Sketcher Workbench/zh-cn: Difference between revisions
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Revision as of 05:21, 8 October 2018
草图工作台用于创建二维几何,用于零件设计工作台和其他工作台。 通常,2D几何被认为是大多数CAD模型的起点 - 简单的2D草图可以“挤压”成3D形状,另外可以使用2D草图在该形状的表面中创建凹坑,并且可以使用草图在3D对象的表面定义“垫高”(挤压)。 随着部件模块|布尔运算,草图编辑器形成了生成实体形状设计的核心。
草图工作台本身具有约束条件 - 允许将2D形状约束到精确的几何定义。以及一个约束求解器,它计算二维几何约束范围,并允许对草图自由度的交互式探索。
一个基本的,全约束的草图
约束草图的基础
为了解释草图编辑器的工作原理,将其与“传统的”起草方式进行比较可能是有用的。
传统起草
CAD绘图的传统方式继承于旧的绘图板. 正交(2D)视图 手动绘制,用于生产技术图纸(也称为蓝图)。对象被精确地绘制到预期的尺寸或尺寸上。如果要从(0,0)开始绘制长度为100mm的水平线,您可以激活线条工具,点击屏幕或输入第一个点的(0,0)坐标,然后再次点击或在(100,0)处输入第二点坐标。或者你会画你的线,而不考虑它的位置,然后移动它。绘制几何图形后,可以向其添加尺寸。
约束草图
草图远离这个逻辑。对象不需要完全按照您的意图进行绘制,因为它们将在稍后被约束定义。对象可以松散绘制,只要不受约束,就可以进行修改。它们实际上是“浮动”,可以移动,拉伸,旋转,缩放等等。这在设计过程中给予了很大的灵活性。
什么是约束?
使用约束来限制对象的自由度。例如,没有约束的线条具有4 自由度(简写为“DOF”):可以水平或垂直移动,可以被拉伸,并且可以旋转。
应用水平或垂直约束或角度约束(相对于另一条线或与其中一条轴)将限制其旋转能力,从而使其具有3个自由度。锁定其原点之一的点将消除另外2个自由度。并且应用维度约束将消除最后的自由度。然后,该行被认为是“完全受限制的”。
多个对象可以彼此约束。可以通过其中一个点与重合点约束连接两条线。可以在它们之间设置一个角度,或者它们可以垂直设置。一条线可以与弧或圆相切,依此类推。具有多个对象的复杂草图将具有多种不同的解决方案,并使其“完全受约束”,这意味着基于所应用的约束只能达到其中一种可能的解决方案。
有两种约束:几何和尺寸。它们在下面的'工具'部分中详细介绍。
草图编辑器不擅长于
草图编辑器不打算制作2D蓝图。草图一旦用于生成实体特征后,会自动隐藏。约束仅在草图编辑模式下可见。
如果您仅需要生成2D视图进行打印,并不想创建3D模型,请查看底图工作台(请注意,底图工作台也可用于创建此时草图编辑器中不可用的2D几何,如B-Splines。)
草图工作流程
草图总是二维(2D)。要创建一个实体,创建单个封闭区域的2D草图,然后垫高或旋转以添加第三维,从2D草图创建3D实体。
如果草图具有彼此交叉的段,其中一个点不直接位于段上的位置,或相邻段的端点之间存在间隙的位置,垫高或旋转将不会创建一个实体。这个规则的例外是它不适用于构造(蓝色)几何对象。
在封闭区域内,我们可以有较小的非重叠区域。当创建3D实体时,这些将变为空白。
工具
草图工作台工具都位于加载草图工作台时出现的草图菜单中。
- New sketch: 在所选的面或平面上创建新的草图。如果在执行此工具时未选择任何面, 则系统将提示用户从弹出窗口中选择一个平面。
- Edit sketch: 编辑已选择的草图。
- Leave sketch: 离开草图编辑模式。
- View sketch: 设置垂直于草图平面的模型视图。
- View section: v0.18 and above Creates a section plane that temporarily hides any matter in front of the sketch plane.
- Map sketch to face: 将草图映射到以前选定的实心面。
- Reorient sketch : 允许您更改草图的位置
- Validate sketch: 它允许你检查是否有不同点的公差和匹配。
- Merge sketches: 合并两个或多个草图。[v 0.15]
- Mirror sketch: 沿 x 轴、y-axis 或原点镜像草图 [v 0.16]
草图编辑器几何工具
这是创建对象的工具。
- Point: 绘制一个点.
- Line by 2 point: 从2点绘制线段.
- Arc: 从中心,半径,起始角度和最终角度绘制弧段。
- Arc by 3 Point: 从两个端点绘制弧段,并在圆周上绘制另一个点。
- Circle: 从中心和半径画一个圆。
- Circle by 3 Point : 从圆周上的三个点画一个圆。
- Conic sections:
- Ellipse by center : 通过中心点,大半径点和小半径点绘制椭圆。 (v0.15)
- Ellipse by 3 points : 用大直径(2点)和小半径点绘制椭圆。 (v0.15)
- Arc of ellipse : 通过中心点,主要半径点,起点和终点绘制椭圆弧。 (v0.15)
- Arc of hyperbola: 绘制双曲线弧。 (v0.17)
- Arc of parabola: 画出抛物线弧。 (v0.17)
- Polyline (multiple-point line): 绘制由多个线段组成的线。绘制折线时,按M键可在不同的折线模式之间切换。
- Rectangle: 从两个相反的点绘制一个矩形。
- Triangle: 在几何圆构图中绘制一个正三角形。 (v0.15)
- Square: 在几何圆构图中绘制一个正方形。 (v0.15)
- Pentagon: 在几何圆构图中绘制一个正五面。 (v0.15)
- Hexagon: 在几何圆构图中绘制一个正六边形。 (v0.15)
- Heptagon: 在几何圆构图中绘制一个正七边形。 (v0.15)
- Octagon: 在几何圆构图中绘制一个正八边形。 (v0.15)
- Slot: 通过选择一个半圆的中心和另一个半圆的终点绘制椭圆。
- Fillet: 在一条线之间加入两条线之间的圆角。选择两行或单击角点,然后激活该工具。
- Trimming: 相对于点击的点修剪线,圆或圆弧。
- External Geometry: 创建与外部几何相关联的边。
- Construction Mode: 将元素切换 到/从 构图模式。对象构图不会在3D几何操作中使用,并且仅在编辑包含它的草图时可见。这是 v0.15 中使用的图标。直到FreeCAD v0.16,用户必须先在草图编辑器中创建常规(白色)几何对象,然后使用此工具将其更改为“几何构图”(蓝色)。
- Construction Mode: 在FreeCAD v0.16中,添加了在构造模式下直接创建几何的能力,因此图标已更改为该图形。选择现有的草图编辑器几何图形,然后单击此工具可以在常规和构造模式之间切换几何图形,就像以前的FreeCAD版本一样。从FreeCAD v0.16开始,当没有选择草图编辑器几何图形时,选择此工具会更改将要创建将来的对象的模式(常规与构造)。
草图编辑器约束
约束用于定义长度、在草图元素之间设置规则以及沿垂直和水平轴锁定草图。某些约束要求 辅助约束
几何约束
不与数值数据关联
- Coincident: 在一个或多个点上(同时)附加一个点。
- Point On Object: 将点附加到另一对象上, 如直线、圆弧或轴。
- Vertical: 将所选线条或折线元素约束为真正的垂直方向。在应用此约束之前, 可以选择多个对象。
- Horizontal: 将所选线条或折线元素约束为真正的水平方向。在应用此约束之前, 可以选择多个对象。
- Parallel: 约束两条或多行平行于彼此。
- Perpendicular: 约束两条垂直于彼此的线, 或约束垂直于弧线端点的直线。
- Tangent: Creates a tangent constraint between two selected entities, or a co-linear constraint between two line segments. A line segment does not have to lie directly on an arc or circle to be constrained tangent to that arc or circle.
- Equal Length: Constrains two selected entities equal to one another. If used on circles or arcs their radii will be set equal.
- Symmetric: Constrains two points symmetrically about a line, or constrains the first two selected points symmetrically about a third selected point.
- Constrain Block: v0.17 and above Basically allows to block a geometric element in place with a single constraint. It should be particularly useful to work with B-Splines. See the Block Constraint forum topic.
Dimensional constraints
These are constraints associated with numeric data, for which you can use the expressions. The data may be taken from a spreadsheet.
- Lock: Constrains the selected item by setting vertical and horizontal distances relative to the origin, thereby locking the location of that item. These constraint distances can be edited later.
- Horizontal Distance: Fixes the horizontal distance between two points or line endpoints. If only one item is selected, the distance is set to the origin.
- Vertical Distance: Fixes the vertical distance between 2 points or line endpoints. If only one item is selected, the distance is set to the origin.
- Distance: Defines the distance of a selected line by constraining its length, or defines the distance between two points by constraining the distance between them.
- Radius: Defines the radius of a selected arc or circle by constraining the radius.
- Internal Angle: Defines the internal angle between two selected lines.
- Snell's Law: Constrains two lines to obey a refraction law to simulate the light going through an interface. (v 0.15)
- Internal Alignment: Aligns selected elements to selected shape (e.g. a line to become major axis of an ellipse).
- Toggle Constraint: Toggles the toolbar or the selected constraints to/from reference mode. v0.16
Sketcher tools
- Select solver DOFs: v0.18 and above Highlights in green the geometry with degrees of freedom (DOFs), i.e. not fully constrained.
- Close Shape: Creates a closed shape by applying coincident constraints to endpoints [v 0.15]
- Connect Edges: Connect sketcher elements by applying coincident constraints to endpoints [v 0.15]
- Select Constraints: Selects the constraints of a sketcher element [v 0.15]
- Select Origin: Selects the origin of a sketch [v 0.15]
- Select Vertical Axis: Selects the vertical axis of a sketch [v 0.15]
- Select Horizontal Axis: Selects the horizontal axis of a sketch [v 0.15]
- Select Redundant Constraints: Selects redundant constraints of a sketch [v 0.15]
- Select Conflicting Constraints: Selects conflicting constraints of a sketch [v 0.15]
- Select Elements Associated with constraints: Select sketcher elements associated with constraints [v 0.15]
- Show/hide internal geometry: Toggles the visibility of internal geometry of ellipses, arcs of hyperbola and parabola and B-splines.
- Show/Hide internal geometry: Recreates missing/deletes unneeded internal geometry of a selected ellipse, arc of ellipse/hyperbola/parabola or B-spline.
- Symmetry: Copies a sketcher element symmetrical to a chosen line [v 0.16]
- Clone: Clones a sketcher element [v 0.16]
- Copy: Copies a sketcher element [v 0.16]
- Move: v0.18 and above Moves the selected geometry taking as reference the last selected point.
- Rectangular Array: Creates an array of selected sketcher elements [v 0.16]
- Delete All Geometry: v0.18 and above Deletes all geometry from the sketch.
- Delete All Constraints: v0.18 and above Deletes all constraints from the sketch.
Sketcher B-spline tools
Sketcher virtual space
- Switch Virtual Space: v0.17 Allows you to "hide" constraints and make them visible again. See https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=9&t=26614
Preferences
- Preferences...: Preferences disposable in Sketcher Tools.
最佳做法
每个CAD用户随着时间的推移发展自己的工作方式,但跟随一些有用的一般原则。
- 一系列简单的草图比单个复杂的草图更容易管理。例如,可以为基础3D特征(衬垫或旋转)创建第一个草图,而第二个可以包含孔或切口(凹坑)。一些细节可以省略,稍后将作为3D功能实现。如果太多,你可以选择避免草图中的圆角,并将其添加为3D功能。
- 始终创建一个封闭的配置文件,或者你的草图不会产生实体,而是一组开放的面。如果你不希望将某些对象包含在实体创建中,请使用“构造模式”工具将其转换为构造元素。
- 使用自动约束特性来限制你必须手动添加的约束数量。
- 作为一般规则,首先应用几何约束,然后应用尺寸约束,并最后锁定草图。但请记住:规则被破坏。如果你在操作草图时遇到问题,在完成配置文件之前先限制几个对象可能很有用。
- 如果可能,将草图中心定位到具有锁定约束的原点(0,0)。如果你的草图不对称,请将其中一个点定位到原点,或者为锁定距离选择好的圆角参数。在v0.12中,外部约束(将草图约束到现有3D几何像边缘或其他草图)未实现。这意味着要将以下草图定位到你的第一个草图中,你需要手动设置相对于你的第一个草图的距离。一个基于原点的(25,75)的锁定约束比(23.47,73.02)更容易记住。
- 如果你有可能在长度约束和水平或垂直距离约束之间进行选择,则选择后者。水平和垂直距离约束在计算上更便宜。
- 一般来说,最好使用的约束是:水平和垂直约束;水平和垂直长度约束;点对点相切。如果可能,限制使用这些:一般长度约束;边缘到边缘相切;固定点到线约束;对称约束