第1章 三維CAD設(shè)計(jì)和SOLIDWORKS基礎(chǔ)知識(shí)

第1章三維CAD設(shè)計(jì)和SOLIDWORKS基礎(chǔ)知識(shí)1.1三維CAD設(shè)計(jì)思想1.1.1基于參數(shù)化的設(shè)計(jì)1.1.2基于特征的設(shè)計(jì)所謂參數(shù)化設(shè)計(jì)，就是為圖形要素之間添加約束關(guān)系，包括“尺寸約束”和“幾何約束”兩大類型。約束關(guān)系的添加，大大加強(qiáng)了圖形要素之間的關(guān)聯(lián)性，修改圖形的某一尺寸，其大小和形狀也會(huì)隨之變化。特別是在設(shè)計(jì)過(guò)程中，修改零件的某一尺寸，其形狀、大小會(huì)發(fā)生變化，而與其相關(guān)聯(lián)的裝配體、工程圖也會(huì)隨之變化，這樣就大大提高了設(shè)計(jì)效率。特征是零件或部件上一組相關(guān)的具有特定形狀和屬性的幾何實(shí)體，有著特定設(shè)計(jì)和制造的意義。

在零件建模前，可以把機(jī)械零件看做是組合體，對(duì)其進(jìn)行形體分析，也就是特征的分析。通過(guò)分析，確定零件由哪些特征組成，明確各個(gè)特征的形狀、相對(duì)位置關(guān)系和表面過(guò)渡關(guān)系，按照特征的主次關(guān)系，依次進(jìn)行建模，如圖例所示。按建模順序基礎(chǔ)特征構(gòu)造特征按特征生成的方法草繪特征附加特征特征分類:（d）（e）（f）拉伸帶方槽的底板特征（基礎(chǔ)特征、草繪特征）拉伸圓柱體凸臺(tái)特征（構(gòu)造特征、草繪特征）切除圓柱孔特征（構(gòu)造特征、草繪特征）拉伸帶孔的U型板特征（構(gòu)造特征、草繪特征）創(chuàng)建筋板特征（構(gòu)造特征、附加特征）1.1.3工程中三維CAD設(shè)計(jì)的基本方法（d）（e）（f）自上向下的設(shè)計(jì)方法

自上向下的設(shè)計(jì)方法就是在裝配體環(huán)境下，參考當(dāng)前零件的位置和輪廓，建立新的零件或修改零件特征。這里的裝配體環(huán)境就是“上”，建立的每個(gè)零件就是“下”。自上向下的設(shè)計(jì)方法一般在設(shè)計(jì)新產(chǎn)品的情況下采用，設(shè)計(jì)者不但要熟悉三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)，還要具備機(jī)械設(shè)計(jì)的知識(shí)。2.自下向上的設(shè)計(jì)方法

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，如果裝配體中各零件間的配合關(guān)系、相對(duì)位置關(guān)系已經(jīng)確定，可以先建立每一個(gè)零件的三維模型，然后在裝配體環(huán)境下，插入這些零件，按照裝配順序，添加零件間的配合約束，將零件有序裝配起來(lái)。這種設(shè)計(jì)方法稱為“自下向上”的設(shè)計(jì)方法，通常用于仿制或修改已有的設(shè)計(jì)。3.單體設(shè)計(jì)的方法在一些特定情況下，某些產(chǎn)品只有一個(gè)零件組成，如煙灰缸、調(diào)味盒等，計(jì)這類產(chǎn)品時(shí)只需考慮其功能和外觀造型。1.2SOLIDWORKS簡(jiǎn)介1.2.1SOLIDWORKS的技術(shù)特點(diǎn)

SOLIDWORKS是世界上第一個(gè)基于Windows系統(tǒng)開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，是全球裝機(jī)量最大、最好用的三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件之一。其使用范圍涉及航空航天、機(jī)車、食品、機(jī)械、國(guó)防、交通、模具、電子通訊、能源、醫(yī)療器械、娛樂工業(yè)、日用品、消費(fèi)品、離散制造等領(lǐng)域。1.全Windows界面，操作簡(jiǎn)單、直觀2.參數(shù)化的設(shè)計(jì)思路3.仿真分析4.數(shù)據(jù)交換5.二次開發(fā)6.SOLIDWORKS合作伙伴計(jì)劃和集成軟件1.2.2SOLIDWORKS的主要功能1.強(qiáng)大而靈活的零件建模功能：可以創(chuàng)建各種復(fù)雜形狀的機(jī)械零件；鈑金件設(shè)計(jì)；工業(yè)產(chǎn)品的曲面造型設(shè)計(jì)；豐富的標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)，插入常用標(biāo)準(zhǔn)件，如圖所示。2.強(qiáng)大的零件裝配功能：SOLIDWORKS可以較容易地完成零件的三維建模，通過(guò)模擬裝配、仿真運(yùn)動(dòng)等功能進(jìn)行三維仿真設(shè)計(jì)，便于進(jìn)行產(chǎn)品的可行性分析。SOLIDWORKS可以通過(guò)任意旋轉(zhuǎn)或剖切，對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真的干涉檢查和間隙檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)修正，把“試驗(yàn)過(guò)程放在設(shè)計(jì)階段，有效地提高了設(shè)計(jì)的成功率。SOLIDWORKS系統(tǒng)包含了GB、ISO等在內(nèi)的多個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和多個(gè)系列的標(biāo)準(zhǔn)零件庫(kù)，在裝配過(guò)程中，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)插入標(biāo)準(zhǔn)件，可以大大提高設(shè)計(jì)者的工作效率，節(jié)約設(shè)計(jì)成本。如前文所述，由于整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)是完全可編輯的，零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)和工程圖之間是全相關(guān)的，零件設(shè)計(jì)中所做的更改可以自動(dòng)、快速、準(zhǔn)確地反應(yīng)到裝配、工程圖等相應(yīng)模塊中去，簡(jiǎn)化了操作步驟，提高了設(shè)計(jì)成功率，如圖所示。

3.工程圖設(shè)計(jì)：SOLIDWORKS可以為三維模型自動(dòng)投影生成符合標(biāo)準(zhǔn)的各種二維工程圖，包括視圖、尺寸和標(biāo)注；可以建立各種類型的投影視圖、剖面視圖和局部放大圖功能；交替位置視圖能夠方便