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Solidworks基础教程ppt


《 SolidWorks 2009基础教程》

《SolidWorks 2009基础教程》
北京邮电大学出版社

第 1章

第 2章

第 3章

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第 5章

第 6章

SolidWorks 2009基础教程

《 SolidWorks 2009基础教程》

第一章 基础知识 第二章 草图绘制 第三章 特征造型 第四章 钣金 第五章 装配体 第六章 工程图

第 1章

第走信息路 2章 第 3章

读北邮书 第 4章 第 5章

第 6章

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第一章 基础知识

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SolidWorks 2009基础教程

《 SolidWorks 2009基础教程》

第一章 基础知识
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9
第 1章

SolidWorks 开发背景 SolidWorks 功能和特点 SolidWorks 2009的安装和操作界面 SolidWorks 2009的环境设置 SolidWorks 2009的操作风格 设定文件模板 模型颜色 入门示例 小结
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1.1 SolidWorks开发背景
制造业是一个国家重要的基础工业,是高新技术产业化 的载体,也是高新技术发展的动力,它担负着为国民经济部 门提供技术装备的任务,其发展水平反映了一个国家的综合 实力。目前市场经济全球化的直接后果是制造业市场竞争更 加激烈,表现为产品的更新换代加快、质量更好、价格更便 宜、服务更完善,迫使企业不断地追求T、C、S、Q。这就 要求企业尽可能快的响应市场变化,制造出满足用户各种要 求的产品。

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设计和制造始终是制造业中的核心工作。CAD/CAM软 件的开发应用,为产品的设计和制造过程提供了一个有效的、 强大的手段,极大地促进了制造业的进步,为制造业的快速 发展提供了有力的保证。自上世纪八十年代开始,我国设计 单位和个人或早或晚地采用了二维CAD技术,现已完全实 现了国家科委1985年提出的“甩图板”目标。在国内所有 的企业、研究所和高校,手工绘图只用于勾画方案草图。 通过二维CAD软件二十多年的应用实践,设计师都感受 到了二维CAD软件在提高绘图效率、改善图面质量和加强 图纸管理方面的卓越性能,但在提高设计质量、进行技术创 新方面并没有多大的改进,对设计师专业能力的要求一点也 没有降低,甚至解决不了复杂的投影、漏画图线、漏标尺寸 等问题。传统二维CAD主要用于代替手工绘图,确切地说, 只不过是一个高效的绘图工具而已。
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在传统的设计中,设计师必须具有较强的三维空间想 象能力和二维表达能力。当接到一个新的零件设计任务时, 他的脑海中首先要构造出该零件的三维空间形状,然后按照 三视图的投影规律用二维图形将零件的三维形状表达出来。 为了统一、规范技术图纸,还须做一些硬性的规定,如一些 标准件规定画法、视图表达等。设计师在进行产品设计之前, 首先要学习许多人为的约定,如画法几何、机械制图标准等 等。 这就像正常人必须用哑语交流一样,花费了大量的时间 和精力用于图面表达上,从而限制了设计师的创造性思维。 自上世纪90年代起,国际CAD设计领域已逐渐转向三 维技术。近年来CAD的开发方向都是基于特征的三维参数 化设计软件。三维设计软件的出现使得产品的开发、设计工 作出现了质的飞跃。
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对于一个习惯于操作AutoCAD或CAXA的高手来说,如 果由于偶然的机会初识了三维CAD设计软件,一定会被它 那强大的威力所折服,迫切希望早日进入三维世界。可以肯 定,三维CAD软件取代二维CAD软件将是一个必然的趋势。 国际市场上流行的CAD设计软件分为高端、高中端、中 端和低端产品。高端产品主要运行于工作站上,其代表有法 国Dassault Systerms (达索)公司的CATIA(卡帝亚)、美国 UGS EDS公司的UG,功能强大,价位较高,适用于航空领 域、汽车领域、虚拟制造;中、高端产品是美国PTC公司的 Pro/Engineer,适合于通用机械的设计与制造、复杂曲面 的设计、数控加工控制,尤其是在我国的南方模具制造领域 得到了极为广泛的应用;中端产品有美国SolidWorks公司 的SolidWorks、达索公司的SolidEdge、美国Autodesk公 司的MDT、 Inventor、北航三维CAXA等,其中以

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SolidWorks为典型代表;低端产品是各种二维CAD软件, 如Autodesk公司的AutoCAD、北航电子图版CAXA等。 从国内三维CAD推广应用的情况看,部分大型重点企业、 科研院所选择了主要运行于工作站的高端三维CAD软件, 主要看重的是其强大而完善的功能;中小型企业大多还正在 使用低端的二维CAD系统,功能仅限于计算机辅助绘图。 许多中小型企业迫切希望采用三维设计软件,在短期内改善 产品设计手段,提高产品开发能力,提升产品质量档次。 而中端的三维CAD/CAE/CAM集成系统正处于飞速发展 的阶段,尤其是运行在个人微型计算机上,就能保证必要的 三维模型显示速度,是中小型制造企业的首选。以 SolidWorks为例,虽然功能不及高端CAD系统强大,但除 极个别的领域外,应用在大多数场合已是绰绰有余,

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完全能够很好地解决大多数企业产品设计工作中的实际问题, 极易在企业中得到推广和普及,有望做到技术人员人手一套, 使企业中每个人都能感受到三维软件的巨大威力。 1993年,为了开发世界空白的基于微型计算机平台的三 维CAD系统,PTC公司的技术副总裁与CV公司的副总裁共 同创建了SolidWorks公司,其宗旨是:To help customers design better and be more successful——让 您的设计更精彩,并于1995年成功推出了三维设计的第一个 版本SolidWorks 1995,随后又陆续推出了SolidWorks 2001 Plus、SolidWorks 2003、 SolidWorks 2005、 SolidWorks 2006、SolidWorks 2007。 由于SolidWorks出色的技术和市场表现,成为CAD行 业的一颗耀眼的明星。 1997年,全球最著名的产品全生命周 期软件开发商——法国达索公司(Dassault Systerms),以 三亿一千万美元的高额市值将SolidWorks全资并购。
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公司原来的投资商和股东,以当初一千三百万美元的风险投 资,获得了惊人的高额回报,创造了CAD行业的世界纪录。 并购后的SolidWork公司以原有品牌和团队继续独立运作, 不仅财力上得到了加强,市场定位也更加准确,已成为专门 致力于3D软件开发与实施的高素质的专业化公司。 SolidWorks三维设计软件已成为达索家族中最具竞争 力的CAD产品。近两年最新推出了SolidWorks 2008和 SolidWorks 2009,用户界面有了较大的改进,操作更加方 便,功能更加强大。 SolidWorks是世界上第一个基于Windows平台的优秀 三维设计软件。在开发、运作产品十多年的时间里,已经在 全球发行了总计50多万套软件,共获得二十多项国际大奖。 1999 年获得全球微型计算机平台CAD系统评比第一名; 2002年从众多著名的3D软件中脱颖而出,赢得美国 CADENCE权威杂志最佳编辑奖,从而成为三维设计软件快 速增长的领导者,是三维软件的第一品牌。
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在美国,每500家招聘机械工程师的公司中,要求应聘 人员必须掌握SolidWorks软件技能的公司就占464家,包括 麻省理工学院(MIT)、斯坦福大学等著名大学已经把 SolidWorks列为制造专业学生的必修课。国内的一些大学 如清华大学、北京航空航天大学、北京理工大学、山东大学、 上海多数工科院校都开设了SolidWorks课程,相信在未来 的5~8年内,SolidWorks将会成为与当年的AutoCAD一样, 成为3D普及型主流软件乃至于CAD的行业标准。

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1.2 SolidWorks功能和特点
SolidWorks采用了参数化和特征造型技术,能方便地 创建任何复杂的实体、快捷的组成装配体、灵活地生成工程 图,并可以进行装配体干涉检查、碰撞检查、钣金设计、生 成爆炸图;利用SolidWorks插件还可以进行管道设计、工 程分析、高级渲染、数控加工等。可见,SolidWorks不只 是一个简单的三维建模工具,而是一套高度集成的CAD/ CAE/CAM一体化软件,是一个产品级的设计和制造系统, 为工程师提供了一个功能强大的模拟工作平台。

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对于习惯了操作以绘图为主的二维CAD软件的设计师 来说,三维SolidWorks的功能和特点主要有以下几个方面: (1)参数化尺寸驱动 在二维CAD绘图过程中,绘制的图形形状决定了图形的 尺寸,即图形控制尺寸。当尺寸需要变动时,必须返回去对 图形进行修改,往往要将所有已画好的图形按照原来的绘图 过程从头来画,严重影响了新产品的开发速度。 SolidWorks采用的是参数化尺寸驱动建模技术,即尺 寸控制图形。当改变尺寸时,相应的模型、装配体、工程图 的形状和尺寸将随之变化而变化,非常有利于新产品在设计 阶段的反复修改。 (2)三维实体造型

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在传统的二维CAD设计过程中,设计师欲绘制一个复杂 的零件工程图,由于不可能一下子记住所有的设计细节,必 须经过三维→二维→三维→二维这样一个反复不断的过程, 时刻都要进行着投影关系的校正,这就使得设计师的工作十 分枯燥和乏味。 而SolidWorks进行设计工作时直接从三维空间开始, 设计师可以马上知道自己的操作会导致的零件形状。由于把 大量繁琐的投影工作让计算机来完成,设计师可以专注于零 件的功能和结构,工作过程轻松了许多,也增加了工作中的 趣味性。实体造型模型中包含精确的几何、质量等特性信息, 可以方便准确地计算零件或装配体的体积和重量,轻松地进 行零件模型之间的干涉检查。 在企业招投标过程中,生动逼真的机械产品三维动画不 仅便于交流与沟通,还展示了企业的研发手段与实力,宣传 了企业的自身形象。
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(3)三个基本模块联动 SolidWorks具有三个功能强大的基本模块,即零件模 块、装配体模块和工程图模块,分别用于完成零件设计、装 配体设计和工程图设计。虽然这三个模块处于不同的工作环 境中,但依然保持了二维与三维几何数据的全相关性。 在任意一个模块中对设计所做的任何修改,都会自动地 反映到其它模块中,从而避免了对各模块的分别修改,大大 提高了设计效率。 (4)特征管理器(设计树) 设计师完成的二维CAD图纸,表现不出线条绘制的顺序、 文字标注的先后,不能反映设计师的操作过程。与之不同的 是,SolidWorks采用了特征管理器(设计树)技术,可以 详细地记录零件、装配体和工程图环境下的每一个操作步骤, 非常有利于设计师在设计过程中的修改与编辑。
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(5)支持国标(GB)的智能化标准件库Toolbox Toolbox是同三维软件SolidWorks完全集成的三维标 准零件库。SolidWorks 2009中的Toolbox支持中国国家标 准(GB),包含了机械设计中常用的型材和标准件,诸如: 角钢、槽钢、紧固件、联接件、密封件、轴承等。在 Toolbox中,还有符合国际标准(ISO)的三维零件库,包含了 常用的动力件——齿轮,与中国国家标准(GB)一致,调 用非常方便。Toolbox是充分利用了SolidWorks的智能零 件技术而开发的三维标准零件库,与SolidWorks的智能装 配技术相配合,可以快捷地进行大量标准件的装配工作,其 速度之快,令人瞠目。 有了Toolbox,你无需再翻阅《机械设计手册》来查找 标准件的规格和尺寸、无需进行零件模型设计、无需逐个进 行垫片、螺栓、螺母的装配。
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(6)源于黄金伙伴的高效插件 solidWorks在CAD领域的出色表现以及在市场销售上 的迅猛势头,吸引了世界上许多著名的专业软件公司成为自 己的黄金合作伙伴。 SolidWorks向黄金伙伴开放了自己软件的底层代码, 使其所开发的世界顶级的专业化软件与自身无缝集成,为用 户提供了高效且而又具有特色的COSMOS系列插件:有限 元分析软件COSMOSWorks、运动与动力学动态仿真软件 COSMOSMotion、流体分析软件COSMOSFloWorks、动 画模拟软件MotionManager、高级渲染软件PhotoWorks、 数控加工控制软件CAMWorks等。 以优秀插件武装起来的SolidWorks如虎添翼,让设计 师在不脱离SolidWorks的环境下就可以进行三维设计、工 程分析、数控加工、产品数据管理等与产品整个生命周期有 关的活动,满足用户在整个产品设计和制造过程中的需求,
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使SolidWorks真正地成为CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系 统。新发布的SolidWorks 2009版本中,COSMOS系列更 名为Simulation 系列,功能得到了进一步的加强。 (7)eDrawings ——网上设计交流工具 SolidWorks免费为用户提供eDrawings ——一个通过 电子邮件传递设计信息的工具,专门用于设计师在网上进行 交流,当然也可以用于设计师与客户、业务员、主管领导之 间进行沟通,共享设计信息。eDrawings可以使所传输的文 件尽可能地小,极大地提高了在网上的传输速度。 eDrawings可以在网上传输二维工程图形,也可以进行零件、 装配体3D模型的传输。eDrawings还允许将零件、装配体 文件转存为.exe类型。用户无需安装SolidWorks和其它任 何CAD软件,就可以在网上快速地浏览eDrawings的.exe文 件,随心所意旋转查看三维零件和装配体模型,轻松地接受 设计信息。eDrawings还提供了在网上进行信息反
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馈的功能,允许浏览者在图纸需要更改处夸张地圈红批注, 并用留言的方式提出自己的建议,发回给设计者进行修改, 因而是一个非常有用的设计交流工具。 (8)API开发工具接口 SolidWorks为用户提供了自由、开放、功能完整的API 开发工具接口,用户可以选择Visual C++、Visual Basic、 VBA等开发程序进行二次开发。通过数据转换接口,可以很 容易地将目前市场几乎所有的机械CAD软件集成到现在的 设计环境中来。支持的数据标准有:IGES、STEP、SAT、 STL、DWG、DXF、VDAFS、VRML、Parasolid等,可直 接与Pro/E、UG等软件的文件交换数据。

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2008年9月,SolidWorks2009发布,其主旨有三个方 面:让设计师专注于设计,而非CAD;满足用户不断扩展 的需求和期望;设计更好的产品。新版本增加了250项以上 的功能,主要包括: (1)大型装配体模型处理性能显著提高,最高可以节 省65%的时间。 (2)进一步完善了草图功能,如支持输入尺寸为负值, 使草图绘制更加灵活、方便。 (3)SpeedPak技术,使大型复杂装配体的操作更加准 确、快捷。 (4)工程图功能进一步增强,如新增的格式涂刷器可 实现尺寸和注解样式的快速复制、允许在工程图中全面编辑 材料明细表等。

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(5)增强了“干涉检查”的功能,使用户能够检查装配 体内指定零件之间的距离,并报告是否符合所指定的最小间 隙值。 (6)菜单中的“仿真顾问”功能,几乎可以在仿真的每 一阶段中提供专家意见。 (7)“传感器”(Sensor)工具可用于监控零件和装 配体的中的所选属性,并且在值偏离用户指定的限制时发出 警报。 (8)设计钣金件的操作进一步简化,将实体零件转化为 钣金零件更方便。 (9)材料明细表功能得到加强,可快速生成多实体零件 的切割清单或焊件材料明细表。 (10)用于电子行业的接插线缆设计功能显著增强。

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与其它流行的三维CAD软件相比,SolidWorks以功能 强大、技术创新、易学易用、价格适中而成为设计行业主流 的三维CAD软件。功能强大是指SolidWorks已经能够满足 一般企业的需求,可以很好地解决产品设计中的实际问题; 技术创新是指SolidWorks是全球第一个Windows原创实体 建模系统,拥有27项全球领先的创新技术,推出的新版本中 90%以上新增功能都来自于用户的建议; 易学易用是指SolidWorks是目前唯一操作环境完全汉 化的国际知名CAD系统,亲切友好的Windows界面、动态 反馈提示使大多数人可以在较短的时间内掌握软件的应用, 有效避免了在学习过程中半途而废,也避免了人才流动所造 成的软件系统瘫痪的尴尬局面;价格适中是指SolidWorks 具有优秀的性能价格比。与高端三维CAD软件相比, SolidWorks运行时对计算机硬件的要求较低,也是 SolidWorks有望得到推广的重要因素之一。
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1.3 SolidWorks 2009的安装和操作界面
SolidWorks 2009软件可以通过光盘或移动硬盘进行安 装,其安装过程很简单,按照提示步骤进行操作即可。在安 装SolidWorks过程中,用户可选择 ? 标准版(SolidWorks Standard) ? 办公版(SolidWorks Office) ? 专业版(SolidWorks Professional) ? 白金版(SolidWorks Premium) 它们所包含的插件依次增多,功能也依次增强。

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由于SolidWorks 2009软件是三维CAD编辑和显示软件, 为了能使用户获得较好的使用性能,保证必要的显示速度, 推荐用户使用尽可能大的内存和专业绘图卡。 ? CPU:Pentium 4 2.4GHz或AMD同类型以上 ? 内存:1G以上 ? 独立显卡:256M以上显存 安装完成后,桌面上会自动出现SolidWorks 2009的图 标 。双击该图标,启动SolidWorks 2009,经过欢迎界面, 进入SolidWorks 2009的初始界面。从SolidWorks 2008开 始,新版本最大的变化是用户界面,整个界面清爽直观,给 人以焕然一新的感觉,实时渲染(RealView)更加炫目逼 真。与SolidWorks 2008相比,SolidWorks 2009用户界面 变化不大,但模型渲染更加精美。每次启动SolidWorks 2009时,欢迎界面随机地显示多种产品模型中的一种。
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单击【新建】按钮 ,可以新建一个SolidWorks文件, 或者单击【打开】按钮 ,可以打开一个已有的文件。如果 用户选择新建文件,系统会弹出【新建SolidWorks文件】 选项框。该界面有关于各个文件模板的文字说明,适合于初 学者使用。单击选项框左下角的【高级】按钮,界面变化, 适合于熟练用户的使用。 在上述两种【新建SolidWorks文件】选项框中,可以 看到三种类型的文件模板:零件、装配体和工程图。由于系 统提供的文件模板不符合中国用户的习惯和规定,如零件模 板中的绘图标准不是国标(GB)、设置的单位不是公斤等; 工程图模板更不符合国标(GB)《机械制图》的规定。因 此,用户必须设计自己的文件模板。如何设计用户自己的文 件模板将在第六章“工程图”中进行介绍。

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若用户自己设置了名称为“A4郑大”、“A3郑大”、 “A2郑大”、“A1郑大”和“A0郑大”的工程图模板,则 在新建文件时,系统弹出的【新建SolidWorks文件】选项 框。工程图模板内容包括系统设置以及图纸格式(图幅、图 框、标题栏等)。 在上述的三个【新建SolidWorks文件】选项框中,用 户可以选择需要的文件类型,单击【确定】即可进入到 SolidWorks相应的工作环境。如选择该选项框中的【零件】 文件模板后,再单击【确定】就可以进入到新零件的工作界 面。 与Windows风格类似,SolidWorks 2009的工作界面 由菜单栏、标准工具栏、常用工具栏(CommandManager 工具栏)、前导视图工具栏、显示窗格、任务窗格、图形区 (绘图区)、状态栏等组成。在操作的过程中还会及时弹出 关联工具栏和快捷菜单。在一定的状态按下快捷键也可显示 关联工具栏。
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SolidWorks 2009版本的菜单栏被隐藏,只要把鼠标放 在 的按钮上,则可以自动显示菜单栏。单击菜单栏 右侧的按钮 ,其形状变为 ,像一颗图钉被按下一样,可 以一直显示该菜单栏。右边任务窗格中包含了SolidWorks 2009资源、设计库、查看调色板、文件恢复等内容;下部 的状态栏显示了当前的操作状态。 可以通过菜单栏、常用工具栏和自定义工具栏来执行 SolidWorks命令。显示为【文件】的菜单栏时,呈灰色的 工具条不可用,只有进入相应的零件、装配体或工程图模式 才可以使用。菜单栏包括【文件(F)】、【编辑(E)】 【视图(V)】、【插入(I)】、【工具(T)】、【窗口 (W)】和【帮助(H)】。菜单栏中包含了SolidWorks的 所有操作命令,右边括号中的字母表示打开该菜单项的快捷 键,例如同时按住Alt+T键可以显示【工具】子菜单。

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常用工具栏又称CommandManager工具栏。常用的种 类有【草图】、【特征】、【钣金】、【装配体】工具栏等, 在不同的工作环境中显示不同的种类。还可由用户自己定义, 方法是:将光标置于某一常用工具栏名称上右击鼠标,在弹 出的快捷菜单中选择相应的工具栏即可。将光标置于常用工 具栏上拨动鼠标,可以在显示的各常用工具栏之间切换。 在菜单栏、常用工具栏和自定义工具栏中选中命令执行 的结果是完全一样的,用户可按照自己的习惯进行操作。 从SolidWorks 2008开始,SolidWorks界面与以前的 版本有很大的区别:重新组织了工具栏、命令按钮、命令管 理器,其目的就是最大限度地增大图形区域的可视面积。

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设计树的显示:用户可以过滤显示设计树中的特征,例 如,利用文字过滤设计树,使树中只包含具有特定文字的特 征。快速打开最近的文件:通过一个图形界面,使用户可以 最快的速度打开最近使用过的文件。 在控制区的最上方有 四个页面按钮,分别代 表特征管理器、属性管理器、配置管理器和尺寸管理器。绘 图区中有坐标原点、左下角的三重坐标轴和自定义视图的方 向。绘图区的右下方是状态栏,可以显示草图的绘制状态 (如欠定位)、正在编辑的内容、以及草图绘制过程中光标 的坐标位置等。 SolidWorks新版本经过改进,减少了鼠标点击次数, 增大了窗口可利用空间。新增浮动的“关联工具栏”,使用 户单击对象即可选择相应的命令按钮,避免了右击鼠标,大 大加快了操作速度。

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在零件、装配或工程图环境中,用户可以用快捷键“S‖ 来切换【显示/隐藏】―关联工具栏”。另外,该“关联工具 栏”还可以智能感应所要进行的任务并进行命令动态调整, 如在草图状态就会自动切换到草图常用工具栏,建立特征时 会自动切换到特征工具栏,处于装配体状态时则又会自动切 换到装配工具栏。 要掌握SolidWorks,必须熟悉该软件的工作环境。在 系统默认状态下,有些工具栏是隐藏的,它的功能不可能一 一罗列在界面上供用户调用,这就要求用户根据自己的需要 设置常用的工具栏,并且还可以在所设置的工具栏中任意添 加或删除各种命令按钮,以使设计工作更加方便快捷。对于 一个初学者来说,如果临时使用他人的电脑,可能由于工作 环境设置不同而导致无法进行操作。因此,用户一定要熟练 掌握SolidWorks的工作环境的设置。但由于设置工作环境 涉及到的内容较多,用户需要一个循序渐进的过程。
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1.4 SolidWorks 2009的环境设置
1.4.1 自定义工具栏的设置 自定义工具栏的设置有两种方法:一是选择菜单栏上 的【工具】/【自定义】命令,二是右击工具栏的空白处, 在弹出的快捷菜单中选取【自定义】,弹出【自定义】选项 框。在该选项框中包含【工具栏】、【命令】、【菜单】、 【键盘】和【选项】5个选项框,各自功能如下所述: (1)【工具栏】:用户可根据自己的习惯勾选【激活 Commandmanager】(命令管理器)、【使用带有文本的 大按钮】以及下面各种命令按钮的复选框,从而可以设定窗 口中显示的常用工具栏、工具图标的大小以及是否显示工具 的文字提示。

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建议勾选【激活Commandmanager】和【使用带有 文本的大按钮】,使命令按钮醒目,便于初学者快速理解。 (2)【命令】:在【类别】中选取要增减命令的工具 栏,一般有两种操作。增加命令按钮操作:在命令栏中单击 相应的命令按钮,并直接将其拖动到相应的工具栏中。删除 命令按钮操作:在命令栏中单击相应的命令按钮,并将其从 工具栏拖放到图形区即可。 (3)【菜单】:列举了所有主菜单及对应子菜单的内 容和命令。可以在【类别】中选择主菜单,在【命令】中选 择需要进行更改操作的选项。单击右侧相对应的【更名】或 其它按钮即可。在选项框下面的区域也有具体的提示命令。 建议用户采用默认的【菜单】选项设置,以便计算机工 作环境通用。

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(4)【键盘】:可以设定命令的快捷键。在【类别】 列表以及【命令】列表,选择需要修改或添加快捷键的命令, 在【快捷键】列表相应的文本框中输入新设定的字母或字母 组合。 建议初学者不要进行快捷键的设置,否则会影响与他人 之间的学习交流。 (5)【选项】:对快捷键、菜单和界面组合进行统一 的设定。在SolidWorks中提供消费产品设计、机械设计和 模具设计3种工作流程,每种流程的工作界面包含不同的工 具栏,用户可以直接设定工作流程以定制用户界面构成。

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1.4.2 系统设置 系统设置包括【系统选项】和【文档属性】两个部分。 【系统选项】主要是对系统环境进行设置定义,如:普通设 置、工程图设置、颜色设置、显示性能设置等等。【系统选 项】中所做的设置保存在系统注册表中,它不是文件一部分, 对当前和将来所有文件都起作用。

【文档属性】是对零件属性进行定义,使设计出的零件 符合一定的规范,如:尺寸、注释、箭头,单位等等。【文 档属性】所作设置只作用于当前文件,常用于建立文件模板。

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SolidWorks操作环境具体设置步骤如下:选择菜单栏 中【工具】/【选项】命令,或者直接单击标准工具栏【选 项】按钮 ,即可以打开【系统选项】选项框。 在SolidWorks软件中,大部分的特征都是从二维草图 开始的,所以必须熟练掌握与草图有关的选项设置。其选项 框中各项的使用说明见第二章2.2.3―草图绘制环境的设置”。 此外,用户根据自己的喜好选择颜色,定制工作区和控 制区的背景色。选择【工具】/【选项】/【系统选项】/【颜 色】选项,弹出选项框。

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在【当前的颜色方案】的选项框中提供了设定颜色方 案的快速方法,例如【Blue Highlight】(蓝光背景)、 【Green Highlight】(绿光背景)等方案,选择其中的任 何一种即可设定背景颜色方案。 在【颜色方案设置】选项中选择【视区背景】,单击 【编辑】按钮弹出【颜色】选项框,在此选项框中即可设定 【视区背景】颜色。其他选项的颜色方案也可逐一设定,例 如【工程图,纸张颜色】、【工程图,背景】等。 在【背景外观】选项中有四个选项:
? 【使用文档布景背景】 ? 【素色(视区背景颜色在上)】 ? 【渐变(顶部/底部渐变颜色在上)】 ? 【图像文件】
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【使用文档布景】:随文档保存的布景背景在 SolidWorks中打开时将被使用。 【素色(视区背景颜色在上)】:为视区背景所选取的 颜色方案作为背景颜色。 【渐变(顶部/底部渐变颜色在上)】:使图形区中呈现 渐变的色彩效果。 【图像文件】:可以选择其他的图形作为背景,例如自 己喜欢的照片等。 单击【系统选项-颜色】选项框中的【查看文件颜色】 按钮,系统自动连接到【文档属性】中的【颜色】设置界面, 这时可以查看或编辑【文档属性】中的【颜色】设置。 另外也可以通过前导视图工具栏中的【应用布景】按钮 设定系统界面。

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系统的【文档属性】设置仅应用于当前的文件,在此 介绍一下【单位选项】。该选项用来指定激活的零件装配体 或工程图文件所使用的线性单位类型和角度单位类型。如果 选择了【自定义】,则可以激活其余的选项。 除个别选项外,建议不要轻易对【系统选项】和【文 档属性】中各选项进行设置。初学者先在系统默认状态下进 行操作,当对SolidWorks有了进一步的认识后,再根据自 己的需要对【系统选项】和【文档属性】中的各选项进行设 置。

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1.5 SolidWorks 2009的操作风格
习惯于二维CAD软件的用户都知道,绘图操作都是通过 “下命令”的方式进行的,一些设计“高手”为了提高速度 双手并用,右手以操作鼠标为主,左手以在键盘输入命令为 主。而SolidWorks完全没有命令行交互式的操作,所有的 操作都是通过菜单栏、工具栏、命令按钮、选项框和光标来 进行。SolidWorks的这种风格与二维CAD软件的习惯完全 不同,它是与用户“协商”进行的。 为了完成某一项操作,SolidWorks允许采用多种方式 来实现,而用户可以选择其中自己喜欢的一种。初学者要慢 慢地习惯与SolidWorks―协商”。在“协商”的过程中, SolidWorks会根据用户当时的操作,自动地“推测、感应”

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用户的想法和欲达到的目的,用动态的标识加以反馈、提示 用户正确地进行下一步的操作。在选定任何条目、执行任何 功能的过程中, SolidWorks都可以弹出关联工具栏,列出 了下一步所有可能的操作选项。 当发生了错误操作的时候,如重复的约束、不可能的装 配关系,SolidWorks会及时地发出相应的错误提示,引导 用户加以解决。Soldworks命令是通过属性管理器执行的, 当用户使用建模命令时,系统会自动切换到对应的命令属性 管理器中。 1.5.1 鼠标功能 左键代表选择、拖动键,右键则代表求助键,右击鼠标 会依据当前的状况出现所需要的快捷菜单。要熟练使用鼠标 滚轮的功能:将光标置于模型欲放大或缩小的区域,前后拨 动滚轮,即可实现模型的放大或缩小;将光标置于模型上, 按下滚轮不松开,前后、左右移动鼠标,可实现模型的翻转; 双击滚轮,可实现模型的全屏显示,从而避免了频繁地选择 前导视图工具栏中相应的命令。
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1.5.2 键盘功能 ? 数字键:主要用于输入尺寸,角度的数值,也可以输入 陈列的个数等。 ? 方向键:鼠标单击绘图区后可用四个方向键旋转模型。 ? 空格键:弹出视图【方向】工具栏。 ? 功能键F1:启动帮助文件。 ? 功能键F5:切换过滤器工具栏。 ? 功能键F6:关闭/打开激活的过滤器。 ? E键:过滤边线。 ? V键:过滤顶点。 ? X键:过滤面,是常用的过滤面的快捷键。 ? Ctrl+R:画面重绘。 ? F键:整屏显示,与单击前导视图工具栏中的【整屏显 示全图】命令按钮及双击滚轮的作用一样。
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S键:弹出相应的工具【快捷栏】。 (1)在新建零件或新建特征中,按S键可在光标旁边弹 出常用特征工具快捷栏。
?

(2)进入草图编辑状态后,按S键在光标旁边弹出草图 绘制工具快捷栏。 (3)在装配体中,按S键在光标旁边弹出常用装配工具 快捷栏。 (4)在装配体中进行编辑零部件的操作时按S键,弹出 的内容与(1)、(2)相同。

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Z键:缩小模型。 ? SHIFT+Z键:放大模型。 ? G键:放大镜。
?

(1)将指针停留在模型的某个位置上并按G键, 放大镜即会打开。 (2)要灵活的移动放大镜,可以单击前导视图 工具栏中的【平移】按钮。 (3)滚动鼠标滚轮进行放大,放大镜区域放大 的同时,模型保持不动。 (4)如果要选择另一个实体,则要按住Ctrl键, 否则放大镜会关闭。 (5)单击或再次按G键可关闭放大镜。
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1.5.3 结束当前命令方式 ? 双击左键(重复上次命令状态)。 ? 右击选择【结束链】(重复上次命令状态)。 ? 右击选择【选择】(处于待命状态)。 ? 再次单击该命令按钮(处于待命状态,若是草图 命令,则刚绘制的草图呈激活状态)。 ? 按Esc键(处于待命状态)。

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1.5.4 窗口控制、模型显示 SolidWorks中最主要的操作对象是三维几何模型,在 操作过程中需要不断地调整视图,因此熟练掌握视图的操作 技能十分重要。SolidWorks主要的视图控制命令集中在前 导视图工具栏中,如图所示。 前导视图工具栏中的内容主要包括以下几个控件内容: ? 整屏显示按钮:单击此按钮屏幕上的零部件会整屏 显示。 ? 局部放大按钮:单击此按钮后鼠标的箭头变为形状, 框选欲放大的零部件,被选取的部分就会被放大显示。 按下Esc键可以退出局部放大模式。 ? 上一视图按钮:单击此按钮可以显示上一次显示的 视图形状。
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?

?

? ? ? ?

剖面视图按钮:此按钮用来显示零件的剖面视图,单击 此按钮会出现【剖面视图】的属性管理器及模型的剖面 预览。 显示样式按钮:单击展开右边的小箭头可显示模型的不 同显示类型,如带边线上色、上色、消除隐藏线、隐藏 线可见和线架图等。 视图定向按钮:单击展开右边的小箭头可更改当前视图 定向。 隐藏/显示项目按钮:单击展开右边的小箭头可在图形 区域中更改图形显示状态。 应用布景按钮:单击展开右边的小箭头可循环使用或应 用特定的布景。 视图设定按钮:单击展开右边的小箭头可切换各种视图 设定,如Realview、阴影及透视图。

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为了快速地对零部件模型进行操作,用户可把操作过 程中最常用的命令按钮放置在前导视图工具栏中,如【放大 或缩小】、【平移】、【正视于】、【剖面视图】、【等轴 测】、【上下二等轴测】、【左右二等轴测】、【显示样 式】、【上色模式中的阴影】和【透视图】等。设定的方法 很简单,右击前导视图工具栏,系统弹出前导视图工具栏选 项框,其中罗列了可以放置的所有可用的命令按钮。勾选需 要的命令按钮,在图形区任意处单击,即可按选项框中的排 列顺序显示选定的各命令按钮。 1.5.5 模型显示样式 单击前导视图工具栏中的显示样式按钮,可看到模型 的显示样式有五种,分别是:线架图、隐藏线可见、消除隐 藏线、上色和带边线上色。
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1.5.6 视图方向切换

线架图

隐藏线可见 消除隐藏线

上色
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带边线上色
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前导视图工具栏中的视图定向按钮包含了视图方向切换 的大多数工具。 ? 正视于 :选择某一平面后单击,该平面就会调整为 平行于屏幕,面向操作者。 ? 前视 :旋转并缩放模型到前视方向。 ? 后视 :旋转并缩放模型到后视方向。 ? 右视 :旋转并缩放模型到右视方向。 ? 上视 :旋转并缩放模型到上视方向。 ? 下视 :旋转并缩放模型到下视方向。 ? 等轴侧 :旋转并缩放模型到等轴测视图方向。 ? 上下二等角轴侧 :旋转并缩放模型到上下二等角轴 侧视图方向。

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左右二等角轴侧 :旋转并缩放模型到左右二等角轴侧视 图方向。 ? 视图定向 :弹出视图【方向】工具栏,与按下空格键的 作用一样。 ? 单一视图 :用一个视图来表达零件。 ? 二视图-水平 :从前视和上视来表达模型。 ? 二视图-竖直 :从前视和右视来表达模型。 ? 四视图 :以第一和第三角度投影显示四视图模型。
?

1.5.7 调用插件 SolidWorks 2009获得了众多第三方专业插件开发商的 支持,插件资源十分丰富。调用特定插件,可使用户在不脱 离SolidWorks的环境下就能完成相应的专业工作,从而节 省大量的设计时间。从菜单栏【工具】中选择【插件】选项, 或单击标准工具栏中的【选项】/【插件】,可打开【插件】 选项框。
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要调用某一个活动插件,必须在此插件选项框中勾选该 活动插件名称。由于在设计工作中,经常用到的插件即是 SolidWorks Toolbox,下面就以调用SolidWorks Toolbox插件为例来说明插件的调用。 在【插件】选项框中勾选【SolidWorks Toolbox】和 【SolidWorks Toolbox Browser】选项。单击 SolidWorks右边的【设计库】按钮 ,出现Toolbox列表其 中罗列出多个国家的国旗标志,表明系统有符合多个国家标 准的Toolbox零件库。 我们常用到的有两种,一是中国的国家标准(GB), 里面包含有机械设计中常用的标准件、结构件,如螺母、螺 栓和各种型钢等;二是国际标准(ISO),包含有非常有用 的结构件,如用于动力传动的齿轮、链轮等。逐级展开 Toolbox前的节点(+),可访问所需要的标准件库和结构 件库注意,若同时勾选活动插件名称后的【启动】框,则系 统在每次启动时会始终打开该插件。
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1.5.8 FeatureManager设计树 三维CAD软件需要记录模型中各个要素的参数信息、 要素之间的相互关系以及模型建立的时序。在SolidWorks 中,这些信息都集中在控制区【特征管理器】 (FeatureManager,简称设计树)中,并且以树状的结构 显示。设计树按照模型建立过程记录草图、特征、参考几何 体等模型要素。 除了【特征管理器】外,在控制区上方还有另外三个 页面按钮,分别是:
? 【属性管理器】(PropertyManager)

? 【配置管理器】(ConfigurationManager)
? 【尺寸管理器】(DimXpertManager)

如果开启了PhotoWorks和动画插件,还会显示 【PhotoWorks管理器】和【动画管理器】。
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特征管理器中包括场景要素、设计树、回退控制棒等组 成部分。场景要素记录关于文件整体的信息,其中包括注解、 光源、工作基准面等。如果使用方程式、系列零件设计表等 高级技术,场景要素中也会显示相应的节点名称。 设计树最下方的线栏称为回退控制棒,代表当前模型操 作时序的最终位置。可以将其拖曳回模型建立的中间步骤, 使模型暂时回到当时的状态,从而在设计树的中间步骤展开 工作。 使用二维CAD进行设计时,所绘制的线条不分先后次序, 没有设计树的概念。而在三维CAD设计时,用户所做的任 何操作都记录在设计树中。因此,特征管理器设计树的操作 是应用SolidWorks的重点,对初学者来说也是难点,需要 在工作中不断的总结,进而熟练掌握。

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通过特征管理器设计树的操作,我们可以实现如下功能: (1)选择特征 特征管理树按照时间次序记录各种特征的建模过程, 设计树中每个节点代表一个特征,单击该节点前的,特征节 点就会展开,显示特征构建的要素。在设计树中用鼠标单击 特征节点,图形区中与该节点对应的特征就会高亮显示。同 样,在工作区中用鼠标选择某一特征,特征树中对应的节点 也会高亮显示。 因此,在设计树中选择特征名称与在工作区模型上选 择对应的特征是同步联动的关系。当处理复杂零件时,利用 设计树可以方便地选择欲操作的特征对象。在选择时若按住 Ctrl键,可以逐一选择多个特征;当选择两个间隔的特征时, 可按住Shift键,其间的特征都将被选取。

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(2)改变特征的生成顺序 通过拖曳设计树中特征节点名称,从而改变特征的构建 次序。 由于模型特征构建次序与模型的几何拓扑结构密切相 关,因此改变特征的生成顺序直接影响到最终零件的几何形 状。建议初学者不要轻易改变特征的生成顺序。 (3)显示特征的尺寸 当双击设计树中的特征节点或者特征节点目录下的草 图时,图形区中相应的特征或者草图的尺寸就会显示出来。 (4)更改特征名称 慢双击特征节点,可以编辑节点名称。SolidWorks会 自动为建立的特征赋予名称,但这些名称一般采用特征类型 名称加上建立序号的方式不能直观地表达特征的形状和功能, 特征的名称就会显得十分杂乱,此时可为特征取一个有实际 意义的名称。
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慢双击特征节点可以将SolidWorks自动指定的名称 “拉伸1‖改为“底板”,从而有利于工程人员的理解。但更 改特征名称会花费时间,影响工作速度,尤其是零件模型非 常复杂时更是如此。如果没有特殊的需要,建议初学者不必 进行更改特征名称的操作。 (5)压缩、隐藏特征 单击或右击特征节点名称,系统弹出关联工具栏和快 捷菜单,在其中选择【压缩】命令按钮 或【隐藏】命令按 钮 ,可以对特征进行压缩、隐藏等操作。

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1.6 设定文件模板
文件模板是包含了用户自已定义参数的零件、工程图和 装配体文件,常作为新文件的基础。设定良好的文件模板有 助于减少用户在工作过程中一些重复的操作,如设置长度或 重量的单位、设定尺寸的数值精度等,从而起到事半功倍的 效果。在新建文件的界面中系统提供了三种默认的模板:零 件、装配体和工程图,但是这三种模板都是按照美国ANSI 标准给定的,不满足国标(GB)的要求。SolidWorks允许 用户生成自定义的符合国标(GB)要求的模板。

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下面以名称为“郑州大学学生模板”的零件模板为 例,说明零件模板的建立过程。装配体模板的设置与零 件模板类似,这里不再赘述。工程图模板设置见第六章 “工程图”。
(1)单击【新建】命令按钮,或单击菜单栏在【文件】 /【新建】。 (2)双击要生成的模板类型,如零件模板,系统会打开 该模板。 (3)在菜单栏中单击【工具】/【选项】,或单击标准 工具栏中的选项按钮,系统弹出【系统选项】选项框。 (4)在【文档属性】标签上选择相应的选项,如单位、 注解、颜色等,来定义新的零件模板,然后单击【确定】。 (5)单击【文件】/【另存为】,为文件键入名称“郑 州大学学生模板”,在保存类型中选择Part Template (*.prtdot),即后缀为.prtdot。
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(6)系统自动浏览到安装模板文件的文件夹 “C:\DocumentsandSettings\AllUsers\Application\Data\ SolidWorks\ SolidWorks 2009\templates‖,然后单击保 存。 (7)再次新建文件时,在【新建SolidWorks文件】选 项框中,会出现名称为“郑州大学学生模板”的零件模板。

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1.7 模型颜色
在SolidWorks建模过程中,为模型设置合理的颜色可 以增加三维模型的层次感和真实感。模型颜色的设置包含了 对面、特征、实体、零件以及装配体的颜色的设置。但对于 初学者来说容易把特征、实体、零件的概念混淆,所以在介 绍模型颜色设置之前必须搞清几个常用的术语。 ? 草图: 在选定平面上绘制的二维图元,用以生成特征, 常用于定义特征的截面轮廓。SolidWorks对草图有一定 的要求,例如一般要求图形封闭等。

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? 特征:以由属性管理器驱动的单个三维几何体,分为基

? ? ? ?

本特征和辅助特征;基本特征是由草图生成的特征,而 辅助特征是在已有特征基础上生成的特征。 其特点是: 1)是构成模型的基本单元。 2)可以用尺寸或参数驱动。 3)生成过程由属性管理器控制。 实体:由特征生成、材质均匀连续的部分。 零件:由特征或实体组合而成。 装配体:由零件组合而成。 模型:零件或装配体统称,有零件模型和装配体模型。

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下面以名为“支架”的零件模型为例,分别对面、特征、 实体以及零件的颜色的设置进行说明。其建模方法参照第三 章“特征造型”。1、2、3分别为三个拉伸特征;2在拉伸 时勾选了属性管理器中的【合并结果】选项,所以1和2合并 为一个实体,3在拉伸时没有勾选【合并结果】选项,所以3 单独是一个实体。可见,零件“支架”由两个实体、三个特 征组成,且1和2是一个实体。

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? 面颜色设置 选择菜单栏【编辑】/【外观】/【外观】命令,或者 单击前导视图工具栏中的【编辑外观】按钮 ,系统弹出 【外观】属性管理器。在【所选几何体】选项中单击【选 取面】按钮 ,按钮变灰后,在绘图区选择要编辑颜色的面。 在【外观】选项中可以改变面的透明度;在【颜色】选项 中选择红色或其他颜色,最后单击【确定】按钮 完成面的 颜色设置。 除了上述的方法外还有其他的途径可以调出【外观】 属性管理器。如在特征管理器设计树中右击“支架”,在 弹出的快捷菜单中选择【外观】/【外观】命令,系统也会 弹出【外观】属性管理器。还可以在绘图区的零件上单击 或右击,在弹出的关联工具栏中单击【外观】按钮,然后 选择其中“面”所对应的方格,系统同样会弹出【外观】 属性管理器。
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? 特征颜色设置 选择菜单栏【编辑】/【外观】/【外观】命令,或者 单击前导视图工具栏中的【编辑外观】按钮,系统弹出 【外观】属性管理器。在【所选几何体】选项中单击【选 择特征】按钮 ,按钮变灰后,在绘图区选择要编辑颜色的 特征,在【外观】选项中可以改变特征的透明度;在【颜 色】选项中选择暗红色或其他颜色,最后单击【确定】按 钮完成特征的颜色设置。 除了在面的颜色设置中所提到的调出【外观】属性管 理器的方法外,另外还有其它途径。如在特征管理器设计 树中,右击要设置颜色的特征,在弹出的关联菜单中单击 【外观】按钮,然后选择外观图标和特征所对的方格,系 统会弹出【外观】属性管理器。

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? 实体颜色设置 选择菜单栏【编辑】/【外观】/【外观】,或者单击 前导视图工具栏中的【编辑外观】按钮,系统弹出【外观】 属性管理器。在【所选几何体】选项中单击【选择实体】 按钮 ,按钮变灰后,在绘图区选择要编辑颜色的实体,在 【外观】选项中可以改变实体的透明度;在【颜色】选项 中选择暗红色或其他颜色,最后单击【确定】按钮完成实 体的颜色设置。实体的颜色设置和面的颜色设置方法基本 相同。 ? 零件颜色设置 选择菜单栏【编辑】/【外观】/【外观】,或者单击 前导视图工具栏中的【编辑外观】按钮,系统弹出【外观】 属性管理器。然后在特征管理器设计树中选择支架,在 【外观】选项中可以改变零件的透明度;在【颜色】选项 中选择暗红色或其他颜色,最后单击【确定】按钮完成零 件的颜色设置。
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除了在面的颜色设置中提到的调出【外观】属性管理器 的方法外,另外还有其它途径。在特征管理器设计树中右击 “支架”,在弹出的关联菜单中单击【外观】按钮,然后选 择外观和支架所对的方格。系统会弹出【外观】属性管理器。 模型颜色设置好以后,可以单击【展现显示窗格】按钮。 外观栏中颜色与特征、零件所设置的颜色完成一致,透明度 栏中的也显示有透明度的设置。并且单击外观栏中的颜色, 再选择【外观】,系统弹出【外观】属性管理器。这时可以 编辑相应的特征或零件的颜色;单击透明度栏可以添加或取 消透明度的设置。 ? 装配体颜色设置 以装配体为例,1、2分别为两个零件,它们的造型方法 参照第三章“特征造型”,装配体参照第五章“装配体”。

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打开装配体,选择菜单栏【编辑】/【外观】/【外观】 命令,或者单击前导视图工具栏中的【编辑外观】按钮, 系统弹出【外观】属性管理器。【所选几何体】选项有 【应用到零部件层】和【应用到零件文档层】两个选项。 【应用到零部件层】:只能对各个零部件或整个装配 体进行颜色设置,并且此设置对零件文件不起作用。 【应用到零件文档层】:可以对各个零件的面、特征、 实体的颜色进行设置,并且此设置同时对零件文件起作用, 具体方法见本节“4.零件颜色设置”。 在【所选几何体】选项中选择【应用到零部件层】, 然后在绘图区或特征管理器设计树中选择要设置颜色的零 件2,在【外观】选项中可以改变装配体的透明度.

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在【颜色】选项中选择暗红色或其他颜色,最后单击【确 定】按钮,完成装配体颜色设置。此时,再次打开“零件2‖ 时,可以看到其颜色并没有发生变化。 用同样的方法可以对整个装配体进行颜色设置。装配 体的颜色设置好以后可以单击【展现显示窗格】按钮。外观 栏中颜色与装配体、零件所设置的颜色完全一致。并且单击 外观栏中的颜色,再选择【外观】,系统弹出【外观】属性 管理器,这时可以编辑相应的零件或装配体的颜色。装配体 的颜色设置也可以用不同的方法调出【外观】属性管理器, 然后进行颜色的设置。

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1.8 入门示例
本节通过建立“饭盒”模型为例,来尝试一下 SolidWorks的建模过程,相信您一定能领略到SolidWorks 的强大功能。也许您是第一次接触SolidWorks,没关系, 只要按照操作步骤来就可以了。

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(1)新建零件 (2)绘制草图

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(3)拉伸凸台/基体

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(4)绘制圆角

(5)抽壳

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(6)圆角

(7)圆角

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1.9 小结
本章主要讲述了SolidWorks 2009的背景知识、启动方 式、功能特点、工作界面、环境设置、操作风格、文件模板 的设定、模型颜色的设定、获得帮助等内容,通过学习用户 可以对SolidWorks 2009这个软件有一个基本的了解,为后 续的学习打好基础。

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第二章 草图绘制

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第二章 草图绘制
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7
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草图绘制过程 草图的基本知识 草图绘制命令 草图实体编辑工具 草图的尺寸标注 为草图添加几何关系 草图绘制实例
第走信息路 2章 第 3章

读北邮书 第 4章 第 5章

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草图是由直线、圆弧等基本几何元素构成的的几何实体, 它构成了特征的截面轮廓或路径,并由此生成特征。草图绘 制有两种:二维草图和三维(3D)草图。 两者之间的主要区别: ? 二维草图必须选择一个草图绘制平面,才能进入草图绘 制状态。 ? 三维草图则无需选择草图绘制平面就可以直接进入绘图 状态,绘出空间的草图轮廓。 这里主要介绍二维草图的绘制,有关3D草图的绘制可 参考本书第三章“特征造型”中【扫描】命令的介绍。

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2.1 草图绘制过程
草图绘制的一般过程如下: (1)指定草图绘制平面。 (2)使用草图命令,绘出草图的基本几何形状。 (3)标注草图尺寸和添加几何关系。 2.1.1 指定草图绘制平面 绘制草图之前,必须指定绘图基准面,草图绘图基准面 有三种形式: ? 指定任一默认基准面作为草图绘图平面。 SolidWorks提供了一个默认的坐标系,由前视基准面、 上视基准面、右视基准面组成了一个正交平面坐标系。默认 基准面中的前视基准面相当于画法几何中正视图的方位,上 视基准面相当于俯视图的方位,右视基准面则相当于右视图 的方位。
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? 指定已有模型上的任一平面作为草图绘制平面 单击该平面,在弹出的关联工具栏中,单击【草图绘制】 按钮,即可进入草图绘制状态。 ? 创建一个新的基准面 如果要绘制的草图既不在默认基准面上又不在模型表面 上,就需要利用【参考几何体】命令来创建一个新的基准面。 单击特征工具栏上的【参考几何体】/【基准面】按钮, 选择【插入】/【参考几何体】/【基准面】命令,系统弹出 【基准面】属性管理器,它提供了六种建立基准面的方法: (1)【通过直线/点】 生成的平面通过一条边线和一点或通过三点。 (2)【点和平行面】 生成的平面通过指定点且平行于指定平面。

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(3)【两面夹角】 生成的平面通过一条指定线,并与指定平面成一定角 度。 (4)【等距距离】 平行于指定面,距离为指定距离。 (5)【垂直于曲线】 生成的平面通过指定点且垂直于指定边线,在模型的 上表面上绘制一条直线,选择【垂直于曲线】选项,在参考 实体中选择已绘制好的直线。 (6)【曲面切平面】 生成的平面通过指定线或指定点且与指定曲面相切。 必须熟练掌握建立基准面的方法,为特征造型创建零件 做准备。
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2.1.2 绘制草图 在特征设计树中选择要绘制草图的基准面,或在绘图区 中单击要绘制草图的平面,系统弹出关联工具栏,选择【草 图绘制】按钮,进入草图绘制状态。为使视图直观,可以单 击【正视于】按钮,使得草图平面平行于屏幕。应用常用工 具栏中的【草图绘制】工具,即可开始草图的绘制。 结束【草图绘制】命令: ? 可在绘图区空白处右击鼠标,在弹出的快捷菜单中选择 【选择】即可结束【草图绘制】命令。 ? 草图设计完成后,可以单击图形区右上角的【确认】按 钮,或者再次单击【草图绘制】按钮,即可完成当前草图 绘制,并退出草图绘制状态。 ? 单击图形区右上角的【取消】按钮,则放弃当前草图的 绘制 。

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2.2 草图的基本知识
2.2.1 草图的状态 在SolidWorks草图绘制中,用尺寸标注和添加几何关 系来定义草图。因此SolidWorks中的草图可能是以下五种 状态中的任何一种 : ? 欠定义 欠定义的草图实体成蓝色,此时草图的形状会随着光标 的拖动而改变。同时特征树中的节点表示为(-)。 ? 完全定义 实体成黑色,草图的位置由尺寸和几何关系完全固定。 ? 过定义 如果对完全定义的草图标注尺寸,系统弹出【将尺寸设 为从动?】对话框,选择【保留此尺寸为驱动】,此时草图 就会过定义。特征设计树中草图节点表示为(+)。
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? 没有找到解

草图无法解出的几何关系和尺寸 。 ? 发现无效的解 草图中出现无效的几何体。如零长长度直线,零半径圆 弧或自相交叉的样条曲线。 在SolidWorks 2009中,欠定义是允许的,但过定义是 非法的。用户可以强制使用完全定义的草图,单击标准工具 栏中【选项】/【系统选项】/【草图】,勾选【使用完全定 义草图】的复选框,以后就必须使用完全定义的草图,才能 进行后续的特征生成工作。

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2.2.2 右键快捷方式 在执行草图绘制的时候,熟悉右键快捷方式,可以提高 操作效率。在选择对象模式下,右击鼠标,系统会弹出快捷 菜单,这样可以方便的选择下一个命令。 在SolidWorks 2009中,提供了多种终止当前命令的方式 供用户选择: ? 双击左键(重复上次命令状态)。 ? 右击鼠标选择【结束链】(重复上次命令状态,只在绘制 直线时有效)。 ? 右击鼠标选择【选择】(处于待命状态)。 ? 按Esc键(处于待命状态)。

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2.2.3 草图绘制环境的设置 单击菜单栏中的【工具】/【选项】,或直接在标准工 具栏中单击【选项】按钮,系统弹出【系统选项】选项框。 由于选项中的内容较多,建议初学者采用默认选项。 选项框中各项包括: ? 【使用完全定义草图(U)】 ? 【在零件/装配体草图中显示圆弧中心点(D)】 ? 【在零件/装配体草图中显示实体点(I)】 ? 【提示关闭草图(P)】 ? 【打开新零件时直接打开草图(C)】 ? 【尺寸随拖动/移动修改(O)】 ? 【显示虚拟交点(Y)】 ? 【以3d在虚拟交点之间所测量的直线长度】 ? 【激活样条曲线相切和曲率控标】 ? 【默认显示样条曲线控制多边形】
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? ? ? ? ? ?

【上色时显示基准面(S)】 【拖动时的幻影图像】 【显示曲率梳形图边界曲线】 【在生成实体后启用荧屏上数字输入】 【提示设定从动状态】 【默认为从动】

如果用户想在工作的草图或工程图上显示网格线,可 在【选项】/【系统选项】/【文件属性】/【网格线/捕捉】中 勾选【显示网格线】复选框,在草图绘制时绘图区会显示网 格线。

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2.3 草图绘制命令
在SolidWorks 2009中,常用草图工具栏已经进行命令 分组,而且大多数的草图绘制按钮都有一个下拉菜单,其中 包含有多个相似的命令。 用户还可以使用自定义草图工具栏。方法是在 SolidWorks菜单栏或标准工具栏上右击鼠标,在弹出的 快 捷菜单中选择【自定义】,在弹出的【自定义】/【工具栏】 中勾选【草图】选项即可。
用户也可以根据自己需要增减常用及自定义草图工具栏 的按钮,其方法是在任一工具栏上右击鼠标,在弹出的快捷 菜单中选择【自定义】即可调整工具栏及工具栏命令 。

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2.3.1 绘制直线 【直线】命令按钮下包含两个命令:【直线】和【中心 线】。 进入草图绘制状态后,在常用草图绘制工具栏上单击 【直线】按钮,或选择菜单栏【工具】/【草图绘制实体】/ 【直线】命令,系统弹出【插入线条】属性管理器。 直线绘制有两种方法: ? “单击-单击”法 在绘图区选择恰当位置单击鼠标放置直线第一点,移 动鼠标预览直线,单击鼠标放置第二点。移动鼠标,则会继 续生成直线。双击左键或右击在弹出的快捷菜单中选择【结 束链】,则回到绘制直线初始状态;按Esc键或右击选择 【选择】则退出直线绘制。

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―拖动”法 在绘图区直接拖动鼠标即可生成直线预览,松开左键完 成直线绘制,同时回到直线绘制初始状态。 直线绘制过程中会有推理线帮助预览与其他草图实体的 关系,同时自动捕捉功能使用户在直线绘制时,可自动捕捉 中点、端点、交点、重合点等。 ? 系统会对已绘制的水平或竖直直线添加相应的几何关系: ? 如果绘制的是水平直线,光标右下角会显示水平几 何关系。 ? 如果绘制的是竖直直线,光标右下角会显示竖直几 何关系。 ? 如果要编辑、修改直线,可通过拖动直线或直线端 点完 成,或者单击直线在弹出的【线条属性】属性管 理器中对直线进行相应的修改。

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【线条属性】属性管理器: ? 【添加几何关系】 可以使得直线具有水平、竖直或者固定的几何关系。当 直线具有竖直或水平几何关系时,若要改变直线的角度,在 拖动直线端点到新的角度之前,应在线条属性管理器中删除 水平或竖直几何关系。 ? 【选项】 使直线作为构造线或具有无限长度。 ? 【参数】 可以设定直线的长度或角度。 ? 【额外参数】 可以设定直线的起始点坐标和在X、Y或Z方向上的距离

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在【直线】的下拉菜单中,还有一种类型【中心线】。 中心线作为构造几何线使用,用来生成对称的草图实体以及 旋转体、阵列特征操作的中心轴或构造几何体的中心线。绘 制中心线的步骤与绘制直线相同,不同之处是中心线显示为 点画线。 SolidWorks 2009中有两种颜色的推理线: ? 蓝色推理线用以显示指针与点的关系,如水平、竖直等 共线关系。 ? 黄色推理线用以显示指针与线的关系,如平行、垂直、 相切的关系。 可以利用推理线快速绘制草图,自动添加几何关系。如 快速绘制与一条直线平行的线段的方法是:选择【直线】绘 制按钮,单击起点,然后将指针置于欲平行的直线上,再移 至相应位置,此时出现黄色的推理线,单击终点。如果在绘 制草图时按住Ctrl键,则蓝色自动推理线功能被禁用。
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2.3.2 矩形 【矩形】命令按钮下包含五个命令: ? 【边角矩形】 ? 【中心矩形】 ? 【三点边角矩形】 ? 【三点中心矩形】 ? 【平行四边形】 单击常用草图工具栏上【边角矩形】按钮,或选择菜单 栏【工具】/【草图绘制实体】/【矩形】命令,启动【矩形】 命令。在适当位置单击放置矩形的第一个顶角点,拖动鼠标 单击确定矩形的另一顶角点,此时即生成矩形。 【矩形】属性管理器与【直线】属性管理器中的项目的 含义大致相同,【中心矩形】、【三点边角矩形】、【三点 中心矩形】和【平行四边形】等选项,它们的用法都非常简 单,与绘制边角矩形类似,在此也不再赘述。
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2.3.3 圆 【圆】命令按钮下包含两个命令:【圆】和【周边圆】。 单击常用草图工具栏上【圆】按钮,或选择菜单栏 【工具】/【草图绘制实体】/【圆】命令,鼠标指针形状会 变成,启动【圆】命令。绘制【圆】和绘制【周边圆】相似, 所不同的是绘制【圆】时是在屏幕上先确定圆心位置,然后 在属性管理器中给出圆半径完成圆的绘制,而【周边圆】是 通过圆上的三个点来确定圆的位置和大小的。 在选择状态下,可通过拖动鼠标修改圆: ? 拖动圆的边线远离其中心来放大圆 ? 拖动圆的边线靠近其中心来缩小 ? 拖动中心来移动圆

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2.3.4 圆弧 【圆弧】命令按钮下包含三个命令 ? 【圆心/起/终点画弧】 ? 【切线弧】 ? 【三点圆弧】 单击三个中的任何一个都会打开相同的属性管理器, 下面举例说明三种绘制圆弧的步骤: 1.绘制【圆心/起/终点弧】 单击常用草图工具栏中【圆心/起/终点画弧】按钮, 或选择菜单栏【工具】/【草图绘制实体】/【圆心/起/ 终点画弧】命令,就可绘制出确定了圆心、起点、终点 的圆弧。操作步骤如下: (1)在图形区域需要的位置单击放置圆弧的圆心,释 放鼠标,系统弹出【圆弧】属性管理器。 (2)移动指针,指针附近显示当前圆弧半径的大小, 在希望放置圆弧起始点的位置单击鼠标。
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(3)移动指针,这时指针附近显示当前圆弧所对应圆心 角的角度,在希望放置圆弧终点的位置上单击鼠标。 (4)在【圆弧】属性管理器【参数】中的半径和角度输 入框中键入合适的数值,点击【确定】按钮完成圆弧的绘制。 2.绘制【切线弧】 单击常用草图工具栏中【圆弧】命令按钮下【切线弧】 按钮,在直线、圆弧、椭圆或样条曲线的端点处单击确定切 线弧起点,拖动圆弧到所需形状,再次单击完成绘制。 注意:应用【切线弧的移动方向进行】工具还可以绘 制法向弧,用户只需根据指针选择。另外,切线弧自动过渡 功能的使用可以在无需选择【切线弧】,即在【直线】绘制 命令按钮的情况下,完成从直线到圆弧的过渡,或者从圆弧 过渡到直线。操作如下: (1)单击【直线】绘制命令按钮。
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(2)绘制一直线,在直线终点附近移动鼠标,系统会自 动切换到【切线弧】状态,并出现【切线弧】的推理提示线, 在合适位置单击即可完成切线弧的绘制。 (3)继续移动鼠标,系统又切换到【直线】状态,可以 继续绘制直线。若把鼠标从圆弧终点移开,则又出现绘制 【切线弧】的推理提示线,再次切换到【切线弧】状态。 (4)重复上述步骤,可继续在圆弧和直线之间切换。 (5)上述过程也可以直接用快捷键A完成【直线】和【切 线弧】之间的功能切换。 3.绘制【三点圆弧】 单击常用草图工具栏中【圆弧】命令按钮下【三点圆弧 按钮】,然后在草图平面上放置圆弧的起点,移动鼠标放置 圆弧终点,最后拖动圆弧以确定圆弧半径,单击完成三点圆 弧的绘制。
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2.3.5 多边形 绘制多边形步骤如下: (1)单击常用草图工具栏中【多边形】命令按钮,或选 择菜单栏【工具】/【草图绘制实体】/【多边形】命令,鼠 标指针变为形状,系统弹出【多边形】属性管理器。在绘图 区单击第一点确定多边形的中心,移动鼠标指针预览多边形 大小。 (2)在合适位置单击第二点确定多边形的大小;绘制多 边形后在属性管理器中更改边数。步骤3也可以放在步骤2前 面,即先在属性管理器中确定多边形的边数。 (3)在【参数】对话框中选择【内切圆】或【外接圆】, 输入圆直径值及多边形的起始角度值。单击【确定】按钮完 成多边形的绘制。

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例如,利用【多边形】命令绘制六边形。单击【多边 形】按钮,在属性管理器中更改边数为6,单击第一点确定 多边形的中心,移动鼠标指针预览多边形的大小,在合适位 置单击第二点确定多边形的大小,单击确定完成多边形绘制。 2.3.6 点 绘制【点】命令较为简单,只需单击常用草图工具栏 【点】命令按钮,在绘图区要绘制点的地方单击即可。若有 必要,可在【点】的属性管理器中填入点的坐标,以对点进 行精确定位,单击【确定】按钮完成点的绘制。

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2.3.7 椭圆 【椭圆】命令按钮下包含三个命令: ? 【椭圆】 ? 【部分椭圆】 ? 【抛物线】 因为【部分椭圆】和【抛物线】在平时很少应用,因此 这里仅用【椭圆】的绘制过程说明操作步骤: (1)单击常用草图工具栏【椭圆】下拉菜单按钮,选择 【椭圆】,或直接单击【椭圆】命令。 (2)单击第一点,确定椭圆中心的位置,单击第二点确 定椭圆其中一个半轴的长度。用同样的方法单击第三点确定 另一半轴的长度,两个半轴中较长的为长轴。 (3)若有必要,可在椭圆的属性管理器【参数】选项中, 输入椭圆的圆心相对于坐标原点的坐标,以及长短轴的长度, 以精确定义椭圆,完成椭圆的绘制。
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椭圆的编辑操作: ? 在椭圆上四个星位上任一星位处,按下鼠标左键不放, 可用鼠标拖动椭圆旋转和调整长、短轴的半径。 ? 在椭圆曲线上(非星位)按下鼠标左键后,拖动鼠标, 可以平移椭圆。 ? 在椭圆圆心处按下鼠标左键,拖动鼠标,可以使椭圆绕 下方的星位旋转。

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2.3.8 草图文字 用户可以在零件表面添加文字,并且拉伸和切除文字。 添加文字操作步骤如下: (1)在要添加文字的表面上创建一个草图,在草图上绘 制竖直和水平的两条中心线,用于草图文字的定位。单击常 用草图工具栏中的【文字】按钮,系统弹出【草图文字】属 性管理器。 (2)在【曲线】选项中选择水平中心线,在【文字】对 话框键入要添加的文字。 (3)编辑草图文字属性,用户可以不勾选【使用文档字 体】复选框,【字体】按钮被激活,从而根据自己需要进行 字体设置。

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2.3.9 直槽口 【直槽口】命令为SolidWorks 2009为方便键槽草图的 绘制而新增的命令按钮,它的下拉菜单中包含四个命令: ? 【直槽口】 ? 【中心点直槽口】 ? 【三点圆弧槽口】 ? 【中心点圆弧槽口】 其中【直槽口】命令按钮最为常用。下面就以【直槽口】 命令为例,来说明键槽的绘制方法: (1)单击常用草图工具栏中【直槽口】下拉菜单中【直 槽口】按钮,或直接单击【直槽口】命令按钮,指针形状变 为,系统弹出【槽口】属性管理器。 (2)依次在绘图区单击两次,用以确定槽口长度。然后 移动鼠标来改变槽口宽度,再次单击确定槽口轮廓。 (3)标注尺寸得到符合要求的草图。
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2.4 草图实体编辑工具
草图实体编辑工具有: ? 【绘制圆角】 ? 【绘制倒角】 ? 【等距实体】 ? 【转换实体引用】 ? 【镜向实体】 ? 【裁剪实体】 ? 【线性草图阵列】 ? 【圆周草图阵列】 ? 【移动实体】 另外还有【添加几何关系】、【显示/删除几何关系】 等命令对草图进行定义。下面介绍常用的一些草图实体编辑 工具。
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2.4.1 绘制圆角 【绘制圆角】工具的功能是在两个草图实体的交叉处生 成一个切线弧。操作步骤如下: (1)单击常用草图工具栏上的【绘制圆角】按钮,或者 先选择要圆角的草图实体的两条边,再点击【绘制圆角】按 钮。系统弹出【绘制圆角】属性管理器。 (2)在【绘制圆角】属性管理器中的【圆角参数】中键 入要生成圆角的半径。如果想处理多个圆角,只需在属性管 理器关闭前,依次选择需要圆角的草图实体即可。 2.4.2 绘制倒角 【绘制倒角】的方法与【绘制圆角】的方法基本相同。 【绘制倒角】属性管理器中提供了三种绘制倒角的方式: ? 【角度距离】 ? 【距离-距离】 ? 【相等距离】
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2.4.3 等距实体 【等距实体】的功能是将已有草图实体沿其法线方向偏 移一段距离,即选中一个草图实体、模型边线、环、面、边 线轮廓,向内或向外等距指定距离来生成草图实体。其具体 操作步骤如下: (1)在草图中,选择要生成等距实体的对象。 (2)选择【等距实体】命令按钮,系统弹出【等距实体】 属性管理器。 (3)在【等距实体】属性管理器中的【参数】对话框键 入距离值,或在图形中拖动鼠标设定距离。鼠标拖动也可以 确定【向内】或【向外】生成等距实体;选择【选择链】可 以生成所有连续草图实体的等距实体;选中【双向】可以同 时在内外两个方向生成等距实体。 (4)单击【确定】按钮完成等距实体的操作。
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2.4.4 转换实体引用 【转换实体引用】是SolidWorks中非常有效的一个草图 实体编辑工具。该命令可充分利用已有边线、环、面、外部 轮廓线或一组草图,将其投影到选定的草图基准面上,从而 生成一个或多个草图实体。具体操作步骤如下: (1)在设计树中指定要投影的草图基准面。 (2)选择模型边线、环、面等对象,使其处于激活状态。 (3)单击常用草图工具栏中【转换实体引用】按钮,即 可完成特征操作。 灵活使用【转换实体引用】命令可以大大加快绘制草图 的速度。

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2.4.5 草图剪裁 【剪裁实体】工具用于剪裁或者延伸草图实体。单击草 图绘制工具栏的【剪裁实体】按钮,系统弹出【剪裁】属性 管理器。【选项】选项中包含5种剪裁类型,其中【强劲剪 裁】和【剪裁到最近端】最为常用。 ? 【强劲剪裁】 单击【强劲剪裁】按钮,按住鼠标拖动并穿越想要剪裁 的实体,凡是箭头触及到的实体都会消失,即被强劲剪裁掉。 松开鼠标,单击确定即可完成操作。拖动的过程可以随时按 住shift键,剪裁操作将切换为延伸操作,所遇到的实体将会 延伸,直到与其他草图实体相交为止。 ? 【边角剪裁】 【边角剪裁】针对两个草图实体,可以将选择的草图实 体进行延伸或剪裁,直到他们与虚拟的边角交叉为止。单击 【边角】按钮,然后选择两个边界实体,选择要结合的实体, 单击【确定】按钮。
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【在内剪裁】 单击【在内剪裁】按钮,先选择两个边界实体或一个闭 环草图实体(例如圆等)作为剪裁边界,再单击要剪裁的实 体。要剪裁的实体被鼠标捕捉到时,待删除部分呈红色高亮 显示。 ? 【在外剪裁】 单击【在外剪除】按钮,与【在内剪裁】操作一样,但 剪裁的结果刚好相反。剪裁操作将删除所选边界之外的开环 实体。 ? 【剪裁到最近端】 【剪裁到最近端】按钮可以剪裁 或者延伸所选草图实体, 直到与最近的其它草图实体的交叉点。利用此按钮剪裁草图 实体时,鼠标捕捉到的被剪裁实体呈红色高亮显示,直接单 击即完成操作。
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2.4.6 镜向实体 【镜向实体】工具的功能是生成对称于中心线的副本。 操作步骤如下: (1)单击常用草图工具栏【镜向】按钮,系统弹出【镜 向】属性管理器。 (2)在【要镜向的实体】选项中选择要镜向的草图实体。 (3)在【镜向点】选项中选择边线或直线,单击【确定】 按钮完成镜向操作。 注意:属性管理器中的【复制】复选框是否选中意义 不同。若选中,操作结果有两个草图实体;若不选中,则只 有被镜向过的草图实体,无源草图实体。 还可以用更快捷的方式实现草图实体的镜向复制:框选 欲镜向的草图实体和镜向线,单击【镜向】按钮即可。

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2.4.7 阵列复制实体 对于有规律排列的草图,可以使用【圆周阵列】或 【线性阵列】来生成草图阵列,从而简化草图绘制的步骤, 提高草图绘制的速度。 1.【线性阵列】 在两个直线方向生成均匀分布的阵列,具体操作步骤: (1)在选定的草图平面上绘制要进行阵列操作的草图。 (2)单击常用草图工具栏【线性阵列】按钮,系统弹出 【线性阵列】属性管理器。 (3)在【线性阵列】属性管理器中设置草图排列的位置, 并选定要阵列的实体。 (4)单击【确定】按钮完成操作。

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下面介绍【线性阵列】属性管理器中各选项的含义。 ? 【方向1】选项组: 【间距】:设定阵列实例之间的距离。 【数量】:设置阵列实例总数,包括原始草图实体。 【角度】:设置阵列的旋转角度。 【反转方向】:设置反转阵列的方向。 ? 【方向2】选项组与【方向1】内容相同,不再赘述。 ? 【添加尺寸】复选框:若选择了该复选框,则表示阵列 沿X和Y轴的夹角。 ? 【要阵列的实体】:选择要阵列的草图实体。 2.【圆周阵列】 绕轴线旋转生成圆周状态分布的阵列,操作步骤如下: (1)选择要阵列的草图实体,单击常用草图工具栏【圆 周阵列】按钮,系统弹出【圆周阵列】属性管理器。
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(2)在【数量】中输入6,在【间距】中输入360, 【半径】为50,【圆弧角度】默认为270,此时图形区出 现预览图形。 (3)单击【确定】按钮完成操作。 下面简单介绍【圆周阵列】属性管理器中各项的含义: ? 【反向旋转】:用来控制圆周阵列的旋转方向 ? 【中心X】:圆周阵列旋转中心点的X坐标 ? 【中心Y】:圆周阵列旋转中心点的Y坐标 ? 【数量】:阵列数量 ? 【间距】:圆周阵列草图的所围成的度数 ? 【半径】:阵列半径 ? 【要阵列的实体】:选中要进行阵列的实体

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2.4.8 移动和复制 SolidWorks提供了专门的移动和复制草图的工具。在 草图绘制状态时,选择菜单栏【工具】/【草图工具】/【移 动】或【复制】,系统弹出【移动】或【复制】属性管理器。 注意:如果选中【保留几何关系】选项,则在移动和 复制的过程中将保留草图中的几何关系。

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2.5 草图的尺寸标注
标注草图尺寸最常用的工具是【智能尺寸】,单击常用 草图工具栏中的【智能尺寸】按钮,即可进行草图尺寸的标 注。下面介绍一下草图的几种标注方法和技巧。 (1)标注直线长度 单击【智能尺寸】按钮,然后依次单击直线的两个端点, 系统弹出【尺寸】属性管理器,同时弹出【修改】对话框, 在【修改】对话框中输入尺寸值,单击确定即可完成操作。 另外,依次单击直线的两个端点后,鼠标沿水平、竖直和直 线的法线方向移动并单击左键,可以分别标注直线的宽度、 高度、和长度。 【尺寸】属性管理器共有三个选项: ? 【数值】选项主要用来修改尺寸值、添加公差/精度 值 ? 【引线】选项用来设置尺寸线线的类型和圆弧条件等 ? 【其它】选项用来设置尺寸单位、尺寸字体等
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(2)标注角度 分别选择两条直线,移动鼠标选择尺寸线的位置。尺寸线的 位置决定了两条直线间标注角度的方式。 (3)标注圆弧 单击【智能尺寸】按钮后,选择要标注的圆弧,移动鼠标并 单击左键,可以标注圆弧半径;分别单击圆弧的两个端点再 单击圆弧可以标注圆弧长度。 (4)标注圆 单击【智能尺寸】按钮后,选择圆的边线,在出现的 【修改】对话框中进行修改,沿不同的方向移动鼠标并单击, 可以有多种不同形式的标注。

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(5)标注圆与圆之间的距离 单击【智能尺寸】按钮后,单击所要标注的两个圆的 边线,系统弹出【修改】对话框和【尺寸】属性管理器。在 【修改】对话框中输入所要标注的数值,单击确定按钮即可 完成标注,默认的标注方式是标注两个圆心之间的距离。 注意:在标注两个圆之间距离时,在【引线】选项中 的【圆弧条件】中选择不同条件可出现不同的标注效果。 (6)尺寸的修改 在草图编辑状态下,双击尺寸线上的尺寸,系统弹出 【修改】对话框,输入所需尺寸,单击确定完成操作。

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2.6 为草图添加几何关系
在绘制草图时,有些几何关系是根据指针在图形区域中 的位置自动生成的,但SolidWorks只能自动添加有限的几 种几何约束关系,如直线的水平、竖直,直线与圆弧相切, 点与点的重合等。对于不能自动产生的几何关系,用户可以 通过SolidWorks提供的【添加几何关系】工具来添加。

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2.6.1 添加几何关系 添加几何关系的步骤如下: (1)单击常用草图工具栏上的【添加几何关系】按钮, 或选择菜单栏【工具】/【几何关系】/【添加】,或在图形 区中右击鼠标,在弹出的快捷菜单中选择【添加几何关系】, 系统弹出【添加几何关系】属性管理器,然后在草图中选择 要添加几何关系的对象。或先在草图中选择想要添加几何关 系的对象,系统弹出【添加几何关系】属性管理器。属性管 理器中列出了所选草图实体间已经存在的几何关系和可以添 加的几何关系。 (2)在【添加几何关系】属性管理器中单击要添加的几 何关系,这里以【垂直】几何关系为例。 (3)单击【确定】按钮完成几何关系的添加,图形区中 会显示相应的几何关系图标。
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2.6.2 显示和删除几何关系 如果用户想要显示草图中的几何关系,可以选择菜单栏 中的【视图】/【草图几何关系】,即可显示草图中所有的 几何关系。用户如不想显示草图几何关系,可再次单击【视 图】/【草图几何关系】选项即可不显示草图几何关系。 删除草图中已有的几何关系有两种方法: ? 第一种方法为单击草图中需要删除的几何关系图标,然 后按键盘上的Delete键即可直接删除草图中不需要的几 何关系。 ? 第二种方法为单击常用草图工具栏中的【显示/删除几 何关系】按钮,系统弹出【显示/删除几何关系】属性管 理器。在列表中可显示所有的几何关系。选择列表中的 【几何关系】选项,单击【删除】按钮,可以删除选中 的几何关系;单击【删除所有】按钮可以删除当前列表 中所有的几何关系。
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2.7 草图绘制实例
实例一 绘制如图所示的键槽草图

草图实例一

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实例二 绘制如图所示的草图。

草图实例二
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2.8 小结
本章介绍了草图绘制及编辑的方法和步骤。由于 SolidWorks中三维模型是以二维或三维草图通过拉伸或旋 转生成的,因此草图绘制是特征建模的基础,所以学习好本 章对后续章节的理解掌握非常重要。 本章主要介绍了草图的基本知识,草图绘制命令,草图 绘制过程,草图实体编辑工具以及草图尺寸的标注,几何关 系的显示、添加、及删除等,最后通过两个实例使读者熟悉 草图绘制的基本步骤及一些常用的命令。 通过本章的学习,读者必须熟练的掌握本章介绍的各种 操作方法和技巧,为后 续特征建模,装配体和工程图的学 习奠定坚实的基础。

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第三章 特征造型

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第三章 特征造型
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 特征造型的基本知识 基本特征 辅助(附加)特征 特征造型实例 小结

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草图绘制是建立三维几何模型的基础,但还属于二维 CAD的范畴。SolidWorks的核心功能是三维建模,其建模 工具包括特征造型和曲面设计等。其中特征造型是 SolidWorks的重要组成部分,也是用户进行零件设计最常 用的建模方法。本章将在上一章的基础上向读者介绍 SolidWorks 2009的特征造型功能。

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3.1 特征造型的基本知识
3.1.1 特征造型的概念 SolidWorks是基于特征的实体造型软件。零件模型 是由各种特征来生成的,零件的设计过程就是特征的相 互组合、叠加、切割和减除过程。 所谓特征是指可以用尺寸和参数驱动的三维几何体。 通常,特征应满足如下条件: ? 特征必须是零件中的具体构成之一 ? 特征能对应于某一形状 ? 特征应该具有工程上的意义 ? 特征的形状是可以预知的 特征可以分为基本特征、辅助特征(也称附加特 征),实际上还包括参考几何体。
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基本特征是最基本的几何特征造型,包括拉伸、旋转、 扫描和放样等特征造型工具。由于基本特征大部分是在草图 的基础上形成的,因此又称为基于草图的特征。二维草图轮 廓经过特征操作即可生成基本特征,例如圆柱体特征就是由 一个圆轮廓草图作截面,经过拉伸生成的基本特征。 辅助特征(附加特征)是在已有基本特征上进行辅助 (附加)的操作,圆角特征、倒角特征、抽壳特征等都是辅 助特征。 参考几何体也辅助特征的一种,是建立其他特征 的参考,并不参与模型的生成。

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3.1.2 特征造型的基本步骤 通常,应用特征造型设计零件大致都要遵循以下几个步骤 : (1)规划零件 规划零件主要包括分析零件的特征组成、零件特征之间 的相互位置关系、特征的构造顺序以及特征的构造方法。 (2)创建基本特征 首先按照特征的重要性和尺度建立基本特征。在 SolidWorks中将每个零件所生成的第一个特征称为基本特征, 而且每个零件只能有一个基本特征。一般选择构成零件基本 形态的主要特征或尺寸较大的特征作为基本特征。 (3)创建其他特征 根据零件规划,在基本特征上逐一添加其它特征,最 后添加圆角、倒角等辅助特征。
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(4)编辑修改特征 在特征造型的过程中的任何时刻都可以对特征进行 修改,包括修改特征的形状、尺寸、位置,或是特征的 从属关系,也可以删除已经建立好的特征。 3.1.3 特征分析 构造一个零件要根据零件上各个特征的形状、尺寸 以及特征之间的几何关系来创建,需要提前从总体上对 各个特征加以充分考虑与规划。在设计规划时考虑得越 详细,在设计的实现阶段就越顺利,最终的模型也就会 越好,对复杂的零件尤其如此。 特征分析主要有以下内容:

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(1) 特征分解 分析零件都是由哪些特征组成,需要创建哪些特征。对 同一个零件可以有不同的特征分解方法,应该以是否符合设 计思想为原则来确定一个好的特征分解方案。 (2)特征的构造顺序 分析按照什么顺序创建特征以及如何进一步编辑。

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(3)特征的造型方法 不同的特征有不同的造型方法,同一个特征也有多种 造型方法。应该确定合适的特征造型方法,同时分析特征 的主要约束。例如,对于阶梯轴,可以用多种方法创建。 现在对其中的三种方法进行分析: ? 旋转基体法 在草图中绘制阶梯轴的截面轮廓和一条中心线,用旋 转增料的方法生成阶梯轴。 ? 叠加法 首先用拉伸基体的方法生成阶梯轴的大径部分,然后 在其到端面上拉伸凸台生成小径部分。 ? 除料法 首先用拉伸基体的方法生成大径的圆柱体,然后用拉 伸切除或旋转切除的方法去除部分材料生成阶梯轴。
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以上三种方法体现了不同的设计思想: 第一种方法强调了阶梯轴的整体性,零件的定义主要集 中在草图中,设计过程简单,但草图较为复杂,后期对零件 的修改需要通过重新编辑草图进行,缺乏灵活性,在复杂零 件的设计中可能导致无法解决的问题。 第二种方法采用搭积木的方式通过两次拉伸实体生成零 件,它更符合人们的习惯思维,但与机械加工中生成阶梯轴 的步骤正好相反。两次拉伸使设计过程稍微复杂一些,但优 点是设计层次清晰,草图简明,后期对零件的修改非常方便。 第三种方法的优点与第二种相同,但是它强调了实际生 产中加工阶梯轴的步骤,在设计过程中考虑了制造的工艺过 程。这三种方法没有绝对的优劣之分,只有在实践中不断的 积累经验,充分考虑到针对每一个零件的各方面的要求,才 能做出相对合理的选择。

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用户还需要考虑以下几个问题: (1)草图布局 零件的基本特征一般由草图生成,因此生成基本 特征的草图的位置决定了零件的位置。设计零件时要 充分利用系统提供的零件原点和初始基准面。根据零 件的结构选择合适的基准面来构造草图,便于用户应 用标准视图来观察模型。将零件中重要的面,如对称 面及后续造型中需要多次引用的面放到初始基准面上, 可以省略部分构建参考面的步骤。 (2)草图复杂程度 在很多情况下,同一个零件可以利用一个复杂轮 廓的草图直接拉伸生成,也可以利用一个简单轮廓的 草图先进行拉伸特征后,再进行圆角或倒角等辅助特 征操作。两者具有相同的操作结果,为一个零件设计 基本特征时经常会面临这种选择。
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如一个拉伸特征的边线需要进行圆角处理,此时可 以绘制一个包含草图圆角的复杂草图。或是先绘制一个 较为简单的草图后再添加圆角特征。 具体选择简单草图还是复杂草图,需要考虑以下因 素:拉伸简单草图时,草图比较容易管理且比较灵活。 如有必要,可以对个别特征重新排序和压缩。但拉伸简 单草图再进行辅助特征操作的方法,比直接拉伸复杂草 图要占用更多的系统资源。 这两种方法在不同层次上定义了圆角特征,在 SolidWorks中,草图、特征、零件乃至产品层次都可 以定义特征之间的关系。注意合理规划关系出现的层次, 比较固定的关系应当定义在较低的层次,而需要经常调 整的关系放在较高的层次。尤其在草图层次,需要将固 定的几何关系与尺寸关系明确地加以定义。
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3.1.4

选择命令 为在模型中快速、准确地选择对象SolidWorks提供 了选择过滤器。设置过滤器后,当光标掠过被选对象时, 只有那些在过滤器中确定的项目才会被选上,从而使诸 如点、线或面等对象的选择更加准确、快捷。 右击常用工具栏,从【自定义】/【工具栏】中勾选 【选择过滤器】,或者直接按F5功能键,系统会弹出 【选择过滤器】对话框: 单击【过滤面】按扭,【切换选择过滤器】按钮 被激活,鼠标在模型中只能选择面。 单击【过滤点】按扭,则鼠标在模型中只能选择点 和面。 单击【清除所有过滤器】按钮,关闭所有过滤器。

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与过滤器有关的功能键: ? 功能键F5:切换选择过滤器工具栏 ? 功能键F6:切换选择过滤器,允许选择一个或多个 过滤器。 与过滤器有关的快捷键: ? 快捷键E:过滤边线 ? 快捷键V:过滤顶点 ? 快捷键X:过滤面

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操作者在模型中选择对象时,除了通过【选择过滤 器】进行选择外,还可以使用右键快捷菜单来操作。在 绘图区选中模型的边线后右击,这时会弹出快捷菜单。 在弹出的快捷菜单中有【选择其它】、【选择中点】、 【选择相切】、【选择环】四种选择方式。根据所选具 体对象的不同会出现四种选择方式中的几种。: (1)单击【选择其它】按钮,弹出【选择其它】提 示对话框。被所选对象挡住的、与所选对象相互交织的 其他实体元素(如面、边线)可以被选择,该功能在工 程图中很有用处。 (2)单击【选择中点】命令,则所选边线的中点被 选中。

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(3)单击【选择相切】命令,则与所选对象相切的对 象(相切关系将一直传递,直到不相切对象出现时停止)同 时选中。 (4)单击【选择环】命令,则与该边线相连的环轮廓 被选中;【选择环】命令常用于倒圆角和倒角操作。 3.1.5 参考基准轴 在零件或装配体环境中,生成草图几何体或圆周阵列 时,要使用基准轴。单击【参考几何体】上的【基准轴】按 钮 ,系统弹出【基准轴】属性管理器。在【选择】选项框 中选择基准轴的形成方式和所需选择项目,单击【确定】按 钮 完成基准轴的建立。参考基准轴的类型主要有以下几种 类型: ? 【一直线/边线/轴】:沿所选一草图直线或模型边线 来生成基准轴。
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【两平面】:选择两构造平面(包括基准面),在其交 线处生成基准轴。 ? 【两点/顶点】:选择两个绘制的点、顶点或中点生成基 准面。 ? 【圆柱/圆锥面】:选择一圆柱或圆锥面,生成的基准 轴 通过圆柱或圆锥面的轴线示。 ? 【点和面/基准面】:选择一基准面或模型上的平面,以 及一个绘制的点或顶点,生成垂直于所选面且通过所选 点的基准轴。 在设计中也常用临时轴作为基准轴。临时轴是由模型中 的圆锥或圆柱隐含生成的轴线,可以通过单击菜单栏【视图】 /【临时轴】按钮 来显示或隐藏。合理地使用临时轴可以省 去新建基准轴的操作,加快工作速度。
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3.2 基本特征
SolidWorks的基本特征造型命令包括: ? 【拉伸凸台/基体】 ? 【拉伸切除】 ? 【旋转凸台/基体】 ? 【旋转切除】 ? 【扫描】 ? 【扫描切除】 ? 【放样凸台/基体】

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3.2.1

拉伸凸台/基体 【拉伸凸台/基体】是将草图沿着某一方向延伸一定距 离生成的特征。 【拉伸凸台/基体】的操作步骤如下: (1)在前视基准面上绘制草图。 (2)单击常用特征工具栏【拉伸凸台/基体】按钮,或 者选择菜单栏【插入】/【凸台/基体】/【拉伸】命令。系统 弹出【拉伸】属性管理器,同时图形区切换为等轴测视图。 (3)设置属性管理器选项。设置拉伸类型为【给定深 度】,在【深度】输入框中键入深度值为60。单击【反向】 按钮 可以改变拉伸方向。

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(4)单击【确定】或者连续两次按回车键完成拉伸, 最终拉伸结果。 对于【给定深度】拉伸类型,步骤(3)、(4)也可 以在图形区中通过控标操作完成。图形区中草图绘制平面的 两侧各有一个立体实心箭头——控标,当光标移近一个方向 箭头时,该箭头变粉红色,此时移动鼠标,拉伸结果预览随 光标移动而变化,同时在绘图区显示当前拉伸深度。【拉伸】 属性管理器中对应的拉伸深度对话框呈现蓝色,其中的数字 随着光标移动而改变。 有两种方法结束拉伸操作: 在方向箭头上单击,该箭头变为暗灰色后的同时鼠标 指针变为,右击鼠标完成拉伸操作。 利用键盘在拉伸深度对话框中输入拉伸长度后连续两 次按回车键,第一次是确认拉伸长度,第二次确认整个拉伸 操作。
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下面以圆柱拉伸为例说明【拉伸】属性管理器中的选项: (1)拉伸起始条件 拉伸起始条件包括四种:【草图基准面】、【曲面/面/ 基准面】、【顶点】、【等距】。 (2)拉伸终止条件 拉伸终止条件包括六种类型:【给定深度】、【成形到 一顶点】、【成形到一面】、【到离指定面指定的距离】、 【成形到实体】和【两侧对称】。 (3)拔模开/关选项 如果需要拉伸具有拔模角度的实体特征,用户可以单击 【拉伸凸台/基体】属性管理器中的【拔模开/关】按钮 , 并在【拔模角度】输入框中输入角度值。如果需要向外拔模, 即拉伸特征的截面越来越大,可以勾选【向外拔模】选项。

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(4)双向拉伸选项 一个草图可以同时向两个不同的方向拉伸,而且两个 方向可以分别设置拉伸选项。选中【拉伸】属性管理器中的 【方向2】选项,可以进行第二个方向的拉伸选项设置。 (5)薄壁特征选项 如要生成薄壁特征,可以勾选【拉伸】属性管理器中 的【薄壁特征】选项框,然后设置薄壁特征选项。 SolidWorks 2009提供了三种薄壁特征类型: 【单向】使用指定的壁厚向一个方向拉伸草图。 【双向】在草图的两侧各使用不同的壁厚向两个方向拉 伸草图(需要分别为方向一和方向二指定薄壁厚度)

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【中面】在草图的两侧各以指定壁厚的一半,向两个方 向拉伸草图。在图形区中检查薄壁特征的预览,如果需要改 变薄壁特征的方向可以单击【反向】按钮 。勾选【顶端加 盖】选项可以给薄壁特征的顶端加盖,生成一个中空零件 。 拉伸凸台/基体的草图说明: 用于【拉伸凸台/基体】的草图可以是闭环轮廓,也可 以是开环轮廓,但不允许有交叉的或重叠的线条。如果草图 中含有自相交的轮廓线,在进行拉伸基体操作时,系统将弹 出一个警告框。 另外,草图也可以是多个独立的闭环轮廓,或者一个闭 环轮廓中包含一个或多个闭环轮廓,但不允许多重嵌套。

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草图也可以是开环轮廓。对开环轮廓进行拉伸基体 操作时,可以看到【拉伸】属性管理器中的【薄壁特征】 选项默认为选中状态而且呈灰色显示,即用户只能对开 环轮廓进行拉伸薄壁特征操作。 3.2.2 拉伸切除 【拉伸切除】是采用拉伸的方法除去已有实体的部 分材料的特征造型方法。【拉伸切除】的操作方法与 【拉伸凸台/基体】基本相同,造型中经常用【拉伸凸台 /基体】和【拉伸切除】方法结合生成零件的基体特征。 下面结合一个六棱柱模型说明【拉伸切除】的操作 步骤: (1)在特征树上选中已有的一个草图,或者选定某 一平面绘制一个草图。例如,选定六棱柱的上表面为草 图绘制平面,绘制一个圆轮廓草图。
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(2)单击常用特征工具栏中的【拉伸切除】按钮, 或者选择菜单栏【插入】/【切除】/【拉伸】命令。系 统弹出【拉伸】属性管理器,同时在图形区显示【拉伸 切除】预览。 (3)设置【拉伸】属性管理器选项,本例中设置拉 伸类型为【完全贯穿】。 (4)单击【确定】按钮,完成操作。 【拉伸切除】命令与【拉伸凸台/基体】命令中的属 性管理器基本相同,初学者可以参照学习。 3.2.3 旋转凸台/基体 【旋转凸台/基体】是通过绕中心线旋转来生成基体、 凸台等几何模型的特征造型方法,它适用于回转体类零 件的造型。

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下面用一个实例说明【旋转凸台/基体】的操作步骤: (1)在前视基准面绘制一个草图,包含一个轮廓和一 条中心线,其中中心线作为旋转轴线。 (2)单击常用特征工具栏中的【旋转凸台/基体】按钮, 系统弹出【旋转】属性管理器,并在图形区中出现预览。在 【旋转参数】的下拉列表中选择【旋转轴】和【旋转类型】, 在【角度】指定旋转角度。 (3)单击【确定】按钮,完成旋转凸台/基体操作。

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【旋转】属性管理器选项中包含【旋转参数】和【薄 壁特征】两部分。在【旋转参数】中有三种旋转类型可拱选 择: 【单向】:由草图平面向一个方向按照给定的角度旋 转。 【双向】:从草图平面分别向两个方向按照给定的角 度旋转。 【两侧对称】:将草图平面作为旋转特征的对称面, 在其两侧平均分配角度。 勾选【薄壁特征】选项,可以生成薄壁旋转特征【薄 壁特征】有三种类型,与【旋转参数】中的三种旋转类型相 同,【厚度】选项表示的是薄壁的厚度。

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【薄壁特征】的生成步骤: (1)在前视基准面上绘制草图。 (2)单击常用特征工具栏中的【旋转凸台/基体】 按钮,在【旋转参数】中输入旋转角度270,勾选【薄 壁特征】选项,薄壁类型为【单向】,键入薄壁厚度为 1,单击【确定】按钮,生成的零件模型。 3.2.4 旋转切除 【旋转切除】是绕某一中心线旋转草图,对已有实 体特征去除材料的特征造型方法。下面以【拉伸切除】 中“六棱柱”模型来说明【旋转切除】的操作步骤: (1)选择前视基准面绘制草图,并标注尺寸。 (2)单击常用特征工具栏中的【旋转切除】按钮,

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系统弹出【切除-旋转】属性管理器,设置参数。 (3)单击【确定】按钮完成旋转切除操作。 3.2.5 扫描 【扫描】是将一草图轮廓沿着一条路径移动来生成特征。 扫描包括简单扫描和引导线扫描。简单扫描用来生成等截面 的特征,仅由截面轮廓和路径来控制。下面以实例来说明简 单扫描的操作步骤: (1)选择上视基准面为草图平面,绘制 “草图1‖作为 扫描轮廓。 (2)单击特征设计树上的前视基准面作为另一草图绘制 平面,在弹出的关联菜单中单击【绘制草图】按钮 ,绘制 “草图2‖作为扫描的路径。

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(3)单击常用特征工具栏上的【扫描】按钮,系统弹出 【扫描】属性管理器。在【轮廓】选项中选择“草图1‖为轮 廓,在【路径】选项中选择“草图2‖为路径,绘图区中出现 扫描预览。单击【确定】按钮 完成扫描操作。 由于【扫描】是SolidWorks中较难掌握的特征命令, 下面就分别以“别针”和“弹簧”等零件模型为例,并结合 3D草图的绘制,进一步说明【扫描】命令的操作方法。

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例3-1 建立 “别针”模型 1. 建立基准面 (1)选择上视基准面,并单击【显示/隐藏】工具按 钮 ,显示上视基准面。为增加基准面的立体感,可以设定 基准面的颜色和透明度,单击标准工具栏中的【选项】/ 【文档属性】/【基准面显示】选项进行编辑即可。 (2)在上视基准面上,通过坐标原点绘制一条竖直的 中心线,名称为“草图1‖。然后利用【参考几何体】中【基 准面】按钮,建立一个通过该中心线并与上视面成15°角的 基准面,系统弹出【基准面】属性管理器。 (3)在【基准面】属性管理中单击【确定】按钮 完成基准面的建立。

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2. 绘制上视基准面上的3D草图 (1)单击常用草图工具栏中的【3D草图】按钮, 或者选择菜单栏【插入】/【3D草图】命令,选择草图 绘制中【直线】按钮。 (2)选择上视基准面,鼠标移至绘图区,指针变 为“ ”状。当指针变为“ ”状时,表明已进入3D 草图绘制状态。 (3)为使绘图直观,单击【正视于】按钮,开始绘 制草图。 (4)按住Ctrl键,选中其中两直线的左端点,在 【属性】/【添加几何关系】中单击按钮 ,使两点在 Z向对齐。同样方法使两两直线右端点对齐。 (5)使用【切线弧】按钮绘制两条切线弧。
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(6)标注尺寸后,单击【正视于】按钮。 3. 绘制基准面1上的3D草图 (1)选择基准面1,单击【正视于】按钮,在基准 面1绘制两段直线及一条圆弧 (2)标注尺寸,并添加圆角R3。单击【重建模型】 按钮,完成“别针”模型扫描路径草图绘制,其名称 为“3D草图1‖。

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4. 绘制扫描轮廓 (1)选中草图中一条直线,单击【参考几何体】中 【基准面】按钮,使用【等距距离】或【垂直于曲线】的方 式,建立一个通过扫描路径起始点且垂直于扫描路径的基准 面2。 (2)单击【确定】按钮,完成基准面2的建立。 (3)选定基准面2,在该基准面上绘制一个圆,标注直 径为1.2,名称为“草图2‖。单击【重建模型】按钮,完成 扫描轮廓的绘制。

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5. 扫描 (1)单击常用特征工具栏上的【扫描】按钮,系 统弹出【扫描】属性管理器。在【轮廓】选项中选择 “草图2‖作为扫描的轮廓,在【路径】选项中选择 “3D草图1‖作为扫描的路径,此时图形区出现扫描预 览。 (2)单击【确定】按钮完成扫描。隐藏基准面、 中心线、原点,生成的模型。为显示美观,可以对所 生成的“别针”赋予材质,如普通碳钢。 至此,利用扫描特征生成的“别针”零件绘制完 成。 注意:草图的绘制过程中只选择一次【3D草图】 按钮,以后使用草图绘制命令时要先选择绘制草图基 准面。
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例3-2 建立“压簧”模型 “压簧”参数及要求:中径=8,簧径=0.8,圈数 =10,两端磨平。 (1)单击标准工具栏中的【新建】按钮,建立新文 件。 (2)绘制“草图1‖,用于生成螺旋线/涡状线。选 择设计树中的上视基准面作为草图绘制平面,单击常用 草图工具栏上【圆】按钮,绘制“草图1‖,其圆心与原 点重合,标注尺寸,完成草图绘制。 (3)绘制“螺旋线/涡状线1‖,作为扫描路径。单 击常用特征工具栏中的【螺旋线/涡状线】按钮,选择 草图1,系统弹出【螺旋线/涡状线1】属性管理器,在 【定义方式】/【类型】选项框中选择【螺距和圈数】, 点选【可变螺距】,设置其他参数,单击【确定】按钮 完成“螺旋线/涡状线1‖的绘制。
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(4)绘制“草图2‖,作为扫描轮廓。选择设计树中的 右视基准面作为基准面,单击常用草图工具栏上的【圆】按 钮 绘制“草图2‖,其圆心与螺旋线一端点重合,尺寸,单 击图形右上角的图标 结束“草图2‖的绘制。 (5)建立【扫描】特征。单击常用特征工具栏上的 【扫描】按钮,系统弹出【扫描】属性管理器。选择“草图 2‖作为扫描的轮廓,选择“螺旋线/涡状线1‖作为扫描的路 径,单击【确定】按钮完成扫描。 (6)绘制“草图3‖,作为【拉伸切除】的边界。选择 特征设计树中的右视基准面作为基准面,单击常用草图工具 栏上的【矩形】按钮,绘制出一个矩形,并使矩形的一对边 分别经过弹簧两端投影圆的圆心,结束“草图3‖的绘制 。

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(7)使用【拉伸切除】命令,实现两端磨平。选择 特征设计树上的“草图3‖,单击常用特征工具栏上【拉 伸切除】按钮,系统弹出【拉伸】属性管理器,在【终 止条件】选项框中选择【两侧对称】,设定深度为10, 勾选【反侧切除】选项。单击【确定】按钮完成拉伸切 除特征绘制。最后隐藏与实体不相关的草图,建好的 “压簧”模型。 例3-3 建立“拉簧”的模型 “拉簧”参数及要求:中径=12,簧径=1,圈数 =14,两端做钩。 (1)单击标准工具栏中的【新建】按钮,建立新文 件。 (2)绘制“草图1‖,用于生成螺旋线/涡状线。选 择特征设计树中的前视基准面作为草图绘制平面,单击
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常用草图工具栏中的【圆】按钮,绘制“草图1‖,其圆心与 原点重合。单击【退出草图】按钮结束“草图1‖的绘制 。 (3)绘制“螺旋线/涡状线1‖。单击常用特征工具栏上 的【螺旋线/涡状线】按钮,选择“草图1‖,系统弹出【螺 旋线/涡状线1】属性管理器,在【定义方式】/【类型】选 项中选择【螺距和圈数】,点选【恒定螺距】,设置其他参 数,单击【确定】按钮完成“螺旋线/涡状线1‖的绘制。 (4)绘制“草图2‖。选择特征设计树中的右视基准面作 为草图绘制平面,单击常用草图工具栏上的【中心线】按 钮 ,绘制一条中心线,中心线的一个端点与原点重合。用 【圆】按钮绘制一个圆,其圆心与中心线另一端点重合。然 后再绘制两条中心线并标尺寸。用【剪裁实体】按钮 修剪 草图。单击【退出草图】按钮结束“草图2‖的绘制。 (5)绘制3D草图。单击常用草图工具栏上的
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【3D草图】按钮,系统进入3D草图绘制界面。在绘图区选 择螺旋线和圆弧,选择时按住Ctrl建,然后单击【转换实体 引用】按钮,将螺旋线和圆弧转换成3D草图的图元。用 【样条曲线】按钮绘 制一条连接螺旋线和圆弧的曲线,并 用【添加几何关系】按钮分别添加它们的相切约束关系。最 后再使用【转换实体引用】命令将螺旋线、圆弧和样条曲线 转换成3D草图的图元。单击【退出草图】按钮结束3D草图 的绘制。 以上3个步骤用于生成扫描路径。 (6)绘制“草图3‖,作为扫描轮廓。选择特征设计树 中的上视基准面作为草图绘制平面,单击常用草图工具栏上 的【圆】按钮,绘制“草图3‖,其圆心与螺旋线一端点重合, 单击图形右上角的图标 结束“草图3‖的绘制。 (7)建立【扫描】特征。单击常用特征工具栏上的
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【扫描】按钮,系统弹出【扫描】属性管理器,选择 “草图3‖作为扫描轮廓,选择3D草图作为扫描路径,单 击【确定】按钮完成扫描 。 (8)绘制“草图4‖,作为阵列轴。选择特征设计树 中的上视基准面作为草图绘制平面,单击常用草图工具 栏中的【直线】按钮,绘制“草图4‖,该中心线经过扫 描实体端面中心点。单击【退出草图】按钮结束“草图 4‖的绘制 。 (9)建立【圆周阵列】,用于完成“拉簧”建模。 单击常用特征工具栏上【圆周阵列】按钮系统弹出【阵 列(圆周)1】属性管理器。在【阵列轴】中选择“草 图4‖,【要阵列的特征】选择扫描特征,单击【确定】 按钮完成圆周阵列。最后隐藏与实体不相关的草图,建 好“拉簧”模型。

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3.2.6 放样 【放样】是通过在两个或多个轮廓之间进行过渡生 成的特征,可以是基体、凸台、切除或曲面。 【放样】和【扫描】是有区别的。【扫描】是使用 单一的轮廓截面,生成的实体在每个位置上的截面都是 相同或者是相似的。而【放样】所用的轮廓截面可以有 完全不同的形状。下面以 “天方地圆”模型为例来说明 其操作步骤: (1)在上视基准面上绘制 “草图1‖。 (2)生成一参考基准面,其与上视基准面平行,距 离上视基准面为50。在此基准面上绘制 “草图2‖。 (3)单击常用特征工具栏上的【放样凸台/基体】 按钮,系统弹出【放样】属性管理器。在【轮廓】选项

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中依次选取空间绘制的“草图1‖、“草图2‖作为放样轮 廓, 和 可以改变轮廓的顺序。若要生成薄壁特征可以 勾选【薄壁特征】选项,设置薄壁厚度。单击【确定】 按钮完成放样。 使用【放样凸台/基体】命令要注意的是: ? 各草图平面可以不平行。 ? 草图轮廓可以是封闭的,也可以是也可以是开环的。 ? 放样还可以由引导线来控制方向。 ? 放样结果与各草图轮廓、线段选择的先后顺序有关 系。

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3.3 辅助(附加)特征
辅助特征不会改变基体特征的主要形状,它是对基体 特征进行局部修饰的特征造型方法。 SolidWorks 的辅助特 征命令包括: ? 【圆角】 ? 【倒角】 ? 【抽壳】 ? 【筋】 ? 【异型孔向导】 ? 【圆顶】 ? 【镜向】

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3.3.1 圆角 【圆角】一般安排在大多数其他特征之后。可以在 零件边界上生成内圆角或外圆角特征,也可以为一个面 的边线、所选的多组面、所选的边线或者边线环添加圆 角。 圆角有以下几种类型: ? 【等半径圆角】 ? 【变半径圆角】 ? 【面圆角】 ? 【完整圆角】 为了顺利生成圆角,应遵循以下原则: ? 先添加大圆角,再添加小圆角 ? 在生成圆角前先添加拔模,即先拔模后圆角 ? 最后添加装饰用的圆角 ? 用一个圆角命令处理需要相同半径圆角的多条 边线
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下面将结合实例对常用的圆角类型进行介绍。 1. 等半径圆角 应用【等半径】圆角命令可以生成多条模型边线、 面、特征和环的圆角。下面以实例说明【等半径】圆 角的生成过程。 (1)单击常用特征工具栏上的【圆角】按钮,或 者选择菜单栏【插入】/【特征】/【圆角】命令,系统 弹出【圆角】属性管理器。 (2)在【圆角类型】中选择【等半径】选项,在 【圆角项目】选项中输入圆角半径10,其它参数设置 为默认。若在【圆角项目】选项中勾选【多半径圆 角】,则三条边线处可生成三个半径不同的圆角。 (3)在绘图区中选择欲圆角的边线或表面,生成 圆角预览。 (4)单击【确定】按钮完成圆角操作。
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2. 面圆角 应用【面圆角】可以在相邻地两个面之间生成圆 角。生成面圆角的操作步骤如下: (1)单击常用特征工具栏上的【圆角】按钮,或 者选择菜单栏【插入】/【特征】/【圆角】命令,系统 弹出【圆角】属性管理器。 (2)在【圆角类型】选项中选择【面圆角】。 (3)在绘图区中选择欲圆角的表面,生成圆角预 览。 (4)在属性管理器中进行参数设置,单击【确定】 按钮完成圆角操作。

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3. 完整圆角 生成相切于三个相邻面组(一个或多个面相切)圆角。 生成完整圆角的操作步骤如下: (1)单击常用特征工具栏上的【圆角】按钮,或者选 择菜单栏【插入】/【特征】/【圆角】命令,系统弹出 【圆角】属性管理器。 (2)在【圆角类型】选项中选择【完整圆角】。 (3)在绘图区中选择欲圆角的表面,生成圆角预览。 (4)在属性管理器中进行参数设置,单击【确定】按 钮完成圆角操作。

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3.3.2 倒角 【倒角】特征用于在所选边线、面或顶点之间生成 一个倾斜过渡面。生成倒角特征有以下三种类型: 1. 角度距离倒角操作步骤如下: (1)单击常用特征工具栏上的【倒角】按钮,或者选 择菜单栏【插入】/【特征】/【倒角】命令,系统弹出 【倒角】属性管理器。 (2)在【倒角类型】中选择【角度距离】选项,在图 形区中选择模型的边线或面进行倒角 。 (3)单击【确定】按钮完成倒角操作。

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2. 距离-距离倒角 【距离-距离】倒角是指通过设置倒角两侧距离的长度, 或者通【相等距离】选项指定一个距离值进行倒角。 3. 顶点倒角 生成【顶点】倒角的步骤与生成【角度-距离】倒角的 步骤基本相同,所不同的是选择特征对象时要选择顶点来 生成倒角特征。

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3.3.3 筋 【筋】是开环或闭环草图轮廓所生成的特殊拉伸特征。 它在草图轮廓和现有零件之间添加指定方向和厚度的材料, 在工程上一般用于加强零件的强度。可以使用单一或多个草 图生成筋。下面通过实例拉伸模型来说明【筋】特征的生成 过程。 (1)应用前面介绍【拉伸】命令的生成实体模型,该 模型相对于前视基准面两侧对称。选择图中的前视基准面作 为草图平面,绘制一直线草图。 (2)单击常用特征工具栏上的【筋】按钮,系统弹出 【筋】属性管理器。在【厚度】选项中选【两侧】,输入厚 度为6,在【拉伸方向】选项下选择【平行于草图】。 (3)单击【确定】按钮完成筋操作

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【筋】属性管理器: 【厚度】选项的意义如下: 【第一边】:只添加材料到草图的一边 【两侧 】:均等添加材料到草图的一边 【第二边】:只添加材料到草图的另一边 【筋】属性管理器中【拉伸方向】选项的意义如下: 【平行于草图】:平行于草图平面生成筋拉伸 【垂直于草图】:垂直于草图平面生成筋拉伸 【反转材料方向】选项用于更改拉伸方向。

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下面以另外一个零件为例说明筋的生成过程: (1)通过【拉伸凸台/基体】和【拉伸切除】建立零 件模型。 (2)在零件的上平面绘制草图。 (3)单击常用特征工具栏中的【筋】按钮,系统弹出 【筋】属性管理器。在【厚度】选项中选择【两侧】, 输入厚度为6,在【拉伸方向】选项下选择【垂直于草 图】。 (4)单击【确定】按钮完成筋操作。

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3.3.4 抽壳 【抽壳】用于在选定面的方向上挖空零件,生成薄 壁特征。如果执行【抽壳】命令时没有选择模型上的任 何面,可以生成一闭合、掏空的实体模型。也可使用多 个厚度来抽壳模型。下面通过放样得到的“天圆地方” 模型来说明抽壳的生成过程。 (1)单击常用特征工具栏上的【抽壳】按钮,系统 弹出【抽壳1】属性管理器。在【厚度】中输入抽壳的 薄壁厚度,单击【移除的面】选项框,在绘图区模型上 指定要开口的面,在【多厚度设定】选项框中可以分别 指定多个面的抽壳厚度。 (2)单击【确定】按钮完成抽壳操作。 注意:如果要对模型面进行圆角,应在生成抽壳之前 进行圆角处理。

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3.3.5 阵列 【阵列】是指按照一定的方式复制源特征。阵列方式 可以分为线性阵列、圆周阵列、曲线驱动阵列和草图 驱动的阵列等。下面介绍线性和圆周两种常用的阵列。 1. 线性阵列 【线性阵列】是指按照指定的方向、线性距离和实例 数将源特征进行一维或者二维方向上的复制。 生成【线性阵列】的步骤如下: (1)通过【拉伸凸台/基体】建立底板零件,然后 在零件上添加一孔。 (2)单击常用特征工具栏上的【线性阵列】按 钮 ,系统弹出【阵列(线性)1】属性管理器。在 【要阵列的特征】选项中选择已生成的孔特征作为源 特征,在【方向一】选项中选中长边线,【方向2】选 项中选中短边线,设置其参数。
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(3)单击【确定】按钮 完成线性阵列操作。 2. 圆周阵列 【圆周阵列】是绕一旋转轴线按照指定的实例总数及 实例的角度间距,生成一个或者多个特征实体的阵列方式。 旋转轴线可以是实体边线、基准轴与临时轴等。被阵列的 实体可以是一个或者多个实体。 以基准轴为旋转中心生成【圆周阵列】的步骤如下: (1)选择【旋转凸台/基体】命令生成“法兰”模型, 在其大圆台上选择【拉伸切除】命令生成一孔,作为要阵 列的特征。 (2)单击常用特征工具栏上的【圆周阵列】按钮,系 统弹出【圆周阵列】属性管理器。在【阵列轴】选项中选 择法兰的基准轴为阵列轴,【角度】为360度,【实例数】 为6,并勾选【等间距】,在【要阵列的特征】选项中选 择拉伸得到的孔特征。 (3)单击【确定】按钮完成圆周阵列操作。
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3.3.6 镜向 【镜向】是指复制新特征,且新特征与源特征对称 于所选定的基准面。按照镜向对象的不同,可以分为镜 向特征和镜向实体。 生成镜向特征的步骤如下: (1)以底板零件为例,先选择【线性阵列】命令生 成四个孔作为镜向的源阵列。然后在距离零件前面30的 位置生成参考平面“基准面1‖。 (2)单击常用特征工具栏上的【镜向】按钮,系统 弹出【镜向】属性管理器,在【镜向面】选项中选择 “基准面1‖,在【要镜向的特征】选项中选择生成的四 个圆孔特征,绘图区中出现镜向预览。 (3)单击【确定】按钮完成镜向操作。

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3.3.7 孔特征 孔是机械设计中的常见特征。使用【孔】特征可以 直接生成符合设计要求的孔,避免了草图的绘制过程, 提高了建模的效率。一般最好在设计阶段将近结束时生 成,这样可以避免因疏忽而将材料添加到现有的孔内。 SolidWorks的【孔】特征有两种类型: ? 【简单直孔】 ? 【异型孔向导】 【简单直孔】可以生成一个简单的、不需要其他参 数修饰的孔。 【异型孔向导】可以生成多参数、多功能的孔。无 论是【简单直孔】还是【异型孔向导】,均需要选取孔 的放置位置平面,并标注孔的轴线与其他几何实体之间 的相对尺寸,从而完成孔的定位。
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3.3.7.1 简单直孔 在设计零件的最后阶段,如果准备生成不需要其他 参数修饰的孔,可以选择插入【简单直孔】特征。要在 的“轴承透盖”模型上插入【简单直孔】,操作步骤如 下: (1)在欲放置【简单直孔】的平面上单击,大致确 定孔的位置。 (2)单击常用特征工具栏上的【简单直孔】按钮, 或者选择菜单栏【插入】/【特征】/【孔】/【简单直孔】 命令,系统弹出【孔1】属性管理器。在【方向1】选项 中选择终止类型为【完全贯穿】。若选择【给定深度】, 则在【深度】框中输入给定深度值。在【孔直径】微调 框中输入孔的直径值6,图形区中出现预览。 (3)单击【确定】按钮完成简单直孔操作。

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(4)在模型或特征管理器设计树中右击孔特征,在 弹出的快捷菜单中选择【编辑草图】命令。单击草图工 具栏中的【智能尺寸】按钮,对孔进行尺寸定位。 (5)单击【确定】按钮,完成操作。 (6)使用【圆周阵列】命令生成圆周均匀分布的六 个孔。 注意:若使用【简单直孔】命令在实体零件生成盲 孔时,该盲孔是一个平底孔,这与使用【异型孔向导】 命令生成的盲孔有区别。

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3.3.7.2 异型孔向导 【异型孔向导】用于生成结构复杂的孔,主要包括: ? 【柱孔】 ? 【锥孔】 ? 【孔】 ? 【螺纹孔】 ? 【管螺纹孔】 ? 【旧制孔】 可以根据工程上的需要选定异型孔的类型。使用【异形 孔向导】可以生成基准面上的孔,或者在平面和非平面上生 成孔。生成异型孔的步骤为设定孔类型参数、指定放置孔的 表面、确定孔的位置三个过程。

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下面主要介绍【柱孔】、【锥孔】和【螺纹孔】 的操作步骤以及其属性管理器各选项的作用。 1. 柱孔 【柱孔】用于生成螺纹联接的“过孔”,即内径 稍大于螺纹外径的内孔。在 “轴承闷盖”模型上生成 【柱孔】,操作步骤如下: (1)单击常用特征工具栏上的【异型孔向导】按 钮 ,或选择菜单栏【插入】/【特征】/【孔】/【向 导】命令,系统弹出【孔规格】属性管理器。在【孔 类型】选项中单击【柱孔】类型按钮 ,设置各参数, 如选用的【标准】、螺栓【类型】、【规格】、【配 合】性质等。

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(2)根据标准选择柱孔对应的紧固件的螺栓类型。根 据“轴承闷盖”模型的要求,设置【终止条件】为【完全贯 穿】。 (3)单击属性管理器中的【位置】按钮绘图区的光标 形状变为 ,将其置于要放置孔的模型表面上,该表面的 颜色高亮显示,在适当的位置单击,确定孔的位置。单击草 图工具栏中的【智能尺寸】按钮,对孔的位置尺寸进行精确 标注。 (4)单击【确定】按钮完成柱孔操作。 (5)使用【圆周阵列】命令生成圆周均匀分布的六个柱 孔。

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【柱孔】属性管理器中各选项的说明如下: (1)【标准】:在该选项的下拉列表框中,可以选 择与柱形沉头孔联接紧固件的标准,如ISO、GB等。 (2)【类型】:在该选项的下拉列表框中,可以选 择与柱形沉头孔连接的紧固件的螺栓类型,如GB对应 的六角头螺栓、内六角头螺钉、开槽圆柱头螺钉等。一 旦选择了紧固件的螺栓类型,【异形孔向导】命令立即 更新对应参数栏中的项目。 (3)【孔规格】:在【大小】选项的下拉列表框中, 可以选择与柱形沉头孔对应紧固件的尺寸和大小。【配 合】选项用于选择标准件的配合性质,有紧密、正常和 松弛三种。

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(4)【终止条件】:用于选择孔的终止条件。这些 终止条件主要包括【给定深度】、【完全贯穿】、【成 形到下一面】、【生成到一面】、【到离指定面指定的 距离】和【成形到一顶点】。 (5)【选项】选项一般选用默认即可。 ? 【螺钉间隙】:设定螺钉间隙值。 ? 【近端锥孔】:用于设置近端口直径和角度。 ? 【螺钉下锥孔】:用于设置端口底端的直径和角 度。 ? 【远端锥孔】:用于设置远端处的直径和角度。

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2. 锥孔 【锥孔】与【柱孔】作用类似。若要在“轴承闷 盖”模型上生成锥孔,操作步骤如下: (1)单击常用特征工具栏上的【异型孔向导】按 钮,或选择菜单栏【插入】/【特征】/【孔】/【向导】 命令,系统弹出【孔规格】属性管理器。在【孔类型】 选项中单击按钮 ,设置各参数,如选用的标准、类 型、大小和配合。 (2)根据标准选择锥孔对应紧固件的螺栓类型, 如ISO对应的六角凹头锥孔头、锥孔平头和锥孔提升 头。根据“轴承闷盖”模型的要求,设置【终止条件】 为【完全贯穿】。

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(3)单击属性管理器中的【位置】按钮绘图区的光标 形状变为 ,将其置于要放置孔的模型表面上,该表面的 颜色高亮显示,在适当的位置单击,确定孔的位置。单击草 图工具栏中的【智能尺寸】按钮,对孔的位置尺寸进行精确 标注。 (4)单击【确定】按钮完成锥孔操作。 (5)使用【圆周阵列】命令生成圆周均匀分布的六个 锥孔。 【锥孔】特征管理器中许多参数与【柱孔】特征管理器 基体类似,对【选项】说明如下: 【螺钉间隙】选项:设定螺钉间隙值,将使用文档单位 把该值添加到扣件头上。可以选择【增加的锥形沉头孔】。 【远端锥孔】选项:用于设置远端处的直径和角度。
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3. 孔
【孔】特征操作过程与【柱孔】、【锥孔】类似,具 体的操作步骤不再复述,初学者可以参照上述的【柱孔】 或【锥孔】的步骤自己进行操作。在这里需要说明的是在 【孔规格】属性管理器中,【类型】选项中的三个选项 【螺纹钻孔】、【螺钉间隙】、【钻孔大小】在工程实际 中有对应的含义。 【螺纹钻孔】:用于生成螺纹攻丝前的预制孔,也称 “底孔”。“底孔”直径比螺栓或螺钉的外径小,留有攻 丝余量。如M10的螺孔,其“底孔”直径为8.5。 【螺钉间隙】:用于生成能够穿过螺栓或螺钉的“过 孔”。“过孔”的内径比螺栓或螺钉的外径大。如M10的 螺孔,其“过孔”直径为11。

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【钻孔大小】:用于生成指定内径的孔,也称“光 孔”。 注意:用【异型孔向导】/【钻孔大小】与用【简单 直孔】生成“光孔”的区别在于:若是盲孔,则用【异 型孔向导】生成的“光孔”底部有118°锥角,表明由 麻花钻钻孔形成,而用【简单直孔】生成的“光孔”是 平底孔。而且二者的操作步骤稍有不同。

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4. 螺纹孔 【螺纹孔】用于在模型上生成螺纹孔。在 “底座” 零件上添加【螺纹孔】的操作步骤如下: (1)单击常用特征工具栏上的【异型孔向导】按 钮 ,或选择菜单栏【插入】/【特征】/【孔】/【向 导】命令,系统弹出【孔规格】属性管理器。在【孔 类型】选项中单击【螺纹孔】按钮 ,设置各参数,如 选用的【标准】、【类型】、【大小】和【配合】性 质等。 (2)从【标准】下拉列表框中选择与螺纹孔连接 的紧固件标准,如GB。选择螺纹类型,如【螺纹孔】 或【底部螺纹孔】。根据条件和孔类型设置【终止条 件】为【完全贯穿】,在【螺纹线】属性对应的参数 中设置螺纹线的深度。

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(3)在【选项】中勾选【带螺纹标注】选项,则 孔在工程图中会自动加入螺纹标注和装饰线。 (4)设置好参数后,单击【位置】按钮,通过鼠 标拖动孔的中心到适当位置,此时光标变为 ,在模 型上选择孔的大致位置。单击草图工具栏中的【智能 尺寸】按钮,对孔进行尺寸定位。 (5)单击【确定】按钮完成螺纹孔操作。 (6)使用【线性阵列】生成四个螺纹孔。进行圆 角处理后,最终得到的“底座”模型。

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【螺纹孔】特征管理器中许多参数也与【柱孔】特 征管理器基体类似。 (1)【终止条件】中系统可以自动设定盲孔深度和 螺纹深度,也可以自行设定。 (2)【选项】中包括【螺纹钻孔直径】、【装饰螺 纹线】、【移除螺纹线】三个选项: ? 【带螺纹标注】:用于显示螺纹标注和装饰线 ? 【螺纹线等级】:用于改变螺纹线的等级 ? 【近端锥孔】:用于设置近端口的直径和角度

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5. 管螺纹孔和旧制孔 【管螺纹孔】特征的参数设置与生成和螺纹孔十分类 似,这里不对它作单独的说明,初学者可以按照上述螺纹 孔的方法自己操作。 【旧制孔】选项可以编辑任何在SolidWorks 2000之 前版体中生成的孔,在这里也不作说明。

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3.3.8 包覆
【包覆】特征是将草图轮廓缠绕到包覆面上。在机械 制造中,精密铸件模型上的文字、产品标牌模型上的文字 等都可用包覆命令来生成。 下面以“校徽”为例,并结合【分割线】命令说明【包覆】 特征的操作步骤: (1)在右视基准面上绘制“草图1‖,作为横向轮廓进 行拉伸,拉伸深度为45,生成“校徽”徽体。徽体的前面 是一圆弧面。 (2)分割模型前部圆弧面。建立一个与前视基准面平 行的基准面1,距离前视基准面为30。在该基准面上用 【等距实体】命令绘制一个较徽体轮廓小的矩形“草图2‖。 单击菜单栏【插入】/【曲线】/【分割线】命令,系统弹 出【分割线】属性管理器,在【要投影的草图】选项
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下选择“草图2‖,在【要分割的面】选项下指定徽体的前圆 弧面,单击确定,即把徽体圆弧面分割成内外两个面。编辑 两个面的颜色,在四个角上添加圆角,得到“校徽”基体模 型。 (3)在基准面1上绘制“草图3‖。绘制竖直和水平的两 条中心线,并标注它们与徽体圆弧面轮廓的距离为4。单击 常用草图工具栏上的【文字】按钮,在弹出的【草图文字】 属性管理器【曲线】选项中,选择水平的中心线。在【文字】 输入框中输入“郑州大学”,选择合适的字体,必须为不交 叉的字体,单击【确定】按钮完成添加文字。单击图形右上 角的图标 结束草图的绘制。 (4)单击常用特征工具栏上的【包覆】按钮,系统弹 出【包覆】属性管理器。在【包覆参数】选项中选择【蚀 雕】,在【包覆草图的面】中选择面1即徽体圆弧面,厚度 设为0.25,在【草图源】中选择“草图3‖。单击【确定】按
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钮完成包覆操作,得到 “校徽”模型。 【包覆】属性管理器中【包覆参数】选项分为: ? 【浮雕】:草图轮廓缠绕包覆面,形成凸起。 ? 【蚀雕】:草图轮廓缠绕包覆面,形成凹陷。 ? 【刻线】:草图轮廓缠绕包覆面,形成缠绕的草图, 并将包覆面加以分割。 【包覆】操作的限制条件: ? 包覆面仅限于平面、圆柱面、圆锥面和旋转面。 ? 包覆轮廓草图必须在包覆面的相切面或者相切面的 平行平面上。 ? 草图必须是单一闭合的轮廓。【包覆】命令把文字 自动认为是草图,所以组成文字线段不能有交叉。

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3.4 特征造型实例

下面以 “轴承座”为例说明特征建模的过程和步骤。 (1)在前视基准面上绘制一个矩形草图,并拉伸50, 生成“拉伸1‖。 (2)在“拉伸1‖中的后视面上绘制草图,并拉伸15, 生成“拉伸2‖。 (3)在“拉伸2‖的前视面上绘制草图,并将其生成深 度为10的“拉伸3‖。

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(4)在距离模型底面92的位置建立一个与底面平行的 参考基准面,然后在上面绘制草图,并生成旋转切除特征。 (5)在右视基准面上建立草图然后生成筋特征,筋的厚 度为6。 (6)在“拉伸1‖的上表面生成如图示的草图,然后应用 【拉伸切除】和【镜向】命令,生成两简单直孔。 (7)显示临时轴。应用【异型孔向导】在“拉伸3‖的前 视面上生成M6的螺纹孔,且与临时轴的径向距离为35。然 后应用【圆周阵列】命令生成其他5个螺纹孔。

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(8)对切边线进行R2的圆角,对旋转切除处进行距离 为1.5的倒角,生成最终的零件模型。

轴承座
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3.5 小结
特征造型是SolidWorks的核心功能,是进行三维建 模、设计零件的主要方法。本章主要介绍了基本特征和 辅助特征。在基本特征部分主要介绍了拉伸特征、拉伸 切除特征、旋转特征、旋转切除特征、扫描特征、放样 特征及包覆特征等命令。在辅助(附加)特征部分主要 介绍了圆角特征、倒角特征、抽壳特征、筋特征、阵列 特征、镜向特征及孔特征等命令。通过特征造型可以设 计出具有一定尺寸和形状的三维零件模型,为建立装配 体做好准备。

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第四章 钣金

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第四章 钣金
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 基本术语 利用钣金特征建立钣金零件 转换成钣金零件 生成钣金零件的工程图 小结

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钣金零件在汽车、石化、通用机械制造业中有着广泛的 用途,在我们的生活中也经常可以见到钣金零件,如电脑机 箱、汽车外壳、手机的外壳等都属于钣金零件。 钣金零件是实体建模中比较特殊的一种类型,是具有折 弯的薄壁零件。钣金零件中所有的壁厚都相同,折弯半径都 可以使用指定的半径值。 利用SolidWorks建立钣金零件的方法,可以分为两种: (1)使用钣金工具建立钣金零件 这种方法利用了钣金工具命令,从最初的基体法兰 特征开始,直接将零件作为钣金零件开始建模。 该方法是常用的方法,也是本章所要讲述的重点内 容。 (2)将实体零件转换成钣金零件 这种方法可以按照常规的建模方法先建立零件,然 后将其转换成钣金零件。
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4.1 基本术语
钣金零件在折弯过程中,折弯处内侧的材料受到压缩, 外侧的材料受到拉伸,从而导致板件折弯处的展开长度与折 弯前的长度不相等,其程度与钣金零件的材料种类、热处理 状态、机械性能、板材的厚度及折弯半径均有关系。为了反 映钣金零件经折弯后,折弯处的长度所发生的变化程度,可 以选用如下几个参数之一:
? 【折弯系数】 ? 【折弯扣除】 ? 【K-因子】

这些参数之间有一定的关系。

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4.1.1 折弯系数 零件要生成折弯时,可以指定一个【折弯系数】,但指 定的【折弯系数】必须介于折弯内侧弧长与外侧弧长之间。 【折弯系数】可以由钣金件原材料的总展开长度减去非 折弯长度来计算。 用来决定使用折弯系数值时,总展开长度的计算公式如 下: Lt = A + B + BA

式中: BA —— 折弯系数 Lt —— 总展开长度 A、B —— 非折弯长度

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4.1.2 折弯扣除 当在生成折弯时,用户可以通过输入数值指定一个明确 的【折弯扣除】。 【折弯扣除】由虚拟非折弯长度减去钣金原材料的总展 开长度来计算。 用来决定使用折弯扣除值时,总展开长度的计算公式如 下: Lt = A + B – BD

式中: BD ——— 折弯扣除 Lt ——— 总展开长度 A、B ——— 虚拟非折弯长度

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4.1.3 K-因子 【K-因子】表示钣金中性面的位置,以钣金零件的厚度 作为计算基准。 【K-因子】即为钣金件内表面到中性面的距离t与钣金厚 度T的比值,K=t/T。 使用【K-因子】也可以确定【折弯系数】,计算公式如 下: BA =л(R+t)A/180 =л(R+KT)A/180

式中: BA ——— 折弯系数 R ——— 内侧折弯半径 K ——— K-因子 K=t/T

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T ——— 材料厚度 t ——— 内表面到中性面的距离 A ——— 折弯角度(经过折弯材料的角度) 由上面的公式可知,【折弯系数】即为钣金件在折弯时, 中性面上的圆弧长度。因此,指定的【折弯系数】的大小必 须介于钣金的内侧圆弧与外侧圆弧之间,以便与折弯半径和 折弯角度的数值相一致。 在机械工程中,钣金件的精度都不高,使用钣金工具进 行折弯操作时,选择默认的参数即可,例如【K-因子】一般 都取0.5,即钣金件的中性层位于板内侧与板外侧的中间位 置。

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4.1.4 折弯系数表 除直接指定和由【K-因子】来确定【折弯系数】之外, 还可以利用【折弯系数表】来确定。 在【折弯系数表】中可以指定钣金零件: ? 【折弯系数】 ? 【折弯扣除】 【折弯系数表】还包括: ? 【折弯半径】 ? 【折弯角度】 ? 板件的厚度。

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在SolidWorks中有两种【折弯系数表】可供使用: 一、带有.blt扩展名的文本文件。 二、嵌入的Excel电子表格。 本小节介绍第二种类型。 在SolidWorks中,所生成的新【折弯系数表】保存在嵌 入的Excel电子表格程序内,根据需要可以将【折弯系数表】 的数值添加到电子表格程序中的单元格内。 电子表格的【折弯系数表】只包括折弯90°的数值,其 它角度折弯的【折弯系数表】或【折弯扣除】值由 SolidWorks计算得到。

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生成【折弯系数表】的方法如下: (1)选择菜单栏中的【插入】/【钣金】/【折弯系数表】/ 【新建】命令,系统弹出【折弯系数表】对话框。 (2)在【折弯系数表】对话框中设置单位,键入文件名, 单击【确定】按钮,则包含折弯系数电子表格的嵌置Excel 窗口出现在SolidWorks窗口中。 折弯系数电子表格包含默认的半径和厚度值。 (3)在Solidworks图形区的表格外单击,以关闭电子表 格。

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4.2 利用钣金特征建立零件
钣金命令包括:
基体法兰 、转换到钣金、边线法兰 、斜接法兰、 褶边、 绘制的折弯、闭合角 、转折 、 断开边角/边角剪裁、展开、 折叠 、展开 、切口 以生成下图所示的钣金零件为例,介绍钣金命令的使用。

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4.2.1 基体法兰 【基体法兰】是钣金零件设计的起点。 建立基体法兰特征以后,系统会将该零件标记为钣金零 件。该特征不仅生成了零件最初的实体,而且为以后的钣金 特征设置了参数。基体法兰特征是通过拉伸草图来建立,草 图可以是开环的草图,也可以是封闭的草图。开环的草图作 为拉伸薄壁特征来处理,封闭的草图作为轮廓来处理。

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其操作步骤如下: (1)绘制草图

(2)选择【基体法兰】命令

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4.2.2 绘制的折弯
【绘制的折弯】是在钣金零件处于折叠状态时将零件沿 着折弯线进行折弯。在草图中只允许使用直线,可为每个草 图添加多条直线。折弯线长度可以不与正折弯面的边线长度 相等。

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其操作步骤如下: (1)在基体法兰上表面绘制两条折弯线

(2)选择【绘制的折弯】命令

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4.2.3 边线法兰
【边线法兰】特征可将法兰添加到钣金零件的一条或多 条边线上。 添加法兰时所选的边线必须为直线,系统会自动将其厚 度链接到钣金零件的厚度。

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其操作步骤如下:
(1)选择【边线法兰】命令

(2)在属性管理器中设置合适的参数

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4.2.4 斜接法兰

【斜接法兰】特征可将一系列法兰添加到钣金零件的一 条或多条边线上。
草图可包括直线或圆弧,【斜接法兰】轮廓可以包括一 条以上的连续直线。使用圆弧草图生成斜接法兰时,圆弧不 能与钣金件厚度边线相切,但可以与长边线相切,或在圆弧 和厚度边线之间有一条直线相连。

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其操作步骤如下:

(1)选择一个窄面作为草图基准面绘制出一条水平直线

(2)选择【斜接法兰】命令

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4.2.5 褶边 【褶边】可将褶边添加到钣金零件的一条或多条边线上。 所选边线必须为直线,斜接边角被自动添加到交叉褶边 上。

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其操作步骤如下:
(1)选择【褶边】命令

(2)在属性管理器中设置合适的参数

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4.2.6 转折 【转折】通过从草图线生成两个折弯而将材料添加到钣 金零件上。 草图必须只包含一条直线,直线可以不是水平或垂直直 线,折弯线长度也不一定要与用户正折弯面的长度相等。

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其操作步骤如下:

(1)在【边线法兰1】的上表面绘制一条转折线

(2)选择【转折】命令

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4.2.7 断开边角/边角剪裁 【断开边角】可以从折叠的钣金零件的边线或面上切除 材料。

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其操作步骤如下:

(1)【断裂边角】命令

(2)在属性管理器中设置合适的参数

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4.2.8 薄片
【薄片】和【基体法兰】共用一个命令按钮。 【薄片】 命令可为钣金零件添加薄片,系统会自动将薄片特征的深度 设置为钣金零件厚度。至于深度的方向,系统会自动将其设 置为与钣金零件重合,从而避免实体脱节。 其草图可以是单一闭环、多重闭环或多重封闭轮廓,并 且草图必须位于垂直于钣金零件厚度方向的基准面或平面上。 可以编辑草图,但不能编辑定义。原因是已将深度、方向及 其他参数设置为与钣金零件参数相匹配。

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其操作步骤如下:

(1)在草图绘制平面上绘制一个圆

(2)选择【薄片】命令

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4.2.9 通风口 【通风口】是扣合特性中的一个命令,可在钣金零件的 面上生成各种形状的通风口。

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其操作步骤如下:

(1)在草图绘制平面上绘制一草图

(2)选择【通风口】命令

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4.2.11 闭合角 【闭合角】用于在钣金特征间添加材料。

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其操作步骤如下:

(1)选择【闭合角】命令

(2)在属性管理器中设置合适的参数

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4.2.12 展开

在钣金零件设计树中,【平板型式】是最后一个特征。 在特征管理器中,【平板型式】之前的所有特征在折叠或展 开的钣金零件中都出现过,而【平板型式】之后的所有特征 则只有在展开的钣金零件中才会出现。可以通过将【平板型 式】解除压缩来展开整个钣金零件。

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4.3 转换成钣金零件
SolidWorks中可以对常规零件进行折弯识别,从而将 一个实体零件转换成钣金零件。现在用该方法生成 “垃圾 斗”中的“斗体”。

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其操作步骤如下: (1)选择右视基准面作为草图平面

(2)建立拉伸特征。

(3)建立抽壳特征。

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(4)插入折弯

(5)用【拉伸切除】或【简单直孔】命令加入铆钉孔。

(6)制作如图所示的“铆钉”。

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(7)制作如图所示的“横把手”。

(8)制作如图所示的“竖把手”。

(9)将上面的钣金零件装配在一起,就成了“垃圾斗”。

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4.4 生成钣金零件的工程图

现以 “竖把手”零件为例来生成钣金零件的工程图。 有关工程图的设计详见第六章“工程图”。

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4.4.1 生成钣金零件的标准三视图并添加等轴测视图

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4.4.2 零件下料图

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4.5 小结
SolidWorks钣金设计工具功能强大,简单易学。初学 者可在较短的时间内学习掌握,从而完成较复杂的钣金零件 设计。本章首先介绍了钣金零件的基本概念、钣金设计的相 关术语,如折弯系数、折弯扣除和K-因子等,然后分别以实 例详细介绍了二种生成钣金零件的方式:使用钣金工具建立 钣金零件和由实体零件转换成钣金零件。并简要说明如何使 用工程图工具生成工程图(零件图)以及利用建立平板型式 视图来生成下料图。

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第五章 装配体

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第五章 装配体
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7
第 1章

SolidWorks 装配综述 装配设计的基本步骤 调用Toolbox 标准件 在装配体中定位零部件 配合关系的编辑、删除与压缩 装配体中的零部件操作 子装配体操作
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5.8 5.9 5.10 5.11 5.12

装配体的爆炸视图 大型装配体的简化 装配体的统计与干涉检查 装配过程举例 小结

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前面几章介绍了零件的各种设计方法,用以生成各种 各样的零件模型,但是一般来说,单纯的零件没有实际意义。 对于机械设计而言,一个运动机构、一台装置或设备才有意 义。将已经完成的各个独立的零件,根据预先的设计要求装 配成为一个完整的装配体,并在此基础上对其进行运动测试, 检查是否完成设计功能,才是设计的最终目的,也是 SolidWorks的要点之一。 SolidWorks不仅提供了丰富的 用于装配的工具,还提供了多种统计、计算和检查工具,如 质量特性、干涉检查等,并且可以很方便地生成装配体爆炸 图,清晰地表示装配体中各零件之间的位置关系。

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5.1 SolidWorks装配综述
在SolidWorks 2009中,装配体的零部件可以是独立的 零件,也可以是其它的装配体——子装配体。在大多数情况 下,零件和子装配体的操作方法是相同的。零部件被链接 (而不是复制)到装配体文件,装配体文件的扩展名为 “.sldasm‖。 装配体文件中保存了两方面的内容:一是进入装配体中 各零件的路径,二是各零件之间的配合关系。一个零件放入 装配体中时,这个零件文件会与装配体文件产生链接的关系。 在打开装配体文件时,SolidWorks 2009要根据各零件的存 放路径找出零件,并将其调入装配体环境。所以装配体文件 不能单独存在,要和零件文件一起存在才有意义。

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在打开装配体文件时,系统会自动查找组成装配体的 零部件,其查找顺序是:内存→当前文件夹→最后一次保存 位置。如果在这些位置都没有找到相应的零部件,系统会弹 出找不到零件对话框,提示用户自已进行查找。 此时,用户可以两种选择:选择【是】,浏览至该文 件的位置打开即可。在对装配体进行保存后,系统会记住该 零件新的路径;选择【否】,则会忽略该零件,在打开的装 配体绘图区中缺失该零件,但在设计树中仍有该零件的名称, 且呈灰色显示。 由于零件与装配体模块的联动,对零件所进行的任何改 变都会更新装配体文件。

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5.1.1 装配设计的基本概念 在SolidWorks装配环境中,既可以操作装配体中的独 立零件,也可以操作各级子装配体。在以子装配体为操作对 象时,子装配体将被视作一个整体,其大多数操作与独立零 件并无本质区别。 装配体设计有两种方法: ? “自下而上”设计方法 “自下而上”设计方法是比较传统的设计方法。在 “自下而上”设计中,先分别设计好各零件,然后将其 逐个调入到装配环境中,再根据装配体的功能及设计要 求对各零件之间添加约束配合。由于零部件是独立设计 的,与“自上而下”设计法相比,使用“自下而上”设 计法可以使用户更能专注于单个零件的设计工作。

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? ―自上而下”设计方法 “自上而下”的设计方法从装配体中开始设计,允许用 户使用一个零件的几何体来帮助定义另一个零件,或者生成 组装零件后再添加新的加工特征,进一步进行详细的零件设 计。 目前通常使用的装配设计方法是“自下而上”,本章也 是仅对此种方法进行介绍。 装配既然要表达产品零部件之间的配合关系,必然存在 着参照与被参照的关系。对于静态装配而言,参照的概念并 不是很突出,但是如果两个零件之间存在运动关系时,就必 须明确装配过程中的参照零件。

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在装配设计中有一个基本概念——―地”零件,即相对 于基准坐标系静态不动的零件。一般将装配体中起支承作用 的零件或子装配体做为“地”零件,即位置固定的零件,不 可以进行移动或转动的操作。 装配环境下另一个重要概念就是——―约束”。当零件 被调入到装配体中时,除了第一个调入的之外,其它的都没 有添加约束,位置处于任意的“浮动”状态。在装配环境中, 处于“浮动”状态的零件可以分别沿三个坐标轴移动,也可 以分别绕三个坐标轴转动,即共有六个自由度。当给零件添 加装配关系后,可消除零件的某些自由度,限制了零件的某 些运动,此种情况称为不完全约束。当添加的配合关系将零 件的六个自由度都消除时,称为完全约束,零件将处于“固 定”状态,同“地”零件一样,无法进行拖动操作。 SolidWorks默认第一个调入装配环境中的零件为“地”零 件。
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5.1.2 操作界面 进入装配体环境有两种方法: ? 第一种是新建文件时,在弹出的【新建SolidWorks文 件】对话框中选择【装配体】模板,单击【确定】按钮 即可新建一个装配体。 ? 第二种是在零件环境中,选择菜单栏【文件】/【从零件 制作装配体】命令,切换到装配体环境。
当新建一个装配体文件或打开一个装配体文件时,即 进入SolidWorks装配界面,其界面和零件模式的界面相似, 装配体界面同样具有菜单栏、工具栏、设计树、控制区和零 部件显示区。在左侧的控制区中列出了组成该装配体的所有 零部件。在设计树最底端还有一个配合的文件夹,包含了所 有零部件之间的配合关系。

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装配环境与零件环境的不同之处在于装配环境下的零件 空间位置存在参考与被参考的关系,体现为“固定零件”和 “浮动零件”。在装配环境中选择零件,通过右键快捷菜单, 可以设置零件为【固定】或者【浮动】。 在SolidWorks装配体设计时,需要对零件添加配合关 系,限制零件的自由度,以使零件符合工程实际的装配要求。

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1.装配体工具栏

SolidWorks 2009的装配体操作界面与零件造型操作 界面很相似,其主要区别在于装配体工具栏和特征管理器 两个方面。下面来看一下【装配体】工具栏,其中列出了 常用的装配体命令按钮。凡是下部带小箭头的命令按钮表 明单击小箭头可将其展开,下面包含有同类别的命令按钮。

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需要说明的是,这里的命令按钮的种类和数量可以由用 户按自已的喜好设置。【装配体】工具栏中常用的命令按钮 有: ? 【插入零部件】 ? 【显示隐藏的零部件】 ? 【编辑零部件】 ? 【配合】 ? 【移动零件】 ? 【智能扣件】 ? 【爆炸视图】 ? 【爆炸直线草图】 ? 【干涉检查】 ? 【新零件】 ? 【替换零部件】
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2.装配体设计树 装配体设计树在装配体窗口显示以下项目: ? 装配体名称 ? 光源和注解文件夹 ? 装配体基准面和原点 ? 零部件 ? 配合组与配合关系 ? 装配体特征 ? 零部件阵列 ? 在关联装配体中生成的零件特征

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单击零部件名称前的“+‖号,可以展开或折叠每个零 部件以查看其中的细节。如要折叠设计树中所有的项目,可 双击其顶部的装配体图标。 在一个装配体中可多次使用相同的零件,每个零件之 后都有一个后缀<n>,n表示了装配体中同一种零件的数 量。每添加一个相同零件到装配体中,数目n都会增加1。 任何一个零件都有一个前缀标记,此前缀标记表明了该零件 与其它零件之间关系的信息,前缀标记有以下几种类型: ? 无前缀 ? (固定) ? ( -) ? ( +) ? ( -)

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在某些情况下,在设计树中显示零部件,用户可能想 强调设计的结构或层次关系,而不是草图或是特征的细节。 此外,用户也可能想强调装配体的设计而不是零部件的所有 特征。以下查看装配体的方法只影响设计树中显示细节的级 别,装配体本身并不受影响。 ? 如要只显示层次关系,在设计树中右击装配体的名称, 然后选择【只显示层次关系】选项,则只会显示零部件 (零件和装配体),细节则不会显示。 ? 如要显示特征细节,可重复以上步骤,选择【显示特征 细节】选项。

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5.1.3 装配体的配合方式 如前所述,调入装配环境中的每个零部件在空间坐标系 都有三个平移和三个旋转共6个自由度,通过添加相应的约 束可以消除零部件的自由度。为装配体中的零部件添加约束 的过程就是消除其自由度的过程。 SolidWorks提供了两类配合方式来装配零部件: ? 一般配合 ? SmartMates智能配合。 单击装配体工具栏中的【配合】命令按钮,系统弹出 【配合】属性管理器。一般配合又包括三种配合类型: ? 【标准配合】 ? 【高级配合】 ? 【机械配合】。
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1.标准配合 ? 【重合】 ? 【平行】 ? 【垂直】 ? 【相切】 ? 【同轴心】 ? 【锁定】 ? 【距离】 ? 【角度】

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2.高级配合 ? 【对称】 ? 【路径配合】 ? 【特征驱动/特征驱动耦合】 ? 【限制配合】 3.机械配合 此类配合专门用于常用机械零件之间的配合。 ? 【凸轮】 ? 【铰链】 ? 【齿轮】 ? 【齿条小齿轮】 ? 【螺旋】 ? 【万向节】
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SolidWorks中可以利用多种实体或参考几何体来建立 零件间的配合关系。添加配合关系后,可以在未受约束的自 由度内拖动零部件,查看整个结构的行为。在进行配合操作 之前,最好将零件调整到绘图区合适的位置。

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5.2 装配设计的基本步骤
这一节,将通过一个具体例子,来初步感受一下 SolidWorks的装配过程。SolidWorks装配设计的基本步骤 包括: (1) 确定装配体的固定零件(“地”零件),并将其 第一个调入装配体环境中。 (2) 将其他零件调入装配体环境。此时,尚未添加配 合关系的零件可以在图形区中随意移动或旋转,处于浮 动状态。 (3)使用配合工具为零件之间添加配合关系。

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下面将以底座和轴承座的配合实例,讲述 SolidWorks的装配过程和装配方法。

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(1)单击标准工具栏上的新建按钮,在出现的【新建 SolidWorks文件】对话框中,选择【装配体】模板。
(2)界面中出现默认的【开始装配体】属性管理器。单 击其中的【浏览】按钮,出现【打开】零件对话框,在相应 的文件夹下选择要插入的零件。 (3)单击【打开】按钮,图形区出现零件“底座”的图 形预览,在绘图区单击鼠标放置零件。该零件是装配体中的 固定零件。在装配体设计树中,该零件图标前面会自动加上 前缀“固定”,表示该零件是“地”零件,它的位置是固定 的,不可进行拖动操作。 如果用户在点击打开按钮之后,没有在绘图区单击鼠 标放置零件,而直接在属性管理器中单击【确定】,那么即 便该零件不是第一个被调入的,系统也会把它设为“地”零 件,并且该零件的坐标原点与装配体坐标原点重合。
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(4)单击装配体工具栏中的【插入零部件】按钮,系统 弹出【插入零部件】属性管理器。在同一文件夹下选择“轴 承座.SLDPRT‖文件并打开,在图形区中将显示零件的预览 图。 (5)单击装配体工具栏中的【移动零部件】按钮和【旋 转零部件】按钮,将“轴承座”调整到大致合适的方位。

(6)单击装配体工具栏中的【配合】按钮,系统弹出 【配合】属性管理器。分别选择“底座”零件与“轴承座” 零件的右侧面,此时将弹出浮动的【配合】关联工具栏。在 此关联工具栏中列举了所选对象可能出现的所有配合类型, 并且系统会根据所选的对象自动地推测最可能出现的配合类 型。

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(7)应用同样的办法,分别选择“底座”零件顶面 与“轴承座”零件的底面以及“底座”零件前面与“轴 承座”零件的前面添加【重合】关系。此时,看到设计 树中的“轴承座”零件前面的前缀标记(-)消失,表明 该零件处于完全定位状态。
(8)单击标准工具栏上的【保存】按钮。选择合适 的文件夹,起名“装置”,保存文件。装配体文件的扩 展名为“*.sldasm"。

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5.3 调用Toolbox标准件
SolidWorks提供了诸如Toolbox、库特征等丰富的可 重用建模单元,涵盖了螺母、螺栓、垫片等标准件,甚至还 包括齿轮、管接头、管路等标准化零件。在装配体环境下直 接调用标准零件,是提高产品设计效率的一个重要手段。可 重用建模单元都位于任务窗格的设计库页面当中,其中 Toolbox是重要的零件库,包括常用的结构件和紧固件等标 准件。 首先需要激活SolidWorks Toolbox和SolidWorks Toolbox Browser两个插件。

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激活插件的两种方法: ? 选择菜单栏【工具】/【插件】,弹出【插件】对话框。 在此对话框中勾选这两个插件。 ? 单击标准工具栏【选项】按钮旁的小箭头,选择【插 件】,弹出【插件】对话框。 单击绘图区右侧的设计库按钮,出现【设计库】对话框, 展开Toolbox,选择合适的标准件类型,右击图标,在弹出 的快捷菜单中选择【生成零件】,系统会自动打开模型文件, 并在设计树中出现该模型的属性管理器。选择合适规格后, 单击【确定】按钮。

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由于SolidWorks中的标准件是在系统原有的零件模板 基础上生成的,其单位设置不符合国标(GB)的要求,所 以要重新定义该标准件的属性。包括以下两个方面: (1)文档属性:单击【选项】/【文档属性】/【自定义】, 按照国标(GB)的要求,把【单位】中的【质量】单位由“克” 改为“公斤”。 (2)文件属性:选择菜单栏【文件】/【属性】/【摘要信 息】/【自定义】修改其属性,具体的操作方法可参照本书 第六章6.9.2―生成装配体工程图”。 定义好文件的属性之后,需要把标准件另存到事先建好 的装配体文件夹里,并注意修改成容易识别的名字,便于文 件管理。另存的方法与在Windows环境下操作其它文件类 似。
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为提高操作速度,调入标准件时可利用系统的智能配合 的功能。 标准零件在调入装配体后,如果需要对其参数规格进行 更改,可在设计树中右击标准件,在弹出的快捷菜单中选择 【编辑Toolbox定义】选项,系统会重新弹出标准件规格对 话框,重选标准件的规格即可。

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5.4 在装配体中定位零部件
在零件调入装配体后,用户可以移动、旋转零部件,这 些方式可以用来大致确定零部件的位置,然后使用配合命令 来精确地定位零部件。添加配合关系后,用户可以在未受约 束的自由度方向上拖动零件,从而查看装配体的运动。 可以使用下列方法来定位零部件: ? 固定零部件的位置 ? 移动或旋转零部件 ? 在零部件上添加配合

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5.4.1 固定零部件的位置 若将零件的位置固定,它就不能相对于装配体原点运动。 如前所述,在默认情况下,第一个调入装配体的零部件是固 定的,但是可以随时将其固定状态解除。建议在装配体中, 至少有一个零件是固定的,或者与装配体的默认基准面或原 点具有配合关系,这可为其余的配合提供参考,而且可以防 止零件在添加配合关系时发生意外移动。 在图形区域或FeatureManager设计树中的零部件名称 上右击零件,在快捷菜单中选择【固定】或【浮动】选项, 可以实现两种状态相互切换。需要注意的是,不能对阵列生 成的零件进行【固定】或【浮动】的操作。

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5.4.2 移动或旋转零部件 在FeatureManager设计树中,只有零部件名称前有前 缀(-),该零部件才可以被移动或旋转。 1.移动零部件 (1)单击装配体工具栏上的【移动零部件】按钮,或执行 【工具】/【零部件】/【移动】菜单栏命令。 (2)系统弹出【移动零部件】属性管理器,在图形区域可以 选择一个或多个零部件进行拖动。

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用户可以从属性管理器中的【移动】下拉列表中选择一 项目来拖动零部件: ? 【自由拖动】 ? 【沿装配体XYZ】 ? 【沿实体】 ? 【由三角形XYZ】 ? 【到XYZ位置】
注意:无法移动一个位置已固定或完全定义的零部件, 只能在配合关系允许的自由度范围内移动该零部件。而且, 在移动零部件工具保持激活状态时,即在不退出【移动零部 件】属性管理器的状态下,用户可以逐个选择和移动零部件 或零部件组。

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2.旋转零部件 单击装配体工具栏上的【旋转零部件】按钮,或选择 菜单栏【工具】/【零部件】/【旋转】命令,系统弹出 【旋转零部件】属性管理器,在图形区域选择一个或多个 零部件,可以进行相应的操作。用户可以从【旋转】下拉 列表中选择一个项目来旋转零部件: ? 【自由拖动】 ? 【对于实体】 ? 【由三角形XYZ】
注意:无法旋转一个位置已固定或完全定义的零部件, 只能在配合关系允许的自由度范围内旋转该零部件。而且, 在不退出【旋转零部件】属性管理器的状态下,用户可以 逐个选择和旋转零部件或零部件组。

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5.4.3 在零部件上添加配合 在一般配合中,有【标准配合】、【高级配合】和【机 械配合】三种配合类型。每一种配合类型中又包含几种配合 方式。为零部件添加一般配合的操作步骤是: (1)执行配合命令 单击【配合】按钮,或选择菜单栏【插入】/【配合】命 令,系统弹出【配合】属性管理器。 (2)设置配合方式 在【配合】属性管理器中设置配合方式,如【重合】、 【平行】等。 (3)指定要配合的实体 在图形区中或设计树中指定要配合的零件实体,如点、 线、平面、圆柱面等,系统自动地推测最可能实现的配合方 式,使浮动零件到达要求的配合位置,且呈预览状态。 (4)确认配合
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5.4.3.1 标准配合 (1)【重合】 【重合】配合关系比较常用,可以使一个零件的顶

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