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1、SolidWorks 2009基础教程北京邮电大学出版社第二章 草图绘制 第一章 基础知识 第三章 特征造型 第四章 钣金SolidWorks 2009基础教程第五章 装配体 第六章 工程图走信息路走信息路 读北邮书读北邮书第一章 基础知识 第一章 基础知识 SolidWorks 2009基础教程1.1 SolidWorks 开发背景 1.2 SolidWorks 功能和特点 1.3 SolidWorks 2009的安装和操作界面 1.4 SolidWorks 2009的环境设置 1.5 SolidWorks 2009的操作风格 1.6 设定文件模板 1.7 模型颜色 走信息路走信息路 读北邮
2、书读北邮书1.9 小结 1.8 入门示例 1.1 SolidWorks开发背景 制造业是一个国家重要的基础工业，是 高新技术产业化的载体，也是高新技术发展的动 力，它担负着为国民经济部门提供技术装备的任 务，其发展水平反映了一个国家的综合实力。目 前市场经济全球化的直接后果是制造业市场竞争 更加激烈，表现为产品的更新换代加快、质量更 好、价格更便宜、服务更完善，迫使企业不断地 追求T、C、S、Q。这就要求企业尽可能快的响 应市场变化，制造出满足用户各种要求的产品。 设计和制造始终是制造业中的核心工作。 CAD/CAM软件的开发应用,为产品的设计和制造过程提供 了一个有效的、强大的手段，极大地促
3、进了制造业的进步 ，为制造业的快速发展提供了有力的保证。自上世纪八十 年代开始，我国设计单位和个人或早或晚地采用了二维 CAD技术，现已完全实现了国家科委1985年提出的“甩图 板”目标。在国内所有的企业、研究所和高校，手工绘图只 用于勾画方案草图。 通过二维CAD软件二十多年的应用实践，设计师都 感受到了二维CAD软件在提高绘图效率、改善图面质量和 加强图纸管理方面的卓越性能，但在提高设计质量、进行 技术创新方面并没有多大的改进，对设计师专业能力的要 求一点也没有降低，甚至解决不了复杂的投影、漏画图线 、漏标尺寸等问题。传统二维CAD主要用于代替手工绘图 ，确切地说，只不过是一个高效的绘图工
4、具而已。 在传统的设计中，设计师必须具有较强的三维空间 想象能力和二维表达能力。当接到一个新的零件设计任务 时，他的脑海中首先要构造出该零件的三维空间形状，然 后按照三视图的投影规律用二维图形将零件的三维形状表 达出来。为了统一、规范技术图纸，还须做一些硬性的规 定，如一些标准件规定画法、视图表达等。设计师在进行 产品设计之前，首先要学习许多人为的约定，如画法几何 、机械制图标准等等。 这就像正常人必须用哑语交流一样，花费了大量的 时间和精力用于图面表达上，从而限制了设计师的创造性 思维。 自上世纪90年代起，国际CAD设计领域已逐渐转向 三维技术。近年来CAD的开发方向都是基于特征的三维参
5、数化设计软件。三维设计软件的出现使得产品的开发、设 计工作出现了质的飞跃。 对于一个习惯于操作AutoCAD或CAXA的高手来说 ，如果由于偶然的机会初识了三维CAD设计软件，一定会 被它那强大的威力所折服，迫切希望早日进入三维世界。 可以肯定，三维CAD软件取代二维CAD软件将是一个必然 的趋势。 国际市场上流行的CAD设计软件分为高端、高中端 、中端和低端产品。高端产品主要运行于工作站上，其代 表有法国Dassault Systerms (达索)公司的CATIA(卡帝亚) 、美国UGS EDS公司的UG，功能强大，价位较高，适用 于航空领域、汽车领域、虚拟制造；中、高端产品是美国 PTC公
6、司的Pro/Engineer，适合于通用机械的设计与制造 、复杂曲面的设计、数控加工控制，尤其是在我国的南方 模具制造领域得到了极为广泛的应用；中端产品有美国 SolidWorks公司的SolidWorks、达索公司的SolidEdge、 美国Autodesk公司的MDT、 Inventor、北航三维CAXA等 ，其中以 SolidWorks为典型代表；低端产品是各种二维 CAD软件，如Autodesk公司的AutoCAD、北航电 子图版CAXA等。 从国内三维CAD推广应用的情况看，部分 大型重点企业、科研院所选择了主要运行于工作 站的高端三维CAD软件，主要看重的是其强大而 完善的功能；中
7、小型企业大多还正在使用低端的 二维CAD系统，功能仅限于计算机辅助绘图。许 多中小型企业迫切希望采用三维设计软件，在短 期内改善产品设计手段，提高产品开发能力，提 升产品质量档次。 而中端的三维CAD/CAE/CAM集成系统正 处于飞速发展的阶段，尤其是运行在个人微型计 算机上，就能保证必要的三维模型显示速度，是 中小型制造企业的首选。以SolidWorks为例，虽 然功能不及高端CAD系统强大，但除极个别的领 域外，应用在大多数场合已是绰绰有余， 完全能够很好地解决大多数企业产品设计工作中的实际 问题，极易在企业中得到推广和普及，有望做到技术人员 人手一套，使企业中每个人都能感受到三维软件的
8、巨大威 力。 1993年，为了开发世界空白的基于微型计算机平台 的三维CAD系统，PTC公司的技术副总裁与CV公司的副总 裁共同创建了SolidWorks公司，其宗旨是：To help customers design better and be more successful让您 的设计更精彩,并于1995年成功推出了三维设计的第一个版 本SolidWorks 1995，随后又陆续推出了SolidWorks 2001 Plus、SolidWorks 2003、 SolidWorks 2005、SolidWorks 2006、SolidWorks 2007。 由于SolidWorks出色的技术
9、和市场表现，成为CAD 行业的一颗耀眼的明星。 1997年,全球最著名的产品全生 命周期软件开发商法国达索公司(Dassault Systerms) ，以三亿一千万美元的高额市值将SolidWorks全资并购。 公司原来的投资商和股东，以当初一千三百万美元的风 险投资，获得了惊人的高额回报，创造了CAD行业的世界 纪录。并购后的SolidWork公司以原有品牌和团队继续独 立运作，不仅财力上得到了加强，市场定位也更加准确， 已成为专门致力于3D软件开发与实施的高素质的专业化公 司。 SolidWorks三维设计软件已成为达索家族中最具竞 争力的CAD产品。近两年最新推出了SolidWorks
10、2008和 SolidWorks 2009，用户界面有了较大的改进，操作更加 方便，功能更加强大。 SolidWorks是世界上第一个基于Windows平台的优 秀三维设计软件。在开发、运作产品十多年的时间里，已 经在全球发行了总计50多万套软件，共获得二十多项国际 大奖。 1999 年获得全球微型计算机平台CAD系统评比第 一名；2002年从众多著名的3D软件中脱颖而出，赢得美国 CADENCE权威杂志最佳编辑奖，从而成为三维设计软件 快速增长的领导者，是三维软件的第一品牌。 在美国，每500家招聘机械工程师的公司 中，要求应聘人员必须掌握SolidWorks软件技能 的公司就占464家，包
11、括麻省理工学院（MIT）、 斯坦福大学等著名大学已经把SolidWorks列为制 造专业学生的必修课。国内的一些大学如清华大 学、北京航空航天大学、北京理工大学、山东大 学、上海多数工科院校都开设了SolidWorks课程 ，相信在未来的58年内，SolidWorks将会成为 与当年的AutoCAD一样，成为3D普及型主流软件 乃至于CAD的行业标准。1.2 SolidWorks功能和特点 SolidWorks采用了参数化和特征造型技 术，能方便地创建任何复杂的实体、快捷的组成 装配体、灵活地生成工程图，并可以进行装配体 干涉检查、碰撞检查、钣金设计、生成爆炸图； 利用SolidWorks插件
12、还可以进行管道设计、工 程分析、高级渲染、数控加工等。可见， SolidWorks不只是一个简单的三维建模工具， 而是一套高度集成的CADCAECAM一体化 软件，是一个产品级的设计和制造系统，为工程 师提供了一个功能强大的模拟工作平台。 对于习惯了操作以绘图为主的二维CAD软 件的设计师来说，三维SolidWorks的功能和特点 主要有以下几个方面： （1）参数化尺寸驱动 在二维CAD绘图过程中，绘制的图形形状 决定了图形的尺寸，即图形控制尺寸。当尺寸需 要变动时，必须返回去对图形进行修改，往往要 将所有已画好的图形按照原来的绘图过程从头来 画，严重影响了新产品的开发速度。 SolidWor
13、ks采用的是参数化尺寸驱动建模 技术，即尺寸控制图形。当改变尺寸时，相应的 模型、装配体、工程图的形状和尺寸将随之变化 而变化，非常有利于新产品在设计阶段的反复修 改。 （2）三维实体造型 在传统的二维CAD设计过程中，设计师欲 绘制一个复杂的零件工程图，由于不可能一下子 记住所有的设计细节，必须经过三维二维三 维二维这样一个反复不断的过程，时刻都要进 行着投影关系的校正，这就使得设计师的工作十 分枯燥和乏味。 而SolidWorks进行设计工作时直接从三维 空间开始，设计师可以马上知道自己的操作会导 致的零件形状。由于把大量繁琐的投影工作让计 算机来完成，设计师可以专注于零件的功能和结 构，
14、工作过程轻松了许多，也增加了工作中的趣 味性。实体造型模型中包含精确的几何、质量等 特性信息，可以方便准确地计算零件或装配体的 体积和重量，轻松地进行零件模型之间的干涉检 查。 在企业招投标过程中，生动逼真的机械产 品三维动画不仅便于交流与沟通，还展示了企业 的研发手段与实力，宣传了企业的自身形象。 （3）三个基本模块联动 SolidWorks具有三个功能强大的基本模块 ，即零件模块、装配体模块和工程图模块，分别 用于完成零件设计、装配体设计和工程图设计。 虽然这三个模块处于不同的工作环境中，但依然 保持了二维与三维几何数据的全相关性。 在任意一个模块中对设计所做的任何修改 ，都会自动地反映到
15、其它模块中，从而避免了对 各模块的分别修改，大大提高了设计效率。 （4）特征管理器（设计树） 设计师完成的二维CAD图纸，表现不出线 条绘制的顺序、文字标注的先后，不能反映设计 师的操作过程。与之不同的是，SolidWorks采用 了特征管理器（设计树）技术，可以详细地记录 零件、装配体和工程图环境下的每一个操作步骤 ，非常有利于设计师在设计过程中的修改与编辑 。 （5）支持国标（GB）的智能化标准件库 Toolbox Toolbox是同三维软件SolidWorks完全集成 的三维标准零件库。SolidWorks 2009中的 Toolbox支持中国国家标准（GB），包含了机械 设计中常用的型材和标准件，诸如：角钢、槽钢 、紧固件、联接件、密封件、轴承等。在Toolbox 中，还有符合国际标准(ISO)的
