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《SolidWorks 2017中文版機械設計從入門到精通)》——第1章 認識SolidWorks1.1 SolidWorks概述

本節書摘來自異步社群《solidworks 2017中文版機械設計從入門到精通》一書中的第1章,第1.1節,作者: 趙罘 , 楊曉晉 , 趙楠 更多章節内容可以通路雲栖社群“異步社群”公衆号檢視。

本章主要介紹solidworks 2017中文版的基礎知識,包括軟體的背景、特點、常用的名詞解釋、檔案的基本操作、常用的指令欄和工具欄、操作環境的設定,以及參考幾何體的使用。對于基本操作指令的使用直接關系到軟體使用的效率,也是以後學習的基礎。

重點與難點

檔案操作

常用工具指令

操作環境設定

參考幾何體的使用方法

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本章首先對solidworks的背景及其主要設計特點進行了簡單介紹,讓讀者對該軟體有個大緻的認識。

1.1.1 軟體背景

20世紀90年代初,國際微型計算機(簡稱微機)市場發生了根本性的變化,微機性能大幅提高,而價格一路下滑,微機卓越的性能足以運作三維cad軟體。為了開發世界空白的基于微機平台的三維cad系統,1993年ptc公司的技術副總裁與cv公司的副總裁成立solidworks公司,并于1995年成功推出了solidworks軟體。在solidworks軟體的促動下,1998年開始,國内外也陸續推出了相關軟體;原來運作在unix作業系統的工作站cad軟體,也從1999年開始,将其程式移植到windows作業系統中。

solidworks采用的是智能化的參變量式設計理念及microsoft windows圖形化使用者界面,具有表現卓越的幾何造型和分析功能,操作靈活,運作速度快,設計過程簡單、便捷,被業界稱為“三維機械設計方案的領先者”,受到廣大使用者的青睐,在機械制圖和結構設計領域已經成為三維cad設計的主流軟體。利用solidworks,設計師和工程師們可以更有效地為産品模組化并模拟整個工程系統,加速産品的設計和生産周期,進而完成更加富有創意的産品制造。

1.1.2 軟體主要特點

solidworks是一款參變量式cad設計軟體。所謂參變量式設計,是将零件尺寸的設計用參數描述,并在設計修改的過程中通過修改參數的數值改變零件的外形。

solidworks在3d設計中的特點有以下幾方面。

solidworks提供了一整套完整的動态界面和滑鼠拖動控制。

用solidworks資料總管可以友善地管理cad檔案。

配置管理是solidworks軟體體系結構中非常獨特的一部分,它涉及到零件設計、裝配設計和工程圖。

通過edrawings友善地共享cad檔案。

從三維模型中自動産生工程圖,包括視圖、尺寸和标注。

realview圖形顯示模式:以高清晰度直覺地顯示設計和進行交流。

钣金設計工具:可以使用折疊、折彎、法蘭、切口、标簽、斜接、放樣的折彎、繪制的折彎、褶邊等工具從頭建立钣金零件。

焊件設計:繪制架構的布局草圖,并選擇焊件輪廓,solidworks将自動生成3d焊件設計。

模具設計工具:使用solidworks時,可以導入iges、step、parasolid®、acis®和其他格式的零件幾何體來開始進行模具設計。

裝配體模組化:當建立裝配體時,可以通過選取各個曲面、邊線、曲線和頂點來配合零部件;建立零部件間的機械關系;進行幹涉、碰撞和孔對齊檢查。

仿真裝配體運動:隻需單擊和拖動零部件,即可檢查裝配體運動情況是否正常,以及是否存在碰撞。

材料明細表:可以基于設計自動生成完整的材料明細表(bom),進而節約大量的時間。

零件驗證:solidworks simulation工具能幫助新使用者和專家,確定其設計具有耐用性、安全性和可制造性。

标準零件庫:通過solidworks toolbox、solidworks design clipart和3d contentcentral,可以即時通路标準零件庫。

照片級渲染:使用photoview 360來利用solidworks 3d模型進行示範或虛拟及材質研究。

步路系統:可使用solidworks routing自動處理和加速管筒、管道、電力電纜、纜束和電力導管的設計過程。

1.1.3 啟動solidworks

啟動solidworks2017有如下兩種方式。

(1)輕按兩下桌面的快捷方式圖示。

(2)執行【開始】|【所有程式】|【solidworks2017】指令。

啟動後的solidworks2017界面如圖1-1所示。

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1.1.4 界面功能介紹

solidworks2017使用者界面包括菜單欄、工具欄、管理區域、圖形區域、任務窗格、版本提示及狀态欄。菜單欄包含了所有solidworks指令,工具欄可根據檔案類型(零件、裝配體、工程圖)來調整、放置并設定其顯示狀态,而solidworks視窗底部的狀态欄則可以提供設計人員正執行的有關功能的資訊,操作界面如圖1-2所示。

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1.菜單欄

菜單欄顯示在界面的最上方,如圖1-3所示,其中最關鍵的功能集中在【插入】與【工具】菜單中。

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對應于不同的工作環境,solidworks中相應的菜單及其中的選項會有所不同。當進行一定的任務操作時,不起作用的菜單指令會臨時變灰,此時将無法應用該菜單指令。以【視窗】菜單為例,執行【視窗】|【視口】指令,單擊【四視圖】按鈕,如圖1-4所示,此時視圖切換為多視口檢視模型,如圖1-5所示。

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2.工具欄

solidworks2017工具欄包括标準主工具欄和自定義工具欄兩部分。【前導視圖工具】工具欄以固定工具欄的形式顯示在繪圖區域的正中上方,如圖1-6所示。

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(1)自定義工具欄的啟用方法為:執行菜單欄中的【視圖】|【工具欄】指令,或者在視圖工具欄中單擊滑鼠右鍵,将顯示【工具欄】菜單項,如圖1-7所示。

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從圖中可以看到,solidworks2017提供了多種工具欄,友善軟體的使用。

打開某個工具欄(例如【參考幾何體】工具欄),它有可能預設排放在主視窗的邊緣,可以拖動它到圖形區域中成為浮動工具欄,如圖1-8所示。

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在使用工具欄或是工具欄中的指令時,當指針移動到工具欄中的圖示附近,會彈出一個視窗來顯示該工具的名稱及相應的功能,如圖1-9所示,顯示一段時間後,該内容提示會自動消失。

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(2)command manager(指令管理器)是一個上下文相關工具欄,它可以根據要使用的工具欄進行動态更新,預設情況下,它根據文檔類型嵌入相應的工具欄。command manager下面有4個不同的頁籤:【特征】、【草圖】、【評估】和【dimxpert】,如圖1-10所示。

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【特征】、【草圖】頁籤提供【特征】、【草圖】的有關指令。

【評估】頁籤提供測量、檢查、分析等指令,或在【插件】選擇框中選擇的有關插件。

【dimxpert】頁籤提供有關尺寸、公差等方面的指令。

3.狀态欄

狀态欄位于圖形區域底部,提供關于目前正在視窗中編輯的内容的狀态,以及指針位置坐标、草圖狀态等資訊内容,如圖1-11所示。

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狀态欄中典型的資訊如下。

重模組化型圖示:表示在更改了草圖或零件而需要重模組化型時,重模組化型符号會顯示在狀态欄中。

草圖狀态:在編輯草圖過程中,狀态欄會出現完全定義、過定義、欠定義、沒有找到解、發現無效的解5種狀态。在零件完成之前,最好完全定義草圖。

快速提示幫助圖示:它會根據solidworks的目前模式給出提示和選項,很友善快捷,對于初學者來說很有用。

4.管理區域

在檔案視窗的左側為solidworks檔案的管理區域,也稱為左側區域,如圖1-12所示。

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管理區域包括特征管理器(featuremanager)設計樹、屬性管理器(property manager)、配置管理器(configuration manager)、标注專家管理器(dimxpert manager)和外觀管理器(display manager)。

單擊管理區域視窗頂部的标簽,可以在應用程式之間進行切換,單擊管理區域右側的箭頭,可以展開【顯示窗格】,如圖1-13所示。

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5.确認角落

确認角落位于視圖視窗的右上角,如圖1-14所示。利用确認角落可以接受或取消相應的草圖繪制和特征操作。

當進行草圖繪制時,可以單擊确認角落裡的【退出草圖】圖示來結束并接受草圖繪制,也可以單擊【删除草圖】圖示來放棄草圖的更改。

當進行特征造型時,可以單擊确認角落裡的【退出草圖】圖示來結束并接受特征造型,也可以單擊【删除草圖】圖示來放棄特征造型操作。

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6.任務窗格

圖形區域右側的任務窗格是與管理solidworks檔案有關的一個工作視窗,任務窗格帶有solidworks資源、設計庫和檔案探索器等标簽,如圖1-15所示。通過任務窗格,使用者可以查找和使用solidworks檔案。

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1.1.5 feature manager設計樹

特征管理器(feature manager)設計樹位于solidworks視窗的左側,是solidworks軟體視窗中比較常用的部分,如圖1-16所示。它提供了激活的零件、裝配體或工程圖的大綱視圖,進而可以很友善地檢視模型或裝配體的構造情況,或者檢視工程圖中的不同圖紙和視圖。

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feature manager設計樹用來組織和記錄模型中的各個要素及要素之間的參數資訊和互相關系,以及模型、特征和零件之間的限制關系等,幾乎包含了所有設計資訊。

feature manager設計樹的功能主要有以下幾種。

(1)以名稱來選擇模型中的項目:即可以通過在模型中選擇其名稱來選擇特征、草圖、基準面及基準軸。solidworks在這一項中很多功能與window操作界面類似,如在選擇的同時按住shift鍵,可以選取多個連續項目;在選擇的同時按住ctrl鍵,可以選取非連續項目。

(2)确認和更改特征的生成順序:在feature manager設計樹中利用拖動項目可以重新調整特征的生成順序,這将更改重模組化型時特征重建的順序。

(3)通過輕按兩下特征的名稱可以顯示特征的尺寸。

(4)如要更改項目的名稱,在名稱上緩慢單擊兩次以選擇該名稱,然後輸入新的名稱即可。

(5)在裝配零件時壓縮和解除壓縮零件特征和裝配體零部件是很常用的。同樣,如要選擇多個特征,請在選擇的時候按住ctrl鍵。

(6)用滑鼠右鍵單擊清單中的特征,然後選擇父子關系,以便檢視父子關系。

(7)單擊滑鼠右鍵,在樹顯示裡還可顯示如下項目:特征說明、零部件說明、零部件配置名稱、零部件配置說明等。

(8)将檔案夾添加到feature manager設計樹中。

featuremanager設計樹提供下列檔案夾和工具。

(1)使用“退回控制棒”暫時将模型退回到早期狀态,如圖1-17所示。

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可使用featuremanager退回控制棒來臨時退回到早期狀态或吸收的特征,往前推進,回退到以前的狀态。當模型處于退回控制狀态時,可以增加新的特征或編輯已有的特征。

(2)通過用滑鼠右鍵單擊方程式檔案夾,并選擇所需操作來添加新的方程式,編輯或删除方程式(當将第一個方程式添加到零件或裝配體時,方程式檔案夾出現)。

(3)通過用滑鼠右鍵單擊注解檔案夾來控制尺寸和注解的顯示。

(4)記錄設計日志并添加附加件到設計活頁夾檔案夾。

(5)通過用滑鼠右鍵單擊材質圖示來添加或修改應用到零件的材質。

(6)查閱文檔在實體檔案夾中所包含的所有實體。

(7)查閱文檔在曲面實體檔案夾中所包含的所有曲面實體。

(8)查閱基準面、基準軸,以及插入的零件草圖。

(9)添加自己的自定義檔案夾,并将特征拖動到檔案夾,以減小featuremanager設計樹的長度。

(10)在圖形區域中從彈出的featuremanager設計樹查閱并進行操作,而左窗格中有propertymanager出現。

(11)通過選擇左側窗格頂部的标簽,可以在 featuremanager設計樹、propertymanager、configurationmanager、dimxpertmanager及插件标簽之間切換,如圖1-18所示。

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(12)若想切換featuremanager設計樹的顯示狀态,按f9鍵或單擊視圖、featuremanager樹區域,此方法在全屏模式中尤其有用。

(13)在圖形區域選擇一個實體、面或者點,用滑鼠右鍵單擊,在彈出的菜單中選擇【儲存選擇】指令,特征樹中将生成一個【選擇集】檔案夾,該檔案夾中包含使用者選擇的要素。