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2.4 二维草图尺寸标注
尺寸标注也是二维草图中一个重要的要素,同时也是产品设计过程中一项非常重要的设计参数,体现了设计者的重要设计意图,而且直接关系到产品的制造与使用。设计者必须对产品中的每个结构标注合适的尺寸参数,产品设计过程中的尺寸参数绝大部分是在二维草图中标注的,可见二维草图尺寸标注的重要性。
在Pro/E草图设计中可以使用“尺寸标注”命令来标注草图尺寸,使用“修改”命令来修改草图中的尺寸。
1.尺寸标注与修改
标注尺寸的大致步骤是首先选择“尺寸标注”命令,然后选择需要标注尺寸的草图对象,最后在放置尺寸的位置单击鼠标中键,完成尺寸的标注,在具体标注一些比较特殊的尺寸时操作稍有不同。下面具体介绍常用尺寸标注的操作方法。
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2.4 尺寸标注与修改01
(1)标注直线长度 选择“尺寸标注”命令,然后选择要标注的直线对象,在放置尺寸的地方单击鼠标中键,完成直线长度尺寸的标注,如图2-74所示。
(2)标注两点之间的距离 选择“尺寸标注”命令,然后选择两点对象,可以标注两点之间的水平尺寸,也可以标注两点之间的竖直尺寸,移动鼠标指针来确定是标注竖直尺寸还是水平尺寸(将鼠标指针移动到标注对象的左侧或右侧可以标注竖直尺寸,将鼠标指针移动到标注对象上方或下方可以标注水平尺寸),最后在放置尺寸的位置单击鼠标中键,完成两点间距离尺寸的标注,如图2-75所示。
(3)标注两平行线间的距离 选择“尺寸标注”命令,依次选择两平行直线对象,在放置尺寸的位置单击鼠标中键,完成两条平行线间距离尺寸的标注,如图2-76所示。
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图2-74 标注直线长度
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图2-75 标注两点间距离
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图2-76 标注平行线间距离
(4)标注两线间的夹角尺寸 选择“尺寸标注”命令,然后依次选择两条直线对象,在放置尺寸的位置单击鼠标中键(一般在夹角中的某一个位置),完成两条线间夹角尺寸的标注,如图2-77所示。
(5)标注圆弧直径和半径尺寸 选择“尺寸标注”命令,在需要标注直径的圆弧上双击,在放置尺寸的位置单击鼠标中键,完成圆弧直径的标注,在需要标注半径的圆弧上单击,在放置尺寸的位置单击鼠标中键,完成半径的标注,如图2-78所示。
(6)标注两圆弧间的极限尺寸 选择“尺寸标注”命令,分别单击两圆弧的标注位置,如果需要标注两圆弧的最大位置,就在两圆弧的最大位置单击,否则就在最小位置单击,然后在放置尺寸的位置单击鼠标中键,完成尺寸标注,如图2-79所示。
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图2-77 标注夹角尺寸
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图2-78 标注圆弧直径与半径尺寸
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图2-79 标注圆弧间的极限尺寸
(7)标注对称尺寸 对称尺寸标注经常用在创建回转类零件二维草图中,用来标注关于中心轴线对称的尺寸。选择“尺寸标注”命令,按照直线→中心线→直线的先后顺序单击草图对象,然后在放置尺寸的位置单击鼠标中键,完成对称尺寸标注,结果如图2-80所示。
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图2-80 标注对称尺寸
在标注和修改草图尺寸的时候一定要注意草图结构,草图结构在一定程度上影响着尺寸的标注与修改。如图2-81所示的草图,若修改草图中标注为7的尺寸,从草图结构来看,该尺寸等于尺寸20减去尺寸8再减去半径为4的圆弧的弦长,因为其他的尺寸都定了,所以尺寸7的修改就会受到这些尺寸的限制。
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2.4 尺寸标注与修改02
当半径为4的圆弧刚好为半圆时(图2-82),此时为尺寸7的最小修改极限,当半径为4的圆弧刚好没有时(图2-83),此时为尺寸7的最大修改极限。
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图2-81 修改草图尺寸
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图2-82 最小修改极限范围
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图2-83 最大修改极限范围
所以,尺寸7修改的范围为4~12,只要修改的值在这个范围之内就可以正常修改,如果超出这个范围就不能修改了,所以在修改草图尺寸时要考虑草图的结构。
2.尺寸类型
Pro/E尺寸类型主要包括弱尺寸和强尺寸两种。绘制完草图图元后,系统会自动添加一些尺寸标注(默认情况下颜色为灰色),这些尺寸是软件系统根据用户任意绘制的图元的实际大小标注的尺寸,一般都不是最终设计需要的尺寸,像这样的尺寸就称作弱尺寸,如图2-84所示;在弱尺寸基础上做一定的修改或者用户手动标注的尺寸(默认情况下颜色为橙色),一般都是设计需要的尺寸,像这样的尺寸就称作强尺寸,如图2-85所示。弱尺寸只是暂时存在于草图中,最后草图中保留下来的尺寸才称作强尺寸,强尺寸是满足设计需要的尺寸。
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2.4 尺寸类型
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图2-84 Pro/E草图中的弱尺寸
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图2-85 Pro/E草图中的强尺寸
选中弱尺寸右击,在弹出的快捷菜单中选择“强”命令,可以将弱尺寸转换成强尺寸;另外,使用尺寸标注命令标注的尺寸也属于强尺寸。弱尺寸不能被人为删除,强尺寸可以被人为删除,每添加一个强尺寸,系统会自动删除一个弱尺寸,总的目的是保证草图中的尺寸不多不少刚好把草图标注完全。
3.尺寸冲突问题
尺寸冲突,包括尺寸与尺寸之间的冲突以及尺寸与几何约束之间的冲突,无论是哪种冲突,根本原因都是因为草图中存在不合理的尺寸或约束,需要将这些不合理的尺寸删除来解决尺寸冲突的问题。
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2.4 尺寸冲突
另外,在标注草图尺寸的时候一定不要形成封闭尺寸,否则也会出现尺寸冲突的问题。如图2-86所示的草图,其中已经标注了一些尺寸,如果再去标注如图2-87所示的尺寸11.5,就会出现尺寸冲突,其根本原因就是因为尺寸11.5与草图中的5.50和17.00两个尺寸形成了封闭尺寸。
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图2-86 标注草图中的尺寸
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图2-87 草图中的尺寸冲突
那么为什么会出现尺寸冲突呢?不难发现,之前草图中标注了尺寸17和尺寸5.5,这时要标注的尺寸11.5可以根据前两个尺寸计算出来,其实属于已知尺寸,如果再去标注这个尺寸,系统会认为这个尺寸是多余的,也就出现尺寸冲突了。
草图中一旦出现尺寸冲突,系统会将草图中出现尺寸冲突的相关约束与尺寸显示为红色,如图2-87所示,同时系统弹出如图2-88所示的“解决草绘”对话框。在该对话框中显示出与当前标注尺寸存在冲突的约束与尺寸标注(也就是如图2-87所示草图中红色的约束和尺寸)。如果一定要标注尺寸11.5,可以删除一些冲突的约束或尺寸,如5.5。操作方法是在“解决草绘”对话框中选中5.5的尺寸,然后单击“删除”按钮,即可解决草图中尺寸冲突问题,结果如图2-89所示。
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图2-88 “解决草绘”对话框
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图2-89 解决草绘尺寸冲突结果
4.尺寸标注要求与规范策划
在二维草图设计中,关于尺寸标注主要有两种情况。
第一种情况就是根据已有的设计资料(如图样)进行尺寸标注。这种情况下进行尺寸标注不用做什么考虑,直接根据图样要求进行标注就可以。图样要求在什么地方标注尺寸就在什么地方标注,图样要求标注什么类型的尺寸就标注什么类型的尺寸。标注完所有尺寸后,再根据图样中尺寸放置位置对尺寸标注进行整理,使草图中所有尺寸放置位置与图样一致,这样方便对尺寸进行检查与修改。
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2.4 尺寸标注要求及规范
另外一种情况就是从无到有进行完全自主设计,手边没有任何设计资料,草图中的每个尺寸都需要设计者自行标注。这种情况下的尺寸标注就比较灵活,也比较自由,但是要求也更高,绝对不能随便标注,一定要注意尺寸标注的规范性要求。尺寸标注规范性要求主要包括以下几点。
1)尺寸标注基本要求。对于距离尺寸、长度尺寸直接选择图元标注线性尺寸,对于圆弧(小于半圆的非整圆)一般标注半径尺寸,对于整圆一般标注直径尺寸,对于斜度结构一般标注角度尺寸,所以如图2-90所示的草图尺寸标注是不合理的,正确的尺寸标注如图2-91所示。
2)所有尺寸标注要便于实际测量。如图2-92所示的草图,水平尺寸7是从圆角与直边切点到对称中心的距离尺寸,竖直尺寸8是两端圆角与直边切点之间的距离尺寸,水平尺寸2是圆角两端切点之间的水平距离尺寸,这些尺寸在实际中均不太容易测量,所以这些标注都是不合理的,正确的标注如图2-93所示。
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图2-90 不合理的尺寸标注
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图2-91 合理的尺寸标注
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图2-92 不方便实际测量
3)所有尺寸标注要就近标注。在标注草图尺寸时,标注每一段图元尺寸时,尽量将标注尺寸放置到相应图元附近,不要离得太远,否则影响看图。如图2-94所示的草图尺寸标注,其中所有尺寸标注均远离相应图元对象,导致无法准确看清草图轮廓,应该将各尺寸标注到如图2-95所示的位置。
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图2-93 方便实际测量
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图2-94 尺寸标注远离图元对象
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图2-95 就近标注尺寸
4)重要的尺寸参数一定要直接标注在草图中,切不可间接标注,如果出现尺寸冲突可以作为参考尺寸进行标注。如图2-96所示的草图尺寸标注,其中尺寸10是整个草图的总高度尺寸,也是整个草图中非常重要的一个尺寸,一定要在草图中直接标注出来,便于读取该尺寸。如果按照图2-97所示标注,将重要尺寸10拆分成2和8两个尺寸,在实际读数或修改时还要做加减法,这就没有直接标注方便了。
另外,如图2-98所示的草图尺寸标注,其中四个圆水平方向及竖直方向间距尺寸属于非常重要的尺寸,也应该直接标注在草图中。但是因为这些圆与对应位置的圆弧都是同心的,而且草图的水平及竖直方向的总长度尺寸已经标注出来了,在这种情况下再去标注四个圆水平方向及竖直方向间距尺寸就会出现尺寸冲突,此处就应该标注为参照尺寸(草图中带“参照”字样的尺寸)。
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图2-96 重要尺寸直接标注
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图2-97 重要尺寸间接标注
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图2-98 重要尺寸标注为参照尺寸
5)尺寸标注要符合一些典型结构设计要求。在一些典型结构设计中,对其尺寸标注也是有着特殊要求的,在这种情况下的尺寸标注就一定要符合这些特殊要求,使这些结构设计更加规范合理。如图2-99所示的长圆形草图,如果用在一般的结构设计中,按照该图的尺寸标注是没有问题的,但是如果用在键槽设计中,这种标注就不行了。同样的长圆形草图,用于键槽设计时,一定要按照如图2-100所示的方式进行标注。
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图2-99 一般情况下的尺寸标注
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图2-100 键槽设计中的尺寸标注