决定，同时在平行于上视基准面、右视基准面上设定的点来定位。一般二次曲线圆、椭圆、抛物线和双曲线的截面示意图如图5-60所示。
图5-60 一般二次曲线的截面示意图
用户可通过以下命令方式来执行【抛物线】命令：
●在命令管理器的【草图】工具栏上单击【抛物线】按钮
。
●在【草图】工具栏上单击【抛物线】按钮
。
●在菜单栏执行【工具】|【草图绘制实体】|【抛物线】命令。
当用户执行【抛物线】命令后，指针由箭头形状
变成
。在图形区域首先指定抛物线的焦点，接着拖动鼠标指定抛物线顶点，指定顶点后将显示抛物线的轨迹，此时用户根据轨迹来截取需要的抛物线段，截取的线段就是绘制完成的抛物线。完成抛物线的绘制后，在属性管理器将显示【抛物线】面板，如图5-61所示。
图5-61 绘制抛物线后显示【抛物线】面板
【抛物线】面板中各选项含义如下：
●开始X坐标
：抛物线截取段起点的X坐标。
●开始Y坐标
：抛物线截取段起点的Y坐标。
●结束X坐标
：抛物线截取段终点的X坐标。
●结束Y坐标
：抛物线截取段终点的Y坐标。
●中央X坐标
：抛物线焦点的X坐标。
●中央Y坐标
：抛物线焦点的Y坐标。
●顶点X坐标
：抛物线顶点的X坐标。
●顶点Y坐标
：抛物线顶点的Y坐标。
技术要点
用户可以拖动抛物线的控标，以此更改抛物线。