SolidWorks 2015概述.ppt

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1、SolidWorks 2015概述学习目标学习目标使用SolidWorks提供的各个功能模块和功能命令，可以绘制草图、建立三维实体模型、对三维实体模型进行分析。设计者通过将其设计思想融入建模过程，可以很好地表达设计意图。通过本章的学习对SolidWorks三维软件有一个初步认识，能够熟悉这款软件，并实现高效的键鼠配合操作。知识要点知识要点初识SolidWorks2015SolidWorks操作环境设置快捷键就是快鼠标操作SolidWorks的文件操作设计思想是设计的灵魂设置鼠标笔势1.1 1.1 初识初识SolidWorks2015SolidWorks2015SolidWorks2015版本软

2、件比以前版本软件有了进一步的提高，使其更加适合客户需求和更好地满足设计工具需要。本章首先对SolidWorks的背景及其基础知识进行介绍，让读者对该软件有个初步的认识。1.1.1 SolidWorks软件背景SolidWorks公司是一家专门从事开发三维机械设计软件的高科技公司，公司宗旨是使每位设计工程师都能在自己的微机上使用功能强大的世界最新CAD/CAE/CAM/PDM系统，公司主导产品是世界领先水平的SolidWorks软件。SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，该系统在1995-1999年获得全球微机平台CAD系统评比第一名，从1995年至今，已

3、经累计获得十七项国际大奖：第一个基于Windows平台的三维机械CAD软件 第一个创造了FeatureManager特征管理员的设计思想第一个在Windows平台下实现的自顶向下的设计方法第一个实现动态装配干涉检查的CAD软件第一个实现智能化装配的CAD公司 第一个开发特征自动识别FeatureWorks的软件公司第一个开发基于Internet的电子图板发布工具(eDrawing)的CAD公司1.1 1.1 初识初识SolidWorks2015SolidWorks2015使用SolidWorks软件实体建模设计直接从三维模型入手，省去设计过程中三维与二维之间的转化，直观易学，操作方便。Soli

4、dWorks软件采用参数驱动的设计模式，可以通过修改相关的参数来完善设计方案，支持设计方案的动态修改。软件中包含丰富的标准件图库，用户也可任意扩充自定义的图库，因而减少了不必要的重复性设计工作，有效地缩短了设计周期，提高了设计效率。SolidWorks可以通过任意旋转或剖切对运动的零部件进行动态的干涉检查和间隙检测，发现问题立即修正，把“试制过程”放在设计阶段，可以避免做成实物后才发现问题，提高了新产品设计的成功率。SolidWorks把产品的造型设计和功能性设计有机的结合在一起，是一种高集成化的工业设计工具。1.1 1.1 初识初识SolidWorks2015SolidWorks20151.

5、1.2 启动软件先看看启动软件通常情况下有两种方法：双击桌面快捷图标法、开始菜单打开法。1双击桌面快捷图标法双击电脑桌面上的SolidWorks快捷图标，软件便会开启，如图1-2所示。软件打开的速度取决于电脑的配置及综合性能。1.1 1.1 初识初识SolidWorks2015SolidWorks20152开始菜单打开法依次单击选择屏幕最左下角的“开始”|“所有程序”|“SolidWorks 2015”|“SolidWorks 2015 x64 Edition”，系统进入SolidWorks软件环境，如图1-2所示。1.1 1.1 初识初识SolidWorks2015SolidWorks201

6、5比较而言，两种启动软件的方法中，前者操作简洁，广泛采用。通常情况下，SolidWorks软件安装完毕后，系统自动在桌面上创建了快捷图标。若需要用户自己创建快捷图标，操作为依次选择“开始”|“所有程序”|“SolidWorks 2015”，右击“SolidWorks 2015 x64 Edition”图标，在探弹出的下拉菜单中选择“桌面快捷方式”，如图1-3所示。1.1 1.1 初识初识SolidWorks2015SolidWorks20151.1.3 看下界面什么样SolidWorks的界面包括菜单栏、工具栏、设计树、状态栏、绘图工具、前导视图工具以及绘图区域等内容，下面介绍SolidWor

7、ks用户界面。SolidWorks2015界面如图1-4所示。1.1 1.1 初识初识SolidWorks2015SolidWorks20151菜单栏菜单栏中包含了SolidWorks所有的功能命令。初次打开SolidWorks文件，菜单命令处于收起状态，单击图标的展开按钮，将菜单展开，如图1-5所示。1.1 1.1 初识初识SolidWorks2015SolidWorks2015单击菜单栏中选项可以打开其对应的下拉菜单，然后选择所需命令，如图1-6所示。1.1 1.1 初识初识SolidWorks2015SolidWorks20152功能区功能区选项卡中命令按钮为用户提供直观的、便捷的命令执

8、行方式，用户可以快速地单击选择相应命令实现对零件模型的操作。用户可以根据自己的设计领域，常用的命令模块来定制自己的工具栏。“标准”工具条中包括“从零件/装配体制作工程图”、“从零件/装配体制作装配体”、“选择”、“编辑外观”命令，而且在工程图环境下标准工具栏中前两项命令呈灰色不可用，如图1-7所示。1.1 1.1 初识初识SolidWorks2015SolidWorks20153图形区SolidWorks绘图区域是软件的主要工作区域，也是零件模型的显示区域，是计算机与设计者交流的人机界面，也是设计者和非专业人士交流的“图像平台”。4状态栏用户进行软件操作的过程中，消息区会实时显示当前操作、当前

9、状态和当前操作相关的提示信息等，以引导、提示用户操作。5任务窗格SolidWorks的任务窗格位于绘图区域右侧，它包括以下内容：SolidWorks资源：包括“新建文档”、“打开文档”、“指导教程”、“新增功能”、“SolidWorks入门”、“一般信息”、“社区”和“在线资源”等，用户可以通过“指导教程”和“SolidWorks入门”进行初步学习。设计库：用于保存可重复使用的零件、装配体和其它实体，包括库特征。设计库里保存常用零部件、标准间等，设计时调用可以大大提高设计效率。个人可以根据设计需要，将企业标准零件库和个人常用标准件目录设置为设计库，在进行产品设计时用到这些标准件即可直接打开目录

10、装配到产品中，为设计带来极大便捷。文件探索器：相当于Windows资源管理器，可以方便地查看和打开模型。视图调色板：用于插入人工工程视图，包括要拖动到工程图图样上的标准视图、注解视图和剖面视图等。外观、布景和贴图：用户可以选择零件的材料，对零件上色，以及进行布景、贴图等操作。自定义属性：用于自定义属性标签编制程序。1.1 1.1 初识初识SolidWorks2015SolidWorks20151.1.4 设计树上有些啥FeatureManager设计树位于绘图区域左侧，它以树状结构形象地显示出零件或装配体中的所有特征，并与绘图区域特征关联。当一个特征创建后，就被添加到FeatureManage

11、r设计树中，因此，FeatureManager设计树显示出建模操作的顺序，拖动控制棒以在重建顺序中前进或后退，或者单击控制棒利用上下方向键上下移动退会控制棒，便会发现实体模型也相应发生变化，如图1-8所示。1.1 1.1 初识初识SolidWorks2015SolidWorks2015通过FeatureManager设计树，用户可以快速实现如下操作：更改项目的名称：在待修改项目名称上缓缓单击两次，然后输入新的名称。显示特征尺寸：双击特征名称显示特征的尺寸；更改特征的生成顺序：在FeatureManager设计树中利用拖动项目可以重新调整特征的生成顺序，这将更改重建模型时特征顺序。它还可以在后退

12、棒后插入新的特征。修改模型：右击特征，在弹出的对话框中选择“修改模型”；查看父子关系：右击特征，选择“特征属性”按钮实现特征名称更改；添加文件夹到FeatureManager设计树中；压缩和解压缩零件特征和装配体零件。1.2 SolidWorks1.2 SolidWorks文件操作文件操作在SolidWorks软件中，文件的操作是进行设计首先要学会的内容。进行设计工作首先创建文件，这与绝大多数CAD软件使用一样。SolidWorks2015的文件操作包括新建文件、打开文件、保存文件和退出文件。1.2.1 新建文件新建文件时，用户可以选择不同的文件类型进入设计模块中。启动SolidWorks软件

13、，在打开的软件界面中单击工具栏中的“新建”按钮，或者在菜单栏中执行“文件”|“新建”命令，或者在任务窗格的“SolidWorks资源”面板“开始”选项区中选择“新建文档”命令，将弹出如图1-9所示的“新建SolidWorks文件”对话框。该对话框中包含有零件、装配体和工程图模板文件。1.2 SolidWorks1.2 SolidWorks文件操作文件操作在“新建SolidWorks文件”对话框单击“高级”按钮，将显示“模板”选项卡和“Tutorial”选项卡，如图1-10所示。在“模板”选项卡中显示的是国标模板文件，而“Tutorial”选项卡中显示的是ISO标准的通用模板文件。1.2 Sol

14、idWorks1.2 SolidWorks文件操作文件操作选择一个模板文件后，单击“确定”按钮即可进入相应的设计环境，例如选择“零件”模板文件后，系统将进入SolidWorks零件设计环境中。除了使用SolidWorks提供的标准模板，用户还可以通过系统选项设置来自定义模板，并将设置后的模板另存为零件模板（.prtdot）、装配模板（.asmdot）或工程图模板（.drwdot），方便后续使用。1.2 SolidWorks1.2 SolidWorks文件操作文件操作1.2.2 打开文件在SolidWorks工作界面中，若第一次打开SolidWorks文档，可在菜单栏依次执行“文件”“打开”命令

15、，或者在标准工具栏单击“打开”按钮，程序则弹出“打开”对话框。在“打开”对话框中右下角处“选择过滤器”区域有“过滤器零件”、“过滤器零件”、“过滤器装配体”、“过滤器顶级装配体”供用户进行零件类型的筛选。通过过滤器使用，方便用户快速找到所需要打开的文件对象。用户单击选中零部件文件后，在右侧预览窗格中自动显示出该文件图形，如图1-11所示。选择待打开的文件，单击“打开”按钮，即可打开文件。1.2 SolidWorks1.2 SolidWorks文件操作文件操作若要打开最近查看过的文档，则可在标准工具栏选择“浏览最近文档”命令，随后弹出“最近文档”面板用户可以从“最近文档”面板中选择最近打开过的文

16、档，用户也可以在菜单栏“文件”下拉菜单中直接选择先前打开过的文档，如图1-12所示。1.2 SolidWorks1.2 SolidWorks文件操作文件操作1.1.3 保存文件 SolidWorks有4种保存文件的方法：保存、另存为、全部保存和出版eDrawings文件。下面分别介绍这4种文件保存方法：保存：是将修改的文档保存在当前文档所在文件夹中；另存为：方法是将文档保存到其它文件夹中；全部保存：是将SolidWorks图形区中存在的多个文档全部保存在各自文件夹中；出版eDrawings文件：eDrawings是SolidWorks集成的出版程序，操作该程序可以将文件保存为.eprt文件。若

17、文件为新建，尚未保存，单击保存时，系统弹出图示对话框如图1-13所示：1.2 SolidWorks1.2 SolidWorks文件操作文件操作若打开零件进行修改后，单击保存后系统自动将自动保存修改文件。用户还可以对软件备份和恢复进行相应设置，方法如下：01 依次执行“工具”|“选项”菜单命令。02 在弹出的“系统选项（S）-备份/恢复”面板中单击“备份/恢复”选项，如图1-14所示。03 对右侧的“自动恢复”、“备份”及“保存通知”的相关参数选项进行设置，如勾选“显示提醒”选项复选框，修改其时间为“60”分钟，单击确认，设置完成。1.2 SolidWorks1.2 SolidWorks文件操作

18、文件操作1.1.4 退出文件 要退出（或关闭）单个文件，在SolidWorks界面右上方单击“关闭”按钮 即可。要同时关闭多个文件，可以在菜单栏执行“窗口”|“关闭所有”命令。关闭文件后，最终回到SolidWorks初始界面状态。若文件在关闭时还尚未保存，单击“关闭”按钮 后，系统会弹出警告对话框提醒用户对文件进行保存操作，该警告对话框包含“全部保存”、“不保存”、“取消”3个选项，如图1-15所示。1.3 SolidWorks1.3 SolidWorks操作环境设置操作环境设置设置SolidWorks的工作环境是用户学习和使用SolidWorks软件之前的准备工作，合理设置SolidWork

19、s的工作环境，对于提高建模效率、定制适合自身的软件环境具有非常重要的意义。SolidWorks中的环境设置包括“系统选项”设置和“文档属性”设置两部分。下面将分别介绍它们各自的特点。1.3.1 设置工具栏 设置工具栏的步骤如下：01 在菜单栏中单击“自定义”选项，弹出“自定义（Z）”操作面板，如图1-16所示。02 在弹出的“自定义（Z）”面板中，单击选择“工具”选项卡。03 在“工具栏”选项卡，单击勾选（取消勾选）“扣合特征”复选框后，被勾选菜单栏将被调出（隐藏）显示在功能选项区。1.3 SolidWorks1.3 SolidWorks操作环境设置操作环境设置1.3.2 在工具栏上添加命令按

20、钮 设置工具栏命令按钮操作步骤如下：01在菜单栏中单击“自定义”选项，弹出“自定义（Z）”操作面板，在弹出的“自定义（Z）”面板中，单击选择“命令”选项卡。02在“命令”选项卡中，单击选择“草图”选项。03 将光标移至“分割实体”命令按钮，系统自动弹出该命令相关的提示信息。04按下鼠标左键不放，拖动该命令按钮至命令工具栏合适位置，光标变成了带“+”符号，表示即将在工具栏添加该命令按钮。1.3 SolidWorks1.3 SolidWorks操作环境设置操作环境设置05松开左键，“分割实体”命令按钮 便添加到工具栏上，如图1-17所示。06单击对话框中的“确定”按钮，完成工具栏上命令按钮的添加。

21、07同理，用户还可以添加其他命令按钮到工具栏上。1.3 SolidWorks1.3 SolidWorks操作环境设置操作环境设置1.3.3 设置绘图区背景 绘图区域背景的设置包括背景图片的添加和背景颜色的修改，将背景更改为自己喜欢的图片。1.设置绘图区背景图片在SolidWorks中，设置绘图区域背景图片的操作步骤如下：01 依次执行“工具”|“选项”菜单命令，在弹出“系统选项”对话框选择“颜色”选项。02 在“背景外观”选项卡中单击选择“图形外观”选项，并单击“打开”按钮，在弹出的“打开”对话框中设置图片路径并选择“沙漠”图片作为绘图背景的图片。03 单击“确定”按钮，即可将绘图区域背景更改

22、为所设置的“沙漠”图片，如图1-18所示。1.3 SolidWorks1.3 SolidWorks操作环境设置操作环境设置2.设置绘图区背景颜色在SolidWorks中，可以更改操作界面的背景及颜色，以设置个性化的用户界面。设置背景的操作步骤如下：01 执行命令：执行“工具”|“选项”菜单命令，弹出“系统选项”对话框。02 设置颜色：在“系统选项”对话框中的“系统选项”中选择“颜色”选项，在右侧“颜色方式设置”选项中选择“视区背景”，然后单击“编辑”按钮，弹出“颜色”对话框，在其中选择设置的颜色，然后单击“确定”按钮，如图1-19所示。03 确认背景颜色设置：单击对话框中的“确定”按钮，系统背

23、景颜色设置成功。1.3 SolidWorks1.3 SolidWorks操作环境设置操作环境设置1.3.4 设置实体颜色 系统默认创建模型实体的颜色为灰色。在零部件和装配体模型中，为了使图形有层次感和真实感，通常通过改变实体的颜色来实现，如将PCB板设置为绿色、将铸件设置为黑色等。1.零件环境中设置颜色零件环境中设置颜色的操作步骤如下：01 单击“前导视图”工具栏中的“编辑外观”按钮，在弹出的“颜色”属性面板中，选择分类：基本、高级。1.3 SolidWorks1.3 SolidWorks操作环境设置操作环境设置02 在所选几何体中选择过滤器，然后选择在设计树或者绘图区选择待添加颜色的零件/实

24、体/曲面/实体/特征，如图1-20所示。03 选择颜色：在颜色的“生成新样块”中选择“暗淡/光亮/标准/透明”中的一种。1.3 SolidWorks1.3 SolidWorks操作环境设置操作环境设置04 确认：单击对话框中的“确定”按钮，完成实体颜色的设置,如图1-21所示。1.3 SolidWorks1.3 SolidWorks操作环境设置操作环境设置另外，在零件模型和装配体模型中，除了可以对特征的颜色进行设置外，还可以对面进行设置，面一般在绘图区域中进行选择，然后单击右键，在其快捷菜单中进行设置，步骤与设置特征颜色类似，如图1-22所示。1.3 SolidWorks1.3 SolidWo

25、rks操作环境设置操作环境设置2.装配体环境中设置颜色在装配体中设置零部件的颜色与在零件环境中设置零件颜色相似，一般在特征管理器中选择需要设置的零件，然后对其进行设置，步骤也与设置特征颜色类似，值得一提的是：装配体中设置零部件颜色有2种选项，使得设置的零部件颜色作用范围仅在装配体层中有效和在装配体以及被设置颜色的零部件层均有效。下面将分别介绍这2种设置方法。（1）应用到零部件层同零件环境下设置模型颜色一样：单击“前导视图”工具栏中的“编辑外观”按钮，在弹出的“颜色”属性面板中选择“应用到零部件层”单选框，选择导向杆零件，选择颜色为红色，如图1-23所示。单击确认后，在装配体中，导向杆颜色变成红

26、色；打开导向杆零件，发现其颜色并未发生变化。1.3 SolidWorks1.3 SolidWorks操作环境设置操作环境设置（2）应用到零件文档层同零件环境下设置模型颜色一样：单击“前导视图”工具栏中的“编辑外观”按钮，在弹出的“颜色”属性面板中选择“应用到零件文档层”单选框，选择把手零件，选择颜色为绿色，如图1-24所示。单击确认后，在装配体中，把手颜色变成绿色；打开把手零件，发现其颜色也变成了绿色。1.3 SolidWorks1.3 SolidWorks操作环境设置操作环境设置1.3.5 设置单位 设置SolidWorks文件的单位，可以实现自动任意切换单位，适应GB单位产品设计与ISO单

27、位设计的产品间的交流，实现更好的协同设计。在三维实体建模前，需要设置好系统的单位，系统默认的单位为MMGS（毫米、克、秒），可以使用自定义方式设置其它类型的单位系统以及长度单位等。下面以修改长度单位的小数位数为例，说明设置单位的操作步骤。01依次执行“工具”|“选项”菜单命令，在弹出“文档属性（D）”面板上，单击“单位”选项卡。02在“单位系统”一栏中选择“自定义”选项，并对对话框中“长度单位”等相关参数进行设置，如图1-25所示。03单击“确定”按钮，即可完成单位设置。1.4 1.4 设计思想是设计的灵魂设计思想是设计的灵魂SolidWorks软件是用户进行产品设计的工具，用户通过该软件在计

28、算机上对产品进行设计构思，模拟零件制造、加工以及装配的过程。但是如何体现设计者在制造加工过程中的若干问题，如何正确运用基本操作命令体现设计意图、处理问题，是设计中非常主要的问题。本部分通过对典型事例归纳，总结出设计过程中如何体现设计者设计思想和意图的方法。通过这些方法，使设计者更好地将设计思想融入三维设计过程中，更好地运用三维软件解决实际问题。三维设计的3个基本概念单击“新建”命令按钮，系统自动弹出“新建SolidWorks文件”窗口，如图1-2所示。界面中包含“零件”、“装配体”和“工程图”这三种设计文件，其中“零件”还包括草图、零件、曲面、钣金件以及数控、模具等模块。1零件零件包括实体建模

29、、曲面建模、钣金设计、焊接件设计等，如图1-26所示。1.4 1.4 设计思想是设计的灵魂设计思想是设计的灵魂（1）实体建模SolidWorks提供了基于特征的实体建模功能，通过拉伸、旋转、薄壁 特征、高级抽壳、特征阵列以及打孔等操作来实现产品的设计造型。（2）曲面建模用户通过带控制线的扫描、放样、填充以及拖动可控制的相切操作，产生复杂的曲面，还可以直观地对这些曲面进行修剪、延伸、倒角和缝合等曲面的操作。（3）钣金设计SolidWorks软件为用户提供了功能强大的钣金设计命令。用户可以直接使用各种类型的法兰、薄片等特征，正交切除、角处理以及边线切口等使钣金设计变得非常容易。（4）焊接件设计So

30、lidWorks可以在单个文档中设计结构焊件和平板焊件，其设计方法有以下两种设计方法。将焊接件作为一个装配体进行处理。将整个焊接件作为一个零件设计形式处理，每一个子焊件作为一个单独的实体构建。1.4 1.4 设计思想是设计的灵魂设计思想是设计的灵魂2装配体SolidWorks软件为用户提供了强大的装配功能，让用户可以方便地设计修改和应用装配体，从而在装配体环境下进行零部件的装配设计，如图1-27所示。1.4 1.4 设计思想是设计的灵魂设计思想是设计的灵魂在SolidWorks中，当生成新零件时，用户可以直接参考其它零件并保持这种参考关系。在装配的环境里，可以方便地设计和修改零部件。对于超过一

31、万个零部件的大型装配体，SolidWorks的性能也能满足用户的需求。SolidWorks可以动态地查看装配体的所有运动，并且可以对运动的零部件进行动态的干涉检查和间隙检测。用智能零件技术自动完成重复设计。智能零件技术是一种崭新的技术，用来完成诸如将一个标准的螺栓装入螺栓孔中，而同时按照正确的顺序完成垫片和螺母的装配。镜像部件是SolidWorks技术的巨大突破。镜像部件能产生基于已有零部件（包括具有派生关系或与其它零件具有关联关系的零件）的新的零部件。SolidWorks用捕捉配合的智能化装配技术，来加快装配体的总体装配。智能化装配技术能够自动地捕捉并定义装配关系。使用智能零部件技术可以完成

32、重复的装配设计。1.4 1.4 设计思想是设计的灵魂设计思想是设计的灵魂3工程图SolidWorks提供了生成完整的、车间认可的详细工程图的工具。工程图是全相关的，修改图纸时，三维模型、各个视图、装配体都会自动更新。工程图从零件或装配体的三维模型中自动产生，包括视图、尺寸、标注和注解，如图1-28所示。1.4 1.4 设计思想是设计的灵魂设计思想是设计的灵魂1.4.2 设计过程产品的结构设计涉及面广，需要综合考虑产品可能出现的各种问题，而且结构设计并不是孤立设计，在设计过程中要充分与电气设计、热设计、外观设计等设计工作配合展开，因此往往是一边设计一边修改、调整，直到最终满足要求，完善产品各方面

33、性能。(1)熟悉产品的技术指标和使用条件结构设计工程师接手新的设计任务后，应该详细了解产品的各项技术指标，尤其是与结构关系密切的技术指标；产品需要完成的功能以及其它特殊要求（如体积、材料、重量的限制等）；产品的工作环境、气候条件、机械条件、储藏和运输条件等。(2)确定结构方案根据产品的工作原理合理绘制结构外形图，即将产品划分为若干个功能模块（功能单元或分机）。划分时应确定各个模块的输入、输出；分清高压侧、低压侧；分清高频端、低频端，选择可靠的机、电、液、控制连接方案。另外，还要考虑产品的通风散热、重量分配、操作简易和加工工艺等各个因素。在划分功能模块时，电气工程师、热流工程师、机械工程师以及系

34、统总工程师应该密切配合，在综合考虑各种因素下得出最佳的功能模块划分方案。1.4 1.4 设计思想是设计的灵魂设计思想是设计的灵魂(3)确定产品尺寸和所用材料在确定产品尺寸之前，通常需要先确定产品内部零部件所需空间，尤其是体积较大的零部件更应该优先考虑，然后计算出总的产品尺寸。有时候也会先规定外形尺寸，然后在限定的空间范围内对零部件进行规划布局。通常外形尺寸应该尽可能符合国家标准及行业有关规定，以利于实现“三化”（标准化、系列化、通用化）。(4)进行总体设计在计算机中粗略设计整个产品结构3D模型，并验证电气、控制等功能。(5)进行细部设计详细设计产品零部件，并及时沟通出现的问题，找出对策。确定无

35、误情况下，出二维工程图，并安排加工。(6)产品装配、调试、试运行对加工完成的钣金结构件，与电路板等电子器件装联装配。调试产品的电气性能，并进行振动测试、高低温测试、老化实验等相关测试。确认产品满足客户要求后进行量产。(7)产品结构件问题反馈、改善对客户使用过程中出现的问题进行跟踪收集、汇总，做出相应对策，改善产品设计，在下一代产品完善设计和功能。1.4 1.4 设计思想是设计的灵魂设计思想是设计的灵魂1.4.3 零件建模与加工工艺分析在三维软件中对零件进行三维建模，实质是对零件加工过程进行模拟，对零件加工的工艺过程进行描述，是在三维软件的环境下进行的虚拟加工。零件的常用建模方法分析零件的建模常

36、用方法有：层叠法、旋转法、加工法。下面以过轮轴为例，分别用这三种方法进行建模，对比分析它们的优劣。1.旋转法在一幅草图上画出零件的多个复杂的外形轮廓，通过旋转命令“一步到位”生成零件。此方法常常用于回转零件的建模，如图1-29过轮轴旋转法建模。1.4 1.4 设计思想是设计的灵魂设计思想是设计的灵魂2.层叠法层叠法：单独建立零件的每个特征，用堆积的方式，将各个特征层层堆叠起来。如图1-30为过轮轴层叠法建模过程。1.4 1.4 设计思想是设计的灵魂设计思想是设计的灵魂3.加工法顾名思义，加工法就是模拟零件产品在实际加工的过程，首先生成零件的基本特征，也即是实际加工的毛坯，然后一道道工序逐渐加工

37、，最终生成成品零件。过轮轴旋转法建模见表1-1。1.4 1.4 设计思想是设计的灵魂设计思想是设计的灵魂过轮轴工艺分析：在实际加工过程中，首先生成毛坯（通常采用车削、铸造或者其它方法生成棒料毛坯），然后将工件的一端夹持在车车床的三爪卡盘上，加工其另一端，完成圆柱面、砂轮越程槽、端面倒角车削。然后掉头工件，夹持已加工的圆柱面，对工件的另一端完成圆柱面、砂轮越程槽、端面倒角车削。在该加工过程中，装夹一次完成多道工序，从而节省装夹时间，提高生产效率。通过上述方法对比，我们不难发现，加工法最符合实际生产过程，它的建模顺序符合实际加工步骤，也符合一个专业设计者的设计过程。因此，在建模之前，我们有必要对产

38、品零件进行特征规划，这样不仅使设计者对后续的建模有个总体把握，而且对于最后的编辑修改也很方便。事实上，我们对零件的三维建模过程实质是对零件加工过程进行模拟。脱离加工的建模就成了“空中楼阁”，所以建模命令与加工方法的关联、对应，就是建模命令对加工方法的抽象描述，零件建模是建立在它的加工的基础上的，而建立的模型如果无法加工，那它也失去实际的生产意义。1.4 1.4 设计思想是设计的灵魂设计思想是设计的灵魂零件的加工，首先是毛坯的选择开始的；而在建模过程，基本特征的生成，即毛坯的生成，往往被忽视。因此在造型时根据产品的主要结构建立特征草图，通过拉伸、旋转等建立一个合理的“毛坯”是零件建模的第一步。毛

39、坯建模完成后需进行后续特征规划。特征规划的过程中，应该考虑以下问题：基本特征反映零件的整体面貌（例如选择圆柱棒料作为毛坯，表明该零件的整体外形为圆形）；简化每个零件的形状，使其结构简单；每个特征应尽量简单，这便于特征的修改和管理；应明确特征之间的关系和特征的实现方法。1.4 1.4 设计思想是设计的灵魂设计思想是设计的灵魂1.4.4 在建模过程中体现设计意图使用SolidWorks建立模型的方法多种多样，关键的问题是要正确地表达零件的加工信息，全面地将设计者思想融入设计建模中。在SolidWorks零件建模中体现设计者设计意图的三种方法：绘图平面的选择添加几何关系尺寸标注1.绘图平面的选择体现

40、设计意图绘图平面的选择能体现设计者设计思想与意图。建立模型后，需要确定一些重要的尺寸，这些尺寸对零件的安装定位等起决定性作用，而对其余尺寸的要求不高。选择绘图平面不仅有利于将重要尺寸体现出来，而且还能为后续的零件模型的编辑修改提供方便。1.4 1.4 设计思想是设计的灵魂设计思想是设计的灵魂图1-31选择基体的柱体表面作为其上圆柱的草图绘图平面。在加工制造时需要保证圆台上顶面与柱体上顶面尺寸要求。在对尺寸进行修改时，修改下面柱体高度，圆柱体高度保持不变，零件的总高发生变化。图1-32选择前视基准面，即基体柱体底面作为其上圆柱的草图绘图平面。表现出上面圆柱体上顶面相对于基体柱体下底面高度180这

41、个尺寸为重要尺寸，即总高保持不变。在对尺寸进行编辑修改时，修改下面圆柱体高度，不会影响整个零件的总高。通过图1-27和图1-27的比较不难发现，选择不同绘图平面体现不同设计意图。因此，在设计过程中，应当根据实际要求选择合适的平面作为草图的绘图平面。1.4 1.4 设计思想是设计的灵魂设计思想是设计的灵魂2.添加几何关系体现设计意图通常在草图中确定一些几何关系或辅助的几何元素可以减少尺寸的重复标注，而且还有利于体现设计者的设计思想与意图。如图1-33所示零件几何关系的添加：添加圆心与水平中心线为“重合”的关系；草图绘制中的“镜向实体”，勾选“复制”选框，选择竖直中心线为“镜向点”。镜向后，两个实

42、体就自觉地添加上相等共线的几何关系。1.4 1.4 设计思想是设计的灵魂设计思想是设计的灵魂3.尺寸标注体现设计意图与实体关联时，不同的标注方法体现不同的设计意图。1.4 1.4 设计思想是设计的灵魂设计思想是设计的灵魂如图1-34，对于空而言，在水平方向上，不同的标注方法体现不同的设计意图。两圆孔圆心均在水平中心线上，表明两孔均上下对称。（a）选择左右两端分别对两孔各自进行定位，左、右两端面为通孔的设计和安装基准；（b）两孔在垂直方向上圆心在中心线上，两孔互为基准。对两孔间的距离要求高，两孔的水平距离60mm为重要尺寸；（c）左端面为设计基准，左孔相对于设计基准10mm，右孔相对于左边孔60

43、mm；（d）左端面为设计基准，右孔相对于设计基准70mm，左孔相对于右孔10mm。1.4 1.4 设计思想是设计的灵魂设计思想是设计的灵魂1.4.5 装配体配合关系体现设计在SolidWorks下进行装配体的设计实际上是跟据装配实体的形状特点创建实体模型，并把这些模型按照装配关系进行装配，得到装配体的三维实体模型。装配体的设计过程就是一个模拟实际零件与零件、零件与部件装配的过程。设计者通过采用合理的装配配合关系，能够体现设计意图，表达设计目的。通常能够采用不同的配合命令达到装配的效果，但是往往却体现出设计者不同的设计意图。通常在进行配合的时候，选择两个接触平面的配合关系为“重合”，而在实际装配

44、过程中，往往需要对其进行调整，比如在该两配合面之间加垫片、密封环、垫圈，在两接触面间加入润滑油形成一层油膜等。下面以减速器装配体中轴承端盖与箱体的配合为例。轴承端盖用于轴承外圈紧固，防尘和密封。通常在轴承端盖与箱体之间添加调整垫片，从而调整轴承端盖与轴承外圈的距离，达到装配要求。可见，轴承端盖与箱体之间并不是简单的重合。如图1-35，选择平行和距离的配合来达到轴承端盖与箱体之间装配要求。1.5 1.5 快捷键就是快快捷键就是快SolidWorks软件中快捷命令主要有键盘快捷键、S快捷键和鼠标笔势，通过快捷命令可以快熟激活命令，提高建模效率。1.5.1 键盘快捷键 键盘快捷键包括系统默认的快捷键

45、和自定义的快捷键。建模过程中使用快捷键可以大大提高建模速度。1.系统默认的键盘快捷键与其它CAD软件一样，SolidWorks软件中一些选项带有快捷键，如“Ctrl+B”为“重建模型”的快捷键。SolidWorks常用快捷键如表1-2所示。快捷键快捷键等效操作步骤等效操作步骤快捷键快捷键等效操作步骤等效操作步骤Ctrl+O“文件”/“打开”Ctrl+A“编辑”/“选择所有”Ctrl+W“文件”/“关闭”Ctrl+C“编辑”/“复制”Ctrl+S“文件”/“保存”Ctrl+X“编辑”/“剪切”Ctrl+N“文件”/“新建”Ctrl+V“编辑”/“粘贴”Ctrl+P“文件”/“打印”F9“视图”/

46、“树区域”Ctrl+R“视图”/“重画”F10“视图”/“工具栏”Ctrl+Z“编辑”/“撤销”F11“视图”/“全屏”表1-2 常见快捷键1.5 1.5 快捷键就是快快捷键就是快2.自定义键盘快捷键设计者根据自己的习惯创建自定义键盘快捷键后，可以方便快速地在键盘上操作而激活所设置的常用命令。在此以自定义“M”键作为“测量”命令的快捷键为例，示范如何设置键盘快捷键，其操作步骤如下：01 启动SolidWorks，依次选择“插入”|“自定义”，打开自定义界面。然后，单击“键盘”选项，进入自定义鼠标笔势设置界面，如图1-36所示02 在“搜索（S）”区域输入“测量”，输入完毕后，系统自动列出“测量

47、（R）”选项，在快捷键一栏中输入字母“M”，设置键盘字母“M”为“测量”命令的快捷键。03 设置完毕后，单击确定退出键盘快捷键设置界面，完成键盘快捷键设置。04 同样的方法，用户还可以跟根据自己的习惯和实际需要设置新的快捷键，如设置“配合参考”、“横向平铺”、“纵向平铺”的键盘快捷命令为字母“Q”、“W”、“H”。1.5 1.5 快捷键就是快快捷键就是快1.5.2 S快捷键严格来讲S快捷功能类似于键盘快捷键，其不同之处在于，单击“S”键后是弹出一个快捷方式工具栏，而并非执行单个快捷命令，因此在此独立于键盘快捷键进行讲解。S快捷是SolidWorks软件位用户提供的快捷工具栏，通过键盘上的“S”

48、键能够快速弹出当前环境下的快捷键工具栏，方便用户快速使用。草图、零件、装配体和工程图环境下的S快捷键各不相同，而且在当前状态下不可用的命令按钮以灰色显示。用户可以根据使用需求对各种模式下的S快捷键进行增删。（1）系统默认S键快捷方式工具栏系统默认的零件、装配体、工程图对应S快捷键弹出的工具栏如图1-37所示。1.5 1.5 快捷键就是快快捷键就是快2.添加几何关系体现设计意图通常在草图中确定一些几何关系或辅助的几何元素可以减少尺寸的重复标注，而且还有利于体现设计者的设计思想与意图。1.5 1.5 快捷键就是快快捷键就是快（2）自定义S键快捷方式工具栏在此，装配体对应的S快捷键中添加“隐藏/显示

49、零部件”按钮 为例，示范如何在S快捷键工具栏中添加常用命令按钮，其操作步骤如下。01 在菜单栏中依次“工具”|“自定义”命令，在弹出的“自定”对话框中单击“快捷方式”选项，显示出“快捷方式”设置面板，如图1-38所示。1.5 1.5 快捷键就是快快捷键就是快02在“自定”对话框的“选择要自定义的快捷方式工具栏”中选择“装配体”按钮、“工具”选项中选择装配体工具，如图1-39所示。1.5 1.5 快捷键就是快快捷键就是快03在“工具”选项中选择“装配体”类型后，在“按钮”将显示出对于所选工具的所有按钮。单击“隐藏/显示零部件”按钮 不放，将其拖动至“装配体快捷方式工具栏”中合适位置松开，如图1-

50、40所示。1.5 1.5 快捷键就是快快捷键就是快04完成拖动后，已经完成装配体对应的S快捷方式工具栏中添加“隐藏/显示零部件”按钮，如图1-41所示。1.6 1.6 上机实训上机实训设置鼠标笔势设置鼠标笔势鼠标笔势，是按住右键滑动，可以弹出常用命令的选择框，用户将鼠标移至选择框内选择操作命令。不同工作环境下，鼠标笔势弹出对话框也不同，如图1-42所示，依次为零件(装配体)、工程图、草图环境下的弹出的选择框。1.6 1.6 上机实训上机实训设置鼠标笔势设置鼠标笔势1.6.1 鼠标笔势的启用在鼠标笔势设置界面下，可以选择4笔势/8笔势，分别对应在特定模式（如草图模式、装配体模式等）下4个/8个快