《solidworks_三维设计与应用教程》电子教案

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1、SolidWorks 三维设计及应用 电子教案,课程介绍,本课程的性质和任务 本课程的内容和学习方法,单元1 SolidWorks轻松上手,学习目的： 了解参数化三维建模的特点 了解SolidWorks的界面和特点 了解特征的概念和特征在三维建模中的应用 了解SolidWorks的一些基本配置 学习重点： 熟悉SolidWorks的界面和基本概念 学会SolidWorks的基本配置,内容提要,参数化三维建模创造历史,1.1 经验者说,制造的全球化、信息化及需求个性化，都要求企业能在最短的时间内推出用户满意的产品，并快速占领市场。欲适应这种瞬息万变的市场需求，缩短设计制造周期，提高产品质量，必须

2、有先进的设计制造技术。计算机技术与设计制造技术相互渗透、依存、结合并共同发展，产生这样一门综合性应用技术计算机辅助设计与制造（Computer Aided Design and Computer Aided Manufacturing，简称CAD/CAM）。该技术是把人和计算机的最佳特性结合起来，辅助进行产品的设计分析与于制造的一种技术，是综合了计算机与工程设计方法的最新发展而形成的一门新兴学科。该技术的发展和应用已经成为衡量一个国家科技现代化与工业现代化水平的重要指标。,1.2 手把手教,1.2.1 CAD/CAM的工作流程 1.2.2 三维设计软件快速入门 1.2.3 三维设计软件简介 1

3、.2.4 SolidWorks简介,1.2.1 CAD/CAM的工作流程,1.2.2 三维设计软件快速入门,1、轮对CAD/CAE演示 2 、特征的定义 3、基于特征的产品设计三步曲,1、轮对CAD/CAE演示,关于特征的定义有很多说法。如：国际标准化组织对特征所做的定义是“特征是单个特性”，如平面、圆柱面、两个平行面、台阶、螺纹、轮廓等；美国全国标准协会的定义是特征可以看成是一个零件的有形部分，如表面、孔和槽等；计算机福州制造国际的定义是工件形状特征定义，在工件的表面、棱边或转角上形成的特定几何轮廓，用来修饰工件外貌或者有助于工件的给定功能。 在基于特征的造型系统中，特征是构成零件的基本元素

4、，即零件是由特征组成的。,2 、特征的定义,3、基于特征的产品设计三步曲,（1）零件造型 规划零件：分析零件特征组成、特征之间的关系、特征的构造顺序及其构造方法等。 创建基础特征：基本基础是构成每一个零件基本形态的基本特征，它是构造其他特征的基础。 创建其他基本特征：根据零件的规划结果，在基础特征上添加其他基本特征，最后添加辅助特征。 编辑特征：根据需要对已经建立的零件进行特征修改、删除和添加等编辑操作。 （2）虚拟装配 规划装配：分析产品的零件组成、零件之间的装配关系、装配顺序及其装配方法。 插入基础零件：基础零件是产品中起支撑作用的零件，也称为“地”，一般选取产品中与其他零件配合关系较多的

5、零件作为基础零件。 组装其他零件或子装配：根据装配的规划结果，插入其他零件或子装配，并根据各自的配合关系进行组装。 （3）生成图纸 规划视图：根据零件和装配的特点选择图纸格式、视图组成。 添加视图：根据视图规划结果，添加基本视图和辅助视图。 标注尺寸：标注零件的定性尺寸、定位尺寸、形位公差等。 添加注释：添加技术要求等文字说明。,1.2.3 三维设计软件简介,1、 CAD/CAM系统的软件类型 2、流行CAD系统技术特点,1、 CAD/CAM系统的软件类型,CAD/CAM系统的软件可分为三个层次：系统软件、支撑软件、应用软件。 系统软件指操作系统和系统实用程序等，它用于计算机的管理、控制和维护

6、。 包括：操作系统、编译系统和系统实用程序。 支撑软件包括几何建模软件，如Pro/E等 ；数据库管理系统，如FoxBASE，FoxPRO工程数据库等；工程分析及计算软件，如 ADINA等；机构分析及机构综合的软件，如 ADAMS等；文档制作软件，如WPS，WORD2000等。 应用软件是用户为解决各类实际问题，在系统软件的支持下而设计、开发的程序，或利用支撑软件进行二次开发形成的程序，应用软件的功能和质量直接影响CAD系统的功能和质量。,2、流行CAD系统技术特点,CAD软件大致可分为高端UNIX工作站CAD系统，中端Windows微机CAD系统和低端二维微机CAD系统等三类。 （1）高端UI

7、NX工作站CAD系统 这类系统的特点是，UNIX操作系统为支撑平台，从50年代发展至今，产生了许多著名的软件。目前，这类系统中比较流行的有：PTC公司的Pro/Engineer软件、SDRC公司的I-DEAS软件和EDS公司的UG软件。 （2）中端微机的CAD系统 随着计算机技术的发展，尤其是微机的性能和Windows技术的发展，已使微机具备了中低档UNIX工作站的竞争的实力，也使基于Windows技术的微机CAD系统迅速发展。目前，国际上最流行的有SolidWorks公司的SolidWorks软件，UG公司的SolidEdge软件和Autodesk公司的MDT软件等，国内也推出清华CAD工程

8、中心的GEMS，浙大大天公司的GSMASD，北京巨龙腾公司的龙腾CAD，北京爱宜特公司的Micro Solid、江苏杰必克超人CAD/CAM以及华正公司的CAXA-ME。 （3）低端CAD系统二维CAD系统 纯二维CAD系统在国外已经不多，真正有名的是Autodesk公司的AutoCAD软件。AutoCAD 提供一套丰富的设计工具，嵌入的Internet技术和具有创新性的Objict ARX、Autolisp及VBA编程语言能够帮助开发人员和用户按他们的特定需求控制软件，可对多个图形文件同时进行操作，支持多任务设计环境（MDE）。,1.2.4 SolidWorks简介,1、SolidWorks

9、的特点 2、 SolidWorks的思维方式 3、SolidWorks三维设计过程 4、认识SolidWorks的用户界面 5、SolidWorks相关设定和配置,1、SolidWorks的特点,基于 Windows 操作系统，采用 Windows 界面风格 参数式设计 单一数据库 真正三维实体模型 全相关 参数关系式 实体建模 低成本 已在生产中广泛应用,2、 SolidWorks的思维方式,3、SolidWorks三维设计过程,由以上火车轮对建模过程可见：SolidWorks等三维CAD软件具有“机械制造仿真、所见即所得和牵一发动全身”的特点，且一般都拥有“造零件、装机械、出图纸”的三种基

10、本功能。各种功能的操作步骤总结为： 造零件的过程： 选平面、画形状、定位置、标尺寸、造特征、制零件。 装机械的过程： 插零件、选对象、设配合、装机械。 出图纸的过程： 设格式、选视图、定位置、标尺寸、添注解、出图纸。,4、认识SolidWorks的用户界面,下拉菜单 快捷键 工具栏 快速提示 FeatureManager 设计树 PropertyManager 任务窗格 鼠标键 系统反馈,5、SolidWorks相关设定和配置,选项 应用改变 默认选项设置 建议设置,1.请问实体模型的好处是什么？ 2.为什么系统要提供不同的实体模型显示方式？ 3.怎样成为合格的机械三维设计人员,1.3 常见问

11、题,第一，要耐得住寂寞。 第二，要培养自身的学习能力、思维能力、创新能力。 第三，要提高计算机水平。 第四，不能过分讲究方法和技巧，而不愿意下真功夫。 第五，要明确三维设计的目的。 第六、有扎实的实践基础。 第七、培养对美学的认识。,本单元主要介绍了三维设计的基本特点，并认识了Solidworks三维设计的过程及其基本界面、使用和一些基本的系统配置参数。 希望通过对本单元的学习，读者能对三维设计有一个基本的了解，为以后学习建模打下良好基础。,1.4 本单元回顾,单元2 草图绘制,学习目的： 了解草图绘制的作用 掌握SolidWorks中常用的草图绘制方法 掌握草图的修改 掌握约束在草图绘制中的

12、作用 了解基准的概念和特点 掌握各种常见基准的创建方法 学习重点： SolidWorks中常用的草图绘制方法 草图的修改方法 约束在草图绘制中的作用,内容提要,经验者说：正确绘制草图是三维建模的关键,从几何学知识可知，任何一个基本的三维几何体都是将一定形状的二维剖面图形（草图）按一定方式如拉伸、旋转、扫描等生成的。在三维设计软件中，特征的创建、工程图的建立、三维装配图的建立以及都需要进行平面草图绘制。熟练掌握草图的绘制，就已经掌握了三维设计软件的基础绘图核心。,2.1 经验者说,2.2 手把手教,2.2.1 草绘基础 2.2.2 基本图形的绘制 2.2.3 草图绘制实例 2.2.4 草图绘制技

13、巧,2.2.1 草绘基础,1、 草绘环境介绍 2、 草绘步骤 3、专业术语,1、 草绘环境介绍,选平面绘形状定位置设大小,2、 草绘步骤,3、专业术语,草图：三维实体模型在某个截面上的二维轮廓称为草图，每个草图都有一些形状、大小或者方向的特征。创建草图的过程是：选平面绘形状定位置设大小。 草图平面:即绘制二维几何图形（草图）的平面。在创建草图前，用户必须选择一个草图平面。SolidWorks系统默认提供三个基准面，分别是上视基准面、前视基准面和右视基准面。草图平面也可以是前一个特征上的某一个平面，还可以是用户使用菜单命令：“工具”“参考几何体”“基准面”创建的基准平面。 约束:没有规矩不成方圆

14、。每个草图都必须有一定的约束，没有约束则设计者的意图也无从体现。约束有两种：一种对尺寸进行约束，一种对位置进行约束。绘制草图前，应仔细分析草图图形结构，明确草图中的几何元素之间的约束关系。 草图状态:任何时候，草图都处于三种状态之一。这三种状态分别是：欠定义、完全定义和过定义。草图状态由草图中几何体与定义尺寸之间的几何关系来决定。欠定义是指草图的不充分定义状态，但这个草图仍可以用来创建特征。欠定义是很有用的，因为在零件早期设计阶段的大部分时间里，并没有足够的信息来对草图进行完全的定义。随着设计的深入，会逐步得到更多有用信息，可以随时为草图添加其他定义。欠定义的绘制几何体是蓝色的（默认设置）。完

15、全定义是指草图具有完整的信息。完全定义的草图几何元素是黑色的（默认设置）。一般来说，当零件最终完成设计，要进行下一步的加工时，零件的每一个草图都应该是完全定义的。过定义是指草图中有重复的尺寸或互相冲突的约束关系，直到修改后才能使用。应该删除多余的尺寸和约束。过定义的几何体是红色的（默认设置）。,2.2.2 基本图形的绘制练习,练习1 绘制水平和垂直直线 练习2 根据推理线绘制直线 练习3 草图绘制任意直线,基本图形包括了直线、矩形、圆、圆弧、过渡圆弧、样条曲线等，这些基本图形是绘制复杂图形的基础。,2.2.3 草图绘制实例,1、每个草图尽可能简单,可以将一个复杂草图分解为若干简单草图。目的：便

16、于约束，便于修改 2、给每一个草图h赋予合适的名称。 目的：便于管理 5、对于比较复杂的草图，最好避免“ 构造完所有的曲线，然后再加约束”，这会增加全约束的难度。一般的过程为： 创建第一条主要曲线，然后施加约束，同时修改尺寸至设计值； 按设计意图创建其它曲线，但每创建一条或几条曲线，应随之施加约束，同时修改尺寸至设计值。这种建几条曲关线然后施加约束的过程，可减少过约束、约束矛盾等错误。 6、施加约束的一般次序： 定位主要曲线至外部几何体，按设计意图、施加大量几何约束；施加少量尺寸约束(表达设计关键尺寸)。 7、一般情况下圆角和斜角不在草图里生成，而用特征来生成,2.2.4 草图绘制技巧,2.2.5基准,1、基准的作用 2、基准的分类和显示控制 3、 建立基准,基准在三维建模中扮演重要角色,基准是指确定点、线、面所依据的哪些点、线、面。所以基准实际上还是一些点、线、面，它们在建模过程中是确定其他点、线、面的依据。 在SolidWorks系统中，要设计出尺寸、位