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SolidWorks,3D 机械设计方案的领先者,SolidWorks 基础知识及零件设计,主要内容,第一章 SolidWorks基础知识,第二章 参 数 化 草 图 绘 制,第三章 零 件 的 特 征 及 建 模,SolidWorks简介,SolidWorks 是由美国SolidWorks公司开发的三维机械CAD软件。自1995年问世以来，以其强大的功能、易用性和创新性，极大地提高了机械工程师的设计效率，在同类软件的竞争中逐步确立了市场地位，在全球已拥有40余万正版用户。SolidWorks提供了强大的基于特征的实体 建模功能，用户可以通过拉伸、旋转、扫 描、放样、薄壁、抽壳等特征操作实现产品的设计，可方便地添加、更改特征以及对特征的重新排序，可动态地修改特征和草图，并通过拖曳等方式实现设计的实时修改。,SolidWorks简介,在装配设计时，可以直接参考 其它零件生成新的零件，可以动态 地查看装配体的所有运动，并对运 动零部件进行动态的干涉检查和间 隙检查，还可以运用智能零件技术 自动完成重复设计。在进行工程图设计时，可以自动由三维模型生成详细的工程图样，且这种工程图样是全相关的，即在修改图样时，零件、视图、装配体都会自动进行更新。所以使用这套简单易学的工具，机械设计师能快速地按照其设计思想绘制草图，尝试运用各种特征操作实现产品的设计，并能方便地实现零部件的装配，迅速实现向二维工程图转化，还可进行磨具制造及计算机辅助分析,SolidWorks简介,第一章 SolidWorks基础知识,1基本功能及界面1.1 基本功能 草图、零件、装配体、工程图一体化设计：用户一般从草图设计（粗略设计）入手，由草图利用特征造型生成零件（三维模型）、再由多个零件智能装配成装配体。由特征造型生成的零件（三维模型）可生成工程图样。且在设计过程中的任意时刻都可生成工程图和装配体。尺寸驱动：可以指定各实体的尺寸及几何关系。当改动尺寸时，零件的形状也随之改变。多种文件联动：一个模型可同时表现在零件图、装配图和工程图中。改动其中的一个则其他的文件也会改动。,特征操作生成零件：利用草图可生成绝大部分特征如：拉伸、切除、旋转、放样和扫描等，然后可以进行圆角、导角等操作。如下图所示的是将草图添加拉伸特征而形成的薄板。,第一章 SolidWorks基础知识,智能装配：SolidWorks设计出三维零件后进行装配，可以动态地查看装配体的所有运动，并对零部件进行动态的干涉和间隙检测，还可以应用智能零件技术进行装配。特征管理功能：提供的特征管理功能，可使用户同时查看特征管理器和属性管理器。帮助功能：提供了灵活多变的帮助功能。,第一章 SolidWorks基础知识,第一章 SolidWorks基础知识,一、启动SolidWorks,菜单有4个选项，标准工具栏只有新建、打开两个选项。,二、新建文件,SolidWorks提供了3种设计模式：,第一章 SolidWorks基础知识,1、标题行,2、菜单栏,3、工具条,4、状态栏,5、工作区,6、设计结构树,三、操作界面,第一章 SolidWorks基础知识,1、菜单 下拉式菜单 SolidWorks使用Windows惯例。点击菜单栏主菜单可弹出子菜单和级联菜单。可以访问SolidWorks的所有命令。弹出式菜单 在工作区、模型、草图及特征管理器中单击鼠标右键，是一种高效的工作方式。2、工具栏 将光标放在任一工具栏上单击鼠标右键，选择要经常使用的工具栏。下面对经常用的工具栏作一简单介绍。草图绘制工具栏：鼠标左健单击，则会出现以下具体的操作按钮：,第一章 SolidWorks基础知识,几何关系 对于不能自动产生的几何关系，可以通过添加几何关系工具 来添加，以便使草图精确，如：重合、平行、水平、竖直等。参考几何体工具鼠标左健单击，为插入基准面，这是一个十分有用的命令。特征工具 特征工具的使用使得由草图生成多种多样的立体成为可能，同时也可以对特征的具体表现形式进行编辑修改。,视图与标准视图工具栏可以在屏幕上以不同方向、大小及显示模式来观察模型，以方便对模型进行编辑。,第一章 SolidWorks基础知识,3、SolidWorks的用户化定制 SolidWorks模板用户化的内容主要是文件模板的定制和用户工程图格式文件、材料明细表（BOM表）模板格式的定义。可以在SolidWorks软件中根据需要添加或删除工具栏及命令。另外，还可以为零件和装配体设置工作界面、背景以及环境光源等。定制SolidWorks的选项 建立新零件模板 设置工具栏 命令按钮的增减,所谓草图，是一个由点、线等二维图素以及尺寸、几何限制条件构成，为拉伸、旋转、扫描、放样等特征造型操作提供轮廓定义的平面图形。从草图可创建特征，而组合多个特征可创建零件，将零件装配在一起可创建装配体，从零件或装配体可创建工程图。2.1 草图实体所有草图都包括以下实体：原点：为草图提供定位点，多数草图都起始于原点。基准面：标准的基准面使用前视基准面、上视基准面和右视基准面，其中前视基准面为新零件第一个草图的默认基准面。用户可根据需求添加和定位基准面。,第二章 参数化草图绘制,2.2 草图绘制操作1）单击工具 创建新文件，自动进入零件建模环境，此时选择工具 可用，选择工具应用最广，可点选也可框选草图实体（也可打开之后，进行设定“选项”是打开新文件后直接进入草绘环境，默认基准面为前视基准面）。2）使用“草图绘制”工具绘制和编辑草图，并进行尺寸标注和添加几何关系来完全定义草图。a)绘制和编辑草图,第二章 参数化草图绘制,b)尺寸：尺寸用于定义零件的形状、大小和位置。当用户更改尺寸时，零件的形状和大小随之发生改变。可分为驱动尺寸和从动尺寸。如图所示：,第二章 参数化草图绘制,驱动尺寸,从动尺寸,什么是从动尺寸？什么是驱动尺寸？,尺寸标注形式及自动尺寸,第二章 参数化草图绘制,c)几何关系：用户可利用“推理”和“添加几何关系”工具在草图实体之间建立几何关系（相等、相切等）。系统提供了“推理指针”和“推理线”可以自动添加几何关系，对于不能自动添加的几何关系，可以人为地添加。,第二章 参数化草图绘制,第二章 零件草图绘制,添加和删除几何关系,第二章 零件草图绘制,2.3 草图绘制的流程 1)确定草图绘制的基准面。在特征管理器中，系统提供了3个标准的基准面供用户选择，另外还可添加其他的基准面。2）利用“草图绘制”工具栏进行草图的绘制。3）使用“草图绘制”工具（如“延伸”、“裁剪”等工具）对复杂图形进行编辑。4）使用“尺寸标注”工具确定草图各图元的尺寸。5）对复杂的图形添加几何关系，使草图完全定义。6）退出草图绘制，准备进行特征造型的准备工作。,第二章 参数化草图绘制,2.4 草图的合理性：草图定义状态可分为完全定义、欠定义和过定义。在完全定义的草图内，草图所有的直线、曲线及其位置，均由尺寸和几何关系确定。要创建零件，必须完全定义草图。（1）完全定义 黑色，完整正确的描述了尺寸和几何关系。,第二章 零件草图绘制,1）直线1：竖直0（直线1端点与草图原点重合）。2）直线2：水平1、相切1（与半圆3）。3）半圆3：相切1（与直线1）、相切2（与直线4）、半径1。4）直线4：水平2、相切2（与半圆3）。,直线1,直线2,半圆3,直线4,（2）欠定义 蓝色，尺寸和几何关系未完全定义。比如取消直线1与原点的重合。此时草图前有一个（-）的标记。（3）过定义 红色，指草图被过多的尺寸和几何关系约束。系统会弹出警告。过定义草图前有一个（+）的标记。,第二章 零件草图绘制,直线1,直线2,半圆3,直线4,2.5 草图绘制举例,第二章 零件草图绘制,草图绘制注意：1）合法草图必须是一个或多个闭合的轮廓，开环不能进行特征生成。2）合法草图不能有重复的草图实体，不能有交叉的草图线。3）尽量避免出现过定义现象，如果出现过定义，则利用“显示/删除”几何关系寻找不需要的过定义约束，解除即可。可以用“草图的合法性检查工具”选中草图工具草图工具检查草图合法性,第二章 零件草图绘制,在SolidWorks 中特征造型是以草图的形体与尺寸为依据，通过“拉伸”、“旋转”、“扫描”、“放样”等工具将二维草图转换为三维实体，然后进行“切除”、“圆角”、“钻孔”等操作添加特征，最后通过“拔模”、“抽壳”、“阵列”、“镜像”等操作完成零件模型。合理地应用特征工具，可以绘制各种复杂的零件造型。3.1 特征的分类与构建下面是SolidWorks 中特征造型工具条,第三章 零件的特征及建模,一、SolidWorks特征分为以下三大类：基准特征：在创建零件特征时，经常使用辅助面辅助轴线，装配定位时经常使用坐标系。这些统称为基准特征也称参考几何体，这类特征在最终产品中并没有体现，所以又称为虚体特征。实体特征：零件的构成单元，可通过各种造型方法得到，如拉伸、旋转、扫描、放样、打孔、倒角、圆角、拔模和抽壳等等。高级特征：包括通过曲线造型、曲面造型和钣金造型等生成的特征。,第三章 零件的特征及造型,二、特征造型,第三章 零件的特征及造型,三、实体特征绘制的简单流程：1、进行草图的绘制，并确定草图绘制的合理性。2、在特征工具栏中，利用“拉伸”、“旋转”、“扫描”、“放样”等工具完成特征实体造型的初步绘制，不同的草图图形将决定系统是否允许使用上述操作工具：如果草图中仅仅只是一个完整的草图形体，如圆、矩形或直线与它们的组合，系统只允许使用“拉伸”和“旋转”工具。上述情况都是基于一个草图而言的。如果绘制了两个以上的不同的草图，系统将允许使用“扫描”、“放样”工具。3、用“选择”工具选取特征实体的一个面，作为新的基准面，绘制新的草图实体。,第三章 零件的特征及造型,4、使用“拉伸”、“旋转”、“扫描”、“放样”工具进行更为复杂的特征实体绘制，或通过“切除”工具对上述实体造型进行切除。这些工具都要基于新的草图进行操作。5、使用“圆角”、“倒角”、“钻孔”等工具对已绘制的特征实体造型进行修改。6、通过“拔模”、“抽壳”等工具赋予特征实体造型更多的造型属性。7、过“镜像”、“阵列”等工具复制上述特征属性到新的位置。其中，步骤2、4操作是基于草图来创建特征实体；步骤57的操作是基于特征实体进行操作的。,第三章 零件的特征及造型,3.2 特征的创建一、参考几何特征的创建 在参考几何特征创建过程中，需要用到“参考几何”工具栏，如图所示。1、创建基准面 新建一个零件后，系统缺省创建三个基准平面，即前视，上视，右视。还提供了多种类型基准面的创建功能。,第三章 零件的特征及造型,2、创建基准轴系统允许创建各种类型的基准轴基准轴不象基准面那样可以完全定义实体的空间位置。它更多的是被作为实体特征旋转的基准中心来使用。,第三章 零件的特征及造型,二、特征实体的创建 实例1,第三章 零件的特征及造型,基于草图的特征创建,基于特征实体的特征添加,基于特征实体的特征复制,二、特征实体的创建,第三章 零件的特征及造型,基于草图的特征创建,基于特征实体的特征添加,基于特征实体的特征复制,1、拉伸凸台/基体和拉伸切除（拉伸凸台/基体）工具必须基于一个平面草图才能应用，可以将不同的实体组合叠加，也就是以实体平坦表面为基准面再塑造一个新特征实体。下面通过实例结合基准面应用，来说明拉伸特征的操作。,第三章 零件的特征及造型,拉伸实例1、2,拉伸终止类型3,（拉伸切除）工具是用一个实体去挖切另一个实体，也是基于草图完成的操作。,第三章 零件的特征及造型,拉伸切除及实例,第三章 零件的特征及造型,2、圆角特征 在SolidWorks 软件中，“圆角”工具可以在零件上生成一个内圆角面或外圆角面。用户可以通过该工具为一个面的所有边线、所选的多组面、所选的边线或边线环生成圆角。下面以一实例说明“圆角特征”工具的使用，如图所示,第三章 零件的特征及造型,3、倒角特征“倒角”工具是在所选的边线或顶点上生成一个倾斜的平面。在机械加工中，为了让零件在保持整体形状的同时，减少锐边、角的不安全性，所以经常应用倒角操作。下面以一实例说明“倒角特征”工具的使用，如图所示：,第三章 零件的特征及造型,第三章 零件的特征及造型,三通造型,基于草图的特征创建,基于特征实体的特征添加,基于特征实体的特征复制,实例2,4、旋转凸台/基体和旋转切除（旋转凸台/基体）工具和（旋转切除）工具，也必须基于草图实体才能完成特征操作，同时它还要求指定旋转中心轴（可以是草图的轴线或者草图边）。,第三章 零件的特征及造型,旋转中心轴,旋转特征时应注意：当在中心线内为旋转特征标注尺寸时，将生成旋转特征的半径尺寸；当在中心线外为旋转特征标注尺寸时，将生成旋转特征的直径尺寸。实体旋转特征的草图可以包含一个或多个封闭的非相交的轮廓。薄壁旋转特征的草图只能够包含一个开环的或闭环的非相交轮廓。旋转特征中轮廓不能自相交，也不能与中心线相交，在非闭环的轮廓中，允许实体的端点与中心线有“重合”的几何关系。如果草图包含一条以上的中心线，请先在草图绘制结束前选择一条中心线作为旋转轴，再进行旋转特征的操作。,第三章 零件的特征及造型,第三章 零件的特征及造型,5、孔特征“异型孔向导”工具可以在零件实体表面上直接绘制多种样式的孔。例如柱型沉头孔、锥形沉头孔、螺纹孔等。下面以一实例说明“异型孔向导”工具的使用，如图所示：,第三章 零件的特征及造型,6、线型阵列特征“线性阵列”工具是沿一条直线或两条直线路径来生成特征的复制工具。沿一条直线路径阵列有时找不到目标路径时常需要建立或引用临时轴、基准轴。下面给出沿一个方向对特征进行线性阵列的实例，如图所示：,第三章 零件的特征及造型,7、圆周阵列特征“圆周阵列”工具是沿圆周路径来生成特征的复制工具。有时，圆周阵列需要基准轴，而基准轴的生成往往可以利用已有的两个标准的基准面的交线产生，如下例中的基准轴就是“上视”基准面和“右视”基准面的角线。下面圆周阵列对特征进行复制的实例，如图所示：,第三章 零件的特征及造型,第三章 零件的特征及造型,基于草图的特征创建,基于特征实体的特征添加,基于特征实体的特征复制,实例3,第三章 零件的特征及造型,6、筋特征 在许多机械零件中，常常可以看到筋在构件中的作用。在SolidWorks 中，筋特征不仅可以像其他特征如拉伸特征那样在闭环草图轮廓生成特征，还可以在开环的草图轮廓生成造型的特殊拉伸特征。它在草图绘制的轮廓与现有零件的组成基础上来添加指定方向和厚度的材料。下面以一实例说明“筋”工具的使用，如图所示：,线性类型：生成一与草图轮廓切线方向相同而延伸草图轮廓的筋，直到它们与边界汇合。自然类型：生成一与草图轮廓方向相同而延伸草图轮廓的，直到它们与边界汇合。,第三章 零件的特征及造型,7、镜像特征“特征镜像”阵列工具与草图绘制实体栏中的“镜像”工具很相似，它需要一个基准面才能进行特征的复制。下面给出对实体进行“特征镜像”的实例，如图35和图36所示：,第三章 零件的特征及造型,第三章 零件的特征及造型,基于草图的特征创建,基于特征实体的特征添加,基于特征实体的特征复制,第三章 零件的特征及造型,7、抽壳特征“抽壳”工具可以使实体零件变成薄壳零件。如果在抽壳特征操作中选择了实体的面，那么此面为薄壳实体的开口面，而在剩余的面上生成薄壁特征。如果没有选择模型上的任何面，该工具作用于实体零件，将生成一个闭合、掏空的模型。如果想在零件上添加圆角特征，应当在抽壳之前对零件进行圆角处理。下面以一实例说明“抽壳特征”工具的使用，如图所示：,第三章 零件的特征及造型,第三章 零件的特征及造型,第三章 零件的特征及造型,基于草图的特征创建,基于特征实体的特征添加,基于特征实体的特征复制,4、扫描特征（扫描凸台）和（扫描切除）工具，扫描是一断面轮廓沿着一条路径的起点到终点扫过面积的集合，常用于构件变化较多的模型。扫描特征必备的条件是路径和轮廓，若中间截面要求变化时，应定义引导线。（1）扫描路径 扫描路径只能有一条，可以使用已有的模型边线或曲线，可以是草图中包含的一组草图曲线。路径的起点必须位于轮廓的基准面上。（2）扫描轮廓 基体或凸台扫描特征的轮廓应为闭环。曲面扫描轮廓可为开环。扫描特征不能自相交叉。（3）引导线 引导线是可选参数，利用引导线可以建立变截面的扫描特征。引导线可以是草图曲线、模型边线。扫描的长度以最短的引导线或路径为准，便于截面的控制，引导线应比路径短,第三章 零件的特征及造型,第三章 零件的特征及造型,多轮廓扫描,带引导线的扫描,简单扫描,扫描失败,3、放样特征（放样凸台）和（放样切除）工具，放样通过在轮廓之间进行过渡生成特征。所以在放样之前，必须拥有两个以上的不相交的草图。这就要求建立大量的基准面来完成不同草图的绘制。,第三章 零件的特征及造型,简单放样实例,使用中心线放样,使用引导线放样,第三章 零件的特征及造型,第三章 零件的特征及造型,第三章 零件的特征及造型,4、回退 在草图或零件的生成过程中，需要在现有的特征中加入新的特征。回退状态条可以用鼠标沿着零件特征构造树上下拖动，并停留在特征间，回退状态条后面的特征会被隐藏。,第三章 零件的特征及造型,5、压缩 在结构树中右键单击某一特征，在弹出的右键菜单中选择“压缩特征”选项，可暂时将特征移除（不是删除），不装入内存，在绘图区无法看到被压缩的特征，也无法选取实体，如图所示。压缩特征可以简化复杂的零件，提高系统性能。,（a）压缩前（b）压缩后,第三章 零件的特征及造型,6、物性计算 SolidWorks提供了有关零件的质量、截面属性、测量以及特征统计等。可以了解零件的质量、密度、惯性距、转动惯量、中心坐标、面积、体积等内容。,3D 机械设计方案的领先者,谢谢！,Thanks,