CAD三维设计技术新手入门之零件设计.ppt

CAD与三维设计,1,零件设计,CAD三维设计技术,CAD与三维设计,2,第一章 Solid Works零件设计第一节 Solid Works公司及软件SolidWorks 为设计自动化软件。在 SolidWorks 中，可以通过不同的设计构思与试验绘制草图来建立 3D 模型。SolidWorks 可以供学生、设计师、工程师及其他的专业人员用于建立简单和复杂的零件、装配体、工程图等。,CAD与三维设计,3,SolidWorks主要功能模块 基于参数化的特征造型、100%可编辑的全相关软件。变量化的草图设计，动态的约束推断，提供包括:零件设计、工程图设计、装配设计、高级曲面设计、模具设计、钣金设计、焊接设计等7个模块。,CAD与三维设计,4,SolidWorks 模型,SolidWorks 基本模型由以下几部分组成：零件 装配体 工程图,CAD与三维设计,5,SolidWorks 模型,CAD与三维设计,6,CAD与三维设计,7,内嵌前端分析工具COSMOSXpressSolidWorks是世界上第一家将结构分析的功能嵌在CAD环境中的软件公司。COSMOSXpress 模块使得使用SolidWorks软件的设计和工程队伍可以直接对设计的零件进行有限元分析，对产品的性能进行评估。,CAD与三维设计,8,动态仿真功能SolidWorks能够直接模拟接触式的机械机构运动干涉的运动情况，减少了建造样机所需的时间和费用。驱动机械运动的模型有：电机、弹簧、重力等，同时还增加了记录和播放的功能。,CAD与三维设计,9,SolidWorks 公司发展历程,1993,1995,1997,2000,2001,1999,1998,1996,1994,公司建立,发布 SolidWorks 95,成为达索成员 Dassault Systemes,累计销量超过100,000 套,累计销量超过250,000套发布SolidWorks2004,收购Design Source,收购 SRAC,2002,2003,发布SolidWorks2005,2004,CAD与三维设计,10,SolidWorks,SolidWorks Office,SolidWorks Office Professional,COSMOS,3D设计完整解决方案,机械设计自动化,生产效率/交流工具/数据管理,工程分析,SolidWorks,SolidWorks Office Professional,SolidWorks Office Premium(Office Pro+CD+Routing),COSMOS,3D PartStream.NET,3D产品在线发布目录,生产效率/交流工具/数据管理/工程分析/管线设计,CAD与三维设计,11,SolidWorks 的工业应用,模具/工具,重工业,汽车工业,机床/机械,电子产品,消费品,能源电力,航空业,SolidWorks 的工业应用,CAD与三维设计,12,第二节 特征,特征（Feature）的定义特征包括了产品的定义信息，产品设计与制造有关技术，其中有形状信息和非形状信息。根据不同的行业、不同的条件下所给出的特征定义有相当的差别。,CAD与三维设计,13,CAD与三维设计,14,特征,特征是构造零件的基础。特征为构造零件的形状与操作。,CAD与三维设计,15,特征分类:基体特征 局部设计特征,CAD与三维设计,16,特征的生成：基体特征:首先绘制基本体的轮廓或横 断面的草图。然后通过执行 拉伸、旋转、扫描或放样等 特征命令而生成特征。,CAD与三维设计,17,局部设计特征:在基体上做局部处理.例如:倒角、阵列、抽壳等,CAD与三维设计,18,参数化：用于创建特征的尺寸和几 何关系，并存于实体模型中，易于修改。驱动尺寸：圆柱的直径草图轮廓线圆 的直径来控制。圆柱的高度创建特征时的 拉伸深度决定。,CAD与三维设计,19,形状特征的示例：,基体特征零件中的第一个特征。从 2D 草图中建立。形成添加其他特征的基础工件。,CAD与三维设计,20,形状特征的示例：,凸台特征向零件中添加材料。从 2D 草图中建立。,CAD与三维设计,21,形状特征的示例：,切除特征从零件中删除材料。从 2D 草图中建立。,CAD与三维设计,22,形状特征的示例：,孔特征删除材料。以智能的切除特征方式工作。与柱形沉头孔、螺纹孔、锥形沉头孔等特征相对应。,CAD与三维设计,23,形状特征的示例：,圆角特征用于圆化尖锐的边线。可以删除或添加材料。在边线外侧删除材料（外圆角）。在内侧添加材料（内圆角）。,CAD与三维设计,24,形状特征的示例：,倒角特征与圆角相似。生成一条倾斜的边线而不是生成圆角。可以删除或添加材料。,CAD与三维设计,25,草图绘制特征和操作特征,草图绘制特征形状特征含有草图。草图绘制特征由 2D 轮廓创建。操作特征操作特征中没有草图。可以通过选择边线或面而直接应用于工件。,CAD与三维设计,26,建立一个拉伸的基体特征：,选择一个草图平面。绘制一个 2D 轮廓。沿着与草图基准面垂 直的方向拉伸草图。,选择草图基准面,绘制 2D 轮廓草图,拉伸草图,选择草图基准面,绘制 2D 轮廓草图,形成基体特征,拉伸草图,形成基体特征,CAD与三维设计,27,建立一个旋转的基体特征,选择一个草图平面。绘制一个 2D 轮廓。画一条中心线（可选择）。以草图线或中心线为轴旋转草图。,中心线（可选择）,CAD与三维设计,28,几何约束：SolidWorks支持几何约束，例如：平行、垂直、相切、同心等，可在画草图时动 态显示或随时手动添加这些 关系。,CAD与三维设计,29,全相关:任何阶段(零件,装配,工程图)对设计的修改都会影响到其 它阶段,设计过程变得非常灵 活,大大提高了设计效率。,CAD与三维设计,30,第二节 SolidWorks常用术语,文件窗口分为两个面板：左侧面板包括 FeatureManager 设计树。列出了零件、装配体或工程图的结构。右侧面板中含有图形区域。显示、建立及修改零件、装配体或工程图的位置。,CAD与三维设计,31,用户界面 1.启 动:双击SolidWorks图 标进入系统.2.零件设计:单击文件，选新建显示模板，选零件 确定。3.用户界面：SolidWorks用户界面是一个 Windows界面和其他应用程序使用方 法一样。,CAD与三维设计,32,CAD与三维设计,33,CAD与三维设计,34,主菜单栏,命令管理器,设计树（特征管理器）,工具栏,软件资源及辅助工具,绘图区域,状态栏,CAD与三维设计,35,CAD与三维设计,36,设计树 特征管理器设计树是SolidWorks中一个独特部分。按特征生成的先后顺序自上而下排列。通过特征管理器,可随时编辑和修改特征。,CAD与三维设计,37,命令管理器PropertyManager,CAD与三维设计,38,基准面绘制草图的参考工作平面SolidWorks给出了三个基准面.前视基准面上视基准面右视基准面,CAD与三维设计,39,基本几何体,轴 穿过每个柱体特征的隐含的中心线。基准面 一个平坦的 2D 表面。原点 三个缺省的参考面相交的点。原点的坐标为：(x=0,y=0,z=0)。,CAD与三维设计,40,基本几何体,面 零件外层的面。面可以是平坦的，或是弯曲的。边线 面的边界。边线可以是直线，也可以是曲线。顶点 边线相交的角。,CAD与三维设计,41,特征与命令,基体特征基体特征为模型中建立的第一个特征。基体特征是零件的基础。方块几何体的基体特征是拉伸。将此项拉伸命名为“拉伸”（Extrude1）。,CAD与三维设计,42,特征与命令,用于建立方块的特征有：拉伸基体特征圆角特征抽壳特征拉伸切除特征,1.基体特征,2.圆角特征,3.抽壳特征,4.切除特征,CAD与三维设计,43,特征与命令,要建立方块的拉伸基体特征：在 2D 平面中绘制一个长方形轮廓。拉伸草图。缺省状态下，拉伸与草图基准面垂直。,CAD与三维设计,44,特征与命令,圆角特征圆角特征圆化零件的边线或面。选择要圆化的边线。选择一个包围该面内所有边的面。指定圆角的半径。,CAD与三维设计,45,特征与命令,抽壳特征抽壳特征可删除选中面的材料。使用抽壳特征可从实心的方块中生成一个空心的方块。指定抽壳特征的壁厚。,CAD与三维设计,46,特征与命令,要建立方块的拉伸切除特征：绘制 2D 圆形轮廓。沿与草图基准面垂直的方向拉伸 2D 的草图轮廓。选择完全贯穿作为终止条件。切除会贯穿整个零件。,CAD与三维设计,47,尺寸与几何关系,指定特征与草图之间的尺寸与几何关系。尺寸可以改变零件的大小和形状。尺寸之间的数学关系可由方程式来控制。几何关系为控制草图几何体行为的原则。几何关系帮助确定设计意图。,CAD与三维设计,48,尺寸,尺寸基体深度=50 mm凸台深度=25 mm数学关系凸台深度=基体深度 2,CAD与三维设计,49,第二章 基本拉伸特征第一节基本特征建模的步骤（基体特征）1选择生成特征的平面：基准面或任意特 征体的平面作为 绘制草图的平面,CAD与三维设计,50,2绘制草图：2Da.封闭式草图:利用草图绘制 工具，在所选的基准面上画特征体的轮廓线或截面图.用于表示拉伸,旋转特征的截面形状.(封闭式草图不能有交叉或断点.)b.不封闭式草图:利用草图绘制 工具，在所选的基准面上画薄壁的形状,或扫描特征的轨迹.,CAD与三维设计,51,c.草图中包含的主要信息：1.几何约束 2.尺寸标注d.草图绘制的原则:1.零件的第一张草图要和原点定位.2.草图应尽量简单,不要复杂的处理 和嵌套.3特征建模：利用所需特征命令建模。,CAD与三维设计,52,第二节实体建模-简单零件（PART1）基体,建模步骤,CAD与三维设计,53,分析零件的特征：基本体特征:正方体:120mm*120mm*30mm；圆柱体（凸台）:70mm,25mm;与圆柱体同心的切除特征:50mm局部设计特征:圆角特征:10mm,5mm,2mm抽壳特征:2mm,CAD与三维设计,54,一、选择生成特征的平面:前视基准面,CAD与三维设计,55,二、绘制草图:单击草图绘制工具栏,CAD与三维设计,56,1）单击草图绘制工具中矩形。2）将指针移动到草图原 点，拖动鼠标生成矩形。注意：A.在鼠标指针的左下方有矩 形框显示说明绘制矩形草 图。B.当拖动鼠标时，指针 动态显示了该矩形 的尺寸。,CAD与三维设计,57,3）选草图绘制工具栏上的智能尺寸按钮 注意：A.与原点接触的两条边显示黑 色,表示为 固定边不可自由移动。形成了几何约束。B.其它两条边显示兰色，表示为自由调整 边。4）单击兰色边拖动或拖动矩形顶角处的 控制标，可改变矩形的大小。,CAD与三维设计,58,三、草图处理1 标注尺寸 1）草图绘制时可不必考虑尺寸，只画轮廓线，在标注尺寸时给 出正确的尺寸即可。2）标注尺寸时，注意状态栏中草 图的状态，SolidWorks草图有 三种基本状态，用黑，蓝，红 三种颜色表示。,CAD与三维设计,59,A.全定义：所有实体的位置都由尺寸或 几何关系或二者共同说明。实体线条为黑色。B.欠定义：需添加额外尺寸或几何关系 才可完全定义。实体线条为蓝色。C.过定义：互相矛盾的尺寸或几何关系。实体线条为红色。,CAD与三维设计,60,d.显示其他颜色时草图的状态,黄色：无效草图。粉红色：无解草图，实体位置 不确定。绿色：被编辑的轮廓线。浅棕色：悬空实体。其上一层实体 被删除。,CAD与三维设计,61,3）单击工具栏中的智能尺寸图标,标注尺寸。2尺寸数值：正方形尺寸为：120mm*120mm,CAD与三维设计,62,四、拉伸基本特征：在任何一个零件中，第一个特征被称为 基体特征。1单击特征工具栏中的 拉伸凸台/基体 出现拉伸特征对话框 2指定拉伸的终止类型、深度和方向。1）给定类型：给定深度 2）给定深度：30mm 3以上参数给定后，单击确定完成基体拉伸.,CAD与三维设计,63,第三节实体建模-简单零件（part1）凸台一、绘图参考平面：若在零件上生成新的特征，可选特征表面做参考平面绘图。,CAD与三维设计,64,二、绘制草图：草图绘制工具栏上。单击草图工具中的圆。将指针移动到基体的中心点，然后按住鼠标左键，拖动鼠标指针生成圆形，完成后释放鼠标左键。,CAD与三维设计,65,三、标注尺寸：要确定圆的位置和大小，添加必要的尺寸 1 确定圆心位置x=60mm y=60mm 2圆的直径D=70mm,CAD与三维设计,66,四、特征建模：1单击特征工具栏中的拉伸凸台/基 体,出现拉伸特征对话框。2 拉伸总深度25mm,按确定完成拉伸 凸台。,CAD与三维设计,67,第四节 实体建模-简单零件（part1）与 凸台同心的切除特征。一、绘图参考平面：若在零件上生成新的特 征，可选特征表面做参 考平面绘图。,CAD与三维设计,68,二、绘制草图：草图绘制工具栏 单击草图工具中的圆。三、草图处理：1、标注尺寸：要确定圆的位置和 大小，添加必要的 尺寸，圆的直径 D=50mm,CAD与三维设计,69,2、几何约束：单击添加几何关系图标，出现添加几何关系，对话框在所选实体中选择内圆和凸 台的边线，在几何关系 中选同心，单击应用，再单击关闭。,CAD与三维设计,70,四、特征建模：1单击特征工具栏中的拉伸切除特征，出现拉伸特征对话框。2类型选完全贯穿，按确定完成 拉伸切除特征。3保存文件：part1,CAD与三维设计,71,总结：1、与生成特征的方法一样：基本体特征 1）选择生成特征的平面 2）绘制草图,标注尺寸,几何关系2、学习的特征命令：1）拉伸凸台/基体 2）拉伸切除特征,CAD与三维设计,72,第五节 在简单零件（part1）上 生成局部设计特征圆角一、在基体特征的四条角边上生成圆角 1单击隐藏线变暗图标，更容易选取隐藏的边.,2单击第一条边选中，再按住Ctrl键，用 鼠标选其它三条边。,CAD与三维设计,73,3单击特征工具栏中的圆角，出现圆 角特征对话框。4确定参数：半径=10mm,其余为默认值，按确定，生成圆角特征。,CAD与三维设计,74,二、在零件的锐边上添加圆角 1单击隐藏线可见图标2单击基体的正面，内外、侧边线亮显，被选中。3单击特征工具栏中的圆角，出现圆角特征4确定参数：半径=5mm,其余为默认值，按确定，生成圆角特征。,CAD与三维设计,75,5。单击凸台的正面，单击特征工具栏中的圆角确定参数：半径=2mm,其余为默认值，按确定，生成圆角特征。,CAD与三维设计,76,第六节在简单零件（part1）上 生成抽壳1单击标准视图工具栏上的后视，让零件背面 朝前。2单击特征工具栏中的抽壳，出现抽壳 对话框。3单击零件背面选中。4抽壳厚度=2mm,按确定.,CAD与三维设计,77,特征的编辑与修改,编辑特征,编辑草图,CAD与三维设计,78,例1,CAD与三维设计,79,总结：局部设计特征：1、生成圆角 2、生成抽壳特 点：1、不画草图，只选边和面，2、给定参数就能生成特征。,CAD与三维设计,80,第七节 显示剖面视图,1、在视图定向中 单击等轴测。2、单击特征管理器 设计树中的右视，右视基准面高亮 显示。,CAD与三维设计,81,3、单击视图工具栏上的剖面视图，剖面视图对话框出现。4、剖面1框中将 剖面位置设 置为60mm。5、选择反向观看复选 框以使剖切箭头反 向。6、单击确定。7、再单击剖面视图返回显示整个零件。,