本内容基于官方教程中的绘制简单的零件中的体会,在初次绘制的时候,总是无法完成,几经尝试才发现其关键点所在,以此文记录,用以被查资料,同时也希望能够帮到纯白新手快速熟悉该软件的绘图方法。
一、. 打开软件,选择Part Design工作台,然后选择任务,新建实体,新建草图。
该过程可参考我的另一篇文章: FreeCAD的傻瓜式初级使用教程_lggirls的博客-CSDN博客
二、.通过线段绘制工具,画出基本的图形
工具绘图
2.1 先选中工具,移动鼠标到原点附近,出现如下图所示的重合约束提示,则表示所要点下的点和原点重合。单击鼠标左键,确定线段的开始端点。
2.2 继续沿x轴向右侧移动鼠标,在快到达第10个方格时,放下。
若画出的横线和x轴完全平行,则会出现一个小短横,表示平行约束
若没有,则可先点击选中该线段,然后点击约束性工具栏中的图标,即可
2.3 将鼠标移动到原点,出现重合约束符号,单击,向上延Z轴移动鼠标,超过第2格后单击,确定线段的末端,第二条线则已经画出。
同样的,第二条线要保障和X轴平行,也是和x轴垂直,如同2.2中的操作,对 第二条线进行垂直性约束。
2.4 选中线段绘图工具,将鼠标移动到第2条线段的末端点,出现重合性约束提示符,点下,再向右上方移动鼠标,点下第3条线段的末端点。
2.5 依此操作,画出第4条和斜向上的线相连,但和x轴平行约束的短横线线段
2.6 画出和第1条x轴上的横线线段相连的,垂直于x轴的第5条线段。
三、 进行角度,长度,高度的约束条件设定
a.先约束了斜线和底线的角度为30°;
b.约束了底线的长度为100mm;
c.约束了高处的横线的左端点和原点间的垂直距离为50mm;
d.通过同样的点约束了斜线的水平距离为50mm(此时自由度应该缩减为2);
e.然后用弧线绘图工具,先在图形内点一下,确定圆心,再用重合约束,将最后的两个端点,用弧线连接起来;
f.再通过点击选中弧线,约束其半径为20mm,
g. 对弧线和最上方的横线,最左侧的短竖线进行相切性约束。先选中弧线,然后选中上方的横线,点击相切性约束;如此处理弧线和垂直的尾端线的相切性,此时高处的横线和最后的短垂线的长度将随之变化。
注意:此时自由度应当显示为0 !!!
3.1 斜线线段的角度性的约束
角度是两条线之间的关系,所以其要点是,选择两条线,然后点击约束条件图标。
在该步骤中,点击了第1条x轴上的横线,第3条斜向上的斜线,然后点角度约束工具,在出现的对话框中,填写你想要的角度。 这里是30°,点击ok
你会发现,在图的外面,也就是第3条线的延长线和第1条线相交会的位置附近,出现了一个带有30°标注提示的弧线,也就是该角度约束的提示线。
可以单击该标注文字,鼠标左键拖动该提示线到图形内部。
3.2 横线线段的长度约束
点击第1条x轴上的横线,再点击“水平距离约束”工具,在出现的对话框中填写100mm,点击OK
这时你会发现,线段的末端和第10格的交叉点完全重合,同时出现了水平距离提示线,也是选中,将标注线拖动到合适的地方,
注意: 这一步的操作中,第5条竖线会随第1条线的边长的变化而移动到第10格, 如果出现两条线相脱离,则说明了之前画第5条线的时候,端点没有达成重合约束,需要删掉该线,重新约束后再画。
3.3 确定两点之间的水平和垂直距离。
点击原点,使之被选中,再点击第3条线的末端点,同时也是第4条水平线段的起点,使之选中。
注意!! 要在两点同时选中的时候,再进行水平距离约束和垂直距离约束,这样才能成功。
这一步是设定了两个约束值均为50mm。
进行必要的提示线整理
四、绘制弧线
4.1先单击“创建弧”工具图标,
将中心定位在大约 x = 80 y = 30 处;然后单击在第2条线的右端点上,定义圆弧的第一个起点;然后再单击将弧的末端点上,定义为第5条线的上端点(确保在单击之前出现重合性约束的提示图标)。
2.单击圆弧,然后选中半径约束工具,设定半径为20mm
先选中要约束,可约束的对象,然后选约束工具进行约束值的填写。点击ok
点击弧线和要与之相切的横线,进行相切约束
如果一切正确,则求解器部分应当显示完全约束的提示: “Fully constrained” ,同时,绘图区的全部线段将显示绿色,表示所有的线都被有效约束,且形成了闭合连接。
注意: 如果草图没有变为绿色,则说明存在至少一个点是不重合的(2 个点处于叠加状态,但没有实际重合)。这时就需要先点击红和约束工具, 然后将没有形成重合约束的点点起来形成约束。用同样的方法对所有的连接点都点一遍试试。
如果还是没有变成绿色,请验证除了倾斜线外所有的线是否都具有水平约束”或垂直约束,并在必要的时候进行添加。
五、使用凸台和凹坑功能
5.1 单击左上角“任务”选项卡中的“关闭”。我们会自动退出草绘器工作台,零件设计工作台将再次激活。组合视图切换回“模型”选项卡。如果将 “实体” 展开,你将在“Origin”下方看到一个新的 Sketch 元素,并嵌套在 Body 下。
到了这一步,我们应当保存一下,将文档命名成我们容易记住的名称。此外,最好形成经常保存文档的习惯,比如在完成草图或要素之后 Ctrl + s。
5.2单击标准视图中的”等轴测“视图按钮,然后单击标准视图中的”适合所有“ 视图按钮,这将会在绘图区显示一个居中的 3D 等轴测 视图。
5.3 先单击选中下方的草图,也就是 Sketch,选中目标;再单击零件工具中的“凸台”工具按钮,输入 30 mm 的长度。单击“ok”,则会沿着Y轴拉伸成一个3D实体零件(之前我们所画的图形,只能算是一个面)。
5.4 到此,在“混合浏览器的 模型”树中,将显示一个“Pad”对象(我们称之为特征),而不是“草图”。事实上,它可以被称作草图,因为它是基于草图(Sketch)形成的; 单击Pad前面的箭头或加号将其展开,将显示下面的草图(Sketch),该草图自动隐藏(其标签灰显)。
可以在绘图区看到一个我们所创建的形状形所成实体。
5.5 生成一个孔
5.5.1先单击零件的顶部(方形)侧,再单击“创建实体”按钮旁边的“创建草图”按钮,来创建一个新的草图。
FreeCAD会创建一个附加到我们之前所选择的零件的面上的新草图。此时我们选择生成的绘图区,是一个平行于绝对平面XY的平面,但高度则根据工件的高度向上进行了偏移,也就是xy平面在Z轴方向了升高了50mm的这样一个水平面,和零件的上表面重合。
可以通过切换视角的按钮来进行试图变换
最终显示成下图的样子。
点击“查看草图”按钮,则可以随时切换为当前草图的视图,即 XY平面,以便于像之前再xz轴平面上那样来进行绘图
请注意,这个新草图的原点(Origin)就是实体的原点。
5.5.2点击圆形绘图工具,在零件的顶部绘制一个圆,点击圆的边线,进行半径约束,将其设定为5mm
5.5.3双击新建的草图,展开“混合浏览器中的任务视图,对圆的圆心位置进行约束。 这里的水平距离设置为-65mm,垂直距离设置为15.
5.5.4 关闭草图;
在“模型树”中,一个新的 Sketch001 草图对象出现在“Pad”下方。单击选中 Sketch001 ,之后再单击选择“凹坑”工具。
凹坑,之前的版本称之为口袋,是一个被称为“减法”的功能,它可以从我们的零件中删除材料;在这里,因为我们所画的草图是一个圆,则该功能形成的凹坑将会以圆柱体的形式出现。
在凹槽参数中的类型中,选择“通过所有”以完全剪切零件。按“OK”完成。
在模型树中,标记为 Pocket 的新元素出现在 实体 的底部,并被命名为了 Sketch001。
六、更改颜色和透明度
可以通过更改零件的颜色,来区分零件间的差别。作品的透明度也可以修改,这对于将其内部结构进行可视化很有用处。
选择要进行色彩和透明度设置的”实体“,在左侧的属性中找到 Shape Color(形状颜色),Transparency(透明度),对其进行更改,使得上一步切出的孔能够显示出来。
还可以修改 Line Color和Line Width,以更改线条粗细和零件轮廓的颜色。
现在,零件内部可以看到该孔。这对于查看模型的隐藏面或内部面通常很有用。
七、手动移动零件
7.1 转到“视图”菜单,然后选择"切换坐标轴显示(Toggle axis cross)"。这些是绝对坐标轴。您应该在 3D 视图中看到 3 个轴 X、Y、Z 为红色、绿色和蓝色。这个坐标将帮助我们在空间中定位自己。这个坐标是固定且不可变的,它要么是视图围绕它旋转,要么是对象在这个空间中进行旋转。
7.2 选中实体,在其左侧的下方选择数据视图,点击属性这一列中的Placement,
单击三个小点,即省略号(如果未出现,请单击“放置”字段的“值”部分);这将在“任务”面板中打开一个新对话框。使用箭头可以改变零件的位置和角度。实际上是在空间中移动的物体的位置(因此其原点),3D 视图的方向不会改变。
另一种方法:在组合视图中,选择“实体 ”并单击鼠标右键,然后选择转换。
这将会显示如下视图:
按住并沿轴或球体拖动圆锥体,以向各个方向移动主体。可以实验一下。然后将角度和坐标重置为 0。
八、在草图中建立和显示参照尺寸
以上我们所建立的尺寸,都是相对于原点(Origin)的,但在实际的绘图操作中,零件间结构间的相对尺寸数据也很有用处。这种尺寸可以仅用于参考,也可以稍后使用它们来设置其他尺寸。
在左侧的“模型”树结构显示中,展开“实体”部分 1,然后展开“Pad”以显示第一个草图(Sketch)。双击它(或右键单击并在上下文菜单中选择编辑草图),然后单击“切换驱动/参考约束"图标。
从现在开始,就可以在草图上创建参考尺寸了;参考尺寸是以蓝色显示的,且对它们所标注的草图的形状是没有影响的(即不会构成约束控制),它们的数值也是自动计算的。
参考约束的建立工具:
九、进行一个或多个维度的编辑
在建模的过程中,我们可以随时改变模型的尺寸。这非常简单:例如对于零件的厚度,只需要双击Pad,就会在左侧的组合浏览器中出现对话框,然后输入一个新值,例如40mm;或者在选中Pad后,在混合浏览器显示的属性设置的部分,选择数据,也可以更改此值。
可以采用如下方法来验证一下:
对作品的总长度执行相同的操作:双击 Sketch,然后双击 100 mm 尺寸约束,将其更改为 110 mm,然后进行验证。
我们可以看到,零件的顶部的尺寸和面积被放大了,造成了之前所开的孔不再在顶面的中间居中的位置。,这是因为该孔是被限制在草图的原点位置了。这不一定符合我们通常想要的结果,因为最常见的情况是,我们希望无论如何改变零件的尺寸,顶面所开的这个孔,都应该保持在中心。
下面将进行这样的操作
十、设置开孔位置保持居中
10.1 第1种方法使用外部几何图形。
10.1.1 再次编辑孔的草图,并删除其中对圆心的水平和垂直距离的约束。
然后单击外部几何图形工具图标。