第1章 认识SolidWorks
本章主要介绍SolidWorks 2016中文版的基础知识,包括软件的背景、特点、常用的名词解释、文件的基本操作、常用的命令栏和工具栏、操作环境的设置以及参考几何体的使用方法。对于基本操作命令的掌握直接关系到软件使用的效率,也是以后学习的基础。
重点与难点
■ 文件操作
■ 常用工具命令
■ 操作环境设置
■ 参考几何体的使用方法
1.1 SolidWorks概述
本章首先对SolidWorks的背景及其主要设计特点进行简单介绍,让读者对该软件有个大致的认识。
1.1.1 软件的背景
20世纪90年代初,国际微型计算机(简称微机)市场发生了根本性的变化,微机性能大幅提高,而价格一路下滑,微机卓越的性能足以运行三维CAD软件。为了开发世界空白的基于微机平台的三维CAD系统,1993年PTC公司的技术剫总裁与CV公司的剫总裁成立了SolidWorks公司,并于1995年成功推出了SolidWorks软件。在SolidWorks软件的促动下,1998年开始,国内外也陆续推出了CAD相关软件;原来运行在UNIX操作系统的工作站CAD软件,也从1999年开始被移植到Windows操作系统中。
SolidWorks采用的是智能化的参变量式设计理念以及微软Windows图形化用户界面,具有卓越的几何造型和分析功能,它操作灵活,运行速度快,设计过程简单、便捷,被业界称为“三维机械设计方案的领先者”,受到广大用户的青睐,在机械制图和结构设计领域已经成为三维CAD设计的主流软件。利用SolidWorks,设计师和工程师们可以更有效地为产品建模以及模拟整个工程系统,加速产品的设计和生产周期,从而完成更加富有创意的产品制造。
1.1.2 软件的主要特点
SolidWorks是一款参变量式CAD设计软件。所谓参变量式设计,是将零件尺寸的设计用参数描述,并在设计修改的过程中通过修改参数的数值改变零件的外形。
SolidWorks在3D设计中的特点如下。
● SolidWorks提供了一整套完整的动态界面和鼠标拖动控制。
● 用SolidWorks资源管理器可以方便地管理CAD文件。
● 配置管理是SolidWorks软件体系结构中非常独特的一部分,它涉及零件设计、装配设计和工程图。
● 通过eDrawings方便地共享CAD文件。
● 从三维模型中自动产生工程图,包括视图、尺寸和标注。
● RealView图形显示模式:以高清晰度直观显示设计和进行交流。
● 钣金设计工具:可以使用折叠、折弯、法兰、切口、标签、斜接、放样的折弯、绘制的折弯、褶边等工具从头创建钣金零件。
● 焊件设计:绘制框架的布局草图并选择焊件轮廓,SolidWorks将自动生成3D焊件设计。
● 模具设计工具:使用SolidWorks时,可以导入IGES、STEP、Parasolid®、ACIS®和其他格式的零件几何体来开始进行模具设计。
● 装配体建模:当创建装配体时,可以通过选取各个曲面、边线、曲线和顶点来配合零部件;创建零部件间的机械关系;进行干涉、碰撞和孔对齐检查。
● 仿真装配体运动:只需单击和拖动零部件,即可检查装配体运动情况是否正常以及是否存在碰撞。
● 材料明细表:可以基于设计自动生成完整的材料明细表(BOM),从而节约大量的时间。
● 零件验证:SolidWorks Simulation工具能帮助新用户和专家确保其设计具有耐用性、安全性和可制造性。
● 标准零件库:通过SolidWorks Toolbox、SolidWorks Design ClipArt和3D ContentCentral,可以即时访问标准零件库。
● 照片级渲染:使用PhotoView 360来根据SolidWorks 3D模型进行演示或虚拟及材质研究。
● 步路系统:可使用SolidWorks Routing自动处理和加速管筒、管道、电力电缆、缆束和电力导管的设计过程。
1.1.3 启动SolidWorks
启动SolidWorks 2016有以下两种方式。
1)双击桌面的快捷方式图标。
2)单击【开始菜单】|【所有程序】|【SolidWorks 2016】图标。
启动后的SolidWorks 2016界面如图1-1所示。
图1-1 SolidWorks 2016启动界面
1.1.4 界面功能介绍
SolidWorks 2016用户界面包括菜单栏、工具栏、管理区域、图形区域、仸务窗格以及状态栏。菜单栏包含了所有SolidWorks命令,工具栏可根据文件类型(零件、装配体、工程图)来调整、放置并设定其显示状态,而SolidWorks窗口底部的状态栏则可以提供设计人员正执行的有关功能的信息,操作界面如图1-2所示。
图1-2 操作界面
1.菜单栏
菜单栏显示在界面的最上方,如图1-3所示,其中最关键的功能集中在【揑入】与【工具】菜单中。
图1-3 菜单栏
对应于不同的工作环境,SolidWorks中相应的菜单以及其中的选项会有所不同。当进行一定仸务操作时,不起作用的菜单命令会临时变灰,此时将无法应用该菜单命令。以【窗口】菜单为例,单击【窗口】|【视口】|【四视图】命令,如图1-4所示,此时视图切换为多视口查看模型,如图1-5所示。
图1-4 多视口选择
图1-5 四视口视图
2.工具栏
SolidWorks 2016工具栏包括标准主工具栏和自定义工具栏两部分。其中【前导视图】工具栏以固定工具栏的形式显示在绘图区域的正中上方,如图1-6所示。
图1-6 【前导视图】工具栏
1)自定义工具栏的启用方法为:单击菜单栏中的【视图】|【工具栏】命令,或者在视图工具栏中单击鼠标右键,将显示【工具栏】菜单项,如图1-7所示。
图1-7 【工具栏】菜单项
从图1-7中可以看到,SolidWorks 2016提供了多种工具栏,方便软件的使用。
打开某个工具栏(例如【参考几何体】工具栏),它有可能默认排放在主窗口的边缘,可以拖动它到图形区域中成为浮动工具栏,如图1-8所示。
图1-8 【参考几何体】工具栏
在使用工具栏或是工具栏中的命令时,当指针移动到工具栏中的图标附近时,会弹出一个窗口来显示该工具的名称及相应的功能,如图1-9所示,显示一段时间后,该内容提示会自动消失。
图1-9 消息提示
2)CommandManager(命令管理器)是一个上下文相关工具栏,它可以根据要使用的工具栏进行动态更新,默认情况下,它根据文档类型嵌入相应的工具栏。CommandManager下面有4个不同的选项卡:【特征】、【草图】、【评估】和【Dim Xpert】,如图1-10所示。
图1-10 【CommandManager】工具栏
● 【特征】、【草图】选项卡提供【特征】、【草图】的有关命令。
● 【评估】选项卡提供测量、检查、分析等命令或在【揑件】选择框中选择有关揑件。
● 【DimXpert】选项卡提供有关尺寸、公差等方面的命令。
3.状态栏
状态栏位于图形区域底部,提供关于当前正在窗口中编辑的内容的状态以及指针位置坐标、草图状态等信息,如图1-11所示。
图1-11 状态栏
状态栏中典型的信息如下。
● 重建模型图标:表示在更改了草图或零件而需要重建模型时,重建模型符号会显示在状态栏中。
● 草图状态:在编辑草图过程中,状态栏会出现完全定义、过定义、欠定义、没有找到解、发现无效的解等5种状态。在零件完成之前,最好完全定义草图。
● 快速提示帮助图标:它会根据SolidWorks的当前模式给出提示和选项,很方便快捷,对于初学者来说很有用。
4.管理区域
在文件窗口的左侧为SolidWorks文件的管理区域,也称为左侧区域,如图1-12所示。
图1-12 管理区域
管理区域包括特征管理器(FeatureManager)设计树、属性管理器(PropertyManager)、配置管理器(ConfigurationManager)、标注专家管理器(DimXpertManager)和外观管理器(Display-Manager)。
单击管理区域顶部的标签可以在应用程序之间进行切换,单击管理区域右侧的箭头可以展开【显示窗格】,如图1-13所示。
图1-13 展开【显示窗格】
5.确认角落
确认角落位于视图窗口的右上角,如图1-14所示。利用确认角落可以接受或取消相应的草图绘制和特征操作。
图1-14 确认角落
● 当进行草图绘制时,可以单击确认角落里的【退出草图】图标来结束并接受草图绘制,也可以单击【删除草图】图标来放弃草图的更改。
● 当进行特征造型时,可以单击确认角落里的【退出草图】图标来结束并接受特征造型,也可以单击【删除草图】图标来放弃特征造型操作。
6.任务窗格
图形区域右侧的仸务窗格是与管理SolidWorks文件有关的一个工作窗口,仸务窗格带有【SolidWorks资源】、【设计库】和【文件探索器】等标签,如图1-15所示。通过仸务窗格,用户可以查找和使用SolidWorks文件。
图1-15 任务窗格
1.1.5 FeatureManager设计树
FeatureManager设计树位于SolidWorks窗口的左侧,是SolidWorks软件窗口中比较常用的部分,如图1-16所示。它提供了激活的零件、装配体或工程图的大纲视图,从而可以很方便地查看模型或装配体的构造情况,或者查看工程图中的不同图纸和视图。
图1-16 FeatureManager设计树
FeatureManager设计树用来组织和记录模型中的各个要素及要素之间的参数信息和相互关系,以及模型、特征和零件之间的约束关系等,几乎包含了所有设计信息。
FeatureManager设计树的功能主要有以下的几种。
1)以名称来选择模型中的项目:可以通过在模型中选择其名称来选择特征、草图、基准面及基准轴。SolidWorks在这一项中很多功能与Windows系统类似,如在选择的同时按住Shift键,可以选取多个连续项目;在选择的同时按住Ctrl键,可以选取非连续项目。
2)确认和更改特征的生成顺序:在FeatureManager设计树中通过拖动项目可以重新调整特征的生成顺序,这将更改重建模型时特征重建的顺序。
3)双击特征的名称可以显示特征的尺寸。
4)如要更改项目的名称,可以在名称上缓慢单击两次以选择该名称,然后输入新的名称。
5)在装配零件时,压缩和解除压缩零件特征和装配体零部件是很常用的。同样,如要选择多个特征,请在选择的时候按住Ctrl键。
6)用右键单击清单中的特征,然后选择父子关系,以便查看父子关系。
7)单击右键,在树显示里还可显示如下项目:特征说明、零部件说明、零部件配置名称、零部件配置说明等。
8)将文件夹添加到FeatureManager设计树中。
FeatureManager设计树提供下列文件夹和工具。
1)使用退回控制棒暂时将模型退回到早期状态,如图1-17所示。
图1-17 拖动退回控制棒
可使用FeatureManager退回控制棒来临时退回到早期状态或吸收的特征,往前推进,回退到以前的状态。当模型处于退回控制状态时,可以增加新的特征或编辑已有的特征。
2)通过用右键单击方程式文件夹并选择所需操作来添加新的方程式,编辑或删除方程式(当将第一个方程式添加到零件或装配体时,方程式文件夹出现)。
3)通过用右键单击注解文件夹来控制尺寸和注解的显示。
4)记录设计日志并添加附加件到设计活页夹文件夹。
5)通过用右键单击材质图标来添加或修改应用到零件的材质。
6)查阅文档在实体文件夹中所包含的所有实体。
7)查阅文档在曲面实体文件夹中所包含的所有曲面实体。
8)查阅基准面、基准轴以及揑入的零件的草图。
9)添加自己的自定义文件夹,并将特征拖动到文件夹以减小【FeatureManager设计树】的长度。
10)在图形区域中从弹出的FeatureManager设计树查阅并进行操作,而左窗格中有PropertyManager出现。
11)通过选择左侧窗格顶部的标签,可以在【FeatureManager设计树】、【PropertyManager】、【ConfigurationManager】、【DimXpertManager】及【DisplayManager】标签之间切换,如图1-18所示。
图1-18 切换标签
12)若想切换FeatureManager设计树的显示状态,按F9或单击视图、FeatureManager设计树区域,此方法在全屏模式中尤其有用。
13)在图形区域选择一个实体、面或者点,右键单击,在弹出的菜单中选择【保存选择】,特征树中将生成一个【选择集】文件夹,该文件夹中包含用户选择的要素。
1.2 SolidWorks的文件操作
1.2.1 新建文件
在SolidWorks的主窗口中单击窗口左上角的(新建)图标,或者选择菜单栏中的【文件】|【新建】命令,即可弹出如图1-19所示的【新建SolidWorks文件】对话框,在该对话框中选择【零件】按钮,即可得到SolidWorks 2016典型用户界面。
图1-19 【新建SolidWorks文件】对话框
● 【零件】按钮:双击该按钮,可以生成单一的三维零部件文件。
● 【装配体】按钮:双击该按钮,可以生成零件或其他装配体的排列文件。
● 【工程图】按钮:双击该按钮,可以生成属于零件或装配体的二维工程图文件。
单击按钮,此时的【新建SolidWorks文件】对话框如图1-20所示。
图1-20 【新建SolidWorks文件】对话框
SolidWorks软件可分为零件、装配体以及工程图3个模块,针对不同的功能模块,其文件类型各不相同,如果准备编辑零件文件,请在【新建SolidWorks文件】对话框中单击(零件)按钮,再单击【确定】按钮,即可打开一张空白的零件图文件,后续存盘时,系统默认的扩展名为列表中的.sldprt。
1.2.2 打开文件
单击【新建SolidWorks文件】对话框中的【零件】图标,可以打开一张空白的零件图文件,或者单击【标准】工具栏中的【打开】按钮,打开已经存在的文件并对其进行编辑操作,如图1-21所示。
图1-21 【打开】对话框
在【打开】对话框里,系统会默认使用前一次读取的文件格式,如果想要打开不同格式的文件,请打开【文件类型】下拉列表,然后选取适当的文件类型即可。
对于SolidWorks软件可以读取的文件格式以及允许的数据转换方式,综合归类如下。
● SolidWorks零件文件,扩展名为.prt或.sldprt。
● SolidWorks组合件文件,扩展名为.asm或sldasm。
● SolidWorks工程图文件,扩展名为.drw或.slddrw。
● DXF文件,AutoCAD格式,包括DXF3D文件,扩展名为.dxf。在工程图文件中,AutoCAD格式可以输入几何体到工程图纸或工程图纸模板中。
● DWG文件,AutoCAD格式,扩展名为.dwg。
● AdobeIllustrator文件,扩展名为.ai。此格式可以输入到零件文件,但不能输入到装配体草图。
● LibFeatPart文件,扩展名为.lfp或.sldlfp。
● IGES文件,护展名为.igs。可以输入IGES文件中的3D曲面作为SolidWorks 3D草图实体。
● StepAP203/214文件,扩展名为.step及.stp。SolidWorks支持STEPAP214文件的实体、面及曲线颜色转换。
● ACIS文件,扩展名为.sat。
● VDAFS文件,扩展名为.vda。VDAFS是曲面几何交换的中间文件格式,VDAFS零件文件可转换为SolidWorks零件文件。
● VRML文件,扩展名为.wrl。VRML文件可在Internet上显示3D图像。
● Parasolid文件,扩展名为.x_t、.x_b、.xmt_txt或.xmt_bin。
● Pro/ENGINEER文件,扩展名为.prt、.xpr或.asm、.xas。SolidWorks支持Pro/ENGINEER17到2001的版本以及Wildfire版本1和2。
● UnigraphicsII文件,扩展名为.Prt。SolidWorks支持UnigraphicsII10及以上版本输入零件和装配体。
1.2.3 保存文件
单击【标准】工具栏中的【保存】按钮,或者选择菜单栏中的【文件】|【保存】命令,在弹出的对话框中输入要保存的文件名以及设置文件保存的路径,便可以将当前文件保存。也可选择【另存为】选项,弹出【另存为】对话框如图1-22所示。在【另存为】对话框中更改将要保存的文件路径后,单击【保存】按钮即可将创建好的文件保存在指定的文件夹中。
图1-22 【另存为】对话框
【另存为】对话框参数设置说明如下。
● 【保存类型】:在下拉列表中选择一种文件的保存格式,包括以另一文件格式保存。
● 【Description】:在该选项后面的文本框中可以输入对文件提供模型的说明。
1.3 常用工具命令
1.3.1 【标准】工具栏
【标准】工具栏位于主窗口正上方,如图1-23所示。
图1-23 【标准】工具栏
各按钮含义如下。
● 【新建】:单击可打开【新建SolidWorks文件】对话框,从而建立一个空白图文件。
● 【打开】:单击可在【打开】对话框中打开磁盘驱动器中已有的图文件。
● 【保存】:单击可将目前编辑中的工作视图按原先读取的文件名称存盘,如果工作视图是新建的文件,则系统会自动启动另存新文件功能。
● 【打印】:单击可将指定范围内的图文资料送往打印机,执行打印出图功能或打印到文件功能。
● 【撤销】:单击可以撤销本次或者上次的操作,返回未执行该项命令前的状态,可重复返回多次。
● 【选择】:单击可进入选取像素对象的模式。
● 【重建模型】:单击可以使系统依照图文数据库里最新的图文资料更新屏幕上显示的模型图形。
● 【文件属性】:显示激活文档的摘要信息。
● 【选项】:更改SolidWorks选项设定。
1.3.2 【特征】工具栏
在SolidWorks 2016中,【特征】工具栏直接显示在主窗口的上方,以选项卡的方式存在,如图1-24所示。
图1-24 【特征】工具栏
也可以单击菜单栏中的【视图】|【工具栏】命令,选择【特征】命令,【特征】工具栏将悬浮在主窗口上,如图1-25所示。
图1-25 悬浮【特征】工具栏
各按钮含义如下。
● 【拉伸凸台/基体】:以一个或两个方向拉伸或绘制的草图轮廓生成一个实体。
● 【旋转凸台/基体】:单击可将用户选取的草图轮廓图形绕着用户指定的旋转中心轴形成3D模型。
● 【扫描】:单击可以沿开环或闭合路径通过扫描闭合轮廓来生成实体模型。
● 【放样凸台/基体】:单击可以在两个或多个轮廓之间添加材质来生成实体特征。
● 【边界凸台/基体】:以两个方向在轮廓间添加材料以生成实体特征。
● 【拉伸切除】:单击将工作图文件里原先的3D模型扣除草图轮廓图形绕着指定的旋转中心轴成长形成的3D模型,保留残余剩下的3D模型区域。
● 【旋转切除】:单击可通过绕轴心旋转绘制的轮廓来切除实体模型。
● 【扫描切除】:沿开环或闭合路径通过扫描轮廓来切除实体模型。
● 【放样切剬】:在两个或多个轮廓之间通过移除材质来切除实体模型。
● 【边界切除】:通过以两个方向在轮廓之间移除材料来切除实体模型。
● 【圆角】:沿实体或曲面特征中的一条或多条边线生成圆形内部或外部面。
● 【倒角】:单击可以沿边线、一串切边或顶点生成一倾斜的边线。
● 【筋】:单击可对工作图文件里的3D模型按照用户指定的断面图形加入一个筋材特征。
● 【抽壳】:通过单击该工具按钮,可对工作图文件里的3D实体模型加入平均厚度薄壳特征。
● 【拔模】:单击可对工作图文件里的3D模型的某个曲面或是平面加入拔模倾斜面。
● 【异型孔向导】:单击可以利用预先定义的剖面揑入孔。
● 【线性阵列】:单击可以对一个或两个线性方向阵列得到特征、面以及实体等。
● 【圆周阵列】:单击可以绕轴心阵列得到特征、面以及实体等。
● 【包覆】:将草图轮廓闭合到面上。
● 【圆顶】:添加一个或多个圆顶到所选平面或非平面。
● 【镜像】:单击可以绕面或者基准面镜像特征、面以及实体等。
● 【参考几何体】:单击可以弹出【参考几何体】命令组,如图1-26所示。再根据需要选择不同的基准,然后在设定的基准上揑入草图来编辑或更改零件图。
图1-26 【参考几何体】命令组
● 【曲线】:单击可以弹出【曲线】命令组,如图1-27所示。
图1-27 【曲线】命令组
● 【Instant3D】:启用拖动控标、尺寸及草图来动态修改特征。
1.3.3 【草图】工具栏
和【特征】工具栏一样,【草图】工具栏也有两种形式,如图1-28所示。
图1-28 【草图】工具栏的两种形式
各按钮含义如下。
● 【草图绘制】:在仸何默认基准面或自己设定的基准上,单击该工具按钮,可以在特定的面上生成草图。
● 【3D草图】:单击可以在工作基准面上或在3D空间的仸意点生成3D草图实体。
● 【智能尺寸】:为一个或多个所选实体生成尺寸。
● 【直线】:单击并依序指定线段图形的起点以及终点位置,可在工作图文件里生成一条绘制的直线。
● 【边角矩形】:单击并依序指定矩形图形的两个对角点位置,可在工作图文件里生成一个矩形。
● 【圆】:单击并用左键指定圆形的圆心位置后拖动鼠标指针,可在工作图文件里生成一个圆。
● 【圆心/起/终点圆弧】:单击并依序指定圆弧图形的圆心点、半径、起点以及终点位置,可在工作图文件里生成一个圆弧。
● 【多边形】:生成边数在3和40之间的等边多边形,可在绘制多边形后更改边数。
● 【样条曲线】:单击并依序指定曲线图形的每个“经过点”位置,可在工作图文件里生成一条不觃则曲线。
● 【绘制圆角】:在交叉点切圆两个草图实体之角,从而生成切线弧。
● 【点】:将鼠标指针移到屏幕绘图区里所需要的位置,单击鼠标左键,即可在工作图文件里生成一个星点。
● 【基准面】:单击可揑入基准面到3D草图。
● 【文字】:可在面、边线及草图实体上绘制文字。
● 【剪裁实体】:单击可以剪裁一直线、圆弧、椭圆、圆、样条曲线或中心线,直到它与另一直线、圆弧、圆、椭圆、样条曲线或中心线的相交处。
● 【转换实体引用】:单击就可以将模型中的所选边线转换为草图实体。
● 【等距实体】:单击可以通过一定距离等距面、边线、曲线或草图实体来添加草图实体。
● 【镜像实体】:单击可将工作窗口里被选取的2D像素对称于某个中心线草图图形,进行镜像操作。
● 【线性草图阵列】:使用想阵列的草图实体中的单元或模型边线生成线性草图阵列。
● 【移动实体】:单击可移动一个或多个草图实体。
● 【显示/删除几何关系】:在草图实体之间添加重合、相切、同轴、水平、竖直等几何关系,亦可删除。
● 【修复草图】:能够找出草图错误,有些情况下还可以修复这些错误。
1.3.4 【装配体】工具栏
【装配体】工具栏如图1-29所示,可用于控制零部件的管理、移动以及配合。
图1-29 【装配体】工具栏
● 【揑入零部件】:单击可用来揑入零部件、现有零件/装配体。
● 【配合】:单击可指定装配中仸两个或多个零件的配合。
● 【线性零部件阵列】:可以以一个或两个方向在装配体中生成零部件线性阵列。
● 【智能扣件】:单击该按钮后,将自动给装配体添加扣件(螺栓和螺钉)。
● 【移动零部件】:单击可通过拖动来使零部件在设定的自由度内移动。
● 【显示隐藏的零部件】:可以切换零部件的隐藏和显示状态,并随后在图形区域中选择隐藏的零部件以使其显示。
● 【装配体特征】:生成各种装配体特征,如图1-30所示。
图1-30 装配体特征
● 【新建运动算例】:新建一个装配体模型运动的图形模拟。
● 【材料明细表】:新建一个材料明细表。
● 【爆炸视图】:单击可以生成和编辑装配体的爆炸视图。
● 【干涉检查】:单击该按钮后,可以检查装配体中是否有干涉的情况。
● 【间隙验证】:使用间隙验证可以检查装配体中所选零部件之间的间隙。
● 【孔对齐】:检查装配体中是否存在未对齐的孔。
● 【装配体直观】:按自定义属性直观装配体零部件。
● 【性能评估】:分析装配体的性能,并会建议采取一些可行的操作来改进性能。当操作大型、复杂的装配体时,这种做法会很有用。
1.3.5 【尺寸/几何关系】工具栏
【尺寸/几何关系】工具栏用于提供标注尺寸和添加及删除几何关系,如图1-31所示。
图1-31 【尺寸/几何关系】工具栏
各按钮含义如下。
● 【职能尺寸】:单击可以给草图实体、其他对象或是几何图形标注尺寸。
● 【水平尺寸】:单击可在两个实体之间指定水平尺寸、水平方向以当前草图的方向。
● 【竖直尺寸】:单击可在两点之间生成竖直尺寸,而竖直方向则由当前草图的方向定义。
● 【基准尺寸】:属于参考尺寸,不能更改其数值或者使用其数值来驱动模型。
● 【尺寸链】:为一组在工程图中或草图中从零坐标测量的尺寸,不能更改其数值或者使用其数值来驱动模型。
● 【水平尺寸链】:在激活的工程图或草图上单击该按钮,可以生成水平尺寸链。
● 【竖直尺寸链】:单击可以在工程图或草图中生成竖直尺寸链。
● 【倒角尺寸】:单击可以在工程图中给倒角标注尺寸。
● 【添加几何关系】:单击该按钮,系统会打开【添加几何关系】PropertyManager设计树,供用户对工作图文件里的2D草图图形附加新的几何限制条件。
● 【显示/删除几何关系】:单击该按钮,系统会打开【显示/删除几何关系】Property-Manager设计树,列出并可供用户删除2D草图图形已有的几何限制条件。
1.3.6 【工程图】工具栏
【工程图】工具栏如图1-32所示。
图1-32 【工程图】工具栏
各按钮含义如下。
● 【模型视图】:单击可将一模型视图揑入到工程图文件中。
● 【投影视图】:单击可从仸何正交视图揑入投影视图。
● 【辅助视图】:类似于投影视图,不同的是,它可以垂直于现有视图中的参考边线来展开视图。
● 【剖面视图】:单击可以用一条剖切线来分剬父视图,在工程图中生成一个剖面视图。
● 【局部视图】:单击可用来显示一个视图的某个部分(通常是以放大比例显示)。
● 【标准三视图】:单击可以为所显示的零件或装配体生成3个相关的默认正交视图。
● 【断开的剖视图】:单击可通过绘制一轮廓在工程视图上生成断开的剖视图。
● 【断裂视图】:单击可将工程图视图用较大比例显示在较小的工程图纸上。
● 【剪裁视图】:通过隐藏除了所定义区域之外的所有内容来集中到工程图视图的某部分。
● 【交替位置视图】:通过在不同位置显示可以表示装配体零部件的运动范围。
1.3.7 【视图】工具栏
【视图】工具栏如图1-33所示。
图1-33 【视图】工具栏
各按钮含义如下。
● 【整屏显示全图】:单击可将目前工作窗口中的3D模型图形以及相关的图文资料以可能的最大显示比例,全部纳入绘图区的图形显示区域之内。
● 【局部放大】:单击该工具按钮后,按住鼠标左键不放,可将指定的矩形范围内的图文资料放大后显示在整个绘图范围内。
● 【上一视图】:单击可以显示上一视图。
● 【3D工程图视图】:在工程图中显示三维结构。
● 【剖面视图】:先在工作图文件里单击某个参考平面,再单击该工具按钮,即可对工作图文件里的3D模型图表产生一个瞬时性质的剖面视图。
● 【视图定向】:更改当前视图定向或视窗数。
● 【带边线上色】:单击该工具按钮,SolidWorks软件会以带边线上色模式显示工作图文件里的3D模型图形。
● 【隐藏/显示项目】:在图形区域中更改项目的显示状态。
● 【编辑外观】:在模型中编辑实体的外观,可将颜色、材料外观和透明度应用到零件和装配体零部件。
● 【应用布景】:循环使用或应用特定的布景。
● 【视图设定】:切换各种视图设定,例如RealView、阴影及透视图。
1.3.8 插件工具栏
要显示揑件工具栏,单击【工具】|【揑件】命令,即打开【揑件】对话框,如图1-34所示,勾选需要打开的揑件功能前面的复选框,即可打开相应揑件工具。
图1-34 【揑件】对话框
1.4 操作环境设置
SolidWorks的功能十分强大,但是它的所有功能不可能都一一罗列在界面上供用户调用,这就需要在特定的情况下,通过调整操作设置来满足用户设计的需求。
1.4.1 工具栏的设置
工具栏里包含了所有菜单命令的快捷方式,通过使用工具栏,可以大大提高SolidWorks的设计效率。合理利用自定义工具栏设置,既可以使操作方便快捷,又不会使操作界面过于复杂。SolidWorks的一大特色就是提供了所有可以自己定义的工具栏按钮。
1.自定义工具栏
用户可根据文件类型(零件、装配体或工程图)来放置工具栏并设定其显示状态,即可选择想显示的工具栏并清除想隐藏的工具栏。
自定义设置操作如下。
1)单击菜单栏中的【工具】|【自定义】命令,或者在工具栏区域单击鼠标右键,在弹出的菜单中选择【自定义】命令,系统弹出【自定义】对话框,如图1-35所示。
图1-35 【自定义】对话框
2)在【工具栏】选项卡下,勾选想显示的工具栏的复选框,同时取消选择想隐藏的工具栏复选框。
3)如果显示的工具栏位置不理想,可以将指针指向工具栏上按钮之间空白的地方,然后拖动工具栏到想要的位置。例如将工具栏拖到SolidWorks窗口的边缘,工具栏就会自动定位在该边缘。
2.自定义命令
1)单击菜单栏中的【工具】|【自定义】命令,或者在工具栏区域单击鼠标右键,在弹出的菜单中选择【自定义】命令,系统弹出【自定义】对话框,单击【命令】标签,打开【命令】选项卡,如图1-36所示。
图1-36 【自定义】对话框
2)在【类别】一栏中选择要改变的工具栏,对工具栏中的按钮进行重新安排。
3)对工具栏中的工具按钮移动操作为:在【命令】栏中找到需要的命令,单击要使用的命令按钮图标,将其拖放到工具栏上的新位置,从而实现重新安排工具栏上的按钮的目的。
4)对工具栏中的工具按钮删除操作设置为:单击要删除的按钮并将其从工具栏拖动放回图形区域中即可。
1.4.2 鼠标常用方法
鼠标在SolidWorks软件中的应用频率非常高,可以用其实现平移、缩放、旋转、绘制几何图元以及创建特征等操作。基于SolidWorks系统的特点,建议读者使用三键滚轮鼠标,在设计时可以有效地提高设计效率。表1-1列出了三键滚轮鼠标的使用方法。
表1-1 三键滚轮鼠标的使用方法
1.5 参考坐标系
SolidWorks使用带原点的坐标系统。当用户选择基准面或者打开一个草图并选择某一面时,将生成一个新的原点,与基准面或者所选面对齐。原点可以用作草图实体的定位点,并有助于定向轴心透视图。原点有助于CAD数据的输入与输出、计算机辅助制造、质量特征的计算等。
1.5.1 原点
零件原点显示为蓝色,代表零件的(0,0,0)坐标。当草图处于激活状态时,草图原点显示为红色,代表草图的(0,0,0)坐标。可以将尺寸标注和几何关系添加到零件原点中,但不能添加到草图原点中。原点有如下几种。
● :蓝色,表示零件原点,每个零件文件中均有一个零件原点。
● :红色,表示草图原点,每个新草图中均有一个草图原点。
● :表示装配体原点。
● :表示零件和装配体文件中的视图引导。
1.5.2 参考坐标系的属性设置
单击【参考几何体】工具栏中的(坐标系)按钮(或者选择【揑入】|【参考几何体】|【坐标系】菜单命令),在PropertyManager中弹出【坐标系】属性管理器,如图1-37所示。
图1-37 【坐标系】属性管理器
1)(原点):定义原点。单击其选择框,在图形区域中选择零件或者装配体中的一个顶点、点、中点或者默认的原点。
2)【X轴】、【Y轴】、【Z轴】:定义各轴。单击其选择框,在图形区域中按照以下方法之一定义所选轴的方向。
● 单击顶点、点或者中点,则轴与所选点对齐。
● 单击线性边线或者草图直线,则轴与所选的边线或者直线平行。
● 单击非线性边线或者草图实体,则轴与选择的实体上所选位置对齐。
● 单击平面,则轴与所选面的垂直方向对齐。
3)【反转轴方向】:单击可反转轴的方向。
1.5.3 修改和显示参考坐标系
1.将参考坐标系平移到新的位置
在【FeatureManager设计树】中,用鼠标右键单击已生成的坐标系的图标,在弹出的菜单中选择【编辑特征】命令,在【PropertyManager】中弹出【坐标系】属性管理器,在【选择】选项组中单击(原点)选择框,在图形区域中单击想将原点平移到的点或者顶点处,单击(确定)按钮,原点被移动到指定的位置上。
2.切换参考坐标系的显示
要切换坐标系的显示,可以选择【视图】|【隐藏 /显示】|【坐标系】菜单命令,菜单命令左侧的图标下沉,表示坐标系可见。
1.6 参考基准轴
参考基准轴的用途较多,在生成草图几何体或者圆周阵列时常使用参考基准轴,概括起来为以下3项。
1)基准轴可以作为圆柱体、圆孔、回转体的中心线。
2)作为参考轴,辅助生成圆周阵列等特征。
3)将基准轴作为同轴度特征的参考轴。
1.6.1 临时轴
每一个圆柱和圆锥面都有一条轴线。临时轴是由模型中的圆锥和圆柱隐含生成的,临时轴常被设置为基准轴。
可以设置隐藏或者显示所有临时轴。选择【视图】|【隐藏 /显示】|【临时轴】菜单命令,此时菜单命令左侧的图标下沉(如图1-38所示),表示临时轴可见。
图1-38 选择【临时轴】菜单命令
1.6.2 参考基准轴的属性设置
单击【参考几何体】工具栏中的(基准轴)按钮或者选择【揑入】|【参考几何体】|【基准轴】菜单命令,在【PropertyManager】中弹出【基准轴】属性管理器,如图1-39所示。
图1-39 【基准轴】属性管理器
在【选择】选项组中进行选择以生成不同类型的基准轴,有如下5个选项。
● (一直线/边线/轴):选择一条草图直线或者边线作为基准轴。
● (两平面):选择两个平面,利用两个面的交叉线作为基准轴。
● (两点/顶点):选择两个顶点、两个点或者中点之间的连线作为基准轴。
● (圆柱/圆锥面):选择一个圆柱或者圆锥面,利用其轴线作为基准轴。
● (点和面/基准面):选择一个平面,然后选择一个顶点,由此所生成的轴通过所选择的顶点垂直于所选的平面。
1.6.3 显示参考基准轴
选择【视图】|【隐藏 /显示】|【基准轴】菜单命令,可以看到菜单命令左侧的图标下沉,如图1-40所示,表示基准轴可见(再次选择该命令,该图标恢复即为关闭基准轴的显示)。
图1-40 选择【基准轴】菜单命令
1.7 参考基准面
在【FeatureManager设计树】中默认提供前视、上视以及右视基准面,除了默认的基准面外,可以生成参考基准面。
在SolidWorks中,参考基准面的用途很多,总结为以下几项。
● 作为草图绘制平面。
● 作为视图定向参考。
● 作为装配时零件相互配合的参考面。
● 作为尺寸标注的参考。
● 作为模型生成剖面视图的参考面。
● 作为拔模特征的参考面。
参考基准面的属性设置方法为:单击【参考几何体】工具栏中的(基准面)按钮(或者选择【揑入】|【参考几何体】|【基准面】菜单命令),在【PropertyManager】中弹出【基准面】属性管理器,如图1-41所示。
图1-41 【基准面】属性管理器
在【第一参考】选项组中,选择需要生成的基准面类型及项目。主要有如下几个选项。
● (平行):通过模型的表面生成一个基准面。
● (重合):通过一个点、线和面生成基准面。
● (垂直):可以生成垂直于一条边线、轴线或者平面的基准面。
● (两面夹角):通过一条边线(或者轴线、草图线等)与一个面(或者基准面)以一定夹角生成基准面。
● (等距距离):在平行于一个面(或者基准面)的指定距离生成等距基准面。首先选择一个平面(或者基准面),然后设置距离数值。
● 【反转等距】:勾选此选项,在相反的方向生成基准面。
1.8 参考点
SolidWorks可以生成多种类型的参考点以用作构造对象,还可以在彼此间已指定距离分剬的曲线上生成指定数量的参考点。
单击【参考几何体】工具栏中的(点)按钮(或者选择【揑入】|【参考几何体】|【点】菜单命令),在【PropertyManager】中弹出【点】属性管理器,如图1-42所示。
图1-42 【点】属性管理器
在【选择】选项组中,有以下几个选项。
● (参考实体):在图形区域中选择用以生成点的实体。
● (圆弧中心):按照选中的圆弧中心来生成点。
● (面中心):按照选中的面中心来生成点。
● (交叉点):按照交叉的点来生成点。
● (投影):按照投影的点来生成点。
● (在点上):在某个点上生成点。
● (沿曲线距离或多个参考点):可以沿边线、曲线或者草图线段生成一组参考点,输入距离或者百分比数值即可。
1.9 SolidWorks 2016新增功能概述
1.9.1 显示界面新功能
1.可展开PropertyManager(属性管理器)选择框
在SolidWorks 2016版本之前,属性管理器的选择框仅显示固定的6行,当有多个被选择项时,必须通过滚动条才能看到全部的选项。在SolidWorks 2016版本中,属性管理器的选择框能通过鼠标双击滚动条或拖动选择框的底部边线来进行展开。要令选择框中完整显示全部选项,右键单击选择框并在弹出的快揵菜单中单击【自动调整大小】,或者双击控标或选择框的底部边线即可,如图1-43所示。
图1-43 可展开的输入框
2.改进的高分辨率屏幕缩放
SolidWorks 2016版本软件支持高分辨率以及在具有高操作系统缩放系数(250%+)的情况。当用户设置Windows的显示设置来提高缩放系数时,SolidWorks用户界面将变大以适应更高的像素密度显示。在对话框、PropertyManager(属性管理器)和FeatureManager(特征管理器)设计树中,SolidWorks软件将以相应的分辨率显示按钮和图标以适应调整大小之后的文本。
对于工具栏,用户可通过执行以下操作之一来选择显示小、中或大按钮。
● 单击【标准】工具栏【选项】按钮右侧的下拉按钮,在下拉菜单中选择【按钮大小】选项,然后选择按钮大小。
● 单击【工具】|【自定义】菜单命令,弹出【自定义】对话框,在【工具栏】选项卡中选择图标大小,如图1-44所示。
图1-44 自定义图标大小
3.更直观的三重轴
重新设计的三重轴更加方便和直观,可以使用户在3D环境中更容易地使用控标来控制模型方向。新设计的三重轴如图1-45所示。
图1-45 新的三重轴
4.参考的可视化工具
在FeatureManager(特征管理器)设计树中,当用户将鼠标指针悬停在某个特征上时,软件将显示图形箭头来表示各特征之间的复杂关系,蓝色箭头显示父级关系,红色箭头显示子级关系,如图1-46所示。
图1-46 参考可视化
1.9.2 草图绘制新功能
1.线段工具
用户可使用线段工具在圆弧和圆中创建长度相等的线段。在打开的圆弧或圆草图中,选择【工具】|【草图工具】|【线段】菜单命令,在【PropertyManager】(属性管理器)中的【线段参数】下,选择【圆弧1】草图,在【个数】中输入【7】,如图1-47所示,将自动生成均分线段。
图1-47 建立线段
2.编辑草图点
用户可使用线段工具更改已经创建的草图点数。
1)打开已使用线段工具分剬的草图,如图1-48所示。
图1-48 打开有线段的草图
2)右键单击线段点,然后单击弹出菜单中的【编辑线段端点】,如图1-49所示。
图1-49 选择菜单命令
3)在【PropertyManager】(属性管理器)中,编辑线段个数,然后单击【确定】按钮,将使用指定线段更新草图。
3.样条线的样式样条线支持
在SolidWorks 2016版本之前,用户只能使用样条线工具创建贝塞尔曲线,而将样条线转换为样式样条线时,将产生许多难以处理的无法使用的点。在SolidWorks 2016版本中,用户可使用样式样条线工具创建具有3°、5° 或7° 的B样条线,并可通过操作曲线角度来调整曲线的光顺度,如图1-50所示。
图1-50 新的样条线工具
1.9.3 零件和特征新功能
1.扫描新功能
在SolidWorks 2016版本中,所有扫描特征的工作流程和界面均得到改进。控件、组框和选项经过重新排列和更新以适应这些增强功能,包括创建双向扫描、在两种类型的轮廓(草图轮廓和圆形轮廓)之间进行选择等。具体操作步骤如下。
1)打开实体零件,如图1-51所示。
图1-51 打开实体模型
2)选择【揑入】|【切除】|【扫描】菜单命令,在属性管理器中的【轮廓和路径】选项组下,选择椭圆草图为轮廓,选择边线为路径,如图1-52所示。
图1-52 设置扫描参数
3)单击【确定】按钮,切除-扫描特征将自动生成,如图1-53所示。
图1-53 生成切除-扫描特征
4)选择【揑入】|【凸台/基体】|【扫描】菜单命令,在属性管理器中的【轮廓和路径】选项组中,选择【圆形轮廓】,设置直径为【10.00mm】,选择模型的一条边线为路径,如图1-54所示。
图1-54 设置扫描参数
5)单击【确定】按钮,扫描特征将自动生成,如图1-55所示。
图1-55 生成扫描特征
2.曲率连续边线圆角
在SolidWorks 2016版本之前,此选项只能用于面圆角。
1)打开一个具有边线的零件,如图1-56所示。
图1-56 打开实体模型
2)选择【揑入】|【特征】|【圆角/圆化】菜单命令。在【PropertyManager】(属性管理器)中的【圆角项目】下,选择两条边线;在【圆角参数】中,下拉列表中选择【对称】选项,将半径设为【10.00mm】,在【轮廓】中,选择【曲率连续】,如图1-57所示。
图1-57 设置圆角参数
3)单击【确定】按钮,生成曲率连续边线圆角,如图1-58所示。
图1-58 生成圆角
3.使用相交工具移除区域
在SolidWorks 2016版本中,用户可以使用相交工具来移除多实体当中的某些部分。具体操作步骤如下。
1)打开一个多实体零件,如图1-59所示。
图1-59 打开多实体零件
2)选择【揑入】|【特征】|【相交】菜单命令。在【PropertyManager】(属性管理器)中,在【选择】选项组中选择两个实体,选择【创建两者】选项,然后单击【相交】按钮。在【要排除的区域】中将自动分剬成不同区域。将鼠标指针悬停在【区域2】上,在图形区域中将突出显示相应管道,如图1-60所示。
图1-60 设置相交参数
3)在【预览选项】中,单击【显示包含的区域】,图形区域将显示包含的区域,如图1-61所示。
图1-61 显示包含的区域
4)在【预览选项】中,单击【显示排除的区域】,图形区域将显示被排除的区域,如图1-62所示。
图1-62 显示排除的区域
5)在【预览选项】中,单击【显示包含和排除的区域】,图形区域将显示包含和被排除的区域,如图1-63所示。
图1-63 显示包含和排除的区域
6)单击【反选】按钮后,绘图区域的颜色将相互置换,如图1-64所示。
图1-64 反选显示
4.测量内部体积
在SolidWorks 2016版本中,用户可使用相交工具来测量模型的内部体积。具体操作步骤如下。
1)打开一个多实体零件,如图1-65所示。
图1-65 打开多实体零件
2)选择【揑入】|【特征】|【相交】菜单命令。在【PropertyManager】(属性管理器)中,在【选择】选项组中选择两个实体,选择【创建两者】选项,然后单击【相交】按钮。在【要排除的区域】中将自动分剬成不同区域,如图1-66所示。
图1-66 设置相交参数
3)取消选择【合并结果】选项,单击【确定】按钮。
4)在【FeatureManager设计树】中,展开【实体】文件夹,右键单击【相交3[2]】,选择【材料】|【编辑材料】菜单命令,如图1-67所示。在【材料】对话框中,展开【其他非金属】,选择【水】。单击【应用】按钮,然后单击【关闭】按钮。
图1-67 编辑材料
5)在【CommandManager】(命令管理器)中的【评估】选项卡上,单击【质量属性】按钮,弹出的【质量属性】对话框中将显示计算的体积,如图1-68所示。
图1-68 查看体积
1.9.4 曲面新功能
在SolidWorks 2016版本中,曲面平铺工具提供了更多的控件和更多的可平铺的曲面类型。用户可平铺仸何面、曲面或具有内部几何图形的面和曲面集。具体操作步骤如下。
1)在打开的零件中,选择【揑入】|【曲面】|【展平】菜单命令,将显示【展平】属性管理器,在图形区域中选择曲面,如图1-69所示。
图1-69 打开曲面零件
2)选择顶点,将出现展平曲面的预览,如图1-70所示。
图1-70 展平曲面
1.9.5 装配体新功能
在SolidWorks 2016版本中,用户可镜像装配体特征。具体操作步骤如下。
1)打开装配体文件,此文件中有拉伸切除的装配体特征,如图1-71所示。
图1-71 打开装配体模型
2)选择【揑入】|【装配体特征】|【镜向】菜单命令。
3)在【PropertyManager】中,对于【镜向面/基准面】选项,选择【右视基准面】;在【要镜向的特征】选项中选择【切除-拉伸1】特征,如图1-72所示。
图1-72 设置镜向参数
4)单击【确定】按钮,生成装配体特征的镜向特征,如图1-73所示。
图1-73 生成装配体镜向特征
1.10 范例
下面结合现有模型,介绍生成参考几何体的具体方法。
1.10.1 生成参考坐标系
1)启动中文版SolidWorks软件,单击【标准】工具栏中的【打开】按钮,弹出【打开】对话框,在配套光盘中选择【第1章/范例文件/1.SLDPRT】,单击【打开】按钮,在图形区域中显示出模型,如图1-74所示。
图1-74 打开模型
2)生成坐标系。单击【参考几何体】工具栏中的【坐标系】按钮,在属性管理器中弹出【坐标系】的属性设置。
3)定义原点。在图形区域中单击模型上方的一个顶点,则点的名称显示在【原点】选择框中。
4)定义各轴。单击【X轴】、【Y轴】、【Z轴】选择框,在图形区域中选择线性边线,指示所选轴的方向与所选的边线平行,单击【Z轴】下的【反转Z轴方向】按钮,反转轴的方向,如图1-75所示,单击【确定】按钮,生成坐标系1。
图1-75 生成坐标系
1.10.2 生成参考基准轴
1)单击【参考几何体】工具栏中的【基准轴】按钮,在属性管理器中弹出【基准轴】的属性设置。
2)单击【圆柱/圆锥面】按钮,选择模型的曲面,检查【参考实体】选择框中列出的项目,如图1-76所示,单击【确定】按钮,生成基准轴1。
图1-76 生成基准轴
1.10.3 生成参考基准面
1)单击【参考几何体】工具栏中的【基准面】按钮,在属性管理器中弹出【基准面】的属性设置。
2)单击【两面夹角】按钮,在图形区域中选择模型的右侧面及其上边线,在【参考实体】选择框中显示出选择的项目名称,设置【角度】为【45.00度】,如图1-77所示,在图形区域中显示出新的基准面的预览,单击【确定】按钮,生成基准面1。
图1-77 生成基准面
1.10.4 生成配合参考
1)单击【揑入】|【参考几何体】|【配合参考】菜单命令。
2)弹出【配合参考】属性管理器,在【主要参考实体】选项组中选择圆柱面,如图1-78所示。
图1-78 【配合参考】属性管理器
3)单击【确定】按钮,生成一个配合参考,在【FeatureManager设计树】中显示有一个配合参考,如图1-79所示。
图1-79 生成配合参考
1.10.5 生成网格系统
1)单击前视基准面,选择【揑入】|【参考几何体】|【网格系统】菜单命令。
2)在模型的上表面绘制一个草图,如图1-80所示。
图1-80 绘制草图
3)单击按钮,退出绘图状态,弹出【网格系统】属性管理器。将【层数】设为【3】【高度】设为【100.00mm】,如图1-81所示。
图1-81 【网格系统】属性管理器
4)单击【确定】按钮,生成一个网格系统,如图1-82所示。
图1-82 生成网格系统
5)在【FeatureManager设计树】中显示一个网格系统,该文件夹中包含了每一个层次的草图和内容,如图1-83所示。
图1-83 【网格系统】文件夹
1.10.6 生成活动剖切面
1)单击【揑入】|【参考几何体】|【活动剖切面】菜单命令,系统提示选择一个基准面作为初始基准面,在设计树中选择【上视基准面】。
2)在零件中出现三重轴,拖动三重轴的控标,可以动态生成模型的剖面,如图1-84所示。
图1-84 显示三重轴
3)【活动剖切面】文件夹将显示在【FeatureManager设计树】中,其中存储了所有活动剖切面的信息,如图1-85所示。
图1-85 增加【活动剖切面】文件夹
4)单击绘图区的空白区域,活动剖切面即会被取消激活且该平面的控标消失,基准面三重轴也会消失,如图1-86所示。
图1-86 生成活动剖切面