solidworks零件设计

1、CAD与三维设计 1 零件设计零件设计 CAD三维设计技术三维设计技术 CAD与三维设计 2 n第一章第一章 Solid Works零件设计零件设计 第一节第一节 Solid Works公司及软件公司及软件 nSolidWorks 为设计自动化软件。为设计自动化软件。 n在在 SolidWorks 中，可以通过不同的设计构思中，可以通过不同的设计构思 与试验绘制草图来建立与试验绘制草图来建立 3D 模型。模型。 nSolidWorks 可以供学生、设计师、工程师及可以供学生、设计师、工程师及 其他的专业人员用于建立简单和复杂的零件、其他的专业人员用于建立简单和复杂的零件、 装配体、工程图等。装

2、配体、工程图等。 CAD与三维设计 3 SolidWorksSolidWorks主要功能模块主要功能模块 基于基于参数化参数化的的特征特征造型造型、 100%100%可编辑的全相关软件。变量可编辑的全相关软件。变量 化的草图设计，动态的约束推断，化的草图设计，动态的约束推断， 提供包括提供包括: :零件设计、工程图设计、零件设计、工程图设计、 装配设计、高级曲面设计、模具装配设计、高级曲面设计、模具 设计、钣金设计、焊接设计设计、钣金设计、焊接设计等等7 7个个 模块。模块。 CAD与三维设计 4 SolidWorks 模型 nSolidWorks 基本模型由以下几部分基本模型由以下几部分 组

3、成：组成： n 零件零件 n 装配体装配体 n 工程图工程图 CAD与三维设计 5 SolidWorks 模型 CAD与三维设计 6 CAD与三维设计 7 n内嵌前端分析工具内嵌前端分析工具COSMOSXpress nSolidWorks是世界上第一家将结构分是世界上第一家将结构分 析的功能嵌在析的功能嵌在CAD环境中的软件公司环境中的软件公司。 COSMOSXpress 模块使得使用模块使得使用 SolidWorks软件的设计和工程队伍可软件的设计和工程队伍可 以直接对设计的零件进行有限元分析，以直接对设计的零件进行有限元分析， 对产品的性能进行评估。对产品的性能进行评估。 CAD与三维设计

4、 8 n动态仿真功能动态仿真功能 nSolidWorks能够直接模拟接触能够直接模拟接触 式的机械机构运动干涉的运动情式的机械机构运动干涉的运动情 况，减少了建造样机所需的时间况，减少了建造样机所需的时间 和费用。驱动机械运动的模型有：和费用。驱动机械运动的模型有： 电机、弹簧、重力等，同时还增电机、弹簧、重力等，同时还增 加了记录和播放的功能。加了记录和播放的功能。 CAD与三维设计 9 SolidWorks SolidWorks Office SolidWorks Office Professional COSMOS 3D设计完整解决方案 机械设计自动化机械设计自动化 生产效率生产效率/交

5、流工具交流工具 /数据管理数据管理 工程分析工程分析 SolidWorks SolidWorks Office Professional SolidWorks Office Premium (Office Pro + CD + Routing) COSMOS 3D PartStream.NET 3D产品在线发布目录产品在线发布目录 生产效率生产效率/交流工具交流工具 /数据管理数据管理/工程分析工程分析 /管线设计管线设计 CAD与三维设计 10 SolidWorks 的工业应用 模具模具/ /工具工具 重工业重工业 汽车工业汽车工业 机床机床/ /机械机械 电子产品电子产品 消费品消费品 能

6、源电力能源电力 航空业航空业 SolidWorks 的工业应用的工业应用 CAD与三维设计 11 第二节 特征 n特征特征（Feature）的定义的定义 特征包括了产品的定义信息，产品设特征包括了产品的定义信息，产品设 计与制造有关技术，其中有形状信息和非计与制造有关技术，其中有形状信息和非 形状信息。根据不同的行业、不同的条件形状信息。根据不同的行业、不同的条件 下所给出的特征定义有相当的差别。下所给出的特征定义有相当的差别。 CAD与三维设计 12 CAD与三维设计 13 特征 n特征是构造零件特征是构造零件 的基础。的基础。 n特征为构造零件特征为构造零件 的的形状形状与与操作操作。 C

7、AD与三维设计 14 n特征分类特征分类: : 基体特征基体特征 局部设计特征局部设计特征 CAD与三维设计 15 n特征的生成特征的生成： 基体特征基体特征: 首先绘制基本体的轮廓或横首先绘制基本体的轮廓或横 断面的草图。然后通过执行断面的草图。然后通过执行 拉伸、旋转、扫描或放样等拉伸、旋转、扫描或放样等 特征命令而生成特征特征命令而生成特征。 CAD与三维设计 16 n 局部设计特征局部设计特征:在基体上做局部处理在基体上做局部处理. . 例如例如: :倒角、阵列、抽壳等倒角、阵列、抽壳等 CAD与三维设计 17 n 参数化参数化： 用于创建特征的尺寸和几用于创建特征的尺寸和几 何关系，

8、并存于实体模型中，何关系，并存于实体模型中， 易于修改。易于修改。 驱动尺寸驱动尺寸：圆柱的直径圆柱的直径草图轮廓线圆草图轮廓线圆 的直径来控制。的直径来控制。 圆柱的高度圆柱的高度创建特征时的创建特征时的 拉伸深度决定拉伸深度决定 。 CAD与三维设计 18 形状特征的示例： n基体特征基体特征 n零件中的第零件中的第 一个特征。一个特征。 n从从 2D 草图草图 中建立。中建立。 n形成添加其形成添加其 他特征的基他特征的基 础工件。础工件。 CAD与三维设计 19 形状特征的示例： n凸台特征凸台特征 n向零件中添加向零件中添加 材料。材料。 n从从 2D 草图中草图中 建立。建立。 C

9、AD与三维设计 20 形状特征的示例： n切除特征切除特征 n从零件中删除从零件中删除 材料。材料。 n从从 2D 草图中草图中 建立。建立。 CAD与三维设计 21 形状特征的示例： n孔特征孔特征 n删除材料。删除材料。 n以智能的切除以智能的切除 特征方式工作。特征方式工作。 n与柱形沉头孔、与柱形沉头孔、 螺纹孔、锥形螺纹孔、锥形 沉头孔等特征沉头孔等特征 相对应。相对应。 CAD与三维设计 22 形状特征的示例： n圆角特征圆角特征 n用于圆化尖锐用于圆化尖锐 的边线。的边线。 n可以删除或添可以删除或添 加材料。加材料。 n在边线外侧在边线外侧 删除材料删除材料 （外圆角）。（外圆

10、角）。 n在内侧添加在内侧添加 材料（内圆角）。材料（内圆角）。 CAD与三维设计 23 形状特征的示例： n倒角特征倒角特征 n与圆角相似。与圆角相似。 n生成一条倾斜生成一条倾斜 的边线而不是的边线而不是 生成圆角。生成圆角。 n可以删除或添可以删除或添 加材料。加材料。 CAD与三维设计 24 草图绘制特征和操作特征 n草图绘制特征草图绘制特征 n形状特征含有草图。形状特征含有草图。 n草图绘制特征由草图绘制特征由 2D 轮廓创建。轮廓创建。 n操作特征操作特征 n操作特征中没有草图。操作特征中没有草图。 n可以通过选择边线或面而直接应用于工件。可以通过选择边线或面而直接应用于工件。 C

11、AD与三维设计 25 建立一个拉伸的基体特征： 1.选择一个草图平面。选择一个草图平面。 2.绘制一个绘制一个 2D 轮廓。轮廓。 3.沿着与草图基准面垂沿着与草图基准面垂 直的方向拉伸草图。直的方向拉伸草图。 选择草图基准面 绘制 2D 轮廓草图 拉伸草图 选择草图基准面选择草图基准面绘制绘制 2D 轮廓草图轮廓草图 形成基体特征 拉伸草图拉伸草图形成基体特征形成基体特征 CAD与三维设计 26 建立一个旋转的基体特征 1.选择一个草图平面。选择一个草图平面。 2.绘制一个绘制一个 2D 轮廓。轮廓。 3.画一条中心线（可选择）。画一条中心线（可选择）。 4.以草图线或中心线为轴旋转以草图线

12、或中心线为轴旋转 草图。草图。 中心线（可选择）中心线（可选择） CAD与三维设计 27 n 几何约束几何约束： SolidWorks支持几何约束，支持几何约束， 例如：平行、垂直、相切、例如：平行、垂直、相切、 同心等，可在画草图时动同心等，可在画草图时动 态显示或随时手动添加这些态显示或随时手动添加这些 n 关系。关系。 CAD与三维设计 28 n全相关全相关: 任何阶段任何阶段( (零件零件, ,装配装配, ,工程图工程图) ) 对设计的修改都会影响到其对设计的修改都会影响到其 它阶段它阶段, ,设计过程变得非常灵设计过程变得非常灵 活活, ,大大提高了设计效率。大大提高了设计效率。 C

13、AD与三维设计 29 第二节第二节 SolidWorks常用术语常用术语 文件窗口文件窗口 n分为两个面板： n左侧面板包括 FeatureManager 设计树。 n列出了零件、装配体 或工程图的结构。 n右侧面板中含有图形 区域。 n显示、建立及修改零件、 装配体或工程图的位置。 CAD与三维设计 30 n用户界面用户界面 1. 启启 动动: 双击双击SolidWorks图图 标进入系统标进入系统. 2. 零件设计零件设计: 单击文件，选新建显示模板，选零件单击文件，选新建显示模板，选零件 确定。确定。 3. 用户界面：用户界面：SolidWorks用户界面是一个用户界面是一个 Windo

14、ws界面和其他应用程序使用方界面和其他应用程序使用方 法一样。法一样。 CAD与三维设计 31 CAD与三维设计 32 CAD与三维设计 33 主菜单栏主菜单栏 命令管理器命令管理器 设计树设计树 （特征管理器）（特征管理器） 工具栏工具栏 软件资源及辅助工具软件资源及辅助工具 绘图区域绘图区域 状态栏状态栏 CAD与三维设计 34 CAD与三维设计 35 n设计树设计树 特征管理器设计树是特征管理器设计树是SolidWorks中一个中一个 独特部分。按特征生成的先后顺序自上而下独特部分。按特征生成的先后顺序自上而下 排列。通过特征管理器排列。通过特征管理器, ,可随时编辑和修改可随时编辑和修

15、改 特征。特征。 CAD与三维设计 36 命令管理器PropertyManager CAD与三维设计 37 基准面 绘制草图的参考工作平面SolidWorks 给出了三个基准面. 前视基准面 上视基准面 右视基准面 CAD与三维设计 38 基本几何体 n轴轴 穿过每个柱体特征的隐含的中心线。穿过每个柱体特征的隐含的中心线。 n基准面基准面 一个平坦的一个平坦的 2D 表面。表面。 n原点原点 三个缺省的参考面相三个缺省的参考面相 交的点。原点的坐标为：交的点。原点的坐标为： (x = 0, y = 0, z = 0)。 CAD与三维设计 39 基本几何体 n面面 零件外层的面。面零件外层的面。

16、面 可以是平坦的，可以是平坦的， 或是弯曲的。或是弯曲的。 n边线边线 面的边界。边线可以是面的边界。边线可以是 直线，也可以是曲线。直线，也可以是曲线。 n顶点顶点 边线相交的角。边线相交的角。 CAD与三维设计 40 特征与命令 基体特征基体特征 n基体特征为模型中建立的第一个特征。基体特征为模型中建立的第一个特征。 n基体特征是零件的基础。基体特征是零件的基础。 n方块几何体的基体特征是拉伸。方块几何体的基体特征是拉伸。 n将此项拉伸命名为将此项拉伸命名为“拉伸拉伸” （Extrude1）。 CAD与三维设计 41 特征与命令 用于建立用于建立方块方块的特征有：的特征有： n拉伸基体特征

17、拉伸基体特征 n圆角特征圆角特征 n抽壳特征抽壳特征 n拉伸切除特征拉伸切除特征 1.基体特征2.圆角特征 3.抽壳特征4.切除特征 CAD与三维设计 42 特征与命令 要建立要建立方块方块的拉伸基体特征：的拉伸基体特征： n在在 2D 平面中绘制一个长方形平面中绘制一个长方形 轮廓。轮廓。 n拉伸草图。拉伸草图。 n缺省状态下，拉伸与草图基准缺省状态下，拉伸与草图基准 面垂直。面垂直。 CAD与三维设计 43 特征与命令 圆角特征圆角特征 n圆角特征圆化零件的边线或面。圆角特征圆化零件的边线或面。 n选择要圆化的边线。选择一个选择要圆化的边线。选择一个 包围该面内所有边的面。包围该面内所有边

18、的面。 n指定圆角的半径。指定圆角的半径。 CAD与三维设计 44 特征与命令 抽壳特征抽壳特征 n抽壳特征可删除选中面的材料。抽壳特征可删除选中面的材料。 n使用抽壳特征可从实心的方块使用抽壳特征可从实心的方块 中生成一个空心的方块。中生成一个空心的方块。 n指定抽壳特征的壁厚。指定抽壳特征的壁厚。 CAD与三维设计 45 特征与命令 要建立要建立方块的拉伸切除特征：的拉伸切除特征： n绘制绘制 2D 圆形轮廓。圆形轮廓。 n沿与草图基准面垂直的方向拉伸沿与草图基准面垂直的方向拉伸 2D 的草图轮廓。的草图轮廓。 n选择选择完全贯穿完全贯穿作为终止条件。作为终止条件。 n切除会贯穿整个零件。

19、切除会贯穿整个零件。 CAD与三维设计 46 尺寸与几何关系 n指定特征与草图之间的尺寸与几何关系。指定特征与草图之间的尺寸与几何关系。 n尺寸可以改变零件的大小和形状。尺寸可以改变零件的大小和形状。 n尺寸之间的数学关系可由方程式来控制。尺寸之间的数学关系可由方程式来控制。 n几何关系为控制草图几何体行为的原则。几何关系为控制草图几何体行为的原则。 n几何关系帮助确定设计意图。几何关系帮助确定设计意图。 CAD与三维设计 47 尺寸 n尺寸尺寸 n基体深度基体深度 = 50 mm n凸台深度凸台深度 = 25 mm n数学关系数学关系 n凸台深度凸台深度 = 基体深度基体深度 2 CAD与三

20、维设计 48 n第二章第二章 基本拉伸特征基本拉伸特征 第一节第一节 基本特征建模的步骤基本特征建模的步骤 （基体特征）（基体特征） 1选择生成特征的平面：基准面或任意选择生成特征的平面：基准面或任意 特特 征体的平面作为征体的平面作为 绘制草图的平面绘制草图的平面 CAD与三维设计 49 n2绘制草图绘制草图：2D a.封闭式草图封闭式草图 :利用草图绘制利用草图绘制 工具，在所选的基工具，在所选的基 准面上画特征体的轮廓线或截面图准面上画特征体的轮廓线或截面图. 用于表示拉用于表示拉 伸伸,旋转特征的截面形状旋转特征的截面形状. (封闭式草图不能有封闭式草图不能有 n交叉或断点交叉或断点.

21、 ) n b.不封闭式草图不封闭式草图:利用草图绘制利用草图绘制 工具，在所选的工具，在所选的 基准面上画薄壁的形状基准面上画薄壁的形状,或扫描特征的轨迹或扫描特征的轨迹. CAD与三维设计 50 nc. 草图中包含的主要信息：草图中包含的主要信息： 1.几何约束几何约束 2.尺寸标注尺寸标注 d. 草图绘制的原则草图绘制的原则: 1.零件的第一张草图要和原点定位零件的第一张草图要和原点定位. 2.草图应尽量简单草图应尽量简单,不要复杂的处理不要复杂的处理 和嵌套和嵌套. 3特征建模：利用所需特征命令建模。特征建模：利用所需特征命令建模。 CAD与三维设计 51 第二节第二节 实体建模实体建模

22、-简单零件简单零件 （PART1）基体）基体 建模步骤建模步骤 CAD与三维设计 52 n分析零件的特征：分析零件的特征： n基本体特征基本体特征: 正方体正方体:120mm*120mm*30mm； 圆柱体（凸台）圆柱体（凸台）:70mm,25mm; 与圆柱体同心的切除特征与圆柱体同心的切除特征: 50mm n局部设计特征局部设计特征: 圆角特征圆角特征 : 10mm,5mm,2mm 抽壳特征抽壳特征 : 2mm CAD与三维设计 53 一、选择生成特征的平面一、选择生成特征的平面: 前视基准面前视基准面 CAD与三维设计 54 二、绘制草图二、绘制草图:单击草图绘制工具栏单击草图绘制工具栏

23、CAD与三维设计 55 n1）单击草图绘制工具中）单击草图绘制工具中矩形矩形。 2）将指针移动到草图原）将指针移动到草图原 n 点，拖动鼠标生成矩形。点，拖动鼠标生成矩形。 注意：注意： A. 在鼠标指针的左下方有矩在鼠标指针的左下方有矩 形框显示说明绘制矩形草形框显示说明绘制矩形草 图。图。 B. 当拖动鼠标时，指针当拖动鼠标时，指针 动态显示了该矩形动态显示了该矩形 的尺寸。的尺寸。 CAD与三维设计 56 3） 选草图绘制工具栏上的草图绘制工具栏上的智能尺寸智能尺寸按钮按钮 注意：注意： A.与原点接触的两条边显示黑与原点接触的两条边显示黑 色色,表示为表示为 固定边不可自由移动。形成了

24、几何约束。固定边不可自由移动。形成了几何约束。 B.其它两条边显示兰色，表示为自由调整其它两条边显示兰色，表示为自由调整 边。边。 4）单击兰色边拖动或拖动矩形顶角处的）单击兰色边拖动或拖动矩形顶角处的 控制标，可改变矩形的大小。控制标，可改变矩形的大小。 CAD与三维设计 57 三、草图处理三、草图处理 1 标注尺寸标注尺寸 1）草图绘制时可不必考虑尺寸，）草图绘制时可不必考虑尺寸， 只画轮廓线，在标注尺寸时给只画轮廓线，在标注尺寸时给 出正确的尺寸即可。出正确的尺寸即可。 2）标注尺寸时，注意状态栏中草）标注尺寸时，注意状态栏中草 图的状态，图的状态，SolidWorks草图有草图有 三种

25、基本状态，用三种基本状态，用黑，黑，蓝蓝，红红 三种颜色表示。三种颜色表示。 CAD与三维设计 58 nA. 全定义：所有实体的位置都由尺寸或全定义：所有实体的位置都由尺寸或 几何关系或二者共同说明。实体线条为黑几何关系或二者共同说明。实体线条为黑 色。色。 B. 欠定义欠定义：需添加额外尺寸或几何关系：需添加额外尺寸或几何关系 才可完全定义。实体线条为才可完全定义。实体线条为蓝色蓝色。 C. 过定义过定义：互相矛盾的尺寸或几何关系。：互相矛盾的尺寸或几何关系。 实体线条为实体线条为红色红色。 CAD与三维设计 59 d. 显示其他颜色时草图的状态显示其他颜色时草图的状态 n黄色黄色： 无效草

26、图。无效草图。 n粉红色粉红色：无解草图，实体位置：无解草图，实体位置 n 不确定。不确定。 n绿色绿色： 被编辑的轮廓线。被编辑的轮廓线。 n浅棕色浅棕色：悬空实体。其上一层实体：悬空实体。其上一层实体 被删除。被删除。 CAD与三维设计 60 3）单击工具栏中的）单击工具栏中的智能尺寸智能尺寸图标图标 , , 标注尺寸。标注尺寸。 n2尺寸数值尺寸数值：正方形尺寸为：正方形尺寸为： 120mm*120mm CAD与三维设计 61 n四、拉伸基本特征：四、拉伸基本特征： 在任何一个零件中，第一个特征被称为在任何一个零件中，第一个特征被称为 基体特征。基体特征。 1 单击特征工具栏中的单击特征

27、工具栏中的 拉伸凸台拉伸凸台/ /基体基体 出现拉伸特征对话框出现拉伸特征对话框 2 指定拉伸的终止类型、指定拉伸的终止类型、 深度和方向。深度和方向。 1）给定类型：给定深度）给定类型：给定深度 2）给定深度：）给定深度：30mm 3以上参数给定后，单击以上参数给定后，单击确定确定完成基体拉伸完成基体拉伸. CAD与三维设计 62 n第三节第三节 实体建模实体建模-简单零件简单零件 （part1）凸台）凸台 一、一、 绘图参考平面：若在零件上生成新的绘图参考平面：若在零件上生成新的 特征，可选特征表面做参考平面绘图。特征，可选特征表面做参考平面绘图。 CAD与三维设计 63 n二、二、 绘制

28、草图：草图绘制工具栏上。单击草绘制草图：草图绘制工具栏上。单击草 图工具中的图工具中的圆圆。将指针移动到基体的中心点，。将指针移动到基体的中心点， 然后按住鼠标左键，拖动鼠标指针生成圆形，然后按住鼠标左键，拖动鼠标指针生成圆形， 完成后释放鼠标左键。完成后释放鼠标左键。 CAD与三维设计 64 n三、三、 标注尺寸：要确定圆的位置和大小，标注尺寸：要确定圆的位置和大小， 添加必要的尺寸添加必要的尺寸 1 确定圆心位置确定圆心位置x=60mm y=60mm 2 圆的直径圆的直径D=70mm CAD与三维设计 65 n四、四、 特征建模：特征建模： 1 单击特征工具栏中的拉伸凸台单击特征工具栏中的

29、拉伸凸台/基基 体体 , ,出现拉伸特征对话框。出现拉伸特征对话框。 2 拉伸总深度拉伸总深度25mm,按确定完成拉伸按确定完成拉伸 凸台。凸台。 CAD与三维设计 66 n第四节第四节 实体建模实体建模-简单零件（简单零件（part1）与）与 凸台同心的切除特征。凸台同心的切除特征。 一、绘图参考平面：若在零件上生成新的特一、绘图参考平面：若在零件上生成新的特 征，可征，可选特征表面做参选特征表面做参 考平面绘图。考平面绘图。 CAD与三维设计 67 二、绘制草图：草图绘制工具栏二、绘制草图：草图绘制工具栏 单击草图工具中的单击草图工具中的圆圆。 三、草图处理：三、草图处理： 1、 标注尺寸

30、：要确定圆的位置和标注尺寸：要确定圆的位置和 大小，添加必要的大小，添加必要的 尺寸，圆的直径尺寸，圆的直径 D=50mm CAD与三维设计 68 n2、几何约束：单击、几何约束：单击添加几何关系添加几何关系图标，图标， 出现添加几何关系出现添加几何关系，对话框对话框在所选实体中在所选实体中 选择内圆和凸选择内圆和凸 台的边线，台的边线， 在几何关系在几何关系 中选同心，中选同心， 单击应用，单击应用， 再单击关闭。再单击关闭。 CAD与三维设计 69 n 四、特征建模：四、特征建模： 1单击特征工具栏中的拉伸切除特征单击特征工具栏中的拉伸切除特征 ， 出现拉伸特征对话框。出现拉伸特征对话框。

31、 2类型选类型选完全贯穿完全贯穿， 按按确定确定完成完成 拉伸切除特征。拉伸切除特征。 3保存文件：保存文件： part1 CAD与三维设计 70 n总结： 1、 与与生成特征的方法一样：基本体特征生成特征的方法一样：基本体特征 1）选择生成特征的平面）选择生成特征的平面 2 2）绘制草图）绘制草图, ,标注尺寸标注尺寸, ,几何关系几何关系 2 、学习的特征命令：、学习的特征命令： 1）拉伸凸台）拉伸凸台 / 基体基体 2）拉伸切除特征）拉伸切除特征 CAD与三维设计 71 n第五节第五节 在简单零件（在简单零件（part1） 上上 生成局部设计特征圆角生成局部设计特征圆角 一、在基体特征的四条角边上生成圆角一、在基体特征的四条角边上生成圆角 1单击单击隐藏线变暗隐藏线变暗图标，图标， 更容易选取隐藏的边更容易选取隐藏的边. 2单击第一条边选中，单击第一条边选中， 再按住再按住Ctrl键，用键，用 鼠标选其它三条边。鼠标选其它三条边。 CAD与三维设计 72 3单击特征工具栏中的单击特征工具栏中的圆角圆角 ，出现圆，出现圆 角特征对话