3.2 绘制草图
草图绘制是本章的重要内容，也是创建三维实体模型的基础和关键。用户可以通过绘制二维轮廓，并添加相关的约束，构建出实体或截面的轮廓，然后利用拉伸、旋转或扫掠等操作，生成与草图对象相关联的实体模型。在参数化建模的过程中，灵活地应用绘制草图功能，会使用户方便快捷地完成设计任务。
3.2.1 绘制点
点是组成图形的最基本元素，通常用来作为对象捕捉的参考点。绘制的草图对象都是由控制点控制的，如直线由两个端点控制，圆弧由圆心和起始点控制。控制草图对象的点称为草图点，用户可以通过控制草图点来控制草图对象。
进入草绘环境后，在【直接草图】工具栏中单击【点】按钮
，系统将打开【草图点】对话框。此时，单击该对话框中的【点对话框】按钮
，即可打开如图3-11所示的【点】对话框。该对话框包含3种创建点的方式，现分别介绍如下。
图3-11 【点】对话框
1．类型
用户可以通过在【类型】面板中选择点的捕捉方式来创建新的点。系统提供了端点、交点和象限点等13种捕捉点的方式，这里仅介绍几种常用点的捕捉方式。
自动判断的点 选择该选项，可以利用鼠标在绘图区中任意点取位置，此时系统将自动推断创建所选直线的端点、中点，以及圆弧或圆的圆心等特征点。
光标位置 选择该选项，可以使用光标在屏幕上的任意位置创建一个点。
现有点 选择该选项，可以利用鼠标捕捉或选定已经存在的点，从而在现有的点上创建一个点。它是将某个图层的点复制到另一图层最快捷的方式。
端点 选择该选项，可以在直线、圆弧、二次曲线及其他曲线的端点上创建一个点。端点不是独立的，必须依赖直线或曲线而存在。
控制点 选择该选项，可以在几何对象的特征点上创建一个点。控制点与几何对象类型有关，它可以是直线的中点或端点，不封闭圆弧的端点或中点、圆心，二次曲线的端点或其他曲线的端点等特征点。
象限点 选择该选项，可以在一个圆弧或椭圆弧的四分点处创建一个点。需要注意的是：四分点位置是指处于绝对坐标系下的圆弧或椭圆弧上的象限点位置，它不随坐标系的转换而改变。
点在曲线/边上 选择该选项，可以在指定的曲线或者实体边缘上根据给出的参数创建点。
2．设置点坐标
用户可以通过在【输出坐标】面板中设置点在X、Y、Z方向（或XC、YC、ZC方向）上相对于坐标原点的位置来创建新的点。此外，还可以在【参考】下拉列表框中切换WCS或绝对坐标方式。
3．指定偏置方式
用户可以通过在【偏置】面板中指定偏移参数的方式来确定点的位置。在操作过程中，可以先利用点的捕捉方式确定偏移的参考点，再输入相对于参考点的偏移参数（其参数类型取决于选择的偏移方式）来创建点。该面板中包括5种偏置方式，具体含义如下所述。
矩形 该方式是利用直角坐标系进行偏移的，偏移点的位置相对于所选参考点的偏移量由直角坐标值确定。在捕捉到点后，输入偏移点在X轴、Y轴和Z轴方向上的增量值即可。
圆柱 该方式是利用圆柱坐标系进行偏移的，偏移点的位置相对于所选参考点的偏移量是由柱面坐标值确定。在捕捉到点后，输入偏移点的半径、角度和Z轴方向上的增量值就确定了偏移点的位置。
球 该方式是利用球坐标系进行偏移的，偏移点的位置相对于所选参考点的偏移值由球坐标值确定。在捕捉到点后，输入偏移点的半径、角度1和角度2的增量值就确定了偏移点的位置。
沿矢量 该方式是利用矢量进行偏移的，偏移点相对于所选参考点的偏移值由向量方向和偏移距离确定。
沿曲线 该方式是沿所选的曲线进行偏移的，偏移点相对于所选参考点的偏移值由偏移弧长或曲线总长的百分比确定。
注意
XC、YC、ZX坐标值是相对于工作坐标系的，该坐标系可以任意移动和旋转，且点的位置和工作坐标系相关；X、Y、Z坐标值是绝对坐标值，它是相对于绝对坐标系，该坐标是系统默认的坐标，其原点与轴的方向永远保持不变。
3.2.2 绘制直线
直线是组成草图轮廓的基本图元，是草绘过程中使用频率最高的应用工具之一。在UG NX中，直线是指两点确定的一条直线段，而不是无限长的直线。用户可以利用【直线】或【轮廓】工具完成直线的绘制。
进入草绘环境后，单击【直接草图】工具栏中的【直线】按钮
，系统将打开【直线】对话框。该对话框包含【坐标】和【参数】两种绘制直线的模式，此时指定一种模式，并在打开的文本框中设置相应的数值，即可完成直线的绘制，效果如图3-12所示。
在绘制草图的过程中，用户可以利用该工具连续绘制直线和圆弧轮廓线，特别适用于绘制的草图对象中包含直线与圆弧首尾相接的情况。
图3-12 利用【直线】工具绘制直线
在【直接草图】工具栏中单击【轮廓】按钮
，系统将打开相应的对话框，且在绘图区中将显示光标处的位置信息。此时，单击该对话框中的【直线】按钮
，并指定一绘制模式，即可在绘图区中连续绘制相应的直线，效果如图3-13所示。
图3-13 利用【轮廓】工具连续绘制直线
提示
利用【轮廓】工具绘制的各直线是首尾相接的，不需要再次设置首尾相接的约束，这样有利于提高绘图的效率以及绘图质量。
3.2.3 绘制矩形
矩形可以用来作为特征创建的辅助平面，也可以直接作为特征生成的草绘截面。在UG NX中，利用【矩形】工具既可以绘制与草图方向垂直的矩形，也可以绘制与草图方向成一定角度的矩形。
在【直接草图】工具栏中单击【矩形】按钮
，系统将打开【矩形】对话框。该对话框提供了以下3种绘制矩形的方式。
1．利用两点绘制矩形
该方式通过在绘图区中依次指定两点作为矩形的对角点，或者指定第一个角点后在文本框中输入宽度和高度值来绘制矩形。选择该方式绘制的矩形只能与草图的水平方向垂直。
单击【按2点】按钮
，并指定【参数】绘制模式。然后在绘图区中选取一点作为矩形的第一个角点，并输入相应的参数值确定矩形的另一对角点，即可完成矩形的绘制，效果如图3-14所示。
图3-14 利用两点绘制矩形
2．利用3点绘制矩形
该方式与【按2点】方式的区别是：利用该工具可以绘制与草图的水平方向成一定倾斜角度的矩形。其具体的方法是：先指定矩形的一个角点，然后依次设置要绘制矩形的宽度、高度和倾斜角度参数值即可。
单击【按3点】按钮
，并指定【参数】绘制模式。然后在绘图区中指定一点作为矩形的一个角点，并依次输入要绘制矩形的宽度、高度和角度数值，即可完成该矩形的绘制，效果如图3-15所示。
3．从中心绘制矩形
利用该方式可以通过选取一个点作为矩形的中心点，然后以该中心点为基点，依次输入矩形的宽度、高度和角度数值，即可完成指定矩形的绘制，效果如图3-16所示。
图3-15 利用3点绘制矩形
图3-16 从中心绘制矩形
3.2.4 绘制圆
圆是指在平面上到定点的距离等于定长的所有点的集合。在UG NX中，该工具通常用于创建基础特征的剖截面，由它生成的实体特征包括多种类型，如球体、圆柱体、圆台和球面等。
在【直接草图】工具栏中单击【圆】按钮
，系统将打开【圆】对话框。此时即可选择【圆心和直径定圆】或【三点定圆】方式来绘制圆轮廓。
1．圆心和直径定圆
利用该方式可以通过指定圆的圆心和直径来绘制圆。单击【圆】对话框中的【圆心和直径定圆】按钮
，并指定【参数】绘制模式。然后在绘图区中指定圆心，并输入直径参数，即可完成绘制圆的操作，效果如图3-17所示。
图3-17 指定圆心和直径绘制圆
2．三点定圆
利用该方式可以通过在绘图区中依次选取三个点来绘制圆，或者通过选取圆上的两个点，并输入直径参数来完成圆的绘制。
单击【三点定圆】按钮
，然后在绘图区中依次指定矩形的三个角点作为圆的通过点，即可完成圆轮廓的绘制，效果如图3-18所示。
图3-18 指定三点绘制圆
3.2.5 绘制圆弧
圆上任意两点间的部分称作圆弧。由于圆弧是圆的一部分，会涉及起点和终点的问题。因此，在绘制过程中既要指定其半径和起点，又要指出圆弧所跨的弧度大小。
在【直接草图】工具栏中单击【圆弧】按钮
，系统打开【圆弧】对话框。此时即可选择【三点定圆弧】或【中心和端点定圆弧】方式来绘制圆弧轮廓。
1．三点定圆弧
选择该方式可以通过依次指定圆弧的起点、终点和圆弧上一点来绘制圆弧。另外，也可以通过依次选取两个点，并输入半径参数来完成圆弧的绘制。
单击【圆弧】对话框中的【三点定圆弧】按钮
，然后在绘图区中依次选取三个点作为圆弧的起点、终点和圆弧上一点，即可完成圆弧的绘制，效果如图3-19所示。
图3-19 指定三点绘制圆弧
2．中心和端点定圆弧
选择该方式可以通过依次选取两个点作为圆弧的圆心和端点，并输入扫掠角度来绘制圆弧。另外，还可以在指定圆弧的圆心后，通过在文本框中输入半径参数来确定圆弧的大小。
单击【中心和端点定圆弧】按钮
，然后在绘图区中依次指定圆弧的圆心和端点，并在打开的文本框中设置扫掠角度，即可完成圆弧的绘制，效果如图3-20所示。
图3-20 指定中心和端点绘制圆弧
3.2.6 绘制椭圆
椭圆是指与两定点的距离之和为一定值的点的集合。其与圆的不同之处就在于该类曲线X、Y轴方向对应的圆弧直径有差异。在UG NX中，利用【椭圆】工具可以绘制椭圆和椭圆弧两种曲线，现分别介绍如下。
利用【椭圆】工具可以通过在绘图区中指定椭圆的中心点，并设置椭圆的长半轴和短半轴参数来完成椭圆的绘制。
在【直接草图】工具栏中单击【椭圆】按钮
，系统将打开【椭圆】对话框。此时，指定椭圆的中心点位置，并在【椭圆】对话框中设置相应参数。然后启用【限制】面板中的【封闭】复选框，即可绘制指定尺寸的椭圆轮廓，效果如图3-21所示。
图3-21 绘制椭圆
提示
此外，用户还可以在【旋转】面板中设置相应的参数将绘制的椭圆轮廓进行旋转操作。
3.2.7 绘制椭圆弧
椭圆上任意两点间的部分称为椭圆弧，即椭圆弧是椭圆的一部分。用户可以利用【椭圆】工具通过设置起始角度与终止角度来绘制相应的椭圆弧。
单击【椭圆】按钮
，系统将打开【椭圆】对话框。然后指定椭圆的中心点位置，并设置椭圆的相关参数。接着禁用【封闭】复选框，并在【限制】面板中设置椭圆弧的起始角度和终止角度，即可完成椭圆弧轮廓的绘制，效果如图3-22所示。
此外，单击【限制】面板中的【补充】按钮
，系统将自动生成与当前所绘椭圆弧互补的另一段椭圆弧，效果如图3-23所示。
3.2.8 绘制多边形
多边形是由在同一平面而且不在同一直线上的多条线段首尾顺次连接，且不相交所组成的图形。在机械设计过程中，多边形一般分为规则和不规则多边形两种。其中规则多边形就是正多边形。
图3-22 绘制椭圆弧
图3-23 生成互补椭圆弧
3.2.9 绘制艺术样条
艺术样条曲线是指通过拖放定义点或极点，并在定义点处指派斜率或曲率约束来绘制的关联或者非关联曲线。相比较一般样条曲线而言，艺术样条由更多的定义点生成，且在实际设计过程中多用于数字化绘图或动画设计。
在【直接草图】工具栏中单击【艺术样条】按钮
，系统将打开【艺术样条】对话框，如图3-24所示。该对话框包含了以下两种绘制艺术样条曲线的方式。
1．通过点
选择该方式可以通过选取定义点来绘制相关或非相关的，且可自由控制其形状的任意曲线。
在【艺术样条】对话框中选择【通过点】选项，并设置曲线的阶次。然后在绘图区中依次指定要通过的定义点，并默认对话框中其他参数选项的设置，即可完成艺术样条的绘制，效果如图3-25所示。
图3-24 【艺术样条】对话框
图3-25 指定通过点绘制艺术样条曲线
2．根据极点
选择该方式可以通过选取极点来建立相关或非相关的样条曲线。该方式同样采用交互式和动态反馈的方法，且在曲线定义的同时，系统将在绘图区中动态显示不确定的样条曲线，用户还可以交互地改变定义点处的斜率和曲率等参数。
由于利用该方式绘制样条曲线与通过点方式的操作步骤类似，这里不再赘述，其绘制效果如图3-26所示。
图3-26 指定极点绘制样条曲线
提示
在选择【根据极点】方式绘制艺术样条的过程中，指定的极点数目应大于所设置的曲线阶次。