第1章 三维CAD设计和SOLIDWORKS基础知识

第1章三维CAD设计和SOLIDWORKS基础知识1.1三维CAD设计思想1.1.1基于参数化的设计1.1.2基于特征的设计所谓参数化设计，就是为图形要素之间添加约束关系，包括“尺寸约束”和“几何约束”两大类型。约束关系的添加，大大加强了图形要素之间的关联性，修改图形的某一尺寸，其大小和形状也会随之变化。特别是在设计过程中，修改零件的某一尺寸，其形状、大小会发生变化，而与其相关联的装配体、工程图也会随之变化，这样就大大提高了设计效率。特征是零件或部件上一组相关的具有特定形状和属性的几何实体，有着特定设计和制造的意义。

在零件建模前，可以把机械零件看做是组合体，对其进行形体分析，也就是特征的分析。通过分析，确定零件由哪些特征组成，明确各个特征的形状、相对位置关系和表面过渡关系，按照特征的主次关系，依次进行建模，如图例所示。按建模顺序基础特征构造特征按特征生成的方法草绘特征附加特征特征分类:（d）（e）（f）拉伸带方槽的底板特征（基础特征、草绘特征）拉伸圆柱体凸台特征（构造特征、草绘特征）切除圆柱孔特征（构造特征、草绘特征）拉伸带孔的U型板特征（构造特征、草绘特征）创建筋板特征（构造特征、附加特征）1.1.3工程中三维CAD设计的基本方法（d）（e）（f）自上向下的设计方法

自上向下的设计方法就是在装配体环境下，参考当前零件的位置和轮廓，建立新的零件或修改零件特征。这里的装配体环境就是“上”，建立的每个零件就是“下”。自上向下的设计方法一般在设计新产品的情况下采用，设计者不但要熟悉三维设计系统，还要具备机械设计的知识。2.自下向上的设计方法

在设计过程中，如果装配体中各零件间的配合关系、相对位置关系已经确定，可以先建立每一个零件的三维模型，然后在装配体环境下，插入这些零件，按照装配顺序，添加零件间的配合约束，将零件有序装配起来。这种设计方法称为“自下向上”的设计方法，通常用于仿制或修改已有的设计。3.单体设计的方法在一些特定情况下，某些产品只有一个零件组成，如烟灰缸、调味盒等，计这类产品时只需考虑其功能和外观造型。1.2SOLIDWORKS简介1.2.1SOLIDWORKS的技术特点

SOLIDWORKS是世界上第一个基于Windows系统开发的三维CAD系统，是全球装机量最大、最好用的三维机械设计软件之一。其使用范围涉及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、能源、医疗器械、娱乐工业、日用品、消费品、离散制造等领域。1.全Windows界面，操作简单、直观2.参数化的设计思路3.仿真分析4.数据交换5.二次开发6.SOLIDWORKS合作伙伴计划和集成软件1.2.2SOLIDWORKS的主要功能1.强大而灵活的零件建模功能：可以创建各种复杂形状的机械零件；钣金件设计；工业产品的曲面造型设计；丰富的标准件库，插入常用标准件，如图所示。2.强大的零件装配功能：SOLIDWORKS可以较容易地完成零件的三维建模，通过模拟装配、仿真运动等功能进行三维仿真设计，便于进行产品的可行性分析。SOLIDWORKS可以通过任意旋转或剖切，对运动的零部件进行动态仿真的干涉检查和间隙检测，发现问题及时修正，把“试验过程放在设计阶段，有效地提高了设计的成功率。SOLIDWORKS系统包含了GB、ISO等在内的多个国家标准和多个系列的标准零件库，在装配过程中，通过标准件库插入标准件，可以大大提高设计者的工作效率，节约设计成本。如前文所述，由于整个产品设计是完全可编辑的，零件设计、装配设计和工程图之间是全相关的，零件设计中所做的更改可以自动、快速、准确地反应到装配、工程图等相应模块中去，简化了操作步骤，提高了设计成功率，如图所示。

3.工程图设计：SOLIDWORKS可以为三维模型自动投影生成符合标准的各种二维工程图，包括视图、尺寸和标注；可以建立各种类型的投影视图、剖面视图和局部放大图功能；交替位置视图能够方便