SOLIDWORKS 2022 基礎與實例教程 課件 第3章 基礎特征建模；第4章 實體特征編輯

第3章基礎特征建模3.1SOLIDWORKS設計思路二維設計技術還不能算是一種輔助設計技術，只能說是一種輔助繪圖技術，將工程設計人員從繁重的手工繪圖工作中解放出來，并且大大提高了繪圖質量。對于復雜的投影線生成，設計模型修改和圖紙的更新、構件與產(chǎn)品的質量分析、機構的運動分析、產(chǎn)品的受力與受熱分析等這些工作，二維設計技術是無法做到的，更談不上從設計到制造的無圖紙化產(chǎn)生過程全部利用計算機輔助技術來完成。3.1.1三維設計的基本概念1.三維建?；A一般來說，基本的三維模型是具有長、寬（或直徑、半徑等）、高的三維幾何體。如右圖所示簡單的三維模型，它是由三維空間的幾個面拼成的實體模型，這些面形成的基礎是線，線構成的基礎是點，要注意三維幾何圖形中的點是三維概念點，也就是說，點需要由三維坐標中的X、Y、Z三個坐標來定義。3.1.1三維設計的基本概念2.參數(shù)化建模任何新產(chǎn)品的設計過程都是一個不斷修改、不斷滿足約束的反復過程。設計過程的上述特點，要求產(chǎn)品結構的表達方式應具有易于修改的特性。在傳統(tǒng)CAD中，平面圖形或三維模型中各幾何元素的關系相對固定，不能根據(jù)設計意圖施加必要的約束。由于沒有足夠約束，當尺寸變化時容易引起形狀失真。因此，修改模型需要使用大量的編輯、刪除命令。所謂參數(shù)化設計，就是允許設計之初進行草圖設計，再根據(jù)設計要求逐漸在草圖上施加幾何和尺寸約束，并根據(jù)約束變化驅動模型變化。因此參數(shù)化設計是一種“基于約束”的、并能用尺寸驅動模型變化的設計3.1.1三維設計的基本概念3.參數(shù)化設計新產(chǎn)品的開發(fā)設計需要多次反復修改，進行零件形狀和尺寸的綜合協(xié)調和優(yōu)化。對于定型產(chǎn)品的設計，需要形成系列，以便針對用戶的生產(chǎn)特點提供不同噸位、功率、規(guī)格的產(chǎn)品型號。參數(shù)化設計可使產(chǎn)品的設計圖隨著某些結構尺寸的修改和使用環(huán)境的變化而自動修改圖形。參數(shù)化設計一般是指設計對象的結構形狀比較定型，可以用一組參數(shù)來約束尺寸關系。參數(shù)的求解較為簡單，參數(shù)與設計對象的控制尺寸有著明顯的對應關系，設計結果的修改受到尺寸的驅動。3.1.1三維設計的基本概念4.特征建模特征建模技術采用具有工程意義的拉伸、制孔、倒圓、倒角等作為建模的基礎單元，在設計與制造之間建立一種共同的信息規(guī)范和交流的橋梁。特征建模是面向整個設計、制造過程的，不僅支持CAD系統(tǒng)、CAPP系統(tǒng)、CAM系統(tǒng)，還要支持繪制工程圖、有限元分析、數(shù)控編程、仿真模擬等多個環(huán)節(jié)。因此，必須能夠完整地、全面地描述零件生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)的信息以及這些信息之間的關系。除了實體建模中已有的幾何、拓撲信息之外，還要包含特征信息、精度信息、材料信息、技術要求和其它有關信息。除靜態(tài)信息之外，還應支持設計、制造過程中的動態(tài)信息，如有限元的前、后置處理，零件加工過程中工序圖的生成，工序尺寸的計算等。3.1.2設計過程應用三維設計軟件（如SOLIDWORKS、NX等），創(chuàng)建產(chǎn)品的全參數(shù)化三維實體模型，進行干涉和碰撞檢查、裝配規(guī)劃等。包括由三維模型轉化建立完全關聯(lián)的二維工程圖；建立描述產(chǎn)品的物理數(shù)據(jù)，如基本屬性、明細表信息等，為PDM管理提供基礎數(shù)據(jù)。在SOLIDWORKS系統(tǒng)中，零件設計是核心，特征設計是關鍵，草圖設計是基礎。草圖指的是二維輪廓或橫截面。對草圖進行拉伸、旋轉、放樣或沿某一路徑掃描等操作后即生成特征。3.1.3設計方法SOLIDWORKS系統(tǒng)的零件設計的構造過程類似于真實制造環(huán)境下的生產(chǎn)過程。裝配件是若干零件的組合，是SOLIDWORKS系統(tǒng)中的對象，通常用來實現(xiàn)一定的設計功能。在SOLIDWORKS系統(tǒng)中，用戶先設計好所需的零件，然后根據(jù)配和關系和約束條件將零件組裝在一起，生成裝配件。使用配合關系，可相對于其他零部件來精確地定位零部件，還可定義零部件如何相對于其他的零部件移動和旋轉。通過繼續(xù)添加配合關系，還可以將零部件移到所需的位置。配合會在零部件之間建立幾何關系，例如共點、垂直、相切等。3.2參考幾何體參考幾何體是SOLIDWORKS中的重要概念，又被稱為基準特征，是創(chuàng)建模型的參考基準。參考幾何體工具按鈕集中在【參考幾何體】工具欄中，主要有【點】、【基準軸】、【基準面】、【坐標系】4種基本參考幾何體類型。3.2.1參考基準面1．參考基準面的屬性設置選擇【插入】|【參考幾何體】|【基準面】菜單命令或者單擊【特征】選項卡中的【參考幾何體】下拉菜單的【基準面】按鈕，系統(tǒng)彈出如右圖所示的【基準面】屬性管理器。3.2.1參考基準面2．修改參考基準面雙擊基準面，顯示等距距離或角度。雙擊尺寸或角度數(shù)值，在彈出的【修改】對話框中輸入新的數(shù)值；也可在【FeatureManager設計樹】中選取需要編輯的基準面，單擊鼠標右鍵，在彈出的菜單中選擇【編輯特征】命令，系統(tǒng)彈出【基準面】屬性管理器。在【基準面】屬性管理器中的相關的選項組中輸入新數(shù)值以定義基準面，然后單擊【確定】按鈕。3.2.2參考基準軸參考基準軸的用途較多，概括起來有以下三項。（1）參考基準軸作為中心線?；鶞瘦S可作為圓柱體、圓孔、回轉體的中心線。通常情況下，拉伸一個草圖繪制的圓得到一個圓柱體，或通過旋轉得到一個回轉體時，SOLIDWORKS會自動生成一個臨時軸，但生成圓角特征時系統(tǒng)不會自動生成臨時軸。（2）作為參考軸，輔助生成圓周陣列等特征。（3）基準軸作為同軸度特征的參考軸。當兩個均包含基準軸的零件需要生成同軸度特征時，可選擇各個零件的基準軸作為幾何約束條件，使兩個基準軸在同一軸上3.2.2參考基準軸1．臨時軸臨時軸是由模型中的圓錐和圓柱隱含生成的，臨軸常被設置為基準軸。可以設置隱藏或顯示所有臨時軸。選擇【視圖】|【隱藏/顯示】|【臨時軸】菜單命令，如左圖所示，表示臨時軸可見，繪圖窗口顯示如右圖所示。3.2.2參考基準軸2．參考基準軸的屬性設置選擇【插入】|【參考幾何體】|【基準軸】菜單命令或者單擊【特征】選項卡中的【參考幾何體】下拉菜單的【基準軸】按鈕，系統(tǒng)彈出如右圖所示的【基準軸】屬性管理器。3.2.3參考坐標系SOLIDWORKS使用帶原點的坐標系，零件文件包含原有原點。當用戶選擇基準面或者打開一個草圖并選擇某一面時，將生成一個新的原點，與基準面或者這個面對齊。原點可用作草圖實體的定位點，有助于定向軸心透視圖。三維視圖引導可使用戶快速定向到零件和裝配體文件中的X、Y、Z軸方向。在SOLIDWORKS2022中，可以輸入位置和方向的絕對數(shù)值來定義坐標系統(tǒng)，這使得定位在設計中變得更加靈活3.2.3參考坐標系1．原點零件原點顯示為藍色，代表零件的(0，0，0)坐標。當草圖處于激活狀態(tài)時，草圖原點顯示為紅色，代表草圖的(0，0，0)坐標。（1）：藍色，表示零件原點，每個零件文件中均有一個零件原點。（2）：紅色，表示草圖原點，每個新草圖中均有一個草圖原點。（3）：表示裝配體原點。（4）：表示零件和裝配體文件中的視圖引導。3.2.3參考坐標系2．參考坐標系的屬性設置選擇【插入】|【參考幾何體】|【坐標系】菜單命令或者單擊【特征】選項卡中的【參考幾何體】下拉菜單的【坐標系】按鈕，系統(tǒng)彈出如右圖所示的【坐標系】屬性管理器。3.2.3參考坐標系3．修改和顯示參考坐標系（1）將參考坐標系平移到新的位置。在【FeatureManager設計樹】中，選擇已創(chuàng)建的坐標系，單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇【編輯特征】命令，系統(tǒng)彈出【坐標系】屬性管理器。在【選擇】選項組中，單擊【原點】選擇框，在繪圖窗口中單擊想將原點平移到的點或者頂點處，單擊【確定】按鈕，原點被移動到指定的位置上。（3）切換參考坐標系的顯示。要切換坐標系的顯示，可以選擇【視圖】|【隱藏/顯示】|【基準軸】菜單命令。3.2.4參考點選擇【插入】|【參考幾何體】|【點】菜單命令或者單擊【特征】選項卡中的【參考幾何體】下拉菜單的【點】按鈕，系統(tǒng)彈出如右圖所示的【點】屬性管理器。3.3基體特征和除料特征在SOLIDWORKS中，特征建模一般分為基礎特征建模和附加特征建模兩類?；A特征建模是三維實體最基本的生成方式，是單一的命令操作，可以構成三維實體的基本造型。基礎特征建模相當于二維草圖中的基本單元，是最基本的三維實體繪制方式?；A特征建模主要包括拉伸特征、拉伸切除特征、旋轉特征、旋轉切除特征、掃描特征與放樣特征等3.3.1拉伸凸臺/基體1.拉伸屬性如果事先沒有繪制好草圖，選擇【插入】|【凸臺／基體】|【拉伸】菜單命令或者單擊【特征】選項卡中的【拉伸凸臺／基體】按鈕，系統(tǒng)彈出如左圖所示的【拉伸】屬性管理器，提示需要選擇一個平面作為草圖平面，此時，選取一個平面直接進入草圖環(huán)境，繪制草圖后退出草圖環(huán)境，退出草圖環(huán)境后的【凸臺-拉伸】屬性管理器如右圖所示。3.3.1拉伸凸臺/基體2.拉伸要生成拉伸特征，可以采用下面的步驟：（1）利用草圖繪制命令生成將要拉伸的草圖，并將其處于激活狀態(tài)。（2）選擇【插入】|【凸臺／基體】|【拉伸】菜單命令，系統(tǒng)彈出【凸臺-拉伸】屬性管理器。（3）在【方向１】選項組中執(zhí)行按下面的步驟進行：1）在【終止條件】下拉列表框中選擇拉伸的終止條件。2）在右面的圖形區(qū)域中檢查預覽。如果需要，單擊【反向】按鈕，向另一個方向拉伸。3）【深度】文本框中輸入拉伸的深度。4）如果要給特征添加一個拔模，單擊【拔模開／關】按鈕，然后輸入拔模角度。（4）根據(jù)需要，選擇【方向２】選項組將拉伸應用到第二個方向，方法同上。（5）單擊【確定】按鈕，即可完成基體／凸臺的生成。3.3.2拉伸切除特征【切除-拉伸】屬性管理器中的各個選項與【凸臺-拉伸】屬性管理器中的各個選項設置相同。選擇【插入】|【切除】|【拉伸】菜單命令或者單擊【特征】選項卡中的【拉伸切除】按鈕，系統(tǒng)彈出【切除-拉伸】屬性管理器。3.3.3旋轉凸臺/基體選擇【插入】|【凸臺／基體】|【旋轉】菜單命令或者單擊【特征】選項卡中的【旋轉凸臺／基體】按鈕，選取一個平面或者基準面作為草圖平面，利用草圖繪制工具繪制一條中心線和旋轉輪廓，退出草圖繪制環(huán)境，系統(tǒng)彈出如右圖所示的【旋轉】屬性管理器。3.4高級特征SOLIDWORKS的掃描特征遵循以下規(guī)則：（1）掃描路徑可以為開環(huán)或閉環(huán)。（2）路徑可以是一張草圖中包含的一組草圖曲線、一條曲線或一組模型邊線。（3）路徑的起點必須位于輪廓的基準面上。（4）對于【凸臺／基體掃描】特征，輪廓必須是閉環(huán)的；對于曲面掃描特征，則輪廓可以是閉環(huán)的也可以是開環(huán)的。（5）不論是截面、路徑或所形成的實體，都不能出現(xiàn)自相交叉的情況。3.4.1掃描特征3.4.1掃描特征選擇【插入】|【凸臺／基體】|【掃描】菜單命令或者單擊【特征】選項卡中的【掃描】按鈕，系統(tǒng)彈出如右圖所示的【掃描】屬性管理器。3.4.2放羊特征選擇【插入】|【凸臺／基體】|【放樣】菜單命令或者單擊【特征】選項卡中的【放樣凸臺／基體】按鈕，系統(tǒng)彈出如右圖所示的【放樣】屬性管理器。3.4.2放羊特征如表所示是放樣相切選項樣例。3.4.3筋特征選擇【插入】|【特征】|【筋】菜單命令或者單擊【特征】選項卡中的【筋】按鈕，系統(tǒng)彈出如左圖所示的【筋】屬性管理器。選擇一個草圖平面，系統(tǒng)進入草圖環(huán)境，繪制草圖，約束并標注尺寸，退出草圖；或者選擇一個已經(jīng)繪制好的草圖，這時【筋】屬性管理器如右圖所示3.4.4異形孔向導特征異型孔向導孔的這些類型包括：柱形沉頭孔、錐形沉頭孔、孔、直螺紋孔、錐形螺紋孔、舊制孔，如圖所示，根據(jù)具體的結構和作用不同，分為柱形沉頭孔、錐形沉頭孔、孔、直螺紋孔、錐形螺紋孔、舊制孔、柱孔槽口、錐孔槽口和槽口9種。3.4.4異形孔向導特征如表所示，根據(jù)設計需要可以選定異型孔的類型。謝謝大家第4章實體特征編輯4.1輔助特征在SOLIDWORKS2022中有以下幾種圓角特征。（1）等半徑圓角：對所選邊線以相同的圓角半徑進行倒圓角操作。（2）多半徑圓角：可以為每條邊線選擇不同的圓角半徑值進行倒圓角操作。（3）圓形角圓角：通過控制角部邊線之間的過渡，消除兩條邊線匯合處的尖銳接合點。（4）逆轉圓角：可以在混合曲面之間沿著零件邊線進入圓角，生成平滑過渡。（5）變半徑圓角：可以為邊線的每個頂點指定不同的圓角半徑。（6）混合面圓角：通過它可以將不相鄰的面混合起來。4.1.1圓角特征4.1.1圓角特征選擇【插入】|【特征】|【圓角】菜單命令或者單擊【特征】選項卡中的【圓角】按鈕，系統(tǒng)彈出如右圖所示的【圓角】屬性管理器。4.1.1圓角特征1.固定大小圓角固定大小圓角特征是指對所選邊線以相同的圓角半徑進行倒圓角的操作，要生成等半徑圓角特征，可按下面的操作步驟進行：（1）選擇【插入】|【特征】|【圓角】菜單命令或者單擊【特征】選項卡中的【圓角】按鈕，系統(tǒng)彈出【圓角】屬性管理器。（2）在出現(xiàn)的【圓角】屬性管理器中選擇【圓角類型】為【固定大小圓角】。（3）設置【要圓角化的項目】選項組中的參數(shù)。（4）在【圓角參數(shù)】選項組中的參數(shù)。（5）在【圓角選項】選項組中選擇【保持特征】復選框。（6）如果在【圓角選項】選項組中【擴展方式】中選擇一種擴展方式。（7）單擊【確定】按鈕，生成等半徑圓角特征。4.1.1圓角特征2.多半徑圓角要生成多半徑圓角特征，可按下面的操作步驟進行：（1）選擇【插入】|【特征】|【圓角】菜單命令或者單擊【特征】選項卡中的【圓角】按鈕，系統(tǒng)彈出【圓角】屬性管理器。（2）在【圓角項目】選項組中選擇【多半徑圓角】復選框。（3）單擊圖標右邊的顯示框，然后在右面的圖形區(qū)域中選擇要進行圓角處理的第一條模型邊線、面或環(huán)。（4）在圖形區(qū)域中選擇要進行圓角處理的模型其他具有相同圓角半徑的邊線、面或環(huán)。（5）在【圓角項目】選項組中的【半徑】文本框中設置圓角的半徑。（6）重復步驟（4）~（5），對多條模型邊線、面或環(huán)，指定不同的圓角半徑，直到設置完所有要進行圓角處理的邊線為止。（7）單擊【確定】按鈕，生成多半徑圓角特征。4.1.1圓角特征3.圓形角圓角要生成圓形角圓角特征，可按下面的步驟進行操作：（1）選擇【插入】|【特征】|【圓角】菜單命令或者單擊【特征】選項卡中的【圓角】按鈕，系統(tǒng)彈出【圓角】屬性管理器。（2）在【圓角】屬性管理器中選擇【圓角類型】為【等半徑】。（3）在【圓角項目】選項組中取消選擇【切線延伸】復選框，在【半徑】文本框中設置圓角的半徑。（4）單擊圖標右邊的顯示框，然后在右面的圖形區(qū)域中選擇兩個或更多相鄰的模型邊線、面或環(huán)。（5）選中【圓角選項】選項組中的【圓形角】復選框?！緢A形角】用來生成帶圓形角的等半徑圓角，使用時必須選擇至少兩個相鄰邊線來圓角化。（6）單擊【確定】按鈕，生成圓形角圓角特征。4.1.1圓角特征4.逆轉圓角使用逆轉圓角特征可按下面的操作步驟進行：（1）生成一個零件，該零件應該包括邊線、相交和希望混合的頂點。（2）選擇【插入】|【特征】|【圓角】菜單命令，系統(tǒng)彈出【圓角】屬性管理器。（3）在【圓角類型】選項組中保持默認設置【固定大小圓角】。（4）選擇【圓角項目】選項組中的【多半徑圓角】復選框。（5）取消選擇【切線延伸】復選框，單擊圖標右邊的顯示框，然后在右面的圖形區(qū)域中選擇邊線。4.1.1圓角特征（6）在【逆轉參數(shù)】選項組中的【距離】文本框中設置距離“3”。（7）單擊圖標右邊的顯示框，然后選取3條邊線的共同個交點。（8）單擊【設定所有】按鈕，將相等的逆轉距離應用到通過每個頂點的所有邊線。逆轉距離將顯示在逆轉距離右面的微調框和圖形區(qū)域內的標注中。（9）要對每一條邊線分別設定不同的逆轉距離。（10）單擊【確定】按鈕，生成逆轉圓角特征。4.1.1圓角特征5.變半徑圓角變半徑圓角特征可按下面的步驟進行操作：（1）選擇【插入】|【特征】|【圓角】菜單命令，系統(tǒng)彈出【圓角】屬性管理器。（2）在【圓角類型】選項組中保持默認設置【變量大小圓角】。（3）單擊圖標右邊的顯示框，然后在右面的圖形區(qū)域中選擇要進行變半徑圓角處理的邊線。（4）在【變半徑參數(shù)】選項組圖標右邊的顯示框中選擇變半徑控制點，然后在下面的【半徑】右側的文本框中輸入圓角半徑值。（5）如果要更改變半徑控制點的位置，可以通過鼠標拖動控制點到新的位置。（6）如果要改變控制點的數(shù)量，可以在圖標右側的微調框中設置控制點的數(shù)量。（7）單擊【確定】按鈕，生成變半徑圓角特征。4.1.1圓角特征6.面圓角混合面圓角特征可按下面的步驟進行操作：（1）在SOLIDWORKS2022中生成具有兩個或多個相鄰、不連續(xù)面的零件。（2）選擇【插入】|【特征】|【圓角】菜單命令，系統(tǒng)彈出【圓角】屬性管理器。（3）在【圓角】屬性管理器中選擇【圓角類型】為【面圓角】。（4）在【半徑】文本框中設定圓面角半徑。（5）選擇圖形區(qū)域中要混合的第一個面或第一組面，所選的面將在第一個圖標右側的顯示框中顯示。4.1.1圓角特征（6）選擇圖形區(qū)域中要混合的第二個面或第二組面，所選的面將在第二個圖標右側的顯示框中顯示。（7）選擇【切線延伸】復選框使圓角應用到相切面。（8）如果在【圓角參數(shù)】選項組中的【輪廓】選擇【曲率連續(xù)】，則系統(tǒng)會生成一個平滑曲率來解決相鄰曲面之間不連續(xù)的問題。（9）如果選擇【輔助點】選項，則可以在圖形區(qū)域中通過在插入圓角的附近插入輔助點來定位插入混合面的位置。（10）單擊【確定】按鈕，生成混合面圓角特征。4.1.2倒角特征選擇【插入】|【特征】|【倒角】菜單命令或者單擊【特征】選項卡中的【倒角】按鈕，系統(tǒng)彈出如右圖所示的【倒角】屬性管理器。4.1.3抽殼1.等厚度抽殼如果要生成一個等厚度的抽殼特征，可按下面的步驟進行操作：（1）選擇【插入】|【特征】|【抽殼】菜單命令或者單擊【特征】選項卡中的【抽殼】按鈕，系統(tǒng)彈出如右圖所示的【抽殼】屬性管理器。（2）在【抽殼】屬性管理器中的【參數(shù)】選項組中的【厚度】文本框中指定抽殼的厚度。（3）單擊圖標右側的顯示框，然后從右面的圖形區(qū)域中選擇一個或多個開口面作為要移除的面。此時在顯示框中顯示所選的開口面。（4）如果選擇了【殼厚朝外】復選框，則會增加零件外部尺寸，從而生成抽殼。（5）單擊【確定】按鈕，生成等厚度抽殼特征。4.1.3抽殼2.多厚度抽殼如果要生成一個具有多厚度面的抽殼特征，可按下面的步驟進行操作：（1）選擇【插入】|【特征】|【抽殼】菜單命令，系統(tǒng)彈出【抽殼】屬性管理器。（2）在【抽殼】屬性管理器中單擊多厚度設定欄中圖標右側的顯示框，激活多厚度設定。（3）在圖形區(qū)域中選擇開口面，該面會在該顯示框中顯示了來。（4）在顯示框中選擇