本书在内容上按照利用SolidWorks进行机械设计的实际过程进行编排,介绍了SolidWorks在零件设计、曲面建模、钣金设计、装配设计和工程图设计等方面的功能。在介绍方法上,本书摒弃了普通工具书中知识点与实例脱离的现象,将重要的知识点融入到具体实例中,使学生可以循序渐进、随学随用,轻松掌握该软件的基本操作,并学会利用该软件设计机械产品。本书的特点是每章前均配有教学提示和教学要求,让学生有明确的学习目标,了解学习过程中应该重点掌握以及比较难以理解和容易混淆的知识点;每章的最后安排了习题,并附答案,习题包括填空题、判断题、选择题、简答题、上机操作题等各种形式,供课后练习和巩固所学知识之用。
本书可作为高等院校机械专业的CAD/CAM课程的教材,同时适用于对此软件感兴趣的自学读者。
前 言
SolidWorks Corporation 是 Dassault Systemes S.A.的下属公司,是3D CAD技术的主要供应商,通过提供直观、高性能的软件来帮助产品设计部门开发出一流的产品,其宗旨就是让参与产品开发的每个人都能发挥3D设计的威力。
SolidWorks具有强大的基于特征的实体建模、装配设计、工程图设计等功能,其理念是帮助工程师设计伟大的产品,使设计师更关注产品的创新而非CAD软件,在功能上除了继承先前版本的诸多特色外,还增加了250多个用户请求的增强功能。
本书详细介绍了SolidWorks的草图绘制方法、特征建模、零件设计、钣金建模,装配设计以及工程图设计等方面的内容,注重实际应用和技巧训练相结合。各章主要内容如下。
* 第1章 Solidworks设计基础。介绍SolidWorks 2008的特点、SolidWorks工作环境、SolidWorks操作方法和三维建模流程。
* 第2章 参数化草图绘制。介绍点、直线、矩形、弧度、圆、样条、文字等几何图形的绘制以及几何约束,综合应用各种草图工具和几何约束来绘制实体。
* 第3章 创建参考几何体。理解“特征”的概念,掌握基准面、基准轴、参考点、坐标系的建立方法。
* 第4章 运用Instant3D建立拉伸和旋转特征。理解拉伸特征、旋转特征的概念,准确分析零件特征,灵活运用拉伸和旋转特征建立三维模型。
* 第5章 附加特征。了解ConerXpert技术处理圆角顶点的方法,介绍圆角特征、倒角特征、筋特征、抽壳特征、孔特征、异型孔特征、圆顶特征、包覆特征等建立方法并综合运用这些附加特征完善实体造型。
* 第6章 使用操作特征工具。介绍线性阵列、圆周阵列、镜向特征以及其他特征的概念和建立方法。掌握特征的压缩和解压缩方法,综合应用操作特征工具建立相同或相似特征的实体。
* 第7章 扫描和放样特征建模。理解扫描特征和放样特征的概念,综合运用这些特征技术建立各种实体。
* 第8章 系列化零件设计。介绍方程式、数值连接、配置、系列零件设计表、库特征、测量、质量特性等实用性很强的产品设计系列化功能及其应用。
* 第9章 零件的特征管理及修复。讲解利用零件特征管理工具的插入和删除特征、压缩和解压缩特征以及动态修改特征等项操作对零件进行管理与修复。
* 第10章 曲线和曲面设计。介绍曲线建立的方法和曲线的应用,运用曲面的建立和编辑方法,利用曲面建立实体特征。
* 第11章 钣金特征建模。准确分析钣金的特征,运用各种常用钣金特征完成建模。
* 第12章 工程图设计。讲解自定义工程图格式文件的方法,建立各种视图和添加各种注释。
* 第13章 装配设计。熟悉各种装配约束类型,讲解自底向上的装配设计方法、零部件的干涉检查、生成装配体爆炸图和SolidWorks智能装配技术。
* 附录 CSWA考试情况说明。介绍CSWA考试的意义、报名方法、考试模式、考试范围、要点分析、证书领取等事宜。
本书各章后面的习题不仅起到巩固所学知识和实战演练的作用,并且与后面的章节有紧密联系,对深入学习SolidWorks有引导和启发作用,读者可参考本书提供的答案对自己做出测评。为方便用户学习,本书提供了大量实例的素材和效果文件以及实例操作视频。
参加本书编写的人员有魏峥、王一惠、宋晓明、李腾训、于文强、齐丽丽、程新、谢福俊和左常庆等。本书由北京菁华锐航科技有限公司的何煜琛博士审阅,在此表示衷心 感谢。
由于编者水平所限,书中不足和错误在所难免,恳请各位专家及读者批评和指正。
魏 峥
目 录
第1章 Solidworks设计基础1
1.1 SolidWorks 2008新功能简介1
1.2 SolidWorks 2008环境功能介绍4
1.2.1 启动SolidWorks4
1.2.2 FeatureManager设计树6
1.2.3 PropertyManager(属性管理器)
概述7
1.2.4 系统反馈8
1.3 文件的基本操作8
1.3.1 新建文件8
1.3.2 打开已有文件8
1.3.3 存储文件9
1.4 SolidWorks 2008的操作方式10
1.4.1 鼠标键功能10
1.4.2 快捷键10
1.4.3 快捷菜单11
1.4.4 窗口控制和模型显示类型12
1.4.5 切换视图方向13
1.5 SolidWorks 2008的用户化定制13
1.5.1 SolidWorks的系统选项13
1.5.2 建立新零件模板14
1.5.3 设置工具栏16
1.5.4 命令按钮的增减17
1.5.5 定义快捷键18
1.5.6 背景设置18
1.6 利用帮助19
1.7 上机指导:SolidWorks 2008建模
实战演练19
1.7.1 建立简单零件模型19
1.7.2 修改模型22
1.8 小结24
1.9 习题24
第2章 参数化草图绘制27
2.1 草图的基本知识27
2.1.1 进入草图绘制27
2.1.2 退出绘制草图28
2.2 草图绘制实体28
2.2.1 绘制直线29
2.2.2 推理线29
2.2.3 基本绘图练习30
2.2.4 绘制圆31
2.2.5 绘制圆弧32
2.2.6 绘制多边形33
2.2.7 中心线34
2.2.8 构造几何线34
2.2.9 抛物线34
2.2.10 样条曲线35
2.2.11 文字35
2.3 草图绘制工具36
2.3.1 选取实体36
2.3.2 圆角、倒角37
2.3.3 镜向39
2.3.4 等距实体40
2.3.5 剪裁42
2.3.6 延伸实体45
2.3.7 转换实体引用45
2.3.8 线性草图阵列46
2.3.9 圆周草图阵列48
2.4 草图的尺寸标注50
2.4.1 标注尺寸的方法50
2.4.2 修改尺寸的方法54
2.5 草图的几何关系56
2.5.1 自动添加几何关系56
2.5.2 添加几何关系56
2.5.3 显示/删除几何关系58
2.6 上机指导:拨叉草图绘制59
2.7 小结61
2.8 习题62
第3章 SolidWorks 2008基准特征
——参考几何体的创建66
3.1 创建基准面66
3.1.1 默认的3个基准面66
3.1.2 创建基准面67
3.2 创建基准轴69
3.2.1 显示临时轴69
3.2.2 创建基准轴69
3.3 坐标系71
3.4 参考点72
3.5 上机指导:建立综合基准74
3.6 小结78
3.7 习题78
第4章 运用Instant3D完成拉伸和
旋转特征建模80
4.1 拉伸特征80
4.1.1 拉伸特征的分类及操作80
4.1.2 设置拉伸特征81
4.1.3 运用Instant3D功能建立拉伸
特征的应用83
4.2 上机指导:拉伸特征的应用85
4.3 旋转特征95
4.3.1 旋转特征的分类及操作95
4.3.2 确定旋转特征的选项96
4.3.3 运用Instant3D功能修改旋转
特征的应用97
4.4 上机指导:旋转特征的应用98
4.5 小结104
4.6 习题104
第5章 附加特征108
5.1 圆角特征108
5.1.1 启动圆角特征108
5.1.2 【圆角】应用109
5.2 倒角特征116
5.2.1 启动倒角特征116
5.2.2 【倒角】应用117
5.3 筋特征119
5.3.1 启动筋特征119
5.3.2 【筋】应用120
5.4 抽壳特征122
5.4.1 启动抽壳特征122
5.4.2 【抽壳】应用123
5.5 简单直孔124
5.5.1 启动简单直孔124
5.5.2 【简单直孔】应用124
5.6 异型孔向导125
5.6.1 启动异型孔向导125
5.6.2 【异型孔向导】应用126
5.7 圆顶127
5.7.1 启动圆顶127
5.7.2 【圆顶】应用127
5.8 包覆129
5.8.1 启动包覆129
5.8.2 【包覆】应用129
5.9 上机指导:应用附加特征创建支架
模型130
5.10 小结135
5.11 习题135
第6章 使用操作特征工具138
6.1 线性阵列特征138
6.1.1 启动线性阵列特征138
6.1.2 【线性阵列】应用138
6.2 圆周阵列特征141
6.2.1 启动圆周阵列特征141
6.2.2 【圆周阵列】应用142
6.3 镜向特征142
6.3.1 启动镜向特征142
6.3.2 【镜向】应用142
6.4 由表格驱动的阵列特征143
6.4.1 启动由表格驱动的
阵列特征143
6.4.2 【表格驱动的阵列】应用144
6.5 由草图驱动的阵列特征145
6.5.1 启动由草图驱动的
阵列特征145
6.5.2 【由草图驱动的阵列】
应用145
6.6 由曲线驱动的阵列特征146
6.6.1 启动由曲线驱动的
阵列特征146
6.6.2 【曲线驱动的阵列】应用146
6.7 填充阵列148
6.7.1 启动填充阵列148
6.7.2 【填充阵列】应用148
6.8 特征状态的压缩与解除压缩149
6.8.1 压缩特征149
6.8.2 解除压缩特征149
6.9 上机指导:操作特征应用150
6.10 小结157
6.11 习题157
第7章 扫描和放样特征建模160
7.1 扫描特征160
7.1.1 扫描特征的条件160
7.1.2 简单扫描161
7.1.3 使用引导线扫描166
7.1.4 使用实体做扫描切除170
7.2 上机指导:扫描特征的综合应用173
7.3 放样特征184
7.3.1 放样特征的条件184
7.3.2 简单放样184
7.3.3 使用引导线放样195
7.3.4 使用中心线放样197
7.4 上机指导:放样特征的综合应用200
7.5 小结208
7.6 习题208
第8章 系列化零件设计213
8.1 方程式和数值连接213
8.1.1 尺寸名称213
8.1.2 方程式214
8.1.3 链接数值216
8.2 配置217
8.2.1 手动建立配置217
8.2.2 管理配置219
8.3 系列零件设计表220
8.3.1 默认零件设计221
8.3.2 新建系列零件设计表221
8.4 测量与质量属性223
8.4.1 使用测量工具223
8.4.2 使用质量属性工具226
8.5 库特征228
8.5.1 建立库特征228
8.5.2 使用库特征230
8.6 Design Clipart功能233
8.7 上机指导:利用系列零件设计表为
凸缘模柄增加配置236
8.8 小结241
8.9 习题241
第9章 零件的特征管理及修复245
9.1 特征退回与插入特征245
9.1.1 特征退回245
9.1.2 插入特征246
9.1.3 查看父子关系247
9.2 零件的显示248
9.2.1 按特征类型指定248
9.2.2 按特征指定249
9.3 修复建模错误250
9.3.1 查找模型重建错误250
9.3.2 解决悬空的几何体错误251
9.3.3 解决过定义草图错误258
9.3.4 解决无解草图错误261
9.4 上机指导:零件诊断与修复264
9.5 小结269
9.6 习题269
第10章 曲线和曲面设计271
10.1 曲线271
10.1.1 投影曲线271
10.1.2 分割线273
10.1.3 组合曲线274
10.1.4 通过XYZ点的曲线275
10.1.5 通过参考点的曲线276
10.1.6 螺旋线/涡状线277
10.2 上机指导:曲线综合应用279
10.3 曲面284
10.3.1 平面区域284
10.3.2 填充曲面285
10.3.3 等距曲面286
10.3.4 延展曲面287
10.3.5 延伸曲面288
10.3.6 缝合曲面289
10.3.7 剪裁曲面290
10.3.8 删除面和修补面291
10.4 上机指导:曲面综合建模292
10.3 小结301
10.4 习题301
第11章 钣金特征建模304
11.1 钣金零件建模304
11.1.1 基体法兰特征304
11.1.2 钣金零件的FeatureManager
设计树306
11.1.3 边线法兰特征306
11.1.4 斜接法兰特征308
11.1.5 添加薄片特征310
11.1.6 展开/折叠特征310
11.1.7 切除312
11.1.8 绘制的折弯特征313
11.1.9 断开边角314
11.1.10 褶边316
11.1.11 闭合角317
11.1.12 转折318
11.1.13 钣金成形工具319
11.2 上机指导:应用钣金
设计电源盒盖321
11.3 小结328
11.4 习题328
第12章 工程图设计331
12.1 工程图概述331
12.1.1 建立工程图文件331
12.1.2 建立多张工程图332
12.1.3 建立工程图图纸格式文件333
12.2 标准视图338
12.2.1 标准三视图338
12.2.2 模型视图339
12.2.3 相对视图339
12.3 派生工程图340
12.3.1 投影视图340
12.3.2 向视图341
12.3.3 辅助视图342
12.3.4 旋转视图342
12.3.5 剪裁视图343
12.3.6 局部视图344
12.3.7 断裂视图344
12.4 剖面视图345
12.4.1 全剖视图345
12.4.2 半剖视图348
12.4.3 局部剖视图350
12.4.4 断面剖视图351
12.4.5 筋特征剖视图351
12.5 工程图的尺寸标注和技术要求352
12.5.1 设置尺寸选项352
12.5.2 插入模型项目354
12.5.3 标注从动尺寸355
12.5.4 标注尺寸公差356
12.6 工程图注解357
12.6.1 中心符号线和中心线357
12.6.2 注释359
12.6.3 表面粗糙度符号359
12.6.4 基准特征360
12.6.5 形位公差360
12.6.6 孔标注361
12.6.7 装饰螺纹线标注361
12.7 上机指导:工程图综合应用362
12.8 小结367
12.9 习题367
第13章 装配设计373
13.1 装配体操作373
13.1.1 新建装配体文件374
13.1.2 插入零部件374
13.1.3 移动零部件和旋转零部件376
13.1.4 从装配体中删除零部件378
13.2 配 合 方 式378
13.2.1 添加配合关系378
13.2.2 修改配合关系380
13.3 装配中的零部件操作380
13.3.1 零部件的复制380
13.3.2 零部件的圆周阵列381
13.3.3 零部件的线性阵列383
13.3.4 零部件的特征驱动阵列384
13.3.5 零部件的镜向385
13.3.6 编辑零部件386
13.3.7 显示/隐藏零部件387
13.3.8 压缩零部件387
13.4 装配体的检查387
13.4.1 静态干涉检查387
13.4.2 动态干涉检查388
13.5 上机指导:自底向上的装配390
13.5.1 创建第一个子装配体390
13.5.2 创建第二个子装配体391
13.5.3 干涉检查393
13.5.4 创建主装配体394
13.5.5 添加智能扣件396
13.5.6 装配体剖切显示398
13.5.7 在装配中应用配置399
13.5.8 装配体爆炸视图402
13.6 上机指导:自顶向下的装配403
13.7 SolidWorks高级配合406
13.7.1 对称、限制配合407
13.7.2 宽度配合408
13.7.3 路径配合409
13.7.4 线性配合409
13.8 SolidWorks机械配合410
13.8.1 凸轮配合410
13.8.2 齿轮配合411
13.8.3 齿条和小齿轮配合412
13.8.4 螺旋配合413
13.8.5 万向节配合414
13.9 装配体工程图415
13.9.1 零件序号415
13.9.2 材料明细表416
13.10 小结419
13.11 习题419
附录A CSWA考试情况说明423
附录B 习题答案432