SolidWorks扬声器制作教程

/扬声器【内容】以扬声器为例，详细介绍在SolidWorks中进行音响类产品建模、装配体创建的方法和过程。【实例】扬声器建模。【目的】通过本章的学习，使读者掌握在SolidWorks中进行音响产品建模的一般步骤和操作技巧，以与装配等的方法。了解布景设置、光源设置以与金属材质等渲染的方法。8.1扬声器零件分析扬声器是将电能转化为声能，并将它辐射到空气中的一种电声换能器件。电影、电视、广播以与各种需要扬声的场合都需要使用扬声器。扬声器主要有永久磁铁、线圈、和锥形纸盆组成。强弱按声音变化的电流，使扬声器内电磁铁的磁性忽强忽弱，线圈就向里或外运动，带动纸盆发生震动发出声音。扬声器主要由支架、永磁体、音圈杆、音膜和锥形纸盆等主要零件组成，如图8-1所示。依据其特点，扬声器将采用自下到上的设计模式来完成。音圈杆音膜锥形纸盆永磁体支架音圈杆音膜锥形纸盆永磁体支架图8-1扬声器模型扬声器的零件建模主要由拉伸、扫描、旋转凸台、拉伸-薄壁、切除-拉伸、切除-扫描、抽壳、圆角等特征生成，其装配主要由重合、同轴心、距离、相切、宽度等方法来完成。另外，本实例还介绍布景设置，光源设置，金属材质等渲染的方法。8.2扬声器零件建模8.2.1支架创建如图8-2所示的扬声器支架模型的操作步骤如下：图8-2支架模型（1）启动SolidWorks，单击“标准”工具栏中的（新建）工具，弹出“新建SolidWorks文件”对话框，选择“零件”模板，单击“确定”按钮，新建一个零件文件。单击菜单栏中的“文件”→“另存为”命令，弹出“另存为”对话框，在“文件名”文本框中输入“支架”，单击“保存”按钮，保存文件。（2）在特征管理器设计树中选择“前视基准面”，单击“草图”工具栏中的（草图绘制）工具开始草图1的绘制。使用（中心线）、（点）、（中心矩形）、（圆角）、（裁减实体）等工具绘制草图，具体尺寸如图8-3所示，单击图形区域右上角的图标完成草图1的绘制。（3）在特征管理器设计树中选择“草图1”，单击“特征”工具栏中（拉伸凸台/基体）工具，显示“拉伸”属性管理器，在“开始条件”选项框中选择“草图基准面”，在“方向1”选项栏的“终止条件”选项框中选择“给定深度”，设定（深度）为2mm，单击（确定）按钮完成拉伸1特征的绘制，如图8-4所示。图8-3绘制草图1图8-4绘制拉伸1特征（4）单击“参考几何体”工具栏中的（基准轴）工具，显示“基准轴”属性管理器，选择如图所示的内圆面作为（参考实体），单击（圆柱/圆锥面）按钮，单击（确定）按钮完成基准轴1的绘制，如图8-5所示。（5）在特征管理器设计树中选择“右视基准面”，单击“草图”工具栏中的（草图绘制）工具开始草图2的绘制。使用（中心线）、（直线）等工具绘制草图，具体尺寸如图8-6所示，单击图形区域右上角的图标完成草图2的绘制。图8-5绘制基准轴1图8-6绘制草图2（6）在特征管理器设计树中选择“草图2”，单击“特征”工具栏中的（旋转凸台/基体）工具，显示“旋转”属性管理器，选择“草图2”中的中心线作为（旋转轴），在“旋转类型”选项框中选择“单向”，设置（角度）为360deg，勾选“合并结果”复选框，勾选“薄壁特征”复选框，在“类型”选项框中选择“单向”，设定（厚度）为1mm，单击（确定）按钮完成旋转-薄壁1特征的绘制，如图8-7所示。（7）在特征管理器设计树中选择“前视基准面”，单击“草图”工具栏中的（草图绘制）工具开始草图1的绘制。使用使用（中心线）、（直线）、（圆）、（圆角）、（裁减实体）等工具绘制草图，具体尺寸如图8-8所示，单击图形区域右上角的图标完成草图3的绘制。图8-7绘制旋转-薄壁1特征图8-8绘制草图3（8）在特征管理器设计树中选择“草图3”，单击“特征”工具栏中的（拉伸切除）工具，显示“切除拉伸”属性管理器，在“开始条件”选项框中选择“草图基准面”，在“方向1”选项栏的“终止条件”选项框中选择“完全贯穿”，单击（确定）按钮完成切除-拉伸1特征的绘制，如图8-9所示。（9）单击“特征”工具栏中（圆周阵列）工具，或单击“插入”→“阵列/镜向”→“圆周阵列”命令，显示“圆周阵列”属性管理器，选择“基准轴1”作为“阵列轴”，设置（角度）为360deg，（实例数）为4，勾选“等间距”复选框，选择“切除-拉伸1”作为（要阵列的特征），单击（确定）按钮完成圆周阵列1特征的绘制，如图8-10所示。图8-9绘制切除-拉伸1特征图8-10绘制圆周阵列1特征（10）单击“特征”工具栏中的（圆角）工具，显示“圆角”属性管理器，在“圆角类型”选项栏中点选“等半径”单选钮，设置（半径）为0.3mm，选择模型上所示的2个面作为（边线、面、特征和环），单击（确定）按钮完成圆角1特征的绘制，如图8-11所示。（11）至此，扬声器支架建模全部完成，最终效果如图8-2所示，单击“标准”工具栏中的（保存）工具，保存文件。图8-11绘制圆角1特征8.2.2永磁体创建如图8-12所示的扬声器永磁体模型的操作步骤如下：图8-12永磁体模型（1）启动SolidWorks，单击“标准”工具栏中的（新建）工具，弹出“新建SolidWorks文件”对话框，选择“零件”模板，单击“确定”按钮，新建一个零件文件。单击菜单栏中的“文件”→“另存为”命令，弹出“另存为”对话框，在“文件名”文本框中输入“永磁体”，单击“保存”按钮，保存文件。（2）在特征管理器设计树中选择“前视基准面”，单击“草图”工具栏中的（草图绘制）工具开始草图1的绘制。使用（中心线）、（直线）、（裁减实体）等工具绘制草图，具体尺寸如图8-13所示，单击图形区域右上角的图标完成草图1的绘制。（3）在特征管理器设计树中选择“草图1”，单击“特征”工具栏中的（旋转凸台/基体）工具，显示“旋转”属性管理器，选择“草图1”中的中心轴线作为（旋转轴），在“旋转类型”选项框中选择“单向”，设置（角度）为360deg，单击（确定）按钮完成旋转1特征的绘制，如图8-14所示。图8-13绘制草图1图8-14绘制旋转1特征（4）单击“特征”工具栏中的（倒角）工具，显示“倒角”属性管理器，在“倒角参数”选项栏中点选“角度距离”单选钮，设置（距离）为0.5mm，设置（角度）为45deg，选择模型上的4条边线作为（边线、面、特征和环），单击（确定）按钮完成倒角1特征的绘制，如图8-15所示。（5）至此，扬声器永磁体建模全部完成，最终效果如图8-12所示，单击“标准”工具栏中的（保存）工具，保存文件。图8-15绘制倒角1特征8.2.3创建如图8-16所示的扬声器锥形纸盆模型的操作步骤如下：图8-16锥形纸盆模型（1）启动SolidWorks，单击“标准”工具栏中的（新建）工具，弹出“新建SolidWorks文件”对话框，选择“零件”模板，单击“确定”按钮，新建一个零件文件。单击菜单栏中的“文件”→“另存为”命令，弹出“另存为”对话框，在“文件名”文本框中输入“锥形纸盆”，单击“保存”按钮，保存文件。（2）在特征管理器设计树中选择“前视基准面”，单击“草图”工具栏中的（草图绘制）工具开始草图1的绘制。使用（中心线）、（圆）、（直线）、（裁减实体）等工具绘制草图，具体尺寸如图8-17所示，单击图形区域右上角的图标完成草图1的绘制。（3）在特征管理器设计树中选择“草图1”，单击“特征”工具栏中的（旋转凸台/基体）工具，显示“旋转”属性管理器，选择“草图1”中的中心线作为（旋转轴），在“旋转类型”选项框中选择“单向”，设置（角度）为360deg，勾选“薄壁特征”复选框，在“类型”选项框中选择“单向”，设定（厚度）为0.5mm，单击（确定）按钮完成旋转-薄壁1特征的绘制，如图8-18所示。图8-17绘制草图1图8-18绘制旋转-薄壁1特征（4）在特征管理器设计树中选择“右视基准面”，单击“草图”工具栏中的（草图绘制）工具开始草图2的绘制。使用（圆）工具绘制草图，具体尺寸如图8-19所示，单击图形区域右上角的图标完成草图2的绘制。（5）在特征管理器设计树中选择“草图2”，单击“特征”工具栏中的（拉伸切除）工具，显示“切除拉伸”属性管理器，在“开始条件”选项框中选择“草图基准面”，在“方向1”选项栏的“终止条件”选项框中选择“完全贯穿”，单击（确定）按钮完成切除-拉伸1特征的绘制，如图8-20所示。图8-19绘制草图2图8-20绘制切除-拉伸1特征（6）单击“特征”工具栏中的（圆角）工具，显示“圆角”属性管理器，在“圆角类型”选项栏中点选“等半径”单选钮，设置（半径）为0.3mm，选择模型上的外边线作为（边线、面、特征和环），单击（确定）按钮完成圆角1特征的绘制，如图8-21所示。图8-21绘制圆角1特征（7）至此，扬声器锥形纸盆建模全部完成，最终效果如图8-16所示，单击“标准”工具栏中的（保存）工具，保存文件。8.2.4创建如图8-22所示的扬声器音圈杆模型的操作步骤如下：图8-22音圈杆模型（1）启动SolidWorks，单击“标准”工具栏中的（新建）工具，弹出“新建SolidWorks文件”对话框，选择“零件”模板，单击“确定”按钮，新建一个零件文件。单击菜单栏中的“文件”→“另存为”命令，弹出“另存为”对话框，在“文件名”文本框中输入“音圈杆”，单击“保存”按钮，保存文件。（2）在特征管理器设计树中选择“右视基准面”，单击“草图”工具栏中的（草图绘制）工具开始草图1的绘制。使用（中心线）、（直线）、（裁减实体）等工具绘制草图，具体尺寸如图8-23所示，单击图形区域右上角的图标完成草图1的绘制。（3）在特征管理器设计树中选择“草图1”，单击“特征”工具栏中的（旋转凸台/基体）工具，显示“旋转”属性管理器，选择“草图1”中的中心线作为（旋转轴），在“旋转类型”选项框中选择“单向”，设置（角度）为360deg，单击（确定）按钮完成旋转-薄壁1特征的绘制，如图8-24所示。图8-23绘制草图1图8-24绘制拉伸1特征（4）单击“特征”工具栏中的（倒角）工具，显示“倒角”属性管理器，在“倒角参数”选项栏中点选“角度距离”单选钮，设置（距离）为0.3mm，设置（角度）为45deg，选择模型上所示的边线作为（边线、面、特征和环），单击（确定）按钮完成倒角1特征的绘制，如图8-25所示。图8-25绘制倒角1特征（5）至此，扬声器音圈杆建模全部完成，最终效果如图8-22所示，单击“标准”工具栏中的（保存）工具，保存文件。8.2.5创建如图8-26所示的扬声器音膜模型的操作步骤如下：图8-26音膜模型（1）启动SolidWorks，单击“标准”工具栏中的（新建）工具，弹出“新建SolidWorks文件”对话框，选择“零件”模板，单击“确定”按钮，新建一个零件文件。单击菜单栏中的“文件”→“另存为”命令，弹出“另存为”对话框，在“文件名”文本框中输入“音膜”，单击“保存”按钮，保存文件。（2）在特征管理器设计树中选择“前视基准面”，单击“草图”工具栏中的（草图绘制）工具开始草图1的绘制。使用（中心线）、（圆）、（直线）、（裁减实体）等工具绘制草图，具体尺寸如图8-27所示，单击图形区域右上角的图标完成草图1的绘制。（3）在特征管理器设计树中选择“草图1”，单击“特征”工具栏中的（旋转凸台/基体）工具，显示“旋转”属性管理器，选择“草图1”中的中心线作为（旋转轴），在“旋转类型”选项框中选择“单向”，设置（角度）为360deg，勾选“薄壁特征”复选框，在“类型”选项框中选择“单向”，设定（厚度）为0.5mm，单击（确定）按钮完成旋转-薄壁1特征的绘制，如图8-28所示。图8-27绘制草图1图8-28绘制旋转-薄壁1特征（4）在特征管理器设计树中选择“前视基准面”，单击“草图”工具栏中的（草图绘制）工具开始草图2的绘制。使用（中心线）、（直线）、（圆）、（绘制圆角）、（裁减实体）等工具绘制草图，具体尺寸如图8-29所示，单击图形区域右上角的图标完成草图2的绘制。（5）在特征管理器设计树中选择“草图2”，单击“特征”工具栏中（拉伸凸台/基体）工具，显示“拉伸”属性管理器，在“开始条件”选项框中选择“草图基准面”，在“方向1”选项栏的“终止条件”选项框中选择“给定深度”，设定（深度）为6mm，勾选“合并结果”，勾选“薄壁特征”复选框，在“薄壁特征”选项栏中选择“单向”，设定（厚度）为0.5mm，单击（确定）按钮完成拉伸-薄壁1特征的绘制，如图8-30所示。图8-29绘制草图2图8-30绘制拉伸-薄壁1特征（6）选择“拉伸-薄壁1”特征的左侧平面作为草图绘制平面，单击“草图”工具栏中的（草图绘制）工具开始草图3的绘制。使用（转换实体引用）、（等距实体）等工具绘制草图，具体尺寸如图8-31所示，单击图形区域右上角的图标完成草图3的绘制。（7）在特征管理器设计树中选择“草图3”，单击“特征”工具栏中（拉伸凸台/基体）工具，显示“拉伸”属性管理器，在“开始条件”选项框中选择“草图基准面”，在“方向1”选项栏的“终止条件”选项框中选择“给定深度”，设定（深度）为0.5mm，勾选“合并结果”，在“特征范围”选项栏中，勾选“所选实体”单选钮，选择“旋转-薄壁1”和“拉伸-薄壁1”作为（受影响的实体），单击（确定）按钮完成拉伸-薄壁1特征的绘制，如图8-32所示。（8）单击“特征”工具栏中的（圆角）工具，显示“圆角”属性管理器，在“圆角类型”选项栏中点选“等半径”单选钮，设置（半径）为0.3mm，选择模型上所示的边线作为（边线、面、特征和环），单击（确定）按钮完成圆角1特征的绘制，如图8-33所示。图8-31绘制草图3图8-32绘制拉伸-薄壁1特征图8-33绘制圆角1特征（9）至此，扬声器音膜建模全部完成，最终效果如图8-26所示，单击“标准”工具栏中的（保存）工具，保存文件。8.3扬声器装配装配如图8-34所示的扬声器模型的操作步骤如下：图8-34扬声器模型（1）启动SolidWorks，单击“标准”工具栏中的（新建）工具，弹出“新建SolidWorks文件”对话框，选择“装配体”模板，单击“确定”按钮，新建一个装配体文件。同时显示“插入零部件”属性管理器，在“要插入零部件/装配体”选项栏中，单击“浏览”按钮，在弹出的“打开”对话框中找到“支架.sldprt”文件，打开该文件。单击（确定）按钮完成支架的插入，如图8-35所示。（2）单击“标准”工具栏中（保存）按钮，“文件名”文本框中输入“扬声器.sldasm”，单击“保存”按钮。（3）单击“装配体”工具栏中的（插入零部件）工具，显示“插入零部件”属性管理器。在“要插入零部件/装配体”选项栏中，单击“浏览”按钮，在弹出的“打开”对话框中找到“永磁体.sldprt”文件，打开该文件，在绘图区单击，完成永磁体文件的插入，如图8-36所示。图8-35插入箱体图8-36插入永磁体（4）单击“装配体”工具栏中的（配合）工具，显示“配合”属性管理器，分别选择支架右侧圆台平面和永磁体左侧平面作为（要配合的实体），在“标准配合”选项栏中选择（重合）配合，单击“浮动装配”工具栏中（确定）按钮，生成“重合1”配合，如图8-37所示。（5）分别选择支架底部圆孔的内圆面和永磁体外圆面作为（要配合的实体），在“标准配合”选项栏中选择（同轴心）配合，单击“浮动装配”工具栏中（确定）按钮，生成“同心1”配合，如图8-38所示。单击属性管理器的（确定）按钮，完成永磁体的装配。图8-37“重合1”配合图8-38“同心1”配合（6）单击“装配体”工具栏中的（插入零部件）工具，显示“插入零部件”属性管理器。在“要插入零部件/装配体”选项栏中，单击“浏览”按钮，在弹出的“打开”对话框中找到“锥形纸盆.sldprt”文件，打开该文件，在绘图区单击，完成锥形纸盆文件的插入，如图8-39所示。（7）单击“装配体”工具栏中的（配合）工具，显示“配合”属性管理器，分别选择锥形纸盆的左侧平台外圆面和支架底部圆孔的内圆面作为（要配合的实体），在“标准配合”选项栏中选择（同轴心）配合，单击“浮动装配”工具栏中（确定）按钮，生成“同心2”配合，如图8-40所示。图8-39插入锥形纸盆图8-40“同心2”配合（8）分别选择锥形纸盆的左侧平台内侧平面和支架左侧的外侧平面作为（要配合的实体），在“标准配合”选项栏中选择（重合）配合，单击“浮动装配”工具栏中（确定）按钮，生成“重合2”配合，如图8-41所示。单击属性管理器的（确定）按钮，完成锥形纸盆的装配。（9）单击“装配体”工具栏中的（插入零部件）工具，显示“插入零部件”属性管理器。在“要插入零部件/装配体”选项栏中，单击“浏览”按钮，在弹出的“打开”对话框中找到“音圈杆.sldprt”文件，打开该文件，在绘图区单击，完成音圈杆文件的插入，如图8-42所示。图8-41“重合2”配合图8-42插入音圈杆（10）单击“装配体”工具栏中的（配合）工具，显示“配合”属性管理器，分别选择分别选择音圈杆右侧圆台平面和永磁体左侧平面作为（要配合的实体），在“标准配合”选项栏中选择（重合）配合，单击“浮动装配”工具栏中（确定）按钮，生成“重合3”配合，如图8-43所示。（11）分别选择锥形纸盆的圆边线和音圈杆外圆边线作为（要配合的实体），在“标准配合”选项栏中选择（同轴心）配合，单击“浮动装配”工具栏中（确定）按钮，生成“同心3”配合，如图8-44所示。单击属性管理器的（确定）按钮，完成音圈杆的装配。图8-43“重合3”配合图8-44“同心3”配合（12）单击“装配体”工具栏中的（插入零部件）工具，显示“插入零部件”属性管理器。在“要插入零部件/装配体”选项栏中，单击“浏览”按钮，在弹出的“打开”对话框中找到“音膜.sldprt”文件，打开该文件，在绘图区单击，完成音膜文件的插入，如图8-45所示。（13）单击“装配体”工具栏中的（配合）工具，显示“配合”属性管理器，分别选择音膜外圆面和音圈杆的外圆面作为（要配合的实体），在“标准配合”选项栏中选择（同轴心）配合，单击“浮动装配”工具栏中（确定）按钮，生成“同心4”配合，如图8-46所示。（14）分别选择分别选择音圈杆左侧面平面和音膜主体的后端平面作为（要配合的实体），在“标准配合”选项栏中选择（重合）配合，单击“浮动装配”工具栏中（确定）按钮，生成“重合4”配合，如图8-47所示。单击属性管理器的（确定）按钮，完成音膜的装配。图8-45插入音膜图8-46“同心4”配合（15）继续选择音圈杆的上视基准面和音膜的上视基准面作为（要配合的实体），在“高级配合”中选择（角度）配合，设置（最大值）为90.00deg，（最小值）为0.00deg，单击属性管理器的（确定），生成“LimitAngle1”配合，如图7-48所示。再次单击（确定），完成音膜的装配。（16）至此，扬声器的装配全部完成，其音膜围绕音圈杆旋转可以调节的范围为0.00deg~90.00deg，效果如图7-34所示或如图7-48所示。单击“标准”工具栏中的（保存）工具，保存文件。图8-47“重合4”配合图8-48“LimitAngle1”配合8.4扬声器渲染渲染如图8-49所示的扬声器效果图，主要步骤如下：图8-49扬声器渲染效果图（1）启动PhotoWorks（单击菜单栏中的“插入”→“插件”命令，弹出“插件”对话框，勾选“PhotoWorks”选项前面和后面的复选框，单击“确定”按钮），在上述装配体模型上继续操作。（2）设置布景。1）单击“PhotoWorks”工具栏中的（布景）工具，弹出“布景编辑器”对话框。单击“管理程序”标签，然后选择“基本布景”→“背景—工作间”，如图8-50所示，单击“应用”按钮，完成布景设置。2）单击“布景编辑器”对话框中的“房间”标签，修改“大小/对齐”参数，如图8-51所示，单击“应用”按钮，完成房间设置。图8-50设置布景图8-51设置房间3）单击“布景编辑器”中的“前景/背景”标签，设置背景为图像，在“前景”选项组中点选“无”单选钮，如图8-52所示，单击“应用”按钮，完成前景/背景设置。4）单击“布景编辑器”对话框中的“环境”标签，在“环境”选项组中，点选“选择环境图像”单选钮，在“环境映射”选项框中选择“球形”，图像选择为solidworks安装目录下\data\images\textures\background\studioroom.hdr，在“图像作用”选项组中，设置环境反射为1.00，散射材质明暗度为0.65，如图8-53所示，单击“应用”按钮，完成环境设置。5）单击“布景编辑器”对话框中的“光源”标签，在“整体阴影控制”选项组中点选“透明”单选钮，如图8-54所示，单击“应用”按钮，完成布景光源设置。（3）设置光源。1）单击管理器中（渲染管理）标签，显示“渲染”管理器，单击（光源）标签，展开光源列，右键依次单击三个线光源，在弹出的选择框中勾选“在PhotoWorks中打开”命令，如图8-55所示。图8-52设置前景/背景图8-53设置环境图8-54设置布景光源图8-55打开光源2）单击管理器中（特征管理）标签，显示“特征”管理器，单击（光源与相机），展开光源与相机列，双击（环境光源），显示“环境光源”属性管理器，选择光源颜色为白色，设置强度为0.3，单击（确定）按钮完成环境光源设置，如图8-56所示。3）双击（线光源1），显示“线光源1”属性管理器，选择光源颜色为白色，在“基本”参数中设置环境光源为0.1，明暗度为0.1，光泽度为0.3，在“光源位置”选项栏中，勾选“锁定到模型”复选框，设置经度为1.91deg，纬度为67.65deg，单击（确定）按钮完成线光源1设置，如图8-57所示。图8-56设置环境光源图8-57设置线光源14）双击（线光源2），显示线“光源2”属性管理器，选择光源颜色为白色，在“基本”参数中设置环境光源为0，明暗度为0.1，光泽度为0.47，在“光源位置”选项栏中，勾选“锁定到模型”复选框，设置经度为-76.57deg，纬度为28.88deg，单击（确定）按钮完成线光源2设置，如图8-58所示。5）双击（线光源3），显示“线光源3”属性管理器，选择光源颜色为淡粉色，其数值为R241、G191、B249，在“基本”参数中设置环境光源为0，明暗度为0.1，光泽度为0.59，在“光源位置”选项栏中，勾选“锁定到模型”复选框，设置经度为138.53deg，纬度为43.26deg，单击（确定）按钮完成线光源3设置，如图8-59所示。图8-58设置线光源2图8-59设置线光源3（4）设置材质。1）在特征管理器设计树中选择支架和音圈杆零件，单击“渲染”工具栏中（外观），