第03章 零件设计【 Solidworks 2016机械设计】

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1、第3章 零件设计 本章内容主要包括： 三维建模的管理工具设计树。 特征的编辑和编辑定义。 特征失败的出现和处理方法。 参考几何体（包括基准面、基准轴、点、坐标系）的创建。 特征的创建（包括圆角、倒角、孔、拔模和抽壳等） 3.1 实体建模的一般过程 3.1.1新建一个零件三维模型 选择下拉菜单【文件】/【新建】命令（或在“标准（S）” 工具栏中单击按钮），此时系统弹出 “新建SolidWorks文件” 对话框。 图3.1.2 “新建SolidWorks文件”对话框 3.1.2 创建一个拉伸特征作为零件的基础特征 基础特征是一个零件的主要结构特征，创建什么样的特征 作为零件的基础特征比较重要，一般

2、由设计者根据产品的设计 意图和零件的特点灵活掌握。本例中的三维模型的基础特征是 图3.1.3所示的一个拉伸（Extrude）特征。拉伸特征是最基本 且经常使用的零件造型特征，它是通过将草图横断面沿着垂直 方向拉伸而形成的。 图3.1.3 拉伸特征 特征的横断面草图 拉伸特征 通过拉伸 3.1.3 添加其他拉伸特征 1添加薄壁拉伸特征 在创建零件的基本特征后，可以增加其他特征。 2添加切除类拉伸特征 切除拉伸特征的创建方法与凸台拉伸特征基本一致，只不 过凸台拉伸是增加实体，而切除拉伸则是减去实体。 图3.1.22 添加薄壁拉伸特征 图3.1.28 切除-拉伸特征 切除-拉伸特征 3.1.4 保存

3、文件 通过下拉菜单选择下拉菜单【文件】/【保存】命令，系统弹出 图3.1.32所示的“另存为”对话框。在“另存为”对话框的“保存 在”下拉列表中选择文件保存的路径，在“文件名”文本框中输 入可以识别的文件名，单击“保存”按钮，即可保存文件。 图3.1.32“另存为”对话框 3.2 SolidWorks的模型显示与控制 3.2.1 模型的几种显示方式 图3.2.3 线架图 图3.2.4 隐藏线可见图3.2.5 消除隐藏线 图3.2.6 带边线上色图3.2.7 带材料着色 图3.2.8 上色模式中的阴影 3.2.2 视图的平移、旋转、翻滚与缩放 视图的平移、旋转、翻转与缩放是零部件设计中的常用操

4、作，这些操作只改变模型的视图方位而不改变模型的实际大小 和空间位置 。 3.2.3 模型的视图定向 图3.2.9 原始视图方位 图3.2.11 前视图 图3.2.12后视图图3.2.13左视图 图3.2.14右视图图3.2.15上视图图3.2.16下视图 图3.2.17 等轴测视图图3.2.18 上下二等角轴测视图图3.2.19 左右二等角轴测视图 3.3 SolidWorks的设计树 3.3.1 设计树概述 SolidWorks的设计树一般出现在窗口左侧，它的功能是以 树的形式显示当前活动模型中的所有特征或零件，在树的顶部 显示根（主）对象，并将从属对象（零件或特征）置于其下。 3.3.2

5、设计树界面简介 3.3.3 设计树的作用与一般规则 1设计树的作用 2设计树的一般规则 图3.3.1 设计树操作界面 设计树的顶部：零部件名称 设 计 树 这些为设计树中的项目，每个项目包含一个图标， 反映其对象类型，如材质、零件、特征（包括基准 平面、基准点和坐标系等），该图标还可显示特征 、零件或装配件的显示及更新状态（如隐藏或未更 新）。 蓝色退回控制棒 3.4 设置零件模型的属性 3.4.1 概述 选择下拉菜单【编辑】/【外观】/【材质】命令（或在 “标准”工具栏中单击“编辑材质”按钮），此时系统弹出“材 料”对话框。 图3.4.1 “材料”对话框 3.4.2 零件模型材料的设置 3.

6、4.3 零件单位的设置 每个模型都有一个基本的米制和非米制单位系统，以确保 该模型的所有材料属性保持测量和定义的一贯性。SolidWorks 系统提供了一些预定义单位系统，其中一个是默认单位系统， 但用户也可以定义自己的单位和单位系统（称为定制单位和定 制单位系统）。在进行一个产品的设计前，应该使产品中的各 元件具有相同的单位系统。 图3.4.3应用“黄铜”材质 a）应用材质前b）应用材质后 图3.4.7“文档属性（D）- 单位”对话框（一） 3.5 旋转特征 3.5.1 旋转特征简述 旋转（Revolve）特征是将横断面草图绕着一条轴线旋转 而形成实体的特征。注意旋转特征必须有一条绕其旋转的

7、轴线。 图3.5.1 旋转特征示意图 横断面绕轴线旋转 横断面草图旋转轴 旋转轴 旋转特征 3.5.2 创建旋转凸台特征的一般过程 说明： 旋转特征必须有一条旋转轴线，围绕轴线旋转的草图只能在 该轴线的一侧。 如果旋转轴线是在横断面草图中，系统会自动识别。 3.5.3 创建旋转切除特征的一般过程 a）旋转前 b）旋转后 图3.5.5 旋转切除特征 中心线 横断面草图 3.6 特征的编辑与重定义 3.6.1 编辑特征 特征尺寸的编辑是指对特征的尺寸和相关修饰元素进行修 改。 图3.6.2 编辑零件模型的尺寸 3.6.2 查看特征父子关系 在设计树中右击所要查看的特征（如拉伸薄壁特征1）， 从系统

8、弹出的快捷菜单中选择【父子关系】命令，系统弹出 “父子关系”对话框，在对话框中可查看所选特征的父特征和 子特征。 3.6.3 删除特征 在设计树中右击所要查看的特征（如拉伸薄壁特征1）， 从系统弹出的快捷菜单中选择【删除】命令， 3.6.4 特征的重定义 当特征创建完毕后，如果需要重新定义特征的属性、横断 面的形状或特征的深度选项，就必须对特征进行“编辑定义”， 也叫“重定义”。 3.7 倒角特征 倒角（chamfer）特征实际是一个在两个相交面的交线上 建立斜面的特征。 图3.7.1 倒角特征 a）倒角前b）倒角后 边线1 3.8 圆角特征 “圆角”特征的功能是建立与指定的边线相连的两个曲面

9、 相切的曲面，使实体曲面实现圆滑过渡。 1.恒定半径圆角 恒定半径圆角：生成整个圆角的长度都有等半径的圆角。 图3.8.1恒定半径圆角特征 a）圆角前 边线1 b）圆角后 2. 变量半径圆角 变量半径圆角：生成包含变量半径值的圆角，可以使用控 制点帮助定义圆角。 图3.8.4变量半径圆角特征 a）圆角前 边线1 b）圆角后 3. 完整圆角 完整圆角：生成相切于三个相邻面组（一个或多个面相切） 的圆角。 图3.8.7完整圆角特征 a）圆角前 模型表面1（正面）模型表面3（背面） 模型表面2 b）圆角后 3.9 装饰螺纹线特征 装饰螺纹线是在其他特征上创建、并能在模型上清楚地 显示出来的起修饰作用

10、的特征，是表示螺纹直径的修饰特征。 与其他修饰特征不同，螺纹的线型是不能修改修饰的。 图3.9.1创建装饰螺纹线 b）创建后 装饰螺纹线 a）创建前 圆形边线 3.10 孔特征 3.10.1 孔特征简述 孔 特 征 （ Hole） 命 令 的 功 能 是 在 实 体 上 钻 孔 。 在 SolidWorks中，可以创建两种类型的孔特征：简单孔和异型向 导孔 。 3.10.2 创建孔特征（简单直孔）的一般过程 选择下拉菜单【插入】/【特征】/【孔】/【简单直孔】 命令，可以创建简单直孔。 图3.10.1孔特征 a）钻孔前 孔的放置面 b）钻孔后 3.10.3 创建异形向导孔 选择下拉菜单【插入】

11、/【特征】/【孔】/【向导】命令， 可以创建异形向导孔。 图3.10.5孔特征 a）钻孔前 孔的放置面 b）钻孔后 3.11 拔模特征 注塑件和铸件往往需要一个脱（起）模斜度，才能顺利脱模， SolidWorks中的拔模特征就是用来创建模型的脱（起）模斜度。 拔模特征共有三种：中性面拔模、分型线拔模和阶梯拔模。下 面将介绍建模中最常用的中性面拔模。 图3.11.1中性面拔模 模型表面2 模型表面1 a）拔模前 b）拔模后 3.12 筋（肋）特征 筋（肋）特征的创建过程与拉伸特征基本相似，不同的 是筋（肋）特征的截面草图是不封闭的，其截面只是一条直线。 图3.12.1筋（肋）特征 b）创建筋（肋

12、）后 a）创建筋（肋）前 3.13 抽壳特征 抽壳特征（Shell）是将实体的内部掏空，留下一定壁厚 （等壁厚或多壁厚）的空腔，该空腔可以是封闭的，也可以是 开放的。 1等壁厚抽壳 图3.13.1 等壁厚的抽壳 a）抽壳前 模型表面2 模型表面1 b）抽壳后 2多壁厚抽壳 利用多壁厚抽壳，可以生成在不同面上具有不同壁厚的 抽壳特征。 图3.13.3 多壁厚的抽壳 a）抽壳前 模型表面4（侧面） b）抽壳后 3.14 特征的重新排序及插入操作 3.14.1 概述 零件中特征的创建顺序非常重要，如果各特征的顺序安排 不当，抽壳特征会生成失败，有时即使能生成抽壳，但结果也 不会符合设计的要求。 图3

13、.14.1 注意抽壳特征的顺序 b）改变圆角半径后 多余实体区域 a）改变圆角半径前 3.14.2 重新排序的操作方法 注意：特征的重新排序（Reorder）是有条件的，条件是 不能将一个子特征拖至其父特征的前面。 3.14.3 特征的插入操作 当所有的特征完成以后，假如还要添加一个图3.14.3b所示 的切除-拉伸特征，并要求该特征添加在【圆角1】特征的后面， 利用“特征的插入”功能可以满足这一要求。 图3.14.3添加切除-拉伸特征 a）切除-拉伸前 草图基准面 b）切除-拉伸后 3.15 特征生成失败及其解决方法 3.15.1 特征生成失败的出现 创建或重定义特征时，若给定的数据不当或参

14、照丢失，就 会出现特征生成失败的警告 。 图3.15.1 特征的编辑定义 a）编辑特征前 b）解决方法1 b）解决方法2 3.15.2 特征生成失败的解决方法 1解决方法一：删除第二个拉伸特征 2解决方法二：更改第二个拉伸特征的草绘基准面 图3.15.4“什么错”对话框 图3.15.5 修改横断面草图 a）修改前b）修改后 3.16 参考几何体 3.16.1 基准面 基准面也称基准平面。在创建一般特征时，如果模型上没 有合适的平面，用户可以创建基准面作为特征截面的草图平面 或参照平面。 1通过直线/点创建基准面 利用一条直线和直线外一点创建基准面，此基准面包含指 定直线和点 图3.16.1通过

15、直线/点创建基准面 b）创建后 创建此平面 a）创建前 选取此线 选取此点 2垂直于曲线创建基准面 利用点与曲线创建基准面，此基准面通过所选点，且与选 定的曲线垂直。 3创建与曲面相切的基准面 通过选择一个曲面创建基准面，此基准面与所选曲面相切， 需要注意的是创建时应指定方向矢量。 图3.16.3垂直于曲线创建基准面 b）创建后 创建此平面 a）创建前 选取此点 选取此线 图3.16.4创建与曲面相切的基准面 b）创建后 创建此平面 a）创建前 选取此点 选取此曲面 3.16.2 基准轴 “基准轴（axis）”按钮的功能是在零件设计模块中建立轴 线，同基准面一样，基准轴也可以用于特征创建时的参

16、照 。 1利用两平面创建基准轴 可以利用两个平面的交线创建基准轴。平面可以是系统提 供的基准面，也可以是模型表面。 图3.16.5利用两平面创建基准轴 创建此轴线 b）创建轴线后 a）创建轴线前 2利用两点/顶点创建基准轴 利用两点连线创建基准轴。点可以是顶点、边线中点或其 他基准点。 图3.16.7利用两点/顶点创建基准轴 a）创建轴线前 顶点2 顶点1 b）创建轴线后 创建此轴线 3利用圆柱/圆锥面创建基准轴 图3.16.8利用圆柱/圆锥面创建基准轴 b）创建基准轴后 创建此轴线 a）创建基准前 参考实体 3.16.3 点 “点（point）”按钮的功能是在零件设计模块中创建点， 作为其他实体创建的参考元素。 1利用圆弧中心创建点 图3.16.9利用圆弧中心创建点 a）创建点前 参考实体 b）创建点后 创建此点 2利用交叉点创建点 在所选参考实体的交线处创建点，参考实体可以是边线、 曲线或草图线段。 图3.16.10利用交叉点创建点 b）创建点后 创建此点 a）创建点前 参考实体 2利用交