造物笔记/Fusion 教程(原 Fusion 360)
基于 Autodesk Fusion 2705.1.30(个人版)
造物笔记 / Fusion 教程 / 第 1 章 · Quickstart

1.1 草图:在平面上画轮廓

几乎所有立体形状都是从一张“草图”开始的:先在一个平面上画出轮廓,再让它长出厚度。这一页认识草图环境、常用的画图工具、尺寸和约束——尤其是“约束”,它决定了你的图是乖乖听话还是一拖就变形。

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草图是什么#

草图就是画在某一个平面上的二维线条,像在一张透明的纸上画图。它本身没有厚度,只是“轮廓”:后面用拉伸、旋转等命令,才把它变成立体(1.2)。

草图里有两样东西特别重要:

  • 尺寸:规定“多长、多大”。比如矩形宽 40 mm。
  • 约束:规定“几何关系”。比如这条线保持水平、这两条线一样长、这个点在原点上。

第 1 步:创建草图,选一个平面#

  1. 「实体」选项卡 →「创建」组最左边的「创建草图」。
  2. 画布上会出现三个橙色的方块:这是三个原点平面。鼠标移上去哪个,哪个就高亮。
  3. 点水平的那个(XY 平面,也就是“地面”)。
三个原点平面:XY(水平的地面)、XZ(正对你的墙)、YZ(侧面的墙)。鼠标移到哪个上面,哪个就变亮
图 1.1-1三个原点平面:XY(水平的地面)、XZ(正对你的墙)、YZ(侧面的墙)。鼠标移到哪个上面,哪个就变亮

草图环境#

选好平面后,视角自动转成正对这个平面,界面进入草图模式:

草图模式:①「完成草图」②草图选项板 ③工具栏换成了草图专用的创建 / 修改 / 约束
图 1.1-2草图模式:①「完成草图」②草图选项板 ③工具栏换成了草图专用的创建 / 修改 / 约束

右边的草图选项板控制草图的显示和辅助功能:

草图选项板
图 1.1-3草图选项板
草图选项板 · 选项
选项含义建议
线型两个图标:把选中的线变成构造线(虚线,只用来辅助定位,不会变成实体)/ 中心线需要时用
观察方向一键把视角转回正对草图转乱了就点它
草图栅格显示背景格子勾选
捕捉画图时鼠标自动吸附到格子上按习惯,新手可以关掉,靠尺寸定大小
断面图画草图时把挡住草图平面的实体“切开”显示在零件内部画草图时打开
轮廓封闭区域显示成浅蓝色勾选
点 / 尺寸标注 / 约束是否显示草图里的点、尺寸、约束小图标勾选

画完之后点右上角的「完成草图」退出草图模式。

画图工具#

草图模式下「创建 ▾」里是全部画图工具,带 ▸ 的还有子菜单:

草图 → 创建菜单(右边字母是快捷键:直线 L、草图尺寸 D)
图 1.1-4草图 → 创建菜单(右边字母是快捷键:直线 L、草图尺寸 D)
两点矩形(点对角两点,快捷键 R)/ 三点矩形(可以斜着画)/ 中心矩形(从中心往外拉)
图 1.1-5两点矩形(点对角两点,快捷键 R)/ 三点矩形(可以斜着画)/ 中心矩形(从中心往外拉)
中心直径圆(快捷键 C)/ 两点圆 / 三点圆 / 两切线圆 / 三切线圆
图 1.1-6中心直径圆(快捷键 C)/ 两点圆 / 三点圆 / 两切线圆 / 三切线圆
三点圆弧 / 圆心圆弧 / 相切圆弧
图 1.1-7三点圆弧 / 圆心圆弧 / 相切圆弧
拟合点样条曲线(曲线穿过你点的每个点)/ 控制点样条曲线(点像磁铁一样拉着曲线)
图 1.1-8拟合点样条曲线(曲线穿过你点的每个点)/ 控制点样条曲线(点像磁铁一样拉着曲线)
工具怎么用
直线 L点一下起点,再点下一个点,连续画折线;按 esc 结束。按住鼠标拖可以直接接出一段相切的圆弧
中点线先点中点,再往一边拉,两边对称
多边形 ▸外接 / 内接多边形(按圆来定大小)、边多边形(按边长定大小),可以设边数。案例里旋钮的六角螺母槽用它
椭圆、槽 ▸、圆锥曲线槽是“跑道形”,常用来做长条孔;子菜单里有中心到中心、中心点、三点圆弧、圆心圆弧等画法(第 4 章)
点放一个点,常用来给“孔”定位
文本写字(见下文)
镜像 / 环形阵列 / 矩形阵列在草图里复制线条(见下文)
投影 / 包含 ▸把已有实体的边“抄”到当前草图里(见下文)
草图尺寸 D标尺寸

第 2 步:画一个中心矩形#

  1. 「创建 → 矩形 ▸ → 中心矩形」。(R 是“两点矩形”的快捷键,不是中心矩形。)
  2. 点一下原点作为中心(鼠标靠近原点会自动吸附上去)。
  3. 往外拖,屏幕上会跟着显示宽、高的输入框。
  4. 再点一下确定大小。按 esc 结束命令。
点了中心,往外拖:显示当前宽高(也可以直接在框里输入数字,按 Tab 在两个框之间切换)
图 1.1-9点了中心,往外拖:显示当前宽高(也可以直接在框里输入数字,按 Tab 在两个框之间切换)
点第二下之后:矩形画好了,中间的虚线对角线是自动加的构造线
图 1.1-10点第二下之后:矩形画好了,中间的虚线对角线是自动加的构造线

第 3 步:标尺寸#

  1. 「创建 → 草图尺寸」(快捷键 D)。
  2. 点矩形的上边,往上移一点再点一下,放下尺寸。
  3. 弹出的输入框里输入 40,按 return。
  4. 同样点右边,输入 30。
放下尺寸后立即弹出输入框,输入 40
图 1.1-11放下尺寸后立即弹出输入框,输入 40

尺寸改了,线条会跟着变长变短。点两个点可以标两点距离;点一个圆可以标直径;点两条不平行的线可以标角度。

约束:让图形“听话”#

只标了宽和高,矩形还会不会乱动?会。它可能整体滑走(位置没定),也可能被拖歪。约束就是给图形加上一条条“规矩”:

约束意思约束意思
水平/垂直线保持横平竖直;对两个点用,就是让它们左右或上下对齐平行 / 垂直两条线平行 / 成直角
重合点落在另一个点或线上共线两条线在同一条直线上
同心两个圆(弧)圆心重合中点点落在线的正中间
相切线和圆弧光滑地接上曲率比相切更光滑的连接(曲面造型用)
相等两条线一样长 / 两个圆一样大对称两个点关于一条线对称
固定 / 取消固定把点或线钉死在当前位置

很多约束是画图时自动加上的:比如画矩形时会自动加“水平”“垂直”“平行”,线头吸附到点上会自动加“重合”。画布上线旁边的小图标就是约束标记,点一下图标选中它,按 delete 就删掉了。

自己加一条约束:

  1. 在工具栏「约束」组里点要加的约束(图标上停一下会显示名字,比如「相等」)。
  2. 依次点要“管”的对象。比如「相等」就点两条线;「重合」就先点一个点,再点另一个点或一条线;「水平 / 竖直」点一条线就行。
  3. 加完后图形会马上变,线旁边多出一个约束小图标。按 esc 退出。
草图模式下工具栏的「约束」组:每个图标是一种约束
图 1.1-12草图模式下工具栏的「约束」组:每个图标是一种约束

🧪 实验:自由度和完全约束#

拖动四个角点,然后一项一项勾上约束,看看图形怎样被“钉住”
这是一个简化演示:四个角点一共有 8 个“能动的方向”(每个点能左右、上下动)。每加一条约束就少几个。全部钉住后,Fusion 会把线显示成黑色。
尺寸会造成过度约束时,Fusion 提示是否改成从动尺寸
图 1.1-13尺寸会造成过度约束时,Fusion 提示是否改成从动尺寸

修改和复制线条#

草图模式下「修改 ▾」里有圆角、修剪(T,点一下删掉多出来的一段线)、延伸、打断、偏移(O)等。下面是几个常用的对话框:

偏移:把选中的线整体往外(或往里)平移一段距离,复制一圈
图 1.1-14偏移:把选中的线整体往外(或往里)平移一段距离,复制一圈
选项含义
曲线要偏移的线(这里选了矩形的 4 条边)
链选勾选后,点一条线会自动选上和它首尾相连的一整圈
方向往一侧,或者两侧都偏移
距离偏移多远;负数往反方向
反向换一边

常用来画“壁厚”:外轮廓往里偏移 2 mm,就是一圈 2 mm 厚的墙。

镜像:先选要复制的线(对象),再选一条“镜子”线(镜像线)
图 1.1-15镜像:先选要复制的线(对象),再选一条“镜子”线(镜像线)

左右对称的图形只画一半,另一半镜像出来。镜像线一般用一条构造线或者坐标轴。

环形阵列:选对象和中心点,然后设数量
图 1.1-16环形阵列:选对象和中心点,然后设数量

绕一个点复制一圈,比如法兰上一圈 6 个螺丝孔。

矩形阵列:选对象和方向,然后设行列数量和间距
图 1.1-17矩形阵列:选对象和方向,然后设行列数量和间距

排成横竖整齐的几行几列,比如散热孔。

投影:选择已有实体的边或面
图 1.1-18投影:选择已有实体的边或面
选项含义
几何图元要“抄”过来的边、面或草图线
选择过滤器只选边 / 只选整个实体
投影链接勾选时,抄过来的线和原来的边保持关联:原零件改了,这里自动跟着改

画第二个零件时要和第一个零件对齐,就用投影把第一个零件的边抄过来。案例 P4 的靠背就是这样画的。

写字#

「创建 → 文本」:先在画布上点两下拉出一个文本框,再在对话框里输入文字。第一次使用会弹出一个“参数化文本”说明(文字也能存成参数),点确定即可。

文本对话框
图 1.1-19文本对话框
文本对话框
选项含义注意
类型两个图标:框内文本 / 沿路径文本(字沿着一条曲线排)一般用第一个
文本要写的字,可以多行—
字体系统里装的字体中文要选中文字体(Mac 选 PingFang SC 等),否则可能显示成方块
粗体 / 斜体B / I—
高度字的高度3D 打印的字建议 ≥ 5 mm,太小印不清
字符间距字和字之间的距离(百分比)—
翻转水平 / 竖直翻转文字刻在底面的字可能需要翻转

完成草图,看看“轮廓”#

点「完成草图」退出。草图里所有封闭的区域都会变成浅蓝色,每一块叫一个轮廓。下一节的拉伸、旋转,选的就是这些轮廓。

浅蓝色 = 轮廓
拉伸之后
浅蓝色 = 轮廓拉伸之后
图 1.1-20封闭的矩形 → 浅蓝色轮廓 → 拉伸成方块(拖动中间的竖线对比)
  • 我会创建草图并选择 XY 平面
  • 我会画中心矩形,并用 D 标上尺寸
  • 我知道蓝线和黑线的区别
  • 我知道只有浅蓝色的封闭区域才能拉伸