《SolidWorks三维设计及应用教程》电子教案

课程介绍课程介绍本课程的性质和任务本课程的性质和任务本课程的内容和学习方法本课程的内容和学习方法教学内容教学内容学学时时分配分配概述概述2学学时时第第1章章 零件参数化零件参数化设计设计10学学时时第第2章章 虚虚拟拟装配装配设计设计8学学时时第第3章章 工程工程图图 10学学时时第第4章章 虚虚拟样拟样机技机技术术 6学学时时第第5章章 计计算机算机辅辅助工程分析助工程分析 6学学时时第第6章章 计计算机算机辅辅助制造助制造 6学学时时单元1 SolidWorksSolidWorks轻松上手轻松上手l学习目的：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：学习重点：熟悉SolidWorks的界面和基本概念学会SolidWorks的基本配置 内容提要内容提要参数化三维建模创造历史 1.1 1.1 经验者说经验者说 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 1.2 手把手教手把手教 1.2.1 CAD/CAM1.2.1 CAD/CAM的工作流程的工作流程1.2.2 1.2.2 三维设计软件快速入门三维设计软件快速入门1.2.3 1.2.3 三维设计软件简介三维设计软件简介1.2.1.2.4 4 SolidWorksSolidWorks简介简介1.2.1 1.2.1 CAD/CAMCAD/CAM的工作流程的工作流程输入产品性能要求输入产品性能要求三三维几何造型及产品模型维几何造型及产品模型优化优化设计设计有限元分析等有限元分析等工程分析工程分析装配运动装配运动仿真分析仿真分析满足工作要求满足工作要求物性物性计算计算计算机辅助计算机辅助工艺分析工艺分析(CAPP)数控自动编程数控自动编程(CAM)满足工艺要求满足工艺要求数据后处理数据后处理选择设计方案选择设计方案修改设计方案修改设计方案1.2.2 1.2.2 三维设计软件快速入门三维设计软件快速入门1 1 1 1、轮对、轮对、轮对、轮对CAD/CAECAD/CAECAD/CAECAD/CAE演示演示演示演示2 2 2 2、特征的定义、特征的定义、特征的定义、特征的定义3 3 3 3、基于特征的产品设计三步曲、基于特征的产品设计三步曲、基于特征的产品设计三步曲、基于特征的产品设计三步曲 1 1、轮对、轮对CAD/CAECAD/CAE演示演示 关关于于特特征征的的定定义义有有很很多多说说法法。如如：国国际际标标准准化化组组织织对对特特征征所所做做的的定定义义是是“特特征征是是单单个个特特性性”，如如平平面面、圆圆柱柱面面、两两个个平平行行面面、台台阶阶、螺螺纹纹、轮轮廓廓等等；美美国国全全国国标标准准协协会会的的定定义义是是特特征征可可以以看看成成是是一一个个零零件件的的有有形形部部分分，如如表表面面、孔孔和和槽槽等等；计计算算机机福福州州制制造造国国际际的的定定义义是是工工件件形形状状特特征征定定义义，在在工工件件的的表表面面、棱棱边边或或转转角角上上形形成成的的特特定定几几何何轮轮廓廓，用用来来修修饰饰工工件件外外貌或者有助于工件的给定功能。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，在基于特征的造型系统中，特征是构成零件的基本元素，即零件是由特征组成的。即零件是由特征组成的。2 2、特征的定义、特征的定义 3 3、基于特征的产品设计三步曲、基于特征的产品设计三步曲 （1）零件造型）零件造型v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。v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。v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。v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）虚拟装配v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。v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零件作为基础零件。v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）生成图纸v规划视图：根据零件和装配的特点选择图纸格式、视图组成。v添加视图：根据视图规划结果，添加基本视图和辅助视图。v标注尺寸：标注零件的定性尺寸、定位尺寸、形位公差等。v添加注释：添加技术要求等文字说明。1.2.3 1.2.3 三维设计软件简介三维设计软件简介 1 1、CAD/CAM系统的软件类型系统的软件类型 2 2、流行流行CAD系统技术特点系统技术特点 1 1、CAD/CAMCAD/CAM系统的软件类型系统的软件类型CAD/CAM系统的软件可分为三个层次：系统软件、支撑软件、应用系统的软件可分为三个层次：系统软件、支撑软件、应用软件。软件。v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。制和维护。包括：操作系统、编译系统和系统实用程序。包括：操作系统、编译系统和系统实用程序。v支撑软件包括几何建模软件，如支撑软件包括几何建模软件，如Pro/E等等；数据库管理系统，如；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，如等；机构分析及机构综合的软件，如 ADAMS等；文档制等；文档制作软件，如作软件，如WPS，WORD2000等。等。v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、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的功能和质量直接影响CAD系统的功能和质量。系统的功能和质量。2 2、流行CAD系统技术特点CAD软件大致可分为高端软件大致可分为高端UNIX工作站工作站CAD系统，中端系统，中端Windows微机微机CAD系统和低端系统和低端二维微机二维微机CAD系统等三类。系统等三类。（1）高端）高端UINX工作站工作站CAD系统系统 这类系统的特点是，这类系统的特点是，UNIX操作系统为支撑平台，从操作系统为支撑平台，从50年代发展至今，产生年代发展至今，产生了许多著名的软件。目前，这类系统中比较流行的有：了许多著名的软件。目前，这类系统中比较流行的有：PTC公司的公司的Pro/Engineer软件、软件、SDRC公司的公司的I-DEAS软件和软件和EDS公司的公司的UG软件。软件。（2）中端微机的）中端微机的CAD系统系统 随着计算机技术的发展，尤其是微机的性能和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，已使技术的发展，已使微机具备了中低档微机具备了中低档UNIX工作站的竞争的实力，也使基于工作站的竞争的实力，也使基于Windows技术的微机技术的微机CAD系统迅速发展。目前，国际上最流行的有系统迅速发展。目前，国际上最流行的有SolidWorks公司的公司的SolidWorks软软件，件，UG公司的公司的SolidEdge软件和软件和Autodesk公司的公司的MDT软件等，国内也推出清华软件等，国内也推出清华CAD工程中心的工程中心的GEMS，浙大大天公司的，浙大大天公司的GSMASD，北京巨龙腾公司的龙腾，北京巨龙腾公司的龙腾CAD，北京爱宜特公司的，北京爱宜特公司的Micro Solid、江苏杰必克超人、江苏杰必克超人CAD/CAM以及华正公以及华正公司的司的CAXA-ME。（3）低端）低端CAD系统系统二维二维CAD系统系统 纯二维纯二维CAD系统在国外已经不多，真正有名的是系统在国外已经不多，真正有名的是Autodesk公司的公司的AutoCAD软件。软件。AutoCAD 提供一套丰富的设计工具，嵌入的提供一套丰富的设计工具，嵌入的Internet技术和具有创新性技术和具有创新性的的Objict ARX、Autolisp及及VBA编程语言能够帮助开发人员和用户按他们的特定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）。）。1.2.1.2.4 4 SolidWorksSolidWorks简介简介1、SolidWorks的特点的特点2 2、SolidWorks的思维方式的思维方式3、SolidWorks三维设计过程三维设计过程4、认识、认识SolidWorks的的用户界面用户界面用户界面用户界面5 5、SolidWorksSolidWorks相关设定和配置相关设定和配置1 1、SolidWorksSolidWorks的特点的特点基于 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 2、SolidWorksSolidWorks的思维方式的思维方式3 3、SolidWorksSolidWorks三维设计过程三维设计过程 由以上火车轮对建模过程可见：由以上火车轮对建模过程可见：SolidWorks等三维等三维CAD软件具软件具有有“机械制造仿真、所见即所得和牵一发动全身机械制造仿真、所见即所得和牵一发动全身”的特点，且一般的特点，且一般都拥有都拥有“造零件、装机械、出图纸造零件、装机械、出图纸”的三种基本功能。各种功能的的三种基本功能。各种功能的操作步骤总结为：操作步骤总结为：造零件的过程：造零件的过程：选平面、画形状、定位置、标尺寸、造特征、制零件。选平面、画形状、定位置、标尺寸、造特征、制零件。装机械的过程：装机械的过程：插零件、选对象、设配合、装机械。插零件、选对象、设配合、装机械。出图纸的过程：出图纸的过程：设格式、选视图、定位置、标尺寸、添注解、出图纸。设格式、选视图、定位置、标尺寸、添注解、出图纸。4 4、认识、认识SolidWorksSolidWorks的的用户界面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 5、SolidWorksSolidWorks相关设定和配置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 1.31.3 常见问题常见问题第一，要耐得住寂寞。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。第五，要明确三维设计的目的。第六、有扎实的实践基础。第六、有扎实的实践基础。第七、培养对美学的认识。第七、培养对美学的认识。本单元主要介