SolidWorks基礎與建模技術

tags: SolidWorks    時間:2014-03-07 09:48:09
SolidWorks基礎與建模技術簡介
SolidWorks是一個在Windows環境下進行機械設計的軟體,是一個以設計功能為主的CAD/CAE/CAM軟體,其界面操作完全使用Windows風格,具有人性化的操作界面,從而具備使……
SolidWorks基礎與建模技術正文

SolidWorks是一個在Windows環境下進行機械設計的軟體,是一個以設計功能為主的CAD/CAE/CAM軟體,其界面操作完全使用Windows風格,具有人性化的操作界面,從而具備使用簡單、操作方便的特點。

SolidWorks是一個基於特徵、參數化的實體造型系統,具有強大的實體建模功能;同時也提供了二次開發的環境和開放的數據結構。本章介紹SolidWorks環境和簡單的造型過程,讓讀者快速了解這個軟體的使用。

1.1  SolidWorks 環境簡介

SolidWorks美國SolidWorks公司開發的三維CAD產品,是實行數字化設計的造型軟體,在國際上得到廣泛的應用。同時具有開放的系統,添加各種插件后,可實現產品的三維建模、裝配校驗、運動模擬、有限元分析、加工模擬、數控加工及加工工藝的制定,以保證產品從設計、工程分析、工藝分析、加工模擬、產品製造過程中的數據的一致性,從而真正實現產品的數字化設計和製造,並大幅度提高產品的設計效率和質量。

通過本節的學習,讀者應熟悉SolidWorks的界面,以及常用工具條的使用。

1.1.1  工作環境和模塊簡介

1.啟動SolidWorks和界面簡介

安裝SolidWorks后,在Windows的操作環境下,選擇【開始】【程序】SolidWorks 2006SolidWorks 2006】命令,或者在桌面雙擊SolidWorks 2006的快捷方式圖標,就可以啟動SolidWorks 2006,也可以直接雙擊打開已經做好的SolidWorks文件,啟動SolidWorks 2006

1-1SolidWorks 2006啟動后的界面。

1-1  SolidWorks界面

這個界面只是顯示幾個下拉菜單和標準工具欄,選擇下拉菜單【文件】→【新建】命令,或單擊標準工具欄中按鈕,出現“新建SolidWorks文件”對話框,如圖1-2所示。

 

1-2  “新建SolidWorks文件”對話框

這裡提供了類文件模板,每類模板有零件、裝配體和工程圖三種文件類型,讀者可以根據自己的需要選擇一種類型進行操作。這裡先選擇零件,單擊【確定】按鈕,則出現1-3所示的新建SolidWorks零件界面。

1-3  新建SolidWorks零件界面

這裡有下拉菜單和工具欄,整個界面分成兩個區域,一個是控制區,另一個是圖形區。在控制區有三個管理器,分別是特徵設計樹、屬性管理器和組態管理器,可以進行編輯。在圖形區顯示造型,進行選擇對象和繪製圖形。特別是下拉菜單幾乎包括了SolidWorks 2006所有的命令,如果在常用工具欄沒有顯示的不常用的命令,可以在菜單里找到;常用工具欄的命令按鈕,可以自己根據實際使用的情況自己確定,後面將介紹工具按鈕的設置。

其中圖形區的視圖選擇按鈕,是SolidWorks 2006新增功能,單擊倒三角按鈕,可以選擇不同的視圖顯示方式,如圖1-4所示。

若在圖1-1中單擊下拉菜單【文件】→【打開】命令,或單擊標準工具欄中按鈕,出現“打開”文件對話框,如圖1-5所示。其中具體操作就是Windows界面的操作,相信讀者自己應該會做的。

         

 1-4  視圖選擇按鈕                       1-5  “打開”文件對話框

然後單擊【文件】→【保存】命令,或單擊標準工具欄中按鈕,出現“另存為”對話框,如圖1-6所示。這時,讀者就可以選擇自己保存文件的類型進行保存。如果想把文件換成其他類型,只需單擊【文件】→【另存為】命令,在出現的“另存為”對話框中選擇新的文件類型進行保存。

1-6  “另存為”對話框

2.快捷鍵和快捷菜單

使用快捷鍵和快捷菜單及其滑鼠是提高作圖速度及其準確的重要方式,在Windows操作裡面有很多使用它們的,這裡主要介紹SolidWorks快捷命令的使用和滑鼠的特殊用法,簡單介紹如下:

1)快捷鍵

快捷鍵的使用和Windows的快捷格式基本上一樣,用Ctrl+字母,就可以進行快捷操作,這裡就不詳細介紹了。

2)快捷菜單

在沒有執行命令時,常用快捷菜單有四種:一個是圖形區的,一個是零件特徵表面的,一個是特徵設計樹裡面單擊其中一個特徵,還有就是工具欄裡面的,單擊右鍵后就出現如圖1-7所示快捷菜單。在有命令執行時,單擊不同的位置,也會出現不同的快捷菜單,這裡就不一一介紹了,讀者可以自己在實踐中慢慢體會。

零件特徵表面    特徵設計樹     圖形區       工具欄

1-7  快捷菜單

3)滑鼠按鍵功能

左鍵:可以選擇功能選項或者操作對象。

右鍵:顯示快捷菜單。

中鍵:只能在圖形區使用,一般用於旋轉、平移和縮放。在零件圖和裝配體的環境下,按住滑鼠中鍵不放,移動滑鼠就可以實現旋轉;在零件圖和裝配體的環境下,先按住Ctrl鍵,然後按住滑鼠中鍵不放,移動滑鼠就可以實現平移;在工程圖的環境下,按住滑鼠的中鍵,就可以實現平移;先按住Shift鍵,然後按住滑鼠中鍵移動滑鼠就可以實現縮放,如果是帶滾輪的滑鼠,直接轉動滾輪就可以實現縮放。

 

3.模塊簡介

SolidWorks軟體里有零件建模、裝配體、工程圖等基本模塊,因為SolidWorks 軟體是一套基於特徵的、參數化的三維設計軟體,符合工程設計思維,並可以與 CAMWorks DesignWork 等模塊構成一套設計與製造結合的CAD/CAM/CAE 系統,使用它可以提高設計精度和設計效率;可以用插件的形式加進其他專業模塊(如工業設計、模具設計、管路設計等)。

其特徵是指可以用參數驅動的實體模型,是一個實體或者零件的具體構成之一,對應一形狀,具有工程上的意義;因此這裡的基於特徵就是零件模型是由各種特徵生成的,零件的設計其實就是各種特徵的疊加。參數化是指對零件上各種特徵分別進行各種約束,各個特徵的形狀和尺寸大小用變數參數來表示,其變數可以是常數,也可以是代數式;若一個特徵的變數參數發生變化,則這個零件的這一個特徵的幾何形狀或者尺寸大小將發生變化,與這個參數有關的內容都自動改變,用戶不需要自己修改。

這裡介紹一下零件建模、裝配體、工程圖等基本模塊的特點。

1)零件建模:SolidWorks提供了基於特徵的、參數化的實體建模功能,可以通過特徵工具進行拉伸、旋轉、抽殼、陣列、拉伸切除、掃描、掃描切除、放樣等操作完成零件的建模。建模后的零件,可以生成零件的工程圖,還可以插入裝配體中形成裝配關係,並且生成數控代碼,直接進行零件加工。

2)裝配體:在SolidWorks中自上而下生成新零件時,要參考其他零件並保持這種參數關係,在裝配環境里,可以方便地設計和修改零部件。在自下而上的設計中,可利用已有的三維零件模型,將兩個或者多個零件按照一定的約束關係進行組裝,形成產品的虛擬裝配,還可以進行運動分析、干涉檢查等,因此可以形成產品的真實效果圖。

3)工程圖:利用零件及其裝配實體模型,可以自動生成零件及裝配的工程圖,需要指定模型的投影方向或者剖切位置等,就可以得到需要的圖形,且工程圖是全相關的,當修改圖紙的尺寸時,零件模型,各個視圖、裝配體都自動更新。

1.1.2  常用工具欄簡介

SolidWorks中有豐富的工具欄,在這裡,只是根據不同的類別,簡要介紹一下常用工具欄裡面的常用命令的功能。

在下拉菜單中選擇【工具】→【自定義】命令,或者右鍵單擊工具欄出現的快捷菜單中的【自定義】命令,就會出現一個“自定義”的對話框如圖1-8所示。此時就可以把讀者所需要的工具欄前面打上勾就可以顯示在界面上,在界面上也可以將其拖動到適當的位置,也可以靠邊放置。其實在右鍵單擊工具欄出現的快捷菜單中,也可以把讀者所需要的工具欄前面打上勾或使其前面的圖標凹下顯示在界面上,如圖1-7快捷菜單中的工具欄所示。

可能讀者在操作的過程中,感覺工具欄的部分按鈕也有很多不常用,在SolidWorks裡面,可以自行設置命令工具按鈕,下面介紹命令的增加和減少的方法。

在下拉菜單中選擇【工具】→【自定義】命令,或者右鍵單擊工具欄,在出現的快捷菜單中單擊【自定義】命令,就會出現一個“自定義”的對話框如圖1-8所示;然後單擊“命令”標籤,則出現圖1-9所示的對話框。

                  

1-8  “自定義”對話框                                   1-9  自定義命令標籤對話框

利用自定義命令可以增加、刪除並且重排工具欄中的命令按鈕,就可以將最常用的工具欄命令按鈕添加到特定的工具欄上,也可以合理地安排命令按鈕的順序。首先在類別中選擇要添加命令的類別,在按鈕欄選擇需要添加的命令按鈕,按住左鍵,拖動滑鼠移動到要放置的工具按鈕部位,即可把需要的命令按鈕放到工具欄裡面;操作過程如圖1-10所示,這裡是把平行四邊形命令放置到草圖工具欄裡面的操作。

同樣如果要刪除命令按鈕,就要在工具欄裡面,用左鍵按住命令按鈕。拖動滑鼠到自定義對話框的命令標籤裡面的按鈕欄,就可以移除命令按鈕,它和添加命令按鈕的操作是逆向。

1-10  添加命令按鈕操作

1.標準工具欄

標準工具欄如圖1-11所示,這是一個簡化后的工具欄,只是說明一部分。就是把滑鼠放在工具按鈕上面,就出現的說明,其他和Windows的使用方法是一樣的。這裡就不再說明,讀者可以在操作的過程中熟悉。

1-11  標準工具欄

  從零件/裝配體製作工程圖,生成當前零件或裝配體的新工程圖。

  從零件/裝配體製作裝配體,生成當前零件或裝配體的新裝配體。

  重建模型,重建零件、裝配體或工程圖。

  打開系統選項對話框,更改SolidWorks選項的設定。

  打開顏色的屬性,將顏色應用到模型中的實體。

  打開材質編輯器,將材料及其物理屬性應用到零件。

  打開紋理的屬性,將紋理應用到模型中的實體。

  切換選擇過濾器工具欄,切換到過濾器工具欄的顯示。

  選擇按鈕,用來選擇草圖實體、邊線、頂點、零部件等。

如圖1-12所示的是視圖工具欄。

1-12  視圖工具欄

  確定視圖的方向,顯示一對話框來選擇標準或用戶定義的視圖。

  整屏顯示全圖,縮放模型以符合窗口的大小。

  局部放大圖形,將選定的部分放大到屏幕區域。

  放大或縮小,按住滑鼠左鍵上下移動滑鼠來放大或縮小視圖。

  旋轉視圖,按住滑鼠左鍵拖動滑鼠來旋轉視圖。

  平移視圖,按住滑鼠左鍵,拖動圖形的位置。

  線架圖,顯示模型的所有邊線。

  帶邊線上色,以其邊線顯示模型的上色視圖。

  剖面視圖,使用一個或多個橫斷面基準面生成零件或裝配體的剖切。

  斑馬條紋,顯示斑馬條紋,可以看到以標準顯示很難看到的面中更改。

  觀閱基準面,控制基準面顯示的狀態。

  觀閱基準軸,控制基準軸顯示的狀態。

  觀閱原點,控制原點顯示的狀態。

  觀閱坐標系,控制坐標系顯示的狀態。

  觀閱草圖,控制草圖顯示的狀態。

  觀閱草圖幾何關係,控制草圖幾何關係顯示的狀態。

2.草圖繪製工具欄簡介

草圖繪製工具欄幾乎包含了與草圖繪製有關的大部分功能,裡面的工具按鈕很多,在這裡只是介紹一部分比較常用的功能。

1-13  草圖繪製工具欄

  草圖繪製:繪製新草圖,或者編輯現有草圖。

  智能尺寸:為一個或多個實體生成尺寸。

  直線:繪製直線。

  矩形:繪製一個矩形。

  多邊形:繪製多邊形,在繪製多邊形后可以更改邊側數。

  圓:繪製圓,選擇圓心然後拖動來設定其半徑。

  圓心/起點/終點畫弧:繪製中心點圓弧,設定中心點,拖動滑鼠來放置圓弧的起點,然後設定其程度和方向。

  橢圓:繪製一完整橢圓,選擇橢圓中心然後拖動來設定長軸和短軸。

  樣條曲線:繪製樣條曲線,單擊來添加形成曲線的樣條曲線點。

  點:繪製點。

  中心線:繪製中心線。使用中心線生成對稱草圖實體、旋轉特徵或作為改造幾  何線。

  文字:繪製文字。可在面、邊線及草圖實體上繪製文字。

  繪製圓角:在交叉點切圓兩個草圖實體之角,從而生成切線弧。

  繪製倒角:在兩個草圖實體交叉點添加一倒角。

  等距實體:通過以一指定距離等距面、邊線、曲線或草圖實體來添加草圖實體。

  轉換實體引用:將模型上所選的邊線或草圖實體轉換為草圖實體。

  裁剪實體:裁剪或延伸一草圖實體以使之與另一實體重合或刪除一草圖實體。

  移動實體:移動草圖實體和註解。

  旋轉實體:旋轉草圖實體和註解。

  複製實體:複製草圖實體和註解。

  鏡像實體:沿中心線鏡像所選的實體。

  線性草圖陣列:添加草圖實體的線性陣列。

  圓周草圖陣列:添加草圖實體的圓周陣列。

3.尺寸/幾何關係工具欄簡介

尺寸/幾何關係工具欄用於標註各種控制尺寸以及和添加的各個對象之間的相對幾何關係。如圖1-14所示,這裡簡要說明各按鈕的作用。

1-14  尺寸/幾何關係工具欄

  智能尺寸:為一個或多個實體生成尺寸。

  水平尺寸:在所選實體之間生成水平尺寸。

  垂直尺寸:在所選實體之間生成垂直尺寸。

  尺寸鏈:從工程圖或草圖的橫縱軸生成一組尺寸。

  水平尺寸鏈:從第一個所選實體水平測量而在工程圖或草圖中生成的水平尺寸鏈。

  垂直尺寸鏈:從第一個所選實體水平測量而在工程圖或草圖中生成的垂直尺寸鏈。

  自動標註尺寸:在草圖和模型的邊線之間生成適合定義草圖的自動尺寸。

  添加幾何關係:控制帶約束(例如同軸心或豎直)的實體的大小或位置。

  自動幾何關係:打開或關閉自動添加幾何關係。

  顯示/刪除幾何關係:顯示和刪除幾何關係。

  搜尋相等關係:在草圖上搜尋具有等長或等半徑的實體。在等長或等半徑的草    圖實體之間設定相等的幾何關係。

4.參考幾何體工具欄簡介

參考幾何體工具欄用於提供生成與使用參考幾何體的工具,如圖1-15所示。

1-15  參考幾何體工具欄

  基準面:添加一參考基準面。

  基準軸:添加一參考軸。

  坐標系:為零件或裝配體定義一坐標系。

  點:添加一參考點。

  配合參考:為使用SmartMate的自動配合指定用為參考的實體。

5.特徵工具欄簡介

特徵工具欄提供生成模型特徵的工具,其中命令功能很多,如圖1-16所示。特徵包括多實體零件功能。可在同一零件文件中包括單獨的拉伸、旋轉、放樣或掃描特徵。

1-16  特徵工具欄

  拉伸凸台/基體:以一個或兩個方向拉伸一草圖或繪製的草圖輪廓來生成一實體。

  旋轉凸台/基體:繞軸心旋轉一草圖或所選草圖輪廓來生成一實體特徵。

  掃描:沿開環或閉合路徑通過掃描閉合輪廓來生成實體特徵。

  放樣凸台/基體:在兩個或多個輪廓之間添加材質來生成實體特徵。

  拉伸切除:以一個或兩個方向拉伸所繪製的輪廓來切除一實體模型。

  旋轉切除:通過繞軸心旋轉繪製的輪廓來切除實體模型。

  掃描切除:沿開環或閉合路徑通過掃描閉合輪廓來切除實體模型。

  放樣切除:在兩個或多個輪廓之間通過移除材質來切除實體模型。

  圓角:沿實體或曲面特徵中的一條或多條邊線來生成圓形內部面或外部面。

  倒角:沿邊線、一串切邊或頂點生成一傾斜的邊線。

  筋:給實體添加薄壁支撐。

  抽殼:從實體移除材料來生成一個薄壁特徵。

  簡單直孔:在平面上生成圓柱孔。

  異型孔嚮導:用預先定義的剖面插入孔。

  孔系列:在裝配體系列零件中插入孔。

  特型:通過擴展、約束及緊縮曲面將變形曲面添加到平面或非平面上。

  彎曲:彎曲實體和曲面實體。

  線性陣列:以一個或兩個線性方向陣列特徵、面及實體。

  圓周陣列:繞軸心陣列特徵、面及實體。

  鏡向:繞面或基準面鏡向特徵、面及實體。

  移動/複製實體:移動、複製並旋轉實體和曲面實體。

6.工程圖工具欄簡介

工程圖工具欄用於提供對齊尺寸及生成工程視圖的工具,如圖1-17所示。一般來說,工程圖包含幾個由模型建立的視圖。也可以由現有的視圖建立視圖。例如,剖面視圖是由現有的工程視圖所生成的,這個過程是由這個工具欄實現的。

1-17  工程圖工具欄

  模型視圖:根據現有零件或裝配體添加正交或命名視圖。

  投影視圖:從一個已經存在的視圖展開新視圖而添加一投影視圖。

  輔助視圖:從一線性實體(邊線、草圖實體等)通過展開一新視圖而添加一視圖。

  剖面視圖:以剖麵線切割父視圖來添加一剖面視圖。

  旋轉剖視圖:使用在一角度連接的兩條直線來添加對齊的剖面視圖。

  局部視圖:添加一局部視圖來顯示一視圖某部分,通常放大比例。

  相對視圖:添加一個由兩個正交面或基準面及其各自方向所定義的相對視圖。

  標準三視圖:添加三個標準、正交視圖。視圖的方向可以為第一角或第三角。

  斷開的剖視圖:將一斷開的剖視圖添加到一顯露模型內部細節的視圖。

  水平折斷線:給所選視圖添加水平折斷線。

  豎直折斷線:給所選視圖添加豎直折斷線。

  剪裁視圖:剪裁現有視圖以只顯示視圖的一部分。

  交替位置視圖:添加一顯示模型配置置於模型另一配置之上的視圖。

  空白視圖:添加一常用來包含草圖實體的空白視圖。

  預定義視圖:添加以後以模型增值的預定義正交、投影或命名視圖。

  更新視圖:更新所選視圖到當前參考模型的狀態。

7.裝配體工具欄簡介

裝配體工具欄用於控制零部件的管理、移動及其配合,插入智能扣件,如圖1-18所示。

1-18  裝配體工具欄

  插入零部件:添加一現有零件或子裝配體到裝配體。

  新零件:生成一個新零件並插入到裝配體中。

  新裝配體:生成新裝配體並插入到當前的裝配體中。

  大型裝配體:為此文件切換大型裝配體模式。

  隱藏/顯示零部件:隱藏或顯示零部件。

  更改透明度:在0~75百分比之間切換零部件的透明度。

  改變壓縮狀態:壓縮或還原零部件。壓縮的零部件不在內存中裝入或不可見。

  編輯零部件:在編輯零部件或子裝配體和主裝配體之間的狀態。

  無外部參考:外部參考在生成或編輯關聯特徵時不會生成。

  智能扣件:使用SolidWorks Toolbox標準件庫將扣件添加到裝配體。

  製作智能零部件:隨相關聯的零部件/特徵定義智能零部件。

  配合:定位兩個零部件使之相互配合。

  移動零部件:在由其配合所定義的自由度內移動零部件。

  旋轉零部件:在由其配合所定義的自由度內旋轉零部件。

  替換零部件:以零件或子裝配體替換零部件。

  替換配合實體:替換所選零部件或整個配合組的配合實體。

  爆炸視圖:將零部件分離成爆炸視圖。

  爆炸直線草圖:添加或編輯顯示爆炸的零部件之間幾何關係的3D草圖。

  干涉檢查:檢查零部件之間的任何干涉。

  裝配體透明度:設定除在關聯裝配體中正被編輯的零部件以外的零部件透明度。

  模擬工具欄:顯示或隱藏模擬工具欄。

8.退回控制棒簡介

在造型時,有時需要在中間增加新的特徵或者需要編輯某一特徵,這時就可以利用退回控制棒,將退回控制棒移動到要增加特徵或者編輯的特徵下面,將模型暫時恢復到其以前的一個狀態,並壓縮控制棒下面的那些特徵,壓縮后的特徵在特徵設計樹中變成灰色,而新增加的特徵在特徵設計樹中的設計樹中位於被壓縮的特徵的上面。

操作方法:將滑鼠放到特徵設計樹的設計樹下方的一條黃線上,滑鼠的指針標記由變成后,單擊滑鼠左鍵,黃線就變成藍色了,然後移動向上,拖動藍線到要增加或者編輯的部位的下方,即可在圖形區顯示去掉後面的特徵的圖形,此時設計樹控制棒下面的特徵即可變成灰色,如圖1-19所示。做完后,可以繼續拖動向下到最後,就可以顯示所有的特徵了。還可以在要增加或者編輯的位置下面的特徵上,單擊滑鼠右鍵,出現快捷菜單,選擇“退回”選項,即可回退到這個特徵之前的造型。同樣如果編輯結束后,也可右擊退回控制棒下面的特徵,出現如圖1-20的快捷菜單,選擇其中一個選項。

1-19  退回控制棒

1-20  退回控制棒快捷菜單

1.1.3  實例操作

在簡單介紹了界面和工具欄后,這裡給讀者演示做一個小零件,如圖1-21所示,讓讀者了解造型的過程。

1-21  零件的造型

  操作步驟

1)打開SolidWorks界面后,單擊【文件】【新建】命令或者單擊按鈕,出現“新建SolidWorks文件”對話框,選擇【零件】命令后單擊【確定】按鈕,出現一個新建文件的界面,首先單擊【保存】按鈕,將這個文件保存為“底座”。

2)在控制區單擊【前視基準面】,然後在草圖繪製工具欄單擊按鈕,出現如              1-22所示的草圖繪製界面;在圖形區單擊滑鼠右鍵,取消選中快捷菜單的【顯示網格線】複選框,在圖形區就沒有網格線了。在作圖的過程中,由於實行參數化,對於網格一般不應用,所以在以後的作圖中,都去掉網格。

1-22  草圖繪製界面

3)單擊繪製【中心線】按鈕,在圖形區過原點繪製一條中心線,然後單擊【直線】按鈕,在圖形區繪製如圖1-23所示的圖形,需要注意各條圖線之間的幾何關係。不需要具體確定尺寸,只需確定其形狀即可,實際大小是在參數化的尺寸標註中確定的。

 提示:在圖1-23所示草圖中,表示“豎直”的意思;表示“水平”的意思;表示“重合”的意思,例如圖中下面顯示的兩個符號,表示左邊的上面的直線和原點重合,也就是兩條直線在一條直線上。最後按住Ctrl鍵單擊選擇圓弧的圓心和圓弧的起點,在屬性管理器中【添加尺寸關係】中選擇水平;同樣選擇圓弧的圓心和圓弧的終點,在屬性管理器中【添加尺寸關係】中選擇垂直。如果不要顯示這些幾何關係,則可以單擊視圖工具欄的按鈕,使其浮起,需要顯示,就使其凹下。

畫圖中右上角的圓弧是在畫完一段直線時,將滑鼠靠近剛才確定的直線的終點,這時滑鼠的標記後面由原來的直線圖案變成一對同心圓的圖案,或者單擊滑鼠右鍵,在彈出的快捷菜單中選擇轉到圓弧,這時就可以畫圓弧了,如圖1-24所示。

         

1-23  繪製草圖                                                  1-24  畫圓弧

4)單擊工具欄【智能尺寸】按鈕,標註尺寸,標註一條直線的長度,就單擊這條直線,就會自動標註尺寸了,此時的尺寸不是所要求的尺寸,滑鼠確定尺寸的位置,單擊滑鼠左鍵,就會出現【修改】對話框(如圖1-25所示),在對話框中輸入實際尺寸大小,單擊按鈕或者按回車鍵即可;標註圓或者圓弧的尺寸是一樣的。如果標註圖1-25所示的尺寸,用滑鼠單擊一條直線和中心線,然後將滑鼠拉到中心線的另一邊,就可以出現對邊距的標註,圖中的尺寸10mm40mm80mm就是這樣標註的。標註結束后,圖形如圖1-26所示。

                             

1-25  尺寸標註                                                                1-26  零件的尺寸

5)單擊工具欄的【鏡向實體】按鈕,則在控制區顯示【屬性管理器】,如圖1-27所示,在選項中的【要鏡向的實體】選擇圖形左面直線和圓弧共12個,【鏡向點】選擇中心線,然後單擊按鈕,圖形變成圖1-28所示的圖形。

                          

1-27  屬性管理器的選項            1-28  零件草圖1

6)單擊特徵工具欄的【拉伸凸台、基體】按鈕后,圖形區和控制區變成圖1-29所示,在【屬性管理器】中的【從(F)】的【開始條件】選擇【草圖基準面】選項,【方向1】中的【終止條件】選擇【兩側對稱】選項,【深度】欄輸入40mm后,單擊按鈕,即可出現圖1-30所示圖形。

   

1-29  拉伸圖形                         1-30  拉伸后實體

7)繼續單擊【前視基準面】,在草圖繪製工具欄單擊按鈕,然後單擊【正視於】按鈕,出現圖1-31①所示的圖形,然後用【圓心/起點/終點畫弧】按鈕畫圓弧,再執行【直線】命令,單擊【智能尺寸】按鈕標註尺寸,即可畫出如圖1-31②所示的圖形。

1-31  零件草圖2

8)單擊特徵工具欄的【拉伸切除】按鈕,圖形區和控制區變成圖1-32a)所示,在【屬性管理器】中的【從(F)】的【開始條件】選擇【草圖基準面】選項,【方向1】中的【終止條件】選擇【兩側對稱】選項,【深度】欄輸入24mm后,單擊按鈕,即可出現圖1-32b)所示圖形。

     

a                                                                             b

1-32  拉伸切除后實體

9)單擊實體底板的下底面(選擇上面是一樣的做法),使其選定,單擊草圖繪製工具欄的按鈕,單擊控制區的【上視基準面】后,單擊【正視於】按鈕,開始畫草圖。單擊【中心線】按鈕,先畫出圖形的兩條對稱中心線和一條圓弧的中心線,如圖1-33①所示;在左邊中心線的交點處,單擊【圓】繪製命令按鈕,單擊【智能尺寸】按鈕標註尺寸,如圖1-33②所示;單擊【鏡向實體】按鈕,選擇圓和短的中心線為【要鏡向的實體】,【鏡向點】選擇中間垂直的中心線,勾選【複製】,單擊按鈕,則可以作出草圖3,如圖1-33所示。

1-33  零件草圖3

10)單擊特徵工具欄的【拉伸切除】按鈕,在【屬性管理器】中的【從(F)】的【開始條件】選擇【草圖基準面】選項,【方向1】中的【終止條件】選擇【完全貫穿】選項,單擊按鈕,即可出現圖1-34所示圖形。

11)選擇實體的最上面,使其選定,單擊【草圖繪製】工具欄的按鈕,單擊控制區的【上視基準面】后,單擊【正視於】按鈕,開始畫草圖。單擊【中心線】按鈕,先畫出圖形的兩條對稱中心線和一個圓的對稱中心線;單擊【智能尺寸】按鈕標註尺寸,如圖1-35①所示;單擊【鏡向實體】按鈕,同上一樣做兩次鏡向實體,則可以作出草圖4,如圖1-35所示。

     

1-34  兩邊穿孔后的實體                                               1-35  零件草圖4

12)單擊特徵工具欄的【拉伸切除】按鈕,在【屬性管理器】中的【從(F)】的【開始條件】選擇【草圖基準面】,【方向1】中的【終止條件】選擇【給定深度】,【深度】欄輸入12mm后,單擊按鈕,即可完成穿孔后的實體;右擊原點,在彈出的快捷菜單中選擇【隱藏】選項或者單擊視圖工具欄的【觀閱原點】按鈕,使其凸起,出現圖1-21所示圖形,就完成實體的造型了。

1.2  SolidWorks建模技術

1.2.1  建模技術概述

SolidWorks軟體有零件、裝配體、工程圖三個主要模塊,和其他三維CAD一樣,都是利用三維的設計方法,就是建立三維模型。新產品在研製開發的過程中,需要經歷三個階段,即方案設計階段、詳細設計階段、工程設計階段。

根據產品研製開發的三個階段,SolidWorks軟體提供了兩種建模技術,一個是基於設計過程的建模技術,就是自頂向下建模;另一個是根據實際應用情況,一般三維CAD開始於詳細設計階段的,其建模技術就是自底向上建模。

1.2.2  自頂向下建模

自頂向下建模是符合一般設計思路的建模技術,在網路技術日益發展的今天,使用這種方式建模逐漸趨於成熟。它是一種在裝配環境下進行零件設計的,可以利用【轉換實體引用】工具按鈕,將已經生成的零件的邊、環、面、外部草圖曲線、外部草圖輪廓、一組邊線或者一組外部草圖曲線等投影到草圖基準面中,在草圖上生成一個或者多個實體,這樣可以避免單獨進行零件設計可能造成的尺寸等各方面的衝突。

根據產品研製開發的三個階段,SolidWorks軟體提供了兩種建模技術。

一個是基於設計過程的建模技術,這是一個比較徹底的自頂向下的建模方法,首先在裝配環境下繪製一個描述各個零件輪廓和位置關係的裝配草圖,然後在這個裝配環境下進入零件編輯狀態,繪製草圖輪廓,草圖輪廓要同裝配草圖尺寸一致,利用【轉換實體引用】工具按鈕操作,這樣零件草圖同裝配草圖形成父子關係,改變裝配草圖,就會改變零件的尺寸,在裝配環境下,其過程如下:

裝配草圖零件草圖→零件→裝配體

另一個比較實用的自頂向下的建模方式,在實際應用中也比較多,首先選擇一些在裝配體中關聯關係少的零件,建立零件草圖,生成零件模型,然後在裝配環境下,插入這些零件,並設置它們之間的裝配關係,參照這些已有的零件尺寸,生成新的零件模型,完成裝配體。這樣也可以避免零件間的衝突。在裝配環境下,其過程如下:

零件草圖→零件(部分)→裝配(部分)→生成新零件草圖→生成新零件→裝配(完整)

1.2.3  自底向上建模

對於自頂向下建模雖然是符合一般設計思路,但是在目前環境下。實現這種建模方式還不很理想。方案設計階段主要是由工程技術人員根據經驗來進行設計的,目前的三維CAD軟體一般都是在詳細設計階段介入的,SolidWorks常用在以零件為基礎進行建模的,這就是自底向上建模技術,也就是建立零件,再裝配。SolidWorks的參數化功能,可以根據情況隨時改變零件的尺寸,而且其零件、裝配體和工程圖之間相互關聯的,可以在其中任何一個模塊進行尺寸的修改,所有的模塊的尺寸都改變,這樣可以大大地減少設計人員的工作量。在建立零件模型后,可以在裝配環境下直接裝配,生成裝配體;然後單擊【干涉檢查】按鈕,進行檢查,若有干涉,可以直接在裝配環境下編輯零件,完成設計。

自底向上建模技術的過程如下:

零件草圖→零件→裝配體

關於這兩種建模技術,將在第5章中進行實際操作的介紹。

1.3 

1.3.1  零件的建模過程

SolidWorks的零件建模過程,實際就是構建許多個簡單的特徵,它們之間相互疊加、切割或者相交的過程。根據特徵的創建,一個零件的建模過程可以分成如下幾個步驟來       完成。

1)進入零件的創建界面。

2)分析零件,確定零件的創建順序。

3)畫出零件草圖,創建和修改零件的基本特徵。

4)創建和修改零件的其他輔助特徵。

5)完成零件所有的特徵,保存零件的造型。

1.3.2  煙灰缸零件的建模過程

1)啟動SolidWorks,選擇【文件】→【新建】→【零件】命令,確定進入繪圖環境,單擊將零件存檔為“煙灰缸.SLDPRT”。

2)在屏幕左邊設計樹中選擇上視基準面,單擊標準視圖工具欄中的。單擊【草圖繪製】按鈕,進入草圖繪製方式,選擇下拉菜單【工具】→【草圖繪製實體】→【矩形】命令,或從草圖工具條中單擊圖標,繪製草圖,主要起點在原點;然後選擇下拉菜單【工具】→【草圖繪製實體】→【中心線】命令,或從草圖工具條中單擊圖標,畫出中心對稱線,同時選擇下拉菜單【工具】→【草圖繪製實體】→【點】命令,或從草圖工具條中單擊圖標,在中心線的交點處繪製一個點(為後面的基準軸做準備)。選擇下拉菜單【工具】→【標註尺寸】→【智能尺寸】命令,或從草圖工具條中單擊圖標,標註尺寸如圖1-36所示。

3)選擇【插入】→【凸台/基體】→【拉伸】命令,或單擊特徵工具欄中【拉伸】按鈕,參數設置如圖1-37所示,單擊按鈕

                     

1-36  草圖1                                                          1-37  拉伸特徵

4)單擊模型的上表面,選擇【插入】→【特徵】→【抽殼】命令,或單擊特徵工具欄中【抽殼】按鈕,選擇情況如圖1-38所示,單擊按鈕

1-38  抽殼特徵

5)選擇【插入】→【特徵】→【圓角】命令,或單擊特徵工具欄中【圓角】按鈕,選擇模型所有的邊線,如圖1-39所示,選擇【等半徑】選項,【圓角項目】中半徑輸入5,單擊按鈕

1-39  圓角特徵

6)在屏幕左邊設計樹中選擇前視基準面,單擊標準視圖工具欄中的。單擊【草圖繪製】按鈕,進入草圖繪製方式,選擇下拉菜單【工具】→【草圖繪製實體】→【中心線】命令,或從草圖工具條中單擊圖標,繪製中心線,選擇下拉菜單【工具】→【草圖繪製實體】→【圓】命令,或從草圖工具條中單擊圖標,繪製草圖;選擇下拉菜單【工具】→【標註尺寸】→【智能尺寸】命令,或從草圖工具條中單擊圖標,標註尺寸如                 1-40所示。

7)選擇【插入】→【切除】→【拉伸】命令,或單擊特徵工具欄中【拉伸切除】按鈕,參數設置如圖1-41所示,單擊按鈕

    

1-40  草圖2                                                     1-41  拉伸切除特徵

8)此時看到拉伸切除的半徑比較小,需要增大半徑,在設計樹區域單擊【拉伸切         1】前面的加號,出現【草圖2】,右擊選擇快捷菜單的【編輯草圖】選項,在圖形區雙擊尺寸φ6,將φ6改為φ8,然後單擊工具按鈕,圖形自動改變。

9)在設計樹區域單擊【拉伸1】前面的加號,出現【草圖1】,右擊選擇快捷菜單的【顯示】。選擇下拉菜單【插入】→【參考幾何體】→【基準軸】命令,或單擊參考幾何體工具欄中【基準軸】按鈕,在屬性管理器裡面選擇【點和面/基準面】,上面的參考實體裡面選擇草圖1的中心點和上視基準面,如圖1-42所示,單擊按鈕

1-42  基準軸

10)選擇下拉菜單【插入】→【陣列/鏡向】→【圓周陣列】命令,或單擊特徵工具欄中【圓周陣列】按鈕,在屬性管理器中【陣列軸】選擇基準軸1,【角度】輸入360,【實例數】輸入4,勾選【等間距】,【要陣列的特徵】選擇切除-拉伸1,如圖1-43所示,單擊按鈕

11)右鍵分別單擊設計樹中的【草圖1】、圖形區的基準軸1和原點,在彈出的快捷菜單中選擇【隱藏】選項,然後選擇下拉菜單【視圖】→【顯示】→【上色】命令,則出現圖1-44所示圖形;同樣選擇下拉菜單選擇【編輯】→【外觀】→【顏色】命令(【紋理】和【材質】)對各個表面進行設置,可以選擇一個或者多個表面進行設置,可以得到各種不同的圖案,這裡設置一個如圖1-44所示圖形。

1-43  圓周陣列

1-44  上色和外觀的修飾

1.3.3  閥體零件的建模過程

1)啟動SolidWorks,選擇【文件】→【新建】→【零件】命令,確定進入繪圖環境,單擊將零件存檔為“閥體.SLDPRT”。

2)首先繪製如圖1-45所示的圖形。

1-45  閥體的草圖1

3)在屏幕左邊設計樹中選擇上視基準面,單擊標準視圖工具欄中的。單擊【草圖繪製】按鈕,進入草圖繪製方式,選擇下拉菜單【工具】→【草圖繪製實體】→【矩形】命令,或從草圖工具條中單擊圖標,繪製草圖;然後選擇下拉菜單【工具】→【草圖繪製實體】→【中心線】命令,或從草圖工具條中單擊圖標,畫出中心對稱線,注意確定原點的位置;選擇下拉菜單【工具】→【草圖繪製實體】→【圓】命令,或從草圖工具條中單擊圖標,在矩形的一個角處繪製一個圓;選擇下拉菜單【工具】→【草圖繪製工具】→【鏡向】,或從草圖工具條中單擊圖標,出現如圖1-46所示的圖形,在【要鏡向的實體】框裡面選擇圓弧1,在【鏡向點】框裡面選擇直線6,單擊按鈕;繼續做鏡向,這次選擇兩個圓實體,【鏡向點】選擇垂直的中心線,單擊按鈕;按住Ctrl鍵,分別單擊矩形的上下兩條邊線和水平中心線,出現屬性管理器,在添加幾何關係裡面單擊對稱,如圖1-46所示單擊按鈕后,繼續按住Ctrl鍵,選擇矩形兩條豎線和左邊中心線,做對稱;選擇下拉菜單【工具】→【草圖繪製工具】→【圓角】命令,或從草圖工具條中單擊圖標,在屬性管理器中,輸入半徑5,如圖1-46所示,然後分別單擊矩形的角的兩條邊線,做出圓角;選擇下拉菜單【工具】→【標註尺寸】→【智能尺寸】命令,或從草圖工具條中單擊圖標,標註尺寸如圖1-45所示。

1-46  屬性管理器

4)選擇【插入】→【凸台/基體】→【拉伸】命令,或單擊特徵工具欄中【拉伸】按鈕,參數設置如圖1-47所示,單擊按鈕,這樣就可以得到底板。

5)選擇零件的上表面,單擊【草圖繪製】按鈕,在控制區單擊上視,然後單擊【正視於】按鈕,選擇下拉菜單【工具】→【草圖繪製實體】→【圓】命令,或從草圖工具條中單擊圖標,選擇原點作為圓心,繪製圓,選擇下拉菜單【工具】→【標註尺寸】→【智能尺寸】命令,或從草圖工具條中單擊圖標,標註尺寸如圖1-48所示。

6)選擇【插入】→【凸台/基體】→【拉伸】命令,或單擊特徵工具欄中【拉伸】按鈕,參數設置如圖1-49所示,單擊按鈕
   

1-47  閥體的拉伸特徵1                                                1-48  閥體草圖2

7)選擇右視基準面,先單擊【正視於】按鈕,再單擊【草圖繪製】按鈕,繪製草圖3,如圖1-50所示。

    

1-49  閥體拉伸特徵2                                             1-50  閥體草圖3

8)選擇【插入】→【凸台/基體】→【拉伸】命令,或單擊特徵工具欄中【拉伸】按鈕,參數設置如圖1-51所示,注意單擊給定深度前面的按鈕,確定拉伸的方向,單擊按鈕

9)選擇剛才拉伸的圓柱左上表面,單擊【草圖繪製】按鈕,選擇右視基準面,單擊【正視於】按鈕,繪製草圖如圖1-52所示,單擊控制區的拉伸3前面的加號,出現草圖3,右擊,在快捷菜單中選擇【顯示】選項,過圓心做垂直的中心線,然後做圓和圓弧,可以利用鏡向來做,標註尺寸,做直線,然後利用添加幾何關係按鈕,將直線和圓弧相切;選擇【工具】→【草圖繪製工具】→【剪裁】命令,或單擊草圖繪製工具欄中【剪裁實體】按鈕,將多餘的線段刪除,即可得到圖1-52所示的草圖4

           

1-51  閥體拉伸特徵3                                                 1-52  閥體草圖4

10)選擇【插入】→【凸台/基體】→【拉伸】命令,或單擊特徵工具欄中【拉伸】按鈕,參數設置如圖1-53所示,單擊按鈕

11)選擇豎立圓柱上表面,單擊【草圖繪製】按鈕,選擇上視基準面,單擊【正視於】按鈕,繪製一個直徑為12mm的圓,圓心和原點重合,草圖如圖1-54所示。

       

1-53  閥體拉伸特徵4                                           1-54  閥體草圖5

12)選擇【插入】→【切除】→【拉伸】命令,或單擊特徵工具欄中【拉伸切除】按鈕,參數設置如圖1-55所示,單擊按鈕

13)選擇底板的下表面,單擊【草圖繪製】按鈕,選擇上視基準面,單擊【正視於】按鈕,繪製一個直徑為20mm的圓,圓心和原點重合,草圖如圖1-56所示。

14)選擇【插入】→【切除】→【拉伸】命令,或單擊特徵工具欄中【拉伸切除】按鈕,參數設置如圖1-57所示,單擊按鈕

                  

1-55  閥體拉伸切除特徵1                                        1-56  閥體草圖6

15)選擇閥體左邊拉伸4的左表面,單擊【草圖繪製】按鈕,選擇右視基準面,單擊【正視於】按鈕,繪製一個直徑為10mm的圓,圓心和草圖3圓心重合,草圖如1-58所示。

             

1-57  閥體拉伸切除特徵2             1-58  閥體草圖7

16)選擇【插入】→【切除】→【拉伸】命令,或單擊特徵工具欄中【拉伸切除】按鈕,參數設置如圖1-59所示,【終止條件】選擇:成形到一面,【面/平面】選擇:拉伸切除2的曲面,然後單擊按鈕,即可得到圖1-60所示的圖形。

             

1-59  閥體拉伸切除特徵3                                             1-60  閥體

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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