图书在版编目(CIP)数据
SolidWorks 2020中文版机械设计从入门到精通 / 赵罘,杨晓晋,赵楠编著.-- 北京:人民邮电出版社,2020.7
ISBN 978-7-115-53275-6
Ⅰ.①S… Ⅱ.①赵… ②杨… ③赵… Ⅲ.①机械设计-计算机辅助设计-应用软件 Ⅳ.①TH122
中国版本图书馆CIP数据核字(2019)第300607号
编 著 赵罘 杨晓晋 赵楠
责任编辑 颜景燕
责任印制 王郁 马振武
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 https://www.ptpress.com.cn
大厂聚鑫印刷有限责任公司印刷
开本:787×1092 1/16
印张:28.25
字数:712千字
印数:1-2 000册
2020年7月第1版
2020年7月河北第1次印刷
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SolidWorks是一套基于Windows系统开发的三维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 2020中文版软件在草图绘制、实体建模、装配体设计、工程图设计和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,后半部分利用一个内容较全面的范例介绍具体的操作步骤,引领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软件中的一些抽象概念和功能。
本书可作为广大工程技术人员的SolidWorks自学教程和参考书籍,也可作为大专院校计算机辅助设计课程的参考用书。本书所附数字资源,包含书中的实例文件、操作视频录像文件和每章的PPT演示文件。
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是一套基于Windows系统开发的三维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,是当前最优秀的三维CAD软件之一。
本书重点介绍SolidWorks 2020的各种基本功能和操作方法。每章的前半部分为功能知识点的介绍,最后以一个综合性应用实例对这一章的知识点进行具体应用,可以帮助读者提高实际操作能力,并巩固所学知识。
本书采用通俗易懂、由浅入深的方法讲解SolidWorks 2020的基本内容和操作步骤,各章既相对独立又前后关联。全书解说翔实,图文并茂。建议读者在学习的过程中,结合软件,从头到尾循序渐进地学习。本书主要内容如下。
(1)认识SolidWorks:包括基本功能、操作方法和常用模块的功用。
(2)草图绘制:讲解草图的绘制和修改方法。
(3)三维建模: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:讲解钣金的建模步骤。
(7)焊件设计:讲解焊件的建模步骤。
(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)渲染输出:讲解图片渲染的基本方法。
(13)配置与系列零件表:讲解生成配置的基本方法。
(14)仿真分析:讲解公差分析、有限元分析、流体分析、数控加工分析和注塑模分析。
本书随书配送数字资源,包含全书各个章节所用的模型文件,每章范例操作过程的视频讲解文件,每章涉及的知识要点和供教学使用的PPT文件。扫描“资源下载”二维码,即可获得下载方式。
为了方便读者学习,本书以二维码的方式提供了大量视频教程,扫描“云课”二维码即可获得全书视频,也可扫描正文中的二维码观看对应章节的视频。
提示:关注“职场研究社”公众号,回复关键词“53275”,即可获得所有资源的获取方式。
本书适合SolidWorks的初、中级用户使用,可以作为理工科高等院校相关专业的学生用书,以及CAD专业课程实训教材和技术培训教材,也可作为工业企业的产品开发和技术部门人员自学用书。
本书由赵罘、杨晓晋、赵楠编著,参加编写工作的还有龚堰珏、陶春生、张艳婷、刘玢、刘良宝、张娜。
本书在编写过程中得到了国内SolidWorks代理商的技术支持,中国区技术总监胡其登先生对本书提出了许多建设性的意见,并提供了技术资料,借此机会对他们的帮助表示衷心的感谢。另外,人民邮电出版社的编辑对本书的出版给予了积极的支持,并付出了辛勤的劳动,在此一并致谢。
作者力求展现给读者尽可能多的SolidWorks强大功能,希望本书对读者掌握SolidWorks软件有所帮助。由于作者水平所限,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。
作者
2019年9月10日
本章主要介绍SolidWorks 2020中文版的基础知识,包括软件的背景、特点、常用的名词解释、文件的基本操作、常用的命令栏和工具栏、操作环境的设置,以及参考几何体的使用。对于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
• 文件操作
• 常用工具命令
• 操作环境设置
• 参考几何体的使用方法
本章首先对SolidWorks的背景及其主要设计特点进行了简单介绍,让读者对该软件有一个大致的认识。
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。为了开发世界空白的基于微机平台的三维CAD系统,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,具有表现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,设计师和工程师们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,从而完成更加富有创意的产品制造。
SolidWorks是一款参变量式CAD设计软件。所谓参变量式设计,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方面。
启动SolidWorks2020有如下两种方式。
(1)双击桌面的快捷方式图标
。
(2)执行【开始】|【所有程序】|【SolidWorks2020】命令。
启动后的SolidWorks2020界面如图1-1所示。
SolidWorks2020用户界面包括菜单栏、工具栏、管理区域、图形区域、任务窗格、版本提示及状态栏。菜单栏包含了所有SolidWorks命令,工具栏可根据文件类型(零件、装配体、工程图)来调整、放置并设置其显示状态,而位于SolidWorks窗口底部的状态栏则可以提供设计人员正在执行的有关功能的信息,操作界面如图1-2所示。
1. 菜单栏
菜单栏显示在界面的最上方,如图1-3所示,其中最关键的功能集中在【插入】与【工具】菜单中。
对于不同的工作环境,SolidWorks中相应的菜单及其中的选项会有所不同。当进行一定的任务操作时,不起作用的菜单命令会临时变灰,此时将无法应用该菜单命令。以【窗口】菜单为例,执行【窗口】|【视口】命令,单击【四视图】按钮,如图1-4所示,此时视图切换为多视口查看模型,如图1-5所示。
2. 工具栏
SolidWorks2020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】工具栏以固定工具栏的形式显示在绘图区域的正中上方,如图1-6所示。
(1)自定义工具栏的启用方法:单击菜单栏中的【视图】|【工具栏】命令,或在视图工具栏中使用鼠标右键单击,将显示【工具栏】菜单项,如图1-7所示。
从图1-7中可以看到,SolidWorks2020提供了多种工具栏,以方便软件的使用。
打开某个工具栏(例如【参考几何体】工具栏),它有可能默认摆放在主窗口的边缘,可以拖曳它到图形区域中,使其成为浮动工具栏,如图1-8所示。
在使用工具栏或是工具栏中的某个命令时,当将鼠标指针移动到工具栏中相应的按钮附近,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,该消息提示会自动消失。
(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下面有4个不同的选项卡:【特征】【草图】【评估】和【DimXpert】,如图1-10所示。
3. 状态栏
状态栏位于图形区域底部,提供关于当前正在窗口中编辑的内容的状态,以及指针位置坐标、草图状态等信息,如图1-11所示。
状态栏中典型的信息如下。
:表示在更改了草图或零件而需要重建模型时,重建模型符号会显示在状态栏中。
:它会根据SolidWorks的当前模式给出提示和选项,方便快捷,对于初学者来说很有用。4. 管理区域
在文件窗口的左侧为SolidWorks文件的管理区域,也称为左侧区域,如图1-12所示。
管理区域包括
特征管理器(FeatureManager)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)。
单击管理区域窗口顶部的标签,可以在应用程序之间进行切换,单击管理区域右侧的
按钮,可以展开【显示窗格】,如图1-13所示。
5. 确认角落
确认角落位于视图窗口的右上角,如图1-14所示。利用确认角落可以接受或取消相应的草图绘制和特征操作。
来结束并接受草图绘制,也可以单击【删除草图】按钮
来放弃草图的更改。
来结束并接受特征造型,也可以单击【删除草图】按钮
来放弃特征造型操作。6. 任务窗格
图形区域右侧的任务窗格是与管理SolidWorks文件有关的一个工作窗口,任务窗格带有SolidWorks资源、设计库和文件探索器等标签,如图1-15所示。通过任务窗格,用户可以查找和使用SolidWorks文件。
特征管理器(FeatureManager)设计树位于SolidWorks窗口的左侧,它是SolidWorks软件窗口中比较常用的部分,如图1-16所示。它提供了激活的零件、装配体或工程图的大纲视图,从而可以很方便地查看模型或装配体的构造情况,或查看工程图中的不同图纸和视图。
FeatureManager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。
FeatureManager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:可以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与Window操作界面类似,如在选择的同时按住Shift键,可以选择多个连续项目;在选择的同时按住Ctrl键,可以选择非连续项目。
(2)确认和更改特征的生成顺序:在FeatureManager设计树中利用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)在装配零件时压缩和解除压缩零件特征和装配体零部件是很常用的。同样,如要选择多个特征,请在选择的时候按住Ctrl键。
(6)用鼠标右键单击清单中的特征,然后选择父子关系,以便查看父子关系。
(7)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。
(8)将文件夹添加到FeatureManager设计树中。
FeatureManager设计树提供下列文件夹和工具。
(1)使用“退回控制棒”暂时将模型退回到早期状态,如图1-17所示。
可使用FeatureManager退回控制棒来临时退回到早期状态或吸收的特征,往前推进,回退到以前的状态。当模型处于退回控制状态时,可以增加新的特征或编辑已有的特征。
(2)通过用鼠标右键单击【方程式】文件夹
,并选择所需操作来添加新的方程式,编辑或删除方程式(当将第一个方程式添加到零件或装配体时,方程式文件夹出现)。
(3)通过用鼠标右键单击【注解】文件夹
来控制尺寸和注解的显示。
(4)记录设计日志并添加附加件到【设计活页夹】文件夹
。
(5)通过用鼠标右键单击【材质】按钮
来添加或修改应用到零件的材质。
(6)查阅文档在【实体】文件夹
中所包含的所有实体。
(7)查阅文档在【曲面实体】文件夹
中所包含的所有曲面实体。
(8)查阅
【基准面】、
【基准轴】,以及插入的
【零件草图】。
(9)添加自己的自定义文件夹,并将特征拖曳到文件夹,以减小FeatureManager设计树的长度。
(10)在图形区域中从弹出的FeatureManager设计树查阅并进行操作,而左窗格中有PropertyManager出现。
(11)通过选择左侧窗格顶部的标签,可以在
【FeatureManager】、
【PropertyManager】、
【ConfigurationManager】、
【DimXpertManager】及插件标签之间切换,如图1-18所示。
(12)若想切换FeatureManager设计树的显示状态,按F9键或单击视图、FeatureManager设计树区域,此方法在全屏模式中尤其有用。
(13)在图形区域选择一个实体、面或点,用鼠标右键单击,在弹出的快捷菜单中选择【保存选择】选项,特征树中将生成一个【选择集】文件夹,该文件夹中包含用户选择的要素。
在SolidWorks的主窗口中单击窗口左上角的【新建】按钮
,或选择菜单栏中的【文件】|【新建】命令,弹出图1-19所示的【新建SolidWorks文件】对话框,在该对话框中单击【零件】按钮
,进入SolidWorks2020典型用户界面。
【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。单击
按钮,此时的【新建SolidWorks文件】对话框如图1-20所示。
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】窗口中,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框中的.sldprt。
单击【新建SolidWorks文件】窗口中的【零件】按钮,可以打开一张空白的零件图文件,或单击【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1-21所示。
在【打开】对话框里,系统会默认使用前一次读取的文件格式,如果想要打开不同格式的文件,请打开【文件类型】下拉列表,然后选择适当的文件类型即可。
对于SolidWorks软件可以读取的文件格式及允许的数据转换方式,综合归类如下。
单击【标准】工具栏中的【保存】按钮
,或选择菜单栏中的【文件】|【保存】命令,在弹出的对话框中输入要保存的文件并及设置文件保存的路径,便可以将当前文件保存。或也可选择【另存为】选项,弹出【另存为】对话框,如图1-22所示。在【另存为】对话框中更改将要保存的文件路径后,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。
【另存为】对话框参数设置说明如下。
【标准】工具栏位于主窗口正上方,如图1-23所示。
各按钮含义如下所述。
【新建】:单击可打开【新建SolidWorks文件】窗口,从而建立一个空白图文件。
【打开】:单击可在【打开】窗口中打开磁盘驱动器中已有的图文件。
【保存】:单击可将目前编辑中的工作视图,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新文件功能。
【打印】:单击可将指定范围内的图文资料,送往打印机或绘图机,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上次的操作,返回未执行该项命令前的状态,可重复返回多次。
【选择】:单击可进入选择像素对象的模式。
【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选项设置。在SolidWorks2020中,【特征】工具栏直接显示在主窗口的上方,以选项卡的方式存在,如图1-24所示。
用户也可以单击菜单栏中的【视图】|【工具栏】命令,选择【特征】命令,【特征】工具栏将悬浮在主窗口上,如图1-25所示。
各按钮含义如下所述。
【拉伸凸台/基体】:以一个或两个方向拉伸一草图或绘制的草图轮廓生成一个实体。
【旋转凸台/基体】:单击可将用户选择的草图轮廓图形,绕着用户指定的旋转中心轴,成长为3D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来生成实体特征。
【边界凸台/基体】:以两个方向在轮廓间添加材料以生成实体特征。
【拉伸切除】:单击将工作图文件里原先的3D模型,扣除草图轮廓图形绕着指定的旋转中心轴成长形成的3D模型,保留残余剩下的3D模型区域。
【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】: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】: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】:通过以两个方向在轮廓之间移除材料来切除实体模型。
【圆角】: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倾斜的边线。
【筋】:单击可对工作图文件里的3D模型,按照用户指定的断面图形,加入一个加强肋特征。
【抽壳】:通过单击该工具按钮,可对工作图文件里的3D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3D模型的某个曲面或是平面,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】:将草图轮廓闭合到面上。
【圆顶】: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】组,如图1-26所示。再根据需要选择不同的基准,然后在设置的基准上插入草图来编辑或更改零件图。
【曲线】:单击
按钮可以弹出【曲线】组,如图1-27所示。
【Instant3D】:启用拖曳控标、尺寸及草图来动态修改特征。和特征工具栏一样,【草图】工具栏也有两种形式,如图1-28所示。
各按钮含义如下。
【草图绘制】:在任何默认基准面或自己设置的基准上,通过单击该工具按钮,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】: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】:单击并依次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】:单击并用鼠标左键指定圆形的圆心点位置后,拖曳鼠标指针,可在工作图文件里生成一个圆形。
圆心/起/终点圆弧】:单击并依次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】: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】:单击并依次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】:在交叉点处做圆弧,使之分别与两个草图实体相切,从而生成切线弧。
【点】:将鼠标指针移到屏幕绘图区里所需要的位置,使用鼠标左键单击,即可在工作图文件里生成一个点。
【基准面】:单击可插入基准面到3D草图。
【文字】:可在面、边线及草图实体上绘制文字。
【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、圆、椭圆、样条曲线或中心线的相交处。
【转换实体引用】:单击就可以将模型中的所选边线转换为草图实体。
【等距实体】:单击可以通过一定距离等距面、边线、曲线或草图实体来添加草图实体。
【镜像实体】:单击可将工作窗口里被选择的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】:使用想阵列的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】: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】:能够找出草图错误,有些情况下还可以修复这些错误。【装配体】工具栏如图1-29所示,可用于控制零部件的管理、移动及配合。
【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】:可以以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】:单击可通过拖曳来移动零部件沿着设置的自由度内移动。
【显示隐藏的零部件】:可以切换零部件的隐藏和显示状态,并随后在图形区域中选择隐藏的零部件以使其显示。
【装配体特征】:生成各种装配体特征,如图1-30所示。
【新建运动算例】:新建一个装配体模型运动的图形模拟。
【材料明细表】: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】:单击该按钮后,可以检查装配体中是否有干涉的情况。
【间隙验证】:使用间隙验证可以检查装配体中所选零部件之间的间隙。
【孔对齐】:检查装配体中是否存在未对齐的孔。
【装配体直观】:按自定义属性直观装配体零部件。
【性能评估】:分析装配体的性能,并会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。【尺寸/几何关系】工具栏用于提供标注尺寸和添加及删除几何关系,如图1-31所示。
各按钮含义如下所述。
【智能尺寸】:单击可以给草图实体、其他对象或是几何图形标注尺寸。
【水平尺寸】:单击可在两个实体之间指定水平尺寸,水平方向以当前草图的方向来定义。
【竖直尺寸】:单击可在两点之间生成竖直尺寸,竖直方向由当前草图的方向定义。
【基准尺寸】:属于参考尺寸,不能更改其数值,或使用其数值来驱动模型。
【尺寸链】:为一组在工程图中或草图中从零坐标测量的尺寸,不能更改其数值,或使用其数值来驱动模型。
【水平尺寸链】:在激活的工程图或草图上,单击该按钮,可以生成水平尺寸链。
【竖直尺寸链】:单击可以在工程图或草图中生成竖直尺寸链。
【倒角尺寸】:单击可以在工程图中给倒角标注尺寸。
【添加几何关系】:单击该按钮,系统会打开“添加几何关系”Property Manager设计树,供用户对工作图文件里的2D草图图形附加新的几何限制条件。
【显示/删除几何关系】:单击该按钮,系统会打开“显示/删除几何关系”Property Manager设计树,列出并可供用户删除2D草图图形已有的几何限制条件。【工程图】工具栏如图1-32所示。
各按钮含义如下所述。
【模型视图】:单击可将一模型视图插入工程图文件中。
【投影视图】:单击可从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】:单击可通过绘制一轮廓在工程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】:通过隐藏除所定义区域之外的所有内容而集中于工程图视图的某部分。
【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。【视图】工具栏如图1-33所示。
各按钮含义如下。
【整屏显示全图】:单击可将目前工作窗口中的3D模型图形及相关的图文资料,以可能的最大显示比例,全部纳入绘图区的图形显示区域之内。
【局部放大】:单击该工具按钮后,按住鼠标左键不放,可将指定的矩形范围内的图文资料放大后显示在整个绘图范围内。
【上一视图】:单击可以显示上一视图。
【3D工程图视图】:在工程图中显示三维结构。
【剖面视图】:先在工作图文件里单击某个参考平面,再单击该工具按钮,即可对工作图文件里的3D模型图表,产生一个瞬时性质的剖面视图。
【视图定向】:更改当前视图定向或视窗数。
【带边线上色】:单击该工具按钮,SolidWorks软件会以带边线上色模式,显示工作图文件里的3D模型图形。
【隐藏/显示项目】:在图形区域中更改项目的显示状态。
【编辑外观】:在模型中编辑实体的外观,可将颜色、材料外观和透明度应用到零件和装配体零部件。
【应用布景】:循环使用或应用特定的布景。
【视图设定】:切换各种视图设置,例如RealView、阴影及透视图。要显示【插件】工具栏,选择【工具】|【插件】命令,打开【插件】对话框,如图1-34所示,选中需要打开的插件功能前面的复选框,即可打开相应的插件工具。
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。
工具栏里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己定义的工具栏按钮。
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,并设置其显示状态,即可选择想显示的工具栏,并取消选择那些想隐藏的工具栏。
自定义设置操作如下所述。
(1)执行菜单栏中的【工具】|【自定义】命令,或在工具栏区域使用鼠标右键单击,选择【自定义】选项,系统弹出【自定义】对话框,如图1-35所示。
(2)在【工具栏】选项卡下,勾选想显示的每个工具栏复选框,同时取消选择想隐藏的工具栏复选框。
(3)如果显示的工具栏位置不理想,可以将鼠标指针指向工具栏上按钮之间空白的地方,然后拖曳工具栏到想要的位置。例如将工具栏拖到SolidWorks窗口的边缘,工具栏就会自动定位在该边缘。
2. 自定义命令
(1)执行菜单栏中的【工具】|【自定义】命令,或在工具栏区域使用鼠标右键单击,在弹出的菜单中选择【自定义】选项,系统弹出【自定义】对话框,单击【命令】标签,打开【命令】选项卡,如图1-36所示。
(2)在【类别】选择框中选择要改变的工具栏,对工具栏中的按钮进行重新安排。
(3)对工具栏中的工具按钮移动操作设置:在【命令】选项卡中找到需要的命令,单击要使用的命令按钮,将其拖放到工具栏上的新位置,从而实现重新安排工具栏上的按钮的目的。
(4)对工具栏中的工具按钮删除操作设置:单击要删除的按钮,并将其从工具栏拖放回图形区域中即可。
鼠标在SolidWorks软件中的使用频率非常高,可以用其实现平移、缩放、旋转、绘制几何图素和创建特征等操作。基于SolidWorks系统的特点,建议读者使用三键滚轮鼠标,在设计时可以有效地提高设计效率。表1-1列出了三键滚轮鼠标的使用方法。
SolidWorks使用带原点的坐标系统。当用户选择基准面或打开一个草图并选择某一面时,将生成一个新的原点,与基准面或所选面对齐。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。
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。可以将尺寸标注和几何关系添加到零件原点中,但不能添加到草图原点中。原点有如下几种。
:蓝色,表示零件原点,每个零件文件中均有一个零件原点。
:红色,表示草图原点,每个新草图中均有一个草图原点。
:装配体原点。
:零件和装配体文件中的视图引导。单击【参考几何体】工具栏中的【坐标系】按钮
(或选择【插入】|【参考几何体】|【坐标系】菜单命令),弹出【坐标系】属性管理器,如图1-37所示。
(1)
【原点】:定义原点。单击其选择框,在图形区域中选择零件或装配体中的一个顶点、点、中点或默认的原点。
(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之一定义所选轴的方向。
(3)
【反转轴方向】:单击可反转轴的方向。
1. 将参考坐标系平移到新的位置
在【特征管理器设计树】中,用鼠标右键单击已生成的坐标系的按钮,在弹出的快捷菜单中选择【编辑特征】选项,弹出【坐标系】属性管理器,在【选择】选项组中,单击
【原点】选择框,在图形区域中单击想将原点平移到的点或顶点处,单击【确定】按钮
,原点被移动到指定的位置上。
2. 切换参考坐标系的显示
要切换坐标系的显示,可以选择【视图】|【坐标系】菜单命令。菜单命令左侧的按钮下沉,表示坐标系可见。
参考基准轴的用途较多,在生成草图几何体或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。
每一个圆柱和圆锥面都有一条轴线。临时轴是由模型中的圆锥和圆柱隐含生成的,临时轴常设置为基准轴。
可以设置隐藏或显示所有临时轴。选择【视图】|【临时轴】菜单命令,此时菜单命令左侧的按钮下沉,如图1-38所示,表示临时轴可见。
单击【参考几何体】工具栏中的【基准轴】按钮
,或选择【插入】|【参考几何体】|【基准轴】菜单命令,弹出【基准轴】属性管理器,如图1-39所示。
在【选择】选项组中进行选择以生成不同类型的基准轴,选项有如下5个。
【一直线/边线/轴】:选择一条草图直线或边线作为基准轴。
【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】:选择两个顶点、两个点或中点之间的连线作为基准轴。
【圆柱/圆锥面】:选择一个圆柱或圆锥面,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。选择【视图】|【基准轴】菜单命令,可以看到菜单命令左侧的按钮下沉,如图1-40所示,表示基准轴可见(再次选择该命令,该图标恢复为关闭基准轴时的显示)。
在【特征管理器设计树】中默认提供前视、上视及右视基准面,除默认的基准面外,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。
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
(或选择【插入】|【参考几何体】|【基准面】菜单命令),弹出【基准面】属性管理器,如图1-41所示。
在【第一参考】选项组中,选择需要生成的基准面类型及项目。选项主要有如下几种。
【平行】:通过模型的表面生成一个基准面。
【垂直】:可以生成垂直于一条边线、轴线或平面的基准面。
【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(或轴线、草图线等)与一个面(或基准面)以一定夹角生成基准面。
【等距距离】:在平行于一个面(或基准面)的指定距离生成等距基准面。首先选择一个平面(或基准面),然后设置“距离”数值。SolidWorks可以生成多种类型的参考点以用作构造对象,还可以在彼此间已指定距离分割的曲线上生成指定数量的参考点。
单击【参考几何体】工具栏中的【点】按钮
(或选择【插入】|【参考几何体】|【点】菜单命令),弹出【点】属性管理器,如图1-42所示。
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、曲线或草图线段生成一组参考点,输入距离或百分比数值即可。在SolidWorks2020中,可以在剖面视图、断开的剖视图和细节视图中应用标注,可以将标注应用于以下特征。
要在剖面视图中添加孔标注,主要操作步骤如下。
(1)打开带有孔剖视的工程图,如图1-43所示。
(2)单击【插入】|【注解】|【孔标注】菜单命令。
(3)选择横截面孔的边线,向外侧拖曳鼠标,单击以放置标注,如图1-44所示。
在SolidWorks2020中,可以使用链尺寸工具创建关联尺寸链,这与创建基准尺寸的方法类似。
要创建链尺寸,主要操作步骤如下。
(1)打开带有孔剖视的工程图,如图1-45所示。
(2)单击【工具】|【尺寸】|【链】菜单命令。
(3)单击左侧起始边线,之后再依次单击特征以添加到链集,如图1-46所示。
要创建不带故障面的等距曲面,主要步骤如下。
(1)打开一个带有小曲率的曲面文件,如图1-47所示。
(2)单击【插入】|【曲面】|【等距】菜单命令。通过单击【编辑】|【全选】命令来选择模型。在弹出的【曲面—等距】属性管理器中,在
【等距距离】中输入“30.00mm”。当工具完成分析后,将在等距参数中列出失败的面并突出显示,如图1-48所示。
(3)单击【移除全部失败面】选项。从【等距参数】中选择【移除全部失败面】选项,更新图形区域中的模型,如图1-49所示。
在SolidWorks2020中,使用抽取网格工具可减少图形网格实体中的分面计数。较小的分面计数使修改图形网格实体更加容易。
要使用抽取网格工具,具体操作步骤如下。
(1)单击【工具】|【选项】|【导入】菜单命令,指定以下系统选项:对于文件格式,选择STL/OBJ/OFF/PLY/PLY2,然后单击并导入为图形实体。单位选择毫米。单击【确定】按钮。
(2)打开STL文件,将鼠标指针悬停在模型上。工具提示将显示组成实体的分面和顶点的总数,结果如图1-50所示。
(3)单击【插入】|【网格】|【抽取网格】菜单命令。在图形区域中,单击图形网格实体。在弹出的【取网格实体的十分之一】属性管理器中,在【分面缩减】选项组下,对于减少百分比,输入“20”,如图1-51所示。
(4)单击【计算】按钮,然后单击【确定】按钮,结果如图1-52所示。
在SolidWorks2020中,用户可以在样条曲线和2D草图中的任何其他草图实体之间应用扭转连续性关系,草图实体必须共享一个端点,这些关系在端点处创建光顺连续性,并对草图实体应用等曲率和等效曲率。
用户可以将扭转连续性关系应用到样条曲线、样式样条曲线或通用样条曲线以及以下草图实体。
扭转连续性关系要求起始样条曲线是样式样条曲线B样条线:度数5,具有至少9个控制顶点。如果样条曲线不符合这些要求,则会出现一个转换样条曲线的提示。
要应用扭转连续性关系,具体操作步骤如下。
(1)选择一个平面并打开一个草图。单击【工具】|【草图实体】|【样式样条曲线】菜单命令。在【插入样式曲线】属性管理器中,单击【B-样条:度数5(5)】单选按钮。使用至少9个控制顶点绘制样条曲线,结果如图1-53所示。
(2)使用鼠标右键单击样条曲线,然后单击【显示曲率梳形图】按钮,结果如图1-54所示。
(3)单击【工具】|【草图实体】|【3点圆弧】菜单命令。绘制与样条曲线共用端点的圆弧。使用鼠标右键单击圆弧,然后单击【显示曲率梳形图】按钮,结果如图1-55所示。
(4)按住Ctrl键的同时选择样条曲线和圆弧,将出现【添加关系】/【属性】管理器。在【属性】管理器中的【添加几何关系】选项组下,单击【扭转连续性】按钮,如图1-56所示。
下面结合现有模型,介绍生成参考几何体的具体方法。
(1)启动中文版SolidWorks软件,单击【标准】工具栏中的【打开】按钮
,弹出【打开】属性管理器,在配套资源中选择“第1章/范例文件/1.SLDPRT文件,”单击【打开】按钮,在图形区域中显示出模型,如图1-57所示。
(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,则点的名称显示在
(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,指示所选轴的方向与所选的边线平行,单击【Z轴】下的【反转Z轴方向】按钮
,反转轴的方向,如图1-58所示,单击【确定】按钮
,生成坐标系1。
(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1-59所示,单击【确定】按钮
,生成基准轴1。
(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1-60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1。
(1)执行【插入】|【参考几何体】|【参考配合】菜单命令,弹出【配合参考】属性管理器。
(2)在【主要参考实体】选项组中选择圆柱面,如图1-61所示。
(3)单击【确定】按钮
,生成一个配合参考,在FeatureManager设计树中显示有一个配合参考,如图1-62所示。
(1)单击【前视基准面】按钮,选择【插入】|【参考几何体】|【网格系统】菜单命令。
(2)在模型的上表面绘制一个草图,如图1-63所示。
(3)单击
按钮,退出绘图状态,弹出【网格系统】属性管理器。将
【层数】设为“3”,
【高度】设为“100.00mm”,如图1-64所示。
(4)单击【确定】按钮
,生成网格系统1,如图1-65所示。
(5)在FeatureManager设计树中显示一个网格系统,该文件夹中包含了每一个层次的草图和内容,如图1-66所示。
(1)单击【插入】|【参考几何体】|【活动剖切面】菜单命令,系统提示选择一个基准面作为初始基准面,在设计树中选择【上视基准面】按钮。
(2)在零件中出现三重轴,拖曳三重轴的控标,可以动态生成模型的剖面,如图1-67所示。
(3)活动剖切面文件夹将显示在FeatureManager设计树中,其中存储了所有活动剖切面的信息,如图1-68所示。
(4)单击绘图区的空白区域,活动剖切面即被取消激活,且该平面的控标消失,基准面三重轴也会消失,如图1-69所示。