SOLIDWORKS 2023中文版机械设计从入门到精通

978-7-115-60580-1
作者: 赵罘杨晓晋赵楠
译者:
编辑: 王旭丹

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内容提要   SOLIDWORKS是三维CAD软件,该软件以参数化特征造型为基础,具有功能强大、易学易用等特点。   本书系统地介绍了SOLIDWORKS 2023中文版软件在草图绘制、实体建模、装配体设计、工程图设计、仿真分析等方面的功能。本书每章的前半部分介绍软件的基础知识,后半部分利用一个或多个内容较全面的实例介绍具体的操作步骤,引导读者一步步完成模型的创建,使读者能够快速而深入地理解SOLIDWORKS软件中一些抽象的概念和功能。   本书可作为广大工程技术人员的SOLIDWORKS自学教程和参考书,也可作为各类院校计算机辅助设计课程的参考用书。

图书摘要

版权信息

书名:SOLIDWORKS 2023中文版机械设计从入门到精通

ISBN:978-7-115-60580-1

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版  权

编  著 赵 罘 杨晓晋 赵 楠

责任编辑 蒋 艳

人民邮电出版社出版发行  北京市丰台区成寿寺路11号

邮编 100164  电子邮件 315@ptpress.com.cn

网址 http://www.ptpress.com.cn

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内 容 提 要

SOLIDWORKS是三维CAD软件,该软件以参数化特征造型为基础,具有功能强大、易学易用等特点。

本书系统地介绍了SOLIDWORKS 2023中文版软件在草图绘制、实体建模、装配体设计、工程图设计、仿真分析等方面的功能。本书每章的前半部分介绍软件的基础知识,后半部分利用一个或多个内容较全面的实例介绍具体的操作步骤,引导读者一步步完成模型的创建,使读者能够快速而深入地理解SOLIDWORKS软件中一些抽象的概念和功能。

本书可作为广大工程技术人员的SOLIDWORKS自学教程和参考书,也可作为各类院校计算机辅助设计课程的参考用书。

前  言

SOLIDWORKS公司是一家专业从事三维机械设计、工程分析、产品数据管理软件研发和销售的国际性公司。其产品SOLIDWORKS是三维CAD软件,它有一套完整的3D MCAD 产品设计解决方案,即在一个软件包中为产品设计团队提供所有必要的机械设计、验证、运动模拟、数据管理和交流工具。该软件以参数化特征造型为基础,具有功能强大、易学易用等特点,是当前流行的三维CAD软件。

本书重点介绍了SOLIDWORKS 2023中文版软件的基本功能和操作方法。每章的前半部分为软件功能知识点的介绍,后半部分以一个或多个综合性应用实例对本章的知识点进行概括,可以帮助读者提高实际操作能力,并巩固所学知识。本书的语言通俗易懂,内容由浅入深,各章节既相对独立又前后关联。全书内容翔实,图文并茂,建议读者结合软件,从头到尾循序渐进地学习。本书的主要内容如下。

(1)认识SOLIDWORKS:讲解SOLIDWORKS的一些基础知识。

(2)草图绘制:讲解草图的绘制和修改方法。

(3)实体建模:讲解基于草图的三维特征建模命令。

(4)实体特征编辑:讲解基于实体的三维特征建模命令。

(5)曲线与曲面设计:讲解曲线和曲面的建立过程。

(6)钣金设计:讲解钣金的建模设计步骤。

(7)焊件设计:讲解焊件的建模设计步骤。

(8)装配体设计:讲解装配体的具体设计方法和步骤。

(9)动画设计:讲解动画制作的基本方法。

(10)工程图设计:讲解装配图和零件图的设计。

(11)标准零件库:讲解标准零件库的使用。

(12)线路设计:讲解线路设计的基本方法。

(13)配置和设计表的相关操作:讲解配置和设计表的一些相关操作。

(14)渲染输出:讲解图片渲染的基本方法。

(15)仿真分析:讲解公差分析、有限元分析、流体分析、数控加工分析和运动模拟。

本书随书配送数字资源,资源包含全书各个章节中实例所用的模型文件、每个实例操作过程的视频讲解文件、每章知识要点的PPT文件。

本书由赵罘、杨晓晋、赵楠编写,参加编写工作的还有李梓猇、王上、金宇杰、陶欣。

编者在编写过程中力求展现给读者尽可能多的SOLIDWORKS的强大功能,希望本书对读者掌握SOLIDWORKS软件有所帮助。由于编者水平有限,疏漏之处在所难免,欢迎广大读者批评指正,来信请发往zhaoffu@163.com。

编 者

2022年8月12日

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第1章 认识SOLIDWORKS

本章主要介绍SOLIDWORKS 2023中文版软件的基础知识,包括SOLIDWORKS概述、SOLIDWORKS的文件操作、常用工具命令、操作环境设置、参考坐标系、参考基准轴、参考基准面、参考点、SOLIDWORKS 2023新增功能概述,以及参考几何体建立实例。基本操作命令的使用直接关系到软件使用的效率,也是以后学习的基础。

重点与难点

SOLIDWORKS的文件操作

常用工具命令

操作环境设置

1.1 SOLIDWORKS概述

本章首先对SOLIDWORKS的背景及其主要设计特点进行简单的介绍,让读者对该软件有个大致的认识。

1.1.1 软件背景

20世纪90年代初,国际微型计算机(简称微机)市场发生了根本性的变化,微机性能大幅提高,而价格一路下滑,微机卓越的性能足以运行三维CAD软件。为了开发基于微机平台的三维CAD软件,1993年,PTC公司的技术副总裁与CV公司的副总裁成立SOLIDWORKS公司,并于1995年成功推出了SOLIDWORKS软件。在SOLIDWORKS软件的促动下,1998年开始,国内外也陆续推出了相关软件,原来运行在UNIX操作系统的工作站CAD软件也从1999年开始,将其程序移植到了Windows操作系统中。

SOLIDWORKS采用的是智能化的参变量式设计理念及Microsoft Windows图形化用户界面,具有卓越的几何造型和分析功能,操作灵活,运行速度快,设计过程简单、便捷,被业界称为“三维机械设计方案的领先者”,受到广大用户的青睐,在机械制图和结构设计领域已经成为三维CAD设计的主流软件。利用SOLIDWORKS,设计师和工程师可以更有效地为产品建模并模拟整个工程系统,加速产品的设计和生产周期,从而制造更加富有创意的产品。

1.1.2 软件主要特点

SOLIDWORKS是一款参变量式CAD设计软件。所谓参变量式设计,就是将零件尺寸的设计用参数描述,并在设计修改的过程中通过修改参数的数值改变零件的外形。

SOLIDWORKS在3D设计中的特点有以下几个。

SOLIDWORKS提供了一整套完整的动态界面和可用鼠标拖曳控制的设置。

用SOLIDWORKS资源管理器可以方便地管理CAD文件。

配置管理是SOLIDWORKS软件体系结构中非常独特的一部分,它涉及零件设计、装配设计和工程图。

通过eDrawings可以方便地共享CAD文件。

从三维模型中自动生成工程图,包括视图、尺寸和标注。

钣金设计工具:可以使用折叠、折弯、法兰、切口、标签、斜接、放样的折弯、绘制的折弯、褶边等工具创建钣金零件。

焊件设计:绘制框架的布局草图,并选择焊件轮廓,SOLIDWORKS将自动生成3D焊件设计。

装配体建模:当创建装配体时,可以通过选取各个曲面、边线、曲线和顶点来配合零部件,创建零部件间的机械关系,进行干涉、碰撞和孔对齐检查。

仿真装配体运动:只需单击和拖曳零部件,即可检查装配体运动情况是否正常,以及是否存在碰撞。

材料明细表:可以基于设计自动生成完整的材料明细表(BOM),从而节约大量的时间。

零件验证:SOLIDWORKS Simulation工具能帮助新用户和专家进行零件验证,确保其设计具有耐用性、安全性和可制造性。

标准零件库:通过SOLIDWORKS Toolbox、SOLIDWORKS Design ClipArt和3D ContentCentral,可以即时访问标准零件库。

照片级渲染:通过PhotoView 360来利用SOLIDWORKS 3D模型进行演示或虚拟化及材质研究。

步路系统:可使用SOLIDWORKS Routing自动处理和加速管筒、管道、电力电缆、缆束和电力导管的设计过程。

1.1.3 启动SOLIDWORKS

启动SOLIDWORKS 2023有如下两种方式。

(1)双击桌面的快捷方式图标

(2)选择【开始】|【所有程序】|【SOLIDWORKS 2023】命令。

SOLIDWORKS 2023的启动界面如图1-1所示。

图1-1 SOLIDWORKS 2023启动界面

1.1.4 界面功能介绍

SOLIDWORKS 2023的操作界面包括菜单栏、工具栏、状态栏、管理区域、任务窗格等,如图1-2所示。菜单栏包含了SOLIDWORKS的所有命令,工具栏可根据文件类型(零件、装配体、工程图)来调整并设定文件的显示状态,而底部的状态栏则可以提供设计人员正执行的有关功能的信息。

图1-2 操作界面

下面对界面中常用的一些区域进行介绍。

1.菜单栏

菜单栏如图1-3所示,位于界面的最上方,其中最关键的功能集中在【插入】与【工具】菜单中。

图1-3 菜单栏

工作环境不同,SOLIDWORKS中相应的菜单及其中的命令也会有所不同。在进行一定的任务操作时,不起作用的菜单命令会暂时变灰,此时将无法应用该菜单命令。以【窗口】菜单为例,选择【窗口】|【视口】|【四视图】菜单命令,如图1-4所示,此时视图将切换为四视口查看模型,如图1-5所示。

2.工具栏

SOLIDWORKS 2023的工具栏包括标准主工具栏和自定义工具栏两部分。【前导视图】工具栏如图1-6所示,其以固定工具栏的形式显示在绘图区域的正上方。

(1)自定义工具栏的启用方法:选择【视图】|【工具栏】菜单命令,如图1-7所示,或者在【视图】菜单中单击鼠标右键,显示出【工具栏】命令。

图1-4 多视图选择

图1-5 四视图

图1-6 【前导视图】工具栏

从图1-7中可以看到,SOLIDWORKS 2023提供了多种工具栏,方便用户的使用。

图1-7 【工具栏】命令

单击打开某个工具栏(如【参考几何体】工具栏),它有可能默认排列在主界面的边缘,可以拖曳它到图形区域中成为浮动工具栏,如图1-8所示。

图1-8 【参考几何体】工具栏

在使用工具栏或选择工具栏中的命令时,如果光标移动到工具栏中的图标附近,就会弹出一个窗口来显示该工具的名称及相应的功能,如图1-9所示,显示一段时间后,该窗口会自动消失。

图1-9 消息提示

(2)Command Manager(命令管理器)是一个上下文相关工具栏,它可以根据要使用的工具栏进行动态更新,默认情况下,它根据文档类型嵌入相应的工具栏。【Command Manager】工具栏下有9个不同的选项卡,分别是【特征】【草图】【标注】【评估】【MBD Dimensions】【SDLIDWORKS插件】【Simulation】【MBD】【分析准备】,如图1-10所示。

图1-10 【Command Manager】工具栏

【特征】【草图】选项卡提供特征、草图的有关命令。

【标注】选项卡提供标注命令。

【评估】选项卡提供测量、检查、分析等命令,或者在【插件】选择框中选择的有关插件。

【MBD Dimensions】选项卡提供自动尺寸方案的尺寸标注命令。

【SOLIDWORKS插件】选项卡提供常用的插件命令。

【Simulation】选项卡提供应力分析的命令。

【MBD】选项卡提供完整的自动尺寸方案的命令。

【分析准备】选项卡提供有关分析的命令。

3.状态栏

状态栏位于图形区域的右下角,显示当前界面中正在编辑的内容的状态,以及光标位置坐标、草图状态等信息,如图1-11所示。

图1-11 状态栏

状态栏中主要的信息如下。

草图状态:在编辑草图的过程中,状态栏会出现完全定义、过定义、欠定义、没有找到解、发现无效的解5种状态。在完成零件之前,最好完全定义草图。

【重建模型】图标:在更改了草图或零件而需要重建模型时,重建模型图标会显示在状态栏中。

【快速提示帮助】图标:它会根据SOLIDWORKS的当前模式给出提示和选项,对于初学者来说很有用。

4.管理区域

在图形区域的左侧为SOLIDWORKS文件的管理区域,也称为左侧区域,如图1-12所示。

图1-12 管理区域

管理区域包括【特征管理器】(Feature Manager)设计树、【属性管理器】(Property Manager)、【配置管理器】(Configuration Manager)、【标注专家管理器】(DimXpert Manager)和【外观管理器】(Display Manager)。

单击管理区域顶部的标签,可以在应用程序之间进行切换,单击管理区域右侧的箭头,可以展开【显示窗格】,如图1-13所示。

图1-13 展开【显示窗格】

5.任务窗格

图形区域右侧的任务窗格(见图1-14)是与管理SOLIDWORKS文件有关的一个工作区域,任务窗格带有SOLIDWORKS资源、设计库和文件探索器等标签。通过任务窗格,用户可以查找和使用SOLIDWORKS文件。

图1-14 任务窗格

1.1.5 特征管理器设计树

特征管理器(FeatureManager)设计树如图1-15所示,其位于SOLIDWORKS界面的左侧,是SOLIDWORKS软件界面中比较常用的部分。它提供了激活的零件、装配体或工程图的大纲视图,用户可以很方便地查看模型或装配体的构造情况,或者查看工程图中的不同图纸和视图。

图1-15 特征管理器设计树

特征管理器设计树用来组织和记录模型中的各个要素及要素之间的参数信息和相互关系,以及模型、特征和零件之间的约束关系等,几乎包含了所有设计信息。

特征管理器设计树的功能主要有以下几种。

(1)以名称来选择模型中的项目。通过在模型中选择其名称来选择特征、草图、基准面及基准轴。SOLIDWORKS在这一项中的很多功能都与Window操作系统的类似,如在选择的同时按住Shift键,可以选取多个连续项目;在选择的同时按住Ctrl键,可以选取多个非连续项目。

(2)确认和更改特征的生成顺序。在特征管理器设计树中拖曳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重建的顺序。

(3)通过双击特征的名称可以显示特征的尺寸。

(4)如果要更改项目的名称,在名称上缓慢单击两次以选择该名称,然后输入新的名称即可。

(5)用鼠标右键单击清单中的特征,然后选择父子关系,即可查看父子关系。

(6)单击鼠标右键,在树显示里还可显示如下项目:特征说明、零部件说明、零部件配置名称、零部件配置说明等。

(7)可以在特征管理器设计树中添加文件夹。

1.2 SOLIDWORKS的文件操作

在SOLIDWORKS的文件操作中,常用的命令有新建文件、打开文件和保存文件。

1.2.1 新建文件

在SOLIDWORKS的主界面中单击左上角的SOLIDWORKS【新建】按钮,或者选择【文件】|【新建】菜单命令,即可弹出图1-16所示的【新建SOLIDWORKS文件】对话框,在该对话框中单击【零件】按钮,即可进入SOLIDWORKS 2023经典的用户界面。

图1-16 【新建SOLIDWORKS文件】对话框(1)

单击【高级】按钮后,【新建SOLIDWORKS文件】对话框如图1-17所示。

图1-17 【新建SOLIDWORKS文件】对话框(2)

【零件】按钮:双击该按钮,可以生成单一的三维零部件文件。

【装配体】按钮:双击该按钮,可以生成零件或其他装配体的排列文件。

【工程图】按钮:双击该按钮,可以生成属于零件或装配体的二维工程图文件。

SOLIDWORKS软件可分为零件、装配体及工程图3个模块,针对不同的功能模块,其文件类型各不相同,如果准备编辑零件文件,请在【新建SOLIDWORKS文件】对话框中,单击【零件】按钮,再单击【确定】按钮,即可打开一张空白的零件图文件,后续存盘时,系统默认的扩展名为列表中的.sldprt。

1.2.2 打开文件

单击【新建SOLIDWORKS文件】对话框中的【零件】按钮,可以打开一张空白的零件图文件;或者单击【标准】工具栏中的【打开】按钮,打开已经存在的文件,并对其进行编辑操作,如图1-18所示。

图1-18 【打开】对话框

在【打开】对话框里,系统会默认前一次读取的文件格式。

SOLIDWORKS软件可以读取的文件格式及允许的数据转换方式有如下几类。

SOLIDWORKS零件文件,扩展名为.prt或.sldprt。

SOLIDWORKS组合件文件,扩展名为.asm或.sldasm。

SOLIDWORKS工程图文件,扩展名为.drw或.slddrw。

DWG文件,扩展名为.dwg,AutoCAD格式。

IGES文件,扩展名为.igs。可以输入IGES文件中的3D曲面作为SOLIDWORKS 3D草图实体。

StepAP203/214文件,扩展名为.step或.stp。SOLIDWORKS支持STEPAP214文件的实体、面及曲线颜色的转换。

VRML文件,扩展名为.wrl。VRML文件可在Internet上显示3D图像。

Parasolid文件,扩展名为.x_t、.x_b、.xmt_txt或.xmt_bin。

Pro/ENGINEER文件,扩展名为.prt、.xpr或.asm、.xas。SOLIDWORKS支持Pro/ ENGINEER17到2001的版本,以及Wildfire 1和Wildfire 2版本。

1.2.3 保存文件

单击【标准】工具栏中的【保存】按钮,或者选择【文件】|【保存】菜单命令,在弹出的对话框中输入要保存的文件名及设置文件保存的路径,便可以将当前文件保存;或者也可选择【另存为】选项,弹出【另存为】对话框,如图1-19所示。在【另存为】对话框中更改文件保存的路径后,单击【保存】按钮,即可将创建好的文件保存在指定的文件夹中。

图1-19 【另存为】对话框

【另存为】对话框中主要的设置如下。

【保存类型】:在下拉列表中选择一种文件的保存格式,即可以此种文件格式保存。

【说明】:在该选项后面的文本框中可以输入对模型的说明。

1.3 常用工具命令

常用的工具命令主要包含在各种工具栏中,经常使用的工具栏有【标准】工具栏、【特征】工具栏、【草图】工具栏、【装配体】工具栏和【工程图】工具栏。

1.3.1 【标准】工具栏

【标准】工具栏如图1-20所示,其位于主界面的正上方。

图1-20 【标准】工具栏

【标准】工具栏中常用按钮的含义如下。

【新建】:单击可弹出【新建SOLIDWORKS文件】对话框,从而建立一个空白图文件。

【打开】:单击可在【打开】对话框中打开磁盘驱动器中已有的图文件。

【保存】:单击可将目前正在编辑的工作视图按原先读取的文件名称存盘,如果工作视图是新建的文件,则系统会自动启动另存为新文件的功能。

【打印】:单击可将指定范围内的图文资料传输到打印机或绘图机,执行打印出图功能或打印到文件功能。

【撤销】:单击可以撤销本次或者上次的操作,返回执行该项命令前的状态,可重复返回多次。

【选择】:单击可进入选取像素对象的模式。

【重建模型】:单击可以使系统依照图文数据库里最新的图文资料更新屏幕上显示的模型图形。

【文件属性】:显示激活文档的摘要信息。

【选项】:更改SOLIDWORKS的选项设定。

1.3.2 【特征】工具栏

在SOLIDWORKS 2023中,【特征】工具栏直接以选项卡的方式显示在界面的上方,如图1-21所示。

图1-21 【特征】工具栏

此外,也可以选择【视图】|【工具栏】|【特征】菜单命令,即可将【特征】工具栏悬浮在界面上,如图1-22所示。

图1-22 悬浮的【特征】工具栏

【特征】工具栏中常用按钮(有些按钮隐藏在下拉菜单中)的含义如下。

【拉伸凸台/基体】:单击从一个或两个方向拉伸草图或以绘制的草图轮廓生成一个实体。

【旋转凸台/基体】:单击可将用户选取的草图轮廓图形绕着用户指定的旋转中心轴生成为实体模型。

【扫描】:单击可以沿开环或闭合路径通过扫描闭合轮廓来生成实体模型。

【放样凸台/基体】:单击可以在两个或多个轮廓之间添加材质以生成实体特征。

【边界凸台/基体】:单击从两个方向在轮廓间添加材料以生成实体特征。

【拉伸切除】:从一个方向上拉伸草图以形成实体,将此实体从已有的实体中切除。

【旋转切除】:单击可通过绕轴心旋转绘制的轮廓来切除实体模型。

【扫描切除】:单击可以沿开环或闭合路径通过扫描轮廓来切除实体模型。

【放样切割】:单击可以在两个或多个轮廓之间通过移除材质来切除实体模型。

【边界切除】:单击从两个方向在轮廓之间移除材料来切除实体模型。

【圆角】:单击沿实体或曲面特征中的一条或多条边线生成圆形内部或外部面。

【倒角】:单击可以延边线、一串切边或顶点生成一条倾斜的边线。

【筋】:单击可对工作图文件里的实体模型按照用户指定的断面图形加入一个加强肋特征。

【抽壳】:单击可对工作图文件里的实体模型加入平均厚度薄壳特征。

【拔模】:单击可对工作图文件里实体模型的某个曲面或平面加入拔模倾斜面。

【异型孔向导】:单击可以利用预先定义的剖面插入孔。

【线性阵列】:单击可以对一个或两个线性方向阵列特征、面及实体等。

【圆周阵列】:单击可以绕轴心阵列特征、面及实体等。

【包覆】:单击将草图轮廓闭合到面上。

【圆顶】:单击添加一个或多个圆顶到所选平面或非平面。

【镜像】:单击可以绕面或者基准面镜像特征、面及实体等。

【参考几何体】:单击按钮,可以弹出【参考几何体】命令组,如图1-23所示。再根据需要选择不同的基准,然后在设定的基准上插入草图来编辑或更改零件图。

图1-23 【参考几何体】命令组

【曲线】:单击按钮,可以弹出【曲线】命令组,如图1-24所示。

【Instant3D】:启用拖曳控标、尺寸及草图来动态修改特征。

图1-24 【曲线】命令组

1.3.3 【草图】工具栏

和【特征】工具栏一样,【草图】工具栏也有两种形式,如图1-25所示。

图1-25 【草图】工具栏的两种形式

【草图】工具栏中常用按钮(个别按钮隐藏在下拉菜单中)的含义如下。

【草图绘制】:在任何默认基准面或自己设定的基准上,通过单击该按钮,可以在特定的面上生成草图。

【3D草图】:单击可以在工作基准面上或在3D空间的任意点生成3D草图实体。

【智能尺寸】:单击可以为一个或多个所选实体生成尺寸。

【直线】:单击并依序指定线段图形的起点及终点位置,可在工作图文件里生成一条绘制的直线。

【边角矩形】:单击并依序指定矩形图形的两个对角点位置,可在工作图文件里生成一个矩形。

【圆】:单击指定圆形的圆心位置后,拖曳鼠标,可在工作图文件里生成一个圆形。

【圆心/起/终点圆弧】:单击并依序指定圆弧图形的圆心点、半径、起点及终点位置,可在工作图文件生成一个圆弧。

【多边形】:单击生成边数为3~40的等边多边形,可在绘制多边形后更改边数。

【样条曲线】:单击并依序指定曲线图形的每个“经过点”位置,可在工作图文件里生成一条不规则曲线。

【绘制圆角】:单击在两直线的交点位置用圆弧过渡。

【基准面】:单击可将基准面插入3D草图实体。

【文字】:单击可在面、边线及草图实体上绘制文字。

【点】:单击该按钮,将光标移到图形区域里所需要的位置,单击鼠标左键,即可在工作图文件里生成一个星点。

【剪裁实体】:单击可以剪裁一直线、圆弧、椭圆、圆、样条曲线或中心线,直到它与另一直线、圆弧、椭圆、圆、样条曲线或中心线相交。

【转换实体引用】:单击可以将模型中的所选边线转换为草图实体。

【等距实体】:单击可以在已有的草图等距的位置生成一个相同的草图。

【镜像实体】:单击可将工作界面里被选取的2D像素对称于某个中心线草图图形进行镜像的操作。

【线性草图阵列】:单击草图实体中的单元或模型边线生成线性草图阵列。

【移动实体】:单击可移动一个或多个草图实体。

【显示/删除几何关系】:单击可在草图实体之间添加重合、相切、同轴、水平、竖直等几何关系,亦可删除。

【修复草图】:单击能够找出草图错误,有些情况下还可以修复这些错误。

1.3.4 【装配体】工具栏

【装配体】工具栏如图1-26所示,可用于控制零部件的管理、移动及配合。

图1-26 【装配体】工具栏

【装配体】工具栏中常用按钮的含义如下。

【插入零部件】:单击可用来插入零部件、现有零件/装配体。

【配合】:单击可指定装配中任两个或多个零件的配合。

【线性零部件阵列】:单击可以从一个或两个方向在装配体中生成零部件线性阵列。

【智能扣件】:单击该按钮后,智能扣件将自动给装配体添加扣件(螺栓和螺钉)。

【移动零部件】:单击可沿着设定的自由度内移动零部件。

【显示隐藏的零部件】:单击可以切换零部件的隐藏和显示状态,并在图形区域中选择隐藏的零部件以使其显示出来。

【装配体特征】:单击可以选择各种装配体特征,如图1-27所示。

图1-27 装配体特征

【新建运动算例】:单击可以新建一个装配体模型运动的图形模拟。

【材料明细表】:单击可以新建一个材料明细表。

【爆炸视图】:单击可以生成和编辑装配体的爆炸视图。

【干涉检查】:单击可以检查装配体中是否有干涉的情况。

【间隙验证】:单击可以检查装配体中所选零部件之间的间隙。

【孔对齐】:单击可以检查装配体中是否存在未对齐的孔。

【装配体直观】:单击可以按自定义属性直观装配体零部件。

【性能评估】:单击可以分析装配体的性能,并被建议采取一些可行的操作来改进性能。当操作大型、复杂的装配体时,这种做法会很有用。

1.3.5 【工程图】工具栏

【工程图】工具栏如图1-28所示。

图1-28 【工程图】工具栏

【工程图】工具栏中常用按钮的含义如下所述。

【模型视图】:单击可将一个模型视图插入工程图文件中。

【投影视图】:单击可在任何正交视图插入投影的视图。

【辅助视图】:类似于投影视图,不同的是,它可以垂直于现有视图中的参考边线来展开视图。

【剖面视图】:单击可以用一条剖切线来分割父视图,并在工程图中生成一个剖面视图。

【局部视图】:单击可用来显示一个视图的某个部分(通常是以放大比例显示)。

【标准三视图】:单击可以为所显示的零件或装配体生成3个相关的默认正交视图。

【断开的剖视图】:单击可通过绘制一个轮廓在工程图视图上生成断开的剖视图。

【断裂视图】:单击可将工程图视图用较大比例显示在较小的工程图纸上。

【剪裁视图】:通过隐藏除了定义区域之外的所有内容而集中于工程图视图的某一部分。

【交替位置视图】:通过在不同位置进行显示而表示装配体零部件的运动范围。

1.4 操作环境设置

SOLIDWORKS的功能十分强大,但是它的所有功能不可能都一一罗列在界面上供用户调用,这就需要在特定的情况下,通过调整操作设置来满足用户设计的需求。

1.4.1 工具栏的设置

工具栏中包含了所有菜单命令的快捷方式。通过使用工具栏可以大大提高SOLIDWORKS的设计效率。合理利用自定义工具栏设置,既可以使操作方便快捷,又不会使操作界面过于复杂。SOLIDWORKS的一大特色就是提供了所有可以自定义的工具栏按钮。

1.自定义工具栏

用户可根据文件类型(零件、装配体或工程图)来放置工具栏,并设定想显示的工具栏及清除想隐藏的工具栏。

自定义设置的操作如下。

(1)选择【工具】|【自定义】菜单命令,或者在工具栏区域单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择【自定义】命令,弹出图1-29所示的【自定义】对话框。

(2)在【工具栏】选项卡下,勾选想显示的工具栏复选框,同时取消勾选想隐藏的工具栏复选框。

(3)如果显示的工具栏位置不理想,可以将光标指向工具栏上按钮之间的空白区域,然后拖曳工具栏到想要的位置。例如,将工具栏拖到SOLIDWORKS界面的边缘,工具栏就会自动定位在该边缘。

2.自定义命令

(1)选择【工具】|【自定义】菜单命令,或者在工具栏区域单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择【自定义】命令,系统弹出【自定义】对话框,打开【命令】选项卡,如图1-30所示。

(2)在【类别】一栏中选择要改变的工具栏,对工具栏的按钮进行调整。

(3)调整工具栏中的工具按钮操作:在【命令】选项卡中找到需要的命令,单击要使用的命令按钮,将其拖曳到工具栏上的新位置即可。

(4)删除工具栏中的工具按钮操作:单击要删除的按钮,并将其从工具栏拖曳回图形区域中即可。

图1-29 【自定义】对话框(1)

图1-30 【自定义】对话框(2)

1.4.2 鼠标常用方法

鼠标在SOLIDWORKS软件中的应用频率非常高,可以用其实现平移、缩放、旋转、绘制几何图形和创建特征等操作。基于SOLIDWORKS系统的特点,建议使用三键滚轮鼠标,便于提高设计效率。表1-1列出了三键滚轮鼠标的使用方法。

表1-1 三键滚轮鼠标的使用方法

鼠标按键

作 用

操 作 说 明

左键

用于选择菜单命令和实体对象工具按钮,绘制几何图元等

直接单击鼠标左键

滚轮(中键)

放大或缩小

按Shift键+滚轮并上下移动鼠标,可以放大或缩小视图;直接滚动滚轮,同样可以放大或缩小视图

平移

按Ctrl键+滚轮并移动鼠标,可将模型按鼠标移动的方向平移

旋转

按住鼠标滚轮不放并移动鼠标,即可旋转模型

右键

弹出快捷菜单

直接单击鼠标右键

1.5 参考坐标系

SOLIDWORKS使用带原点的坐标系统。当用户选择基准面或者打开一个草图并选择某一面时,将生成一个与基准面或者所选面对齐的新的原点。原点可以用作草图实体的定位点,并有助于定向轴心透视图。原点有助于CAD数据的输入与输出、电脑辅助制造、质量特征的计算等。

1.5.1 原点

零件原点显示为蓝色,代表零件的(0,0,0)坐标。当草图处于激活状态时,草图原点显示为红色,代表草图的(0,0,0)坐标。

1.5.2 参考坐标系的属性设置

单击【参考几何体】工具栏中的【坐标系】按钮,或者选择【插入】|【参考几何体】|【坐标系】菜单命令,弹出图1-31所示的【坐标系】属性管理器。常用选项介绍如下。

图1-31 【坐标系】属性管理器

(1)(原点):定义原点。单击其选择框,在图形区域中选择零件或者装配体中的一个顶点、点、中点或者默认的原点。

(2)【X轴】【Y轴】【Z轴】:定义各轴。单击其选择框,在图形区域中按照以下方法定义所选轴的方向。

单击顶点、点或者中点,则轴与所选点对齐。

单击线性边线或者草图直线,则轴与所选的边线或者直线平行。

单击非线性边线或者草图实体,则轴与选择的实体上所选位置对齐。

单击平面,则轴与所选面的垂直方向对齐。

(3)【反转轴方向】:单击可反转轴的方向。

1.6 参考基准轴

参考基准轴的用途较多,在生成草图几何体或者圆周阵列时常使用参考基准轴,概括起来为以下3项。

(1)基准轴可以作为圆柱体、圆孔、回转体的中心线。

(2)作为参考轴,辅助生成圆周阵列等特征。

(3)将基准轴作为同轴度特征的参考轴。

1.6.1 参考基准轴的属性设置

单击【参考几何体】工具栏中的【基准轴】按钮,或者选择【插入】|【参考几何体】|【基准轴】菜单命令,弹出图1-32所示的【基准轴】属性管理器。

图1-32 【基准轴】属性管理器

在【选择】选项组中进行选择以生成不同类型的基准轴。

【一直线/边线/轴】:选择一条草图直线或者边线作为基准轴。

【两平面】:选择两个平面,利用两个面的交叉线作为基准轴。

【两点/顶点】:选择两个点、两个顶点或者两个中点之间的连线作为基准轴。

【圆柱/圆锥面】:选择一个圆柱或者圆锥面,利用其轴线作为基准轴。

【点和面/基准面】:选择一个平面,然后选择一个顶点,由此所生成的轴通过所选择的顶点垂直于所选的平面。

1.6.2 显示参考基准轴

选择【视图】|【隐藏/显示】|【基准轴】菜单命令,可以看到菜单命令左侧的按钮下沉,如图1-33所示,这表示基准轴可见(再次选择该命令,该按钮将恢复为关闭基准轴的显示)。

图1-33 选择【基准轴】

1.7 参考基准面

在特征管理器设计树中默认提供前视、上视及右视基准面,除了默认的基准面外,还可以生成参考基准面。

在SOLIDWORKS中,参考基准面的用途很多,总结为以下几项。

作为草图绘制平面。

作为视图定向参考。

作为装配时零件相互配合的参考面。

作为尺寸标注的参考。

作为模型生成剖面视图的参考面。

作为拔模特征的参考面。

参考基准面的属性设置方法:单击【参考几何体】工具栏中的【基准面】按钮,或者选择【插入】|【参考几何体】|【基准面】菜单命令,弹出图1-34所示的【基准面】属性管理器。

图1-34 【基准面】属性管理器

在【第一参考】选项组中,选择需要生成的基准面类型及项目。

【平行】:通过模型的表面生成一个基准面。

【重合】:通过一个点、线和面生成基准面。

【两面夹角】:通过一条边线(或者轴线、草图线等)与1个面(或者基准面)以一定夹角生成基准面。

【等距距离】:在平行于一个面(或者基准面)的指定距离处生成等距基准面。首先选择一个平面(或者基准面),然后设置“距离”数值。

【反转】:选择此选项,在相反的方向生成基准面。

(垂直):可以生成垂直于一条边线、轴线或者平面的基准面。

1.8 参考点

SOLIDWORKS可以生成多种类型的参考点以构造对象。

单击【参考几何体】工具栏中的(点)按钮,或者选择【插入】|【参考几何体】|【点】菜单命令,弹出图1-35所示的【点】属性管理器。

图1-35 【点】属性管理器

在【选择】选项组中包括以下选项。

【参考实体】:在图形区域中选择用以生成点的实体。

【圆弧中心】:按照选中的圆弧中心来生成点。

【面中心】:按照选中的面中心来生成点。

【交叉点】:按照交叉的点来生成点。

【投影】:按照投影的点来生成点。

【在点上】:在某个点上生成点。

【沿曲线距离或多个参考点】:沿边线、曲线或者草图线段生成一组参考点,输入距离或者百分比数值即可。

1.9 SOLIDWORKS 2023新增功能概述

SOLIDWORKS 2023的新增功能如下。

绘制椭圆时,用户可以将椭圆的长轴和短轴生成为构造线。

当使用移动/复制几何体命令时,用户可以使用方程式控制平移和旋转值。

混合网格BREP建模经过改进,现支持更多SOLIDWORKS® BREP 特征,用户可以将这些特征与网格BREP几何图形结合使用。

如果用户使用规格表来定义钣金零件的厚度,规格编号将出现在切割清单属性对话框中。在关联工程图中,规格值可用于注解和切割清单。

当钣金模型偏离为边界框指定的限制时,可以使用传感器来提醒用户。在多几何体零件中,用户可以为单个几何体创建传感器。

用户可以在【替换】属性管理器中预览替换零部件,并且可以指定替换的范围。

用户可以使用系统选项来指定爆炸颜色,可以在爆炸视图中更改爆炸直线的颜色。

在模型中,用户可以选择文档名称或配置名称作为新配置的默认材料明细表(BOM)零件编号。

用户可以抑制磁力配合和连接点。当用户抑制零部件时,与零部件关联的磁力配合将被抑制。当用户创建磁力配合时,抑制的连接点不可用。

当用户使用断开链接覆盖材料明细表(BOM)中的值时,值将变为蓝色。

用户可以采用隐藏线已移除(HLR)和隐藏线可见(HLV)模式显示工程图中的透明模型。

由于在SOLIDWORKS 2020中推出了出详图模式,因此2023版本不再支持分离的工程图。

1.10 参考几何体建立实例

本节结合现有模型,介绍生成参考几何体的具体方法。

1.10.1 生成参考坐标系

(1)启动SOLIDWORKS 2023中文版软件,单击【标准】工具栏中的【打开】按钮,弹出【打开】对话框,选择【配套数字资源\第1章\实例文件\1.SLDPRT】,单击【打开】按钮,在图形区域中显示出模型,如图1-36所示。

图1-36 打开模型

(2)生成坐标系。单击【参考几何体】工具栏中的【坐标系】按钮,弹出【坐标系】属性管理器。

(3)定义原点。在图形区域中单击模型上方的一个顶点,点的名称将显示在【原点】选择框中。

(4)定义各轴。单击【X轴】【Y轴】【Z轴】选择框,在图形区域中选择线性边线,使生成的轴与所选的边线重合,单击【Z轴】下的【反转Z轴方向】按钮,反转轴的方向,如图1-37所示,单击【确定】按钮,生成坐标系。

图1-37 生成坐标系

1.10.2 生成参考基准轴

(1)单击【参考几何体】工具栏中的【基准轴】按钮,弹出【基准轴】属性管理器。

(2)单击【圆柱/圆锥面】按钮,选择模型的曲面,检查【参考实体】选择框中列出的项目,如图1-38所示,单击【确定】按钮,生成基准轴。

图1-38 生成基准轴

1.10.3 生成参考基准面

(1)单击【参考几何体】工具栏中的【基准面】按钮,弹出【基准面】属性管理器。

(2)单击【两面夹角】按钮,在图形区域中选择模型的右侧面及其上边线,在【参考实体】选择框中显示出选择的项目名称,设置【角度】为【45.00度】,如图1-39所示,在图形区域中显示出新的基准面的预览,单击【确定】按钮,生成基准面。

图1-39 生成基准面

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